V aplikačních scénářích mnoha elektronických zařízení nejsou vlhká prostředí neobvyklá. Ať už se jedná o venkovní elektronická monitorovací zařízení, chytré spotřebiče v koupelnách nebo elektronické přístroje na lodích,obvodové deskymůže čelit hrozbě vodní páry. Jakmile je obvodová deska zaplavena, může to způsobit zkraty, poruchy a ovlivnit normální provoz zařízení. V závažných případech může způsobit trvalé poškození a zkrátit životnost zařízení. Vodotěsná úprava desek plošných spojů se proto stala klíčovým článkem při zajišťování spolehlivosti elektronických zařízení.
Níže jsou uvedeny různé metody a specifické provozní body pro vodotěsnou úpravu desek plošných spojů:
Metoda voděodolného nátěru
Vodotěsný nátěr je běžně používaná a účinná vodotěsná metoda pro desky plošných spojů. V současné době jsou hlavními voděodolnými nátěrovými materiály na trhu především kyselina akrylová, polyuretan a silikon.
Akrylový povlak má dobrý elektrický izolační výkon, relativně nízkou cenu a snadnou konstrukci. Na povrchu desky plošných spojů může vytvořit pevný ochranný film, který účinně blokuje pronikání vodní páry. Jeho chemická odolnost proti korozi je však relativně slabá a v některých drsných prostředích nemusí být schopen udržet dobrý vodotěsný účinek po dlouhou dobu.
Polyuretanový povlak funguje dobře, pokud jde o odolnost proti opotřebení a odolnost proti chemické korozi, a zároveň má dobrou flexibilitu, aby se přizpůsobil mírné deformaci desek plošných spojů v různých prostředích. Doba vytvrzování je však poměrně dlouhá a stavební proces vyžaduje přísnou kontrolu stavu prostředí.
Silikonové povlaky jsou známé pro svou vynikající odolnost vůči vysokým a nízkým teplotám, stejně jako dobrou flexibilitu a mohou stabilně hrát vodotěsnou roli v různých složitých prostředích. Vysoká cena silikonového povlaku však do určité míry omezuje jeho široké použití.
Při nanášení voděodolného nátěru je třeba v první řadě zajistit, aby povrch desky plošných spojů byl čistý a bez nečistot, jako je prach a olejové skvrny. K čištění lze použít speciální čisticí prostředky a měkké kartáče a poté je osušit čistým stlačeným vzduchem. Dále zvolte vhodný způsob nanášení. Mezi běžné způsoby potahování patří potahování štětcem, potahování stříkáním a ponořování. Operace nanášení štětcem je jednoduchá a vhodná pro malé série a konstrukčně složité desky plošných spojů, ale tloušťka povlaku není snadno rovnoměrná. Vysoká účinnost stříkání, dobrá rovnoměrnost nátěru, vhodné pro-výrobu ve velkém měřítku, ale vyžaduje profesionální stříkací zařízení a vysoké požadavky na životní prostředí. Ponořením lze zajistit komplexní a rovnoměrný povlak na desce plošných spojů, ale může to vést k plýtvání materiálem a u velkých desek plošných spojů může být nepohodlné. Bez ohledu na použitou metodu nanášení musí být tloušťka nátěru přísně kontrolována, obecně se doporučuje mezi 0,1-0,3 milimetrů. Tenký povlak může ovlivnit vodotěsnost, zatímco silný povlak může ovlivnit výkon odvádění tepla obvodové desky. Po dokončení nátěru by měl být vytvrzen podle pokynů nátěrového materiálu, aby bylo zajištěno, že nátěr zcela zaschne a vytvrdne a vytvoří účinnou vodotěsnou bariéru.
Způsob těsnění
Způsob těsnění spočívá ve vyplnění mezery mezi obvodovou deskou a pouzdrem tekutým těsnícím materiálem a po ztuhnutí vytvořit utěsněný celek pro dosažení hydroizolace. Mezi běžné těsnící materiály patří epoxidová pryskyřice, silikon a polyuretan.
Těsnicí materiály z epoxidové pryskyřice mají vysokou tvrdost a pevnost, vynikající elektrické izolační vlastnosti a silnou chemickou odolnost proti korozi. Může pevně přilnout k desce s plošnými spoji s nízkou mírou smrštění při vytvrzování, což účinně zabraňuje pronikání vodní páry do vnitřku desky s plošnými spoji. Ale po vytvrzení má epoxidová pryskyřice křehkou strukturu a může prasknout, když je vystavena významnému vnějšímu vlivu.
