Обмеження застосування нанозахисних покриттів

18.08.2023 |

За останні кілька років з’явилася низка тонкоплівкових продуктів для захисту друкованих плат різного хімічного складу, багато з яких виробники назвали «нанопокриттями», незважаючи на плутанину щодо того, що це насправді означає.

Немає чіткого визначення терміну нанопокриття по відношенню до друкованих плат, а продукти, визначені таким чином, включають плівки, нанесені вакуумним способом, або мікрочастинки, які утворюють плівку товщиною в кілька нанометрів, а також більш стійкі сполуки, які утворюють шари товщиною в сотні нанометрів. Виробникам важливо, щоб властивості справжніх нанопокриттів порівнювали з більш традиційними технологіями захисту, щоб можна було зробити точну оцінку.

Розглядаючи можливість використання нанотехнологій, спочатку переконайтеся, що нанесений продукт дійсно утворює дуже тонке нанопокриття, тобто шар товщиною менше 10 нанометрів. Багато покриттів, описаних як нанопокриття, насправді потрібно наносити у значно більшій кількості для досягнення обіцяних параметрів, таких як стійкість до стирання, стійкість до вологи та хімічної взаємодії. Тому досить часто можна знайти «нано» продукт із рекомендованою товщиною 100 нанометрів або більше, якщо потрібно зберегти всі його параметри, тоді як шар 100 нанометрів характерний для більш традиційних захисних покриттів. Однак, якщо ви вже переконалися, що справді маєте справу з «нано» сполукою, вам все одно потрібно враховувати низку ризиків та обмежень.

Електричні характеристики

При застосуванні захисту в наношарі слід враховувати те, що випробування електричної міцності та опору поверхні можуть стати проблематичними. Таких тонких шарів, порівняно з більш традиційними покриттями, не завжди достатньо. В результаті у зовнішніх аудиторів можуть виникнути сумніви, так само може стати проблемою проведення деяких тестів (наприклад, згідно із стандартом UL746E).

Стирання

Ще одна серйозна проблема – стійкість до стирання, яку часто вимірюють за допомогою приладу Табера. Це може означати, що плати можуть належним чином працювати на виробництві та в короткостроковій перспективі, але її тривала експлуатація в складних умовах, необхідних у промислових або автомобільних застосуваннях, призводить до виходу з ладу.

Вплив води і пари

Багато нанопокриттів розроблено з надзвичайно низькою поверхневою енергією, яка добре працює при відштовхуванні рідин на поверхні. Але як працюють ці покриття під впливом вологи у вигляді водяної пари? Знову ж таки, при застосуванні на нанометровому рівні ймовірно, що стійкість до парів стає набагато більш проблематичною. Ось чому в багатьох випадках товщина нанопокриттів повинна бути набагато ближчою до традиційної.

Захист від розчинників

З міркувань, подібних до наведених вище, наношари викликають проблеми при контакті з газами та розчинниками. Одним із прикладів є взаємодія з нафтохімікатами та вуглеводнями. Деякі матеріали реагують і виявляють розчинність із 7-8 ізоалканами, добре відомими промисловими газами: метаном, бутаном, пропаном тощо. Можна припустити, що стійкість до розчинників для таких галузей промисловості, як автомобілебудування, може бути серйозним питанням.

Утворення олов’яних вусів

Огляд наявної інформації та даних свідчить про те, що на сьогоднішній день існує дуже обмежена робота щодо захисту друкованих плат від утворення олов’яних вусів шляхом використання покриттів нанотовщини. Це може викликати занепокоєння в усіх галузях, але особливо в аерокосмічній та військовій сферах.

Ріст дендрідів

Знову ж таки, через дуже тонку товщину нанесення, є занепокоєння щодо поганого захисту від нанопокриттів. Проникнення водяної пари та взаємодія з активними речовинами на платі (що залишилися від залишків флюсу) є основними причинами росту дендритів, і нанотовщина покриттів є потенційною проблемою в цьому відношенні.

Підсумовуючи слід нагадати, досі немає чіткого визначення того, що таке нанозахисне покриття для друкованих плат. Якщо необхідно зберегти всі властивості, ці засоби часто наносяться шарами товщиною, подібною або рівною товщині традиційного захисту. Однак, коли вони фактично використовуються в наношари, існує багато проблем щодо стійкості до стирання, вологи чи хімікатів. Відносно висока вартість цих засобів захисту разом із частою необхідністю заміни обладнання для їх застосування також слід розглядати як їхні недоліки.

За матеріалами сайту https://tek.info.pl