1. Inleiding
Nano Conformal Coating is een beschermende coating voor PCB's vervaardigd met behulp van nanotechnologie. De laagdikte varieert doorgaans van nanoschaal tot sub{1}}micronschaal (doorgaans slechts tientallen tot honderden nanometers)-aanzienlijk dunner dan traditionele conforme coatings (die doorgaans tientallen tot honderden micron dik zijn). Door een dichte beschermende film op nanoschaal op het oppervlak van de printplaat te vormen, biedt het beschermende functies zoals vochtbestendigheid, weerstand tegen zoutsproeien, corrosiebestendigheid en elektrische isolatie.
2. Belangrijkste kenmerken
Extreem dun en lichtgewicht: De dikte van een nano-conforme coating is slechts een fractie-soms slechts een-honderdste- van die van traditionele coatings. Eenmaal aangebracht voegt het vrijwel geen gewicht of volume toe aan de printplaat, waardoor het bijzonder goed-geschikt is voor geminiaturiseerde elektronische producten met hoge- dichtheid. Omdat de coating zo dun is, belemmert deze de warmteafvoer van de componenten niet en verandert deze ook de oorspronkelijke elektrische parameters of signaaloverdrachtskarakteristieken van de printplaat niet.
Diepe penetratie: Deeltjes op nanoschaal hebben extreem kleine afmetingen, waardoor ze een uitstekende vloeibaarheid en doordringbaarheid hebben. Ze kunnen diep in de openingen tussen componentpinnen, de spleten in soldeerverbindingen en de microscopische poriën op het PCB-oppervlak infiltreren, waardoor een alomvattende, allesomvattende beschermende inkapseling ontstaat die geen blinde vlekken achterlaat-, een prestatie die vaak moeilijk te bereiken is met traditionele coatingprocessen.
Hydrofoob en oleofoob: De meeste nano-conforme coatings zijn gebaseerd op fluorsiliconen of gemodificeerde siloxaansystemen. Na uitharding vormen ze nanostructuren met lage-oppervlakte-energie op het oppervlak, waardoor hydrofobe en oleofobe eigenschappen ontstaan die lijken op het 'lotuseffect'. Waterdruppels en olievlekken hebben moeite om zich aan het oppervlak te hechten, waardoor het binnendringen van vocht, transpiratie en bijtende vloeistoffen effectief wordt geblokkeerd.
Hoge transparantie:De coating is vrijwel volledig transparant en na uitharding vrijwel niet waarneembaar met het blote oog. Dit zorgt ervoor dat de zichtbaarheid van componenten en markeringen op de printplaat onaangetast blijft, terwijl ook daaropvolgende onderhouds-, inspectie- en herbewerkingsprocedures worden vergemakkelijkt.
3. Onderscheid met traditionele conforme coatings
Traditionele conforme coatings (zoals op acryl, polyurethaan of siliconen-gebaseerde systemen) vormen doorgaans een relatief dikke fysieke barrière door middel van spuit-, dompel- of borstelmethoden, waarbij ze afhankelijk zijn van hun dikte en dichtheid om het circuit te isoleren van de externe omgeving. Nano-conforme coatings maken daarentegen gebruik van de unieke oppervlakte- en grensvlakeffecten van nanomaterialen om gelijkwaardige-of zelfs superieure- beschermende prestaties te bereiken met behulp van een extreem dunne filmlaag. Om een analogie te trekken: traditionele conforme