Важливість коефіцієнта вологопроникності в процесах нанесення захисного покриття

11.08.2023 |

Ключовою функцією процесу нанесення захисного покриття є захист друкованої плати від вологи. Будуть надані відповіді на деякі типові питання щодо рівня цього захисту.

Чи є захисне покриття водонепроникним?

Це, мабуть, найпоширеніше питання, яке найчастіше неправильно розуміють у сфері захисту друкованих плат.

Коротка і проста відповідь – НІ.

Ті з вас, хто достатньо дорослий, напевно пам’ятають різницю в перших електронних годинниках між термінами «водостійкий» (water-resistant ) та «водонепроникний» (waterproof). Такий годинник, ймовірно, витримав би невелику зливу, але він не підходив для купання та пірнання в Карибському морі. Захисне покриття є «водостійким» до водяної пари та води, але не розроблене як «водонепроникне» (тобто повністю стійке до вологи).

Захисний шар покриття навмисно розроблений як напівпроникна мембрана, що дозволяє певній кількості летких речовин проходити в обох напрямках. Така необхідність продиктована тим, що на платі завжди є залишки рідин або газів, які з часом повинні вивільнитися. Отже, їм необхідно дати можливість звільнитися, щоб уникнути потенційної шкоди.

Як наслідок необхідності забезпечення напівпроникності захисного шару, захисне покриття не є повністю водонепроникним, що означає, що воно не є повністю непроникним для води та водяної пари в довгостроковій перспективі. У більшості випадків захисне покриття не допускає тривалого занурення в рідину, але воно стійке до короткочасного впливу, наприклад, бризок. Тому воно не повністю захищає від води і пари, але значно продовжує термін безвідмовної роботи в умовах підвищеної вологості.

Що таке MVTR?

Абревіатура MVTR (Moisture Vapor Tramsmission Rate) означає «швидкість пропускання парів вологи». Іноді замість нього використовується термін «швидкість пропускання водяної пари», WVTR (Water Vapor Transmission Rate). Загальне визначення MVTR або WVTR можна сформулювати так: кількість водяної пари, що проникає через задану поверхню за одиницю часу, виміряна за заданої температури та вологості. У результаті співвідношення зазвичай виражається в грам/м2/24 години. Чим вона вища, тим більше водяної пари проникає в матеріал протягом доби. Менші значення означають більшу стійкість до водяної пари та кращий захист.

Приклад:

Пластик Товщина MVTR (г/м2/24 год.)
PET 1 міл (25 мікрон) 18
OPP 1 міл 10
HDPE 1 міл 5

У наведеному вище прикладі, де порівнюються 3 типи пластикових пакувальних плівок, плівка HDPE забезпечить найкращий захист від вологи, оскільки вона має найнижчу MVTR. Для точної оцінки важливо порівнювати плівки та покриття ОДНАКОВОЇ ТОВЩИНИ. Більш товсті покриття майже завжди покращують захист.

Як виміряти та перевірити MVTR?

Існує багато методів вимірювання MVTR захисних покриттів, однак, незалежно від їх складності чи простоти, усі вони передбачають процес, подібний до показаного на малюнку нижче.

Таким досить простим способом можна піддати певний захисний шар дії вологи протягом 24 годин, а потім виміряти за масою кількість вологи (води), яка проникла в вимірювальну камеру.

Чи всі типи захисних шарів мають однакову MVTR?

Ні, не всі типи захисних покриттів однаково захищають від вологи. Власне, хімічних склад захисного шару визначає ступінь захисту. Процес нанесення захисного покриття дає шари товщиною від 1 до 3 міл (тобто від 25 до 75 мікрон). Завжди варто дивитися на MVTR покриття, яке ви використовуєте, щоб знати кінцевий рівень захисту друкованої плати. На діаграмі нижче показано значні відмінності між MVTR для деяких із найпоширеніших хімічних складів захисних покриттів.

На додаток до MVTR існує багато інших критеріїв для вибору захисного шару, таких як швидкість процесу, можливість ремонту або вплив на навколишнє середовище. Окрім цих питань, легко ранжувати різні типи відповідно до MVTR:

  • синтетичний каучук (найкращий)
  • УФ-затвердіння
  • двокомпонентні епоксидні смоли
  • акрил
  • поліуретан
  • силікон (найгірший).

Що робити, якщо система вимагає стійкості до тривалого занурення?

Виникає питання, що саме потрібно робити, якщо для застосування необхідний захист від тривалого впливу рідини? У більшості випадків захисне покриття не підходить для цих застосувань. Вихід – або герметично зварені корпуси, або інкапсуляція та заливка всієї системи.

Існує широкий вибір технологій заливки, включаючи такі сполуки, як 2-компонентні епоксидні смоли, 2-компонентні уретани та матеріали для УФ-затвердіння. Зазвичай вони утворюють набагато товстіші шари і таким чином забезпечують необхідний ступінь захисту від найскладніших умов, включаючи тривалий вплив рідин. Однак, очевидно, товщий шар також означає додаткові витрати, тому рішення цього типу зазвичай використовуються для додатків, які вимагають найвищого захисту.

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