Есть ли недостатки у нанопокрытий для печатных узлов?

В последние несколько лет появился ряд разных по химическому составу продуктов для защиты печатных узлов с возможностью нанесения тонкой пленкой. Многие из таких продуктов производители обычно называют «нанопокрытиями», несмотря на путаницу в том, что это на самом деле означает. Нет четкого термина «нанопокрытие», а толщина этих покрытий варьируются от пленок, полученных осаждением в вакууме, и микрочастиц, толщина которых несколько нанометров, до пленок с толщиной в сотни нанометров. Для производителей крайне важно сравнивать свойства настоящих нанопокрытий с более традиционными технологиями защиты, чтобы можно было провести точную оценку.

Принимая во внимание технологию нанесения нанопокрытия важно, прежде всего, быть уверенным в том, что продукт на самом деле будет наноситься толщиной в несколько наноуровней, при которых, например, толщина в нанометрах будет являться однозначно правильной. Многие покрытия, характеризуемые как нанопокрытия, в действительности необходимо наносить гораздо более толстыми слоями, чтобы достичь многих желаемых рабочих характеристик по таким параметрам, как устойчивость к истиранию, погружению в воду и воздействию химических веществ. Нередко можно найти «нанопокрытие» с рекомендуемой толщиной в 100 или более нанометров, если требуется более высокое качество изделий. По своей сути это соответствует толщине более традиционных химических составов для защитных покрытий.

После того, как вы решили рассмотреть возможность применения настоящего нанопокрытия, возникает ряд проблем и ограничений:

1. Электрические характеристики

При использовании покрытий с толщиной в несколько нанометров испытания на устойчивость печатной платы к электрическому напряжению и сопротивление изоляции могут быть проблематичны. Данные покрытия не всегда отвечают требованиям по сравнению с более традиционными покрытиями. Могут возникнуть проблемы с испытаниями конкретных электрических характеристик, например, по стандарту UL746E.

2. Истирание

При толщине в несколько нанометров определение устойчивости к царапанью, например, по методу Табера (истирание), может стать серьезной проблемой, которая может выражаться в том, что платы могут корректно функционировать на производстве в течение небольшого периода, но в долгосрочной перспективе при работе в жестких климатических условиях могут привести к сбоям.

3. Воздействие воды и пара

Многие нанопокрытия разработаны с очень низкой поверхностной энергией, что приводит к впечатляющим характеристикам отталкивания поверхностных жидкостей. Как такие покрытия функционируют под воздействием водяного пара (влажности)? Опять же, при применении на уровнях, измеряемых в нанометрах, вероятно, что устойчивость к парам становится гораздо более проблематичной. Поэтому во многих случаях толщина нанопокрытия при нанесении должна быть максимально близкой к стандартной.

4. Защита от растворителей

По аналогии с изложенными выше рассуждениями о водяном паре и влажности, при низкой толщине нанопокрытий возникают серьезные и потенциальные проблемы с воздействием растворителей и газов. Среди примеров — взаимодействие с нефтехимическими веществами и углеводородами. Некоторые материалы взаимодействуют с изоалканами и растворяются в них. К изоалканам относятся основные промышленные газы, такие как метан, бутан, пропан и др. Можно предположить, что устойчивость к растворителям для таких отраслей, как автомобилестроение, нефтедобыча и военная промышленность может быть серьезным фактором.

5. Предотвращение роста «усов» олова (вискеров)

Обзор имеющейся информации и данных свидетельствует о том, что на сегодняшний день очень мало работ посвящено защите печатных плат от образования «усов» олова путем использования нанопокрытий. Данный фактор может представлять проблему для всех отраслей промышленности, но особенно для аэрокосмической и военной.

6. Дендритный рост

Опять же, по причине очень малой толщины при нанесении возникают опасения относительно низкого уровня защиты, обеспечиваемой нанопокрытиями. Проникновение водяного пара и взаимодействие с активными веществами (от остатков флюса) на плате являются основными причинами дендритного роста, и в данном случае нанотолщина покрытий является потенциальной проблемой.

В результате, четкое определение того, что представляет собой нановлагозащитное покрытие для печатных плат, отсутствует. Когда необходима максимальная производительность, требуются разные покрытия: от очень тонких до тех, которые наносятся традиционными способами или близкими к ним. При нанотолщине покрытий возникает много серьезных проблем, таких как устойчивость к истиранию и износу, к влаге, парам растворителей и другие. Традиционно высокая стоимость таких покрытий, а также потенциальная необходимость значительных изменений в оборудовании для нанесения также являются негативными сторонами данной категории покрытий.