Silikonové těsnicí materiály mají dobrou flexibilitu a odolnost proti nárazu, silnou přizpůsobivost změnám teploty a mohou si udržet stabilní fyzikální vlastnosti v prostředí s vysokou i nízkou teplotou. Mezitím má silikon nízkou prodyšnost a může lépe blokovat vodní páru. Pevnost silikonu je však poměrně nízká a cena poměrně vysoká.
Polyuretanové těsnicí materiály mají nejen vodotěsné vlastnosti, ale mají také dobrou odolnost proti opotřebení a odolnost proti povětrnostním vlivům, které lze používat po dlouhou dobu v náročných venkovních prostředích. Proces vytvrzování však může vytvářet určité bubliny, které vyžadují zvláštní pozornost během procesu výstavby.
Před provedením operace těsnění by měla být také důkladně vyčištěna obvodová deska. U některých dílů, které nevyžadují těsnění, jako jsou konektory, chladiče atd., by měly být k ochraně použity stínící materiály, aby se zabránilo kontaminaci těsnícího materiálu. Těsnící materiál promíchejte rovnoměrně podle specifikovaného poměru a dávejte pozor na pomalý a rovnoměrný proces míchání, aby nevzniklo příliš mnoho bublin. Poté pomocí vhodných nástrojů, jako jsou injekční stříkačky, nálevky atd., pomalu vstříkněte těsnicí materiál do mezery mezi obvodovou deskou a pouzdrem, čímž zajistíte rovnoměrné vyplnění a žádné slepé rohy. Během procesu vytvrzování těsnicího materiálu je nutné zabránit vibracím a pohybu desky s obvody, aby se zabránilo ovlivnění těsnicího účinku. Doba vytvrzování závisí na typu těsnicího materiálu a okolní teplotě a obvykle trvá několik hodin až několik dní.
Použití vodotěsných konektorů
Vodotěsné konektory hrají klíčovou roli v oblasti připojení desek plošných spojů. Vodotěsné konektory používají speciální těsnicí konstrukce, jako jsou pryžové těsnící kroužky a vodotěsné pryžové podložky, aby účinně zabraňovaly pronikání vodní páry do desky plošných spojů podél spojovacích mezer.
Při výběru vodotěsných konektorů je nutné komplexně zvážit faktory, jako je úroveň vodotěsnosti, elektrický výkon, mechanický výkon a způsob instalace konektorů na základě skutečných aplikačních scénářů a požadavků. Běžné vodotěsné konektory mají vodotěsné úrovně, jako je IPX4, IPX5, IPX6 atd. Čím větší číslo, tím silnější je vodotěsnost. Například v obecném venkovním prostředí mohou konektory úrovně IPX5 obvykle splňovat základní vodotěsné požadavky; V prostředí, kde může docházet k silnému postřiku vodou, je nutné zvolit vodotěsné konektory IPX6 nebo vyšší.
Při instalaci vodotěsných konektorů se ujistěte, že jsou konektory pevně připojeny k desce plošných spojů a mají dobrý kontakt. Současně je třeba věnovat pozornost montážní poloze a směru těsnících součástí, aby nedošlo k nesouososti nebo poškození. Po dokončení připojení lze použít vodotěsné lepidlo k utěsnění spoje zástrčky- podruhé, čímž se vodotěsnost dále zlepší.
Kontrola a údržba vodotěsné úpravy desek plošných spojů
Po dokončení vodotěsné úpravy desky plošných spojů je nutná přísná kontrola, aby se zajistilo, že vodotěsný efekt splňuje požadavky. Mezi běžné kontrolní metody patří testování ponořením a testování vlhkosti. Test ponořením spočívá v úplném ponoření vodotěsně ošetřené desky plošných spojů do vody na určitou dobu a poté ji vyjměte, abyste zkontrolovali, zda do ní neproniká voda. Testování vlhkosti spočívá v umístění desky plošných spojů do prostředí s vysokou vlhkostí, sledování změn výkonu desky plošných spojů po určitou dobu a určení, zda nedošlo k poruchám způsobeným pronikáním vodní páry.