Основные принципы выбора покрытий
Любое радиоэлектронное средство имеет определенное назначение, область применения, технические характеристики, конструктивно-технологические особенности и функциональную сложность. Основные требования к параметрам РЭС отражены в нормативно-технической и конструкторской документации — ГОСТах, ОСТах, ТУ, паспортах, руководящих указаниях и т. д. Все изделия и его составные части, в том числе и лакокрасочные покрытия, должны отвечать предъявляемым техническим требованиям. Первое и основное требование — обеспечение гарантированной работоспособности изделия (покрытия) в заданных условиях эксплуатации. С целью реализации данного требования разработчик изделия и производит выбор необходимого защитного, защитно-декоративного или специального ЛКП.
Как известно, РЭС предназначены для различного климатического исполнения и категории размещения. Они могут эксплуатироваться как на открытом воздухе со 100 %-й относительной влажностью и конденсацией влаги на поверхности, так и в помещениях с частично кондиционированным воздухом.
Для обеспечения требуемых защитных свойств используются различные ЛКМ и системы покрытий на их основе. Например, для влаго-защиты ЭМ1 и ЭМ2 на микросхемах, микросборках и других изделиях электронной техники (ИЭТ) с объемным или печатным монтажом, эксплуатирующийся в условиях Б2, 02, 0М2, Т2, ХЛ2, УХЛ2 и У2 применяются лаки на основе полиэпоксидов (ЭП-9114, ЭП-730) или полиуретанов (УР-231). Общее число слоев — от двух до четырех в зависимости от вида ЛКМ. Для защиты тех же изделий, но эксплуатирующихся в более легких условиях (группа ТЗ), применяется кремнийорганическая гидрофобизирующая жидкость 136-41 со специальным подслоем П-11. При эксплуатации изделий внутри помещения с искусственно регулируемыми климатическими условиями (например, группа УХЛ4.2) можно наносить один слой жидкости 136-41 без подслоя П-11.
Выбор ЛКМ и систем покрытий в первую очередь определяется условиями эксплуатации изделий, в том числе, комплексом климатических факторов. Однако для обеспечения высоких эксплуатационных характеристик при выборе ЛКП необходимо также учитывать комплекс конструктивных и производственных факторов: тип и состояние поверхности материала, габариты и группу сложности изделия, сочетаемость материалов, максимально допустимые температуры их нагревания, влияние предыдущей и последующих операций изготовления и монтажа изделий, экономическую эффективность процесса получения ЛКП и др.
Основными конструкционными материалами в производстве ПП и ЭМ являются фольгированные и не фольгированные диэлектрики, керамика, различные металлы и сплавы. Многие ЛКМ целенаправленно разрабатывались для конкретного класса точности и метода изготовления ПП, ЭМ. В частности, эмаль ЗП-941ш — для получения ЗМ на ПП методом сеткографии; тиксотропный лак ЭП-9114 — для влаго-защиты ЭМ и электро-изоляции навесных элементов. Необходимо учитывать также химическую природу пластмасс. Например, при окрашивании полистирола не рекомендуется применять активные органические растворители.
Состояние и свойства поверхности окрашиваемого изделия — присутствие продуктов коррозии, шероховатость, наличие статического электричества, поверхностное и объемное электрическое сопротивление, газо-содержание и т. д. в значительной мере определяют как технологию получения ЛКП, так и его качество. Так, от состава и структуры поверхностного слоя на металле зависит формирование про
межуточного слоя подложка — покрытие и самого лакокрасочного покрытия в целом. При тщательной подготовке поверхности покрытия даже с низкими защитными характеристиками имеют больший срок службы, чем хорошее покрытие при некачественной подготовке поверхности.
При выборе покрытия и технологии его получения необходимо учитывать габариты и группу сложности конструкции РЭС. Согласно ГОСТ 26765.11-85 приняты следующие основные размеры ПП:
Длина, мм 125 170 360 240 280 360
Ширина, мм 160 75 4 320* 200 150 160 280
Для удобства автоматизации и механизации процесса изготовления ПП проходят технологические операции в виде заготовок печатных плат (ЗПП), в которые входят несколько ПП. Наиболее часто встречающиеся габариты ЗПП, на которые в основном рассчитано современное технологическое оборудование предприятий: 300X400 мм и 500X600 мм. ЗПП разрезают на отдельные ПП перед заключительными операциями процесса изготовления (контроль качества, маркирование, консервация, упаковка) . О возможностях выполнения ПП по классам точности свидетельствуют данные табл.
Материал основания ПП, материал и толщина металлорезиста печатных проводников, конструкция и взаимное расположение контактных выводов и навесных электро-радиоэлементов предопределяют выбор ЛКМ для защитной маски ПП, влагозащитного покрытия ЭМ и маркирования ПП и ЭМ. При этом обязательно учитывается влияние как предыдущих технологических операций перед нанесением ЛКМ (подготовка поверхности, отмывка, подсушка), так и последующих (пайка, облуживание, накрутка, воздействие металлических контактных выводов при автоматическом монтаже изделий, отмывка после консервации, термо-тренировка и т. д.). Например, использование в процессе подготовки поверхности спирто-бензиновой смеси может вызвать под растворение маркировочных обозначений на поверхности ИЭТ.
Большое значение при выборе ЛКМ имеют производственные возможности предприятия по реализации технологии и экономические факторы: наличие соответствующего оборудования, а также производственных помещений необходимого класса и категории по технике безопасности; стоимость и доступность материалов, удельные затраты труда и ресурсов на выпуск единицы продукции, а следовательно, ее себестоимость; длительность технологического цикла изготовления изделия.
Все эти требования необходимо учитывать при конструкторско- технологической отработке РЭС, которую следует проводить комплексно, т. е. начиная со стадии проектирования изделия, запуска его в производство, опытного и серийного его изготовления и кончая результатами испытаний. Такой комплексный подход позволяет не только сократить цикл „исследование — разработка — внедрение”, но и повысить надежность РЭС.
Таким образом, вначале в соответствии с ГОСТом или ТУ на изделие устанавливают группу условий эксплуатации ЛКП и определяют ассортимент возможных ЛКМ, а затем согласно нормативно-технической (НТД) и конструкторской (КД) документации на изделие проводят его конструкторско-технологическую отработку (и определяют допустимый класс покрытий в случае защитно-декоративной отделки металлов) с учетом: а) состояния поверхности, т. е. поверхностных и объемных свойств применяемых материалов; б) габаритов и группы сложности конструкции (класс точности для ПП); в) назначения, области применения и свойств покрытий (цвет, рабочий интервал температур, физико- технические и электроизоляционные характеристики, стойкость к воздействию влаги, плесневых грибов и т. д.); г) технологических факторов (максимально допустимая температура нагревания изделия при сушке, влияние предыдущих и последующих операций монтажа и сборки; изделия, совместимость ЛКМ, стойкость ЛКП и подложки к воздействию; растворителей и моющих средств и т. д.); д) производственных факторов (наличие специального технологического оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры, обеспеченность ресурсами и фондами, квалификация персонала, экономическая эффективность выбранного- процесса, состояние воздушной среды в цехе и др.).Ввиду многообразия указанных переменных факторов авторы считают необходимым более подробно остановиться хотя бы на одном из них, а именно на состоянии поверхности изделия в процессах ее подготовки и нанесения ЛКМ, поверхностных и объемных свойствах материала и их влиянии на качество получаемых ЛКП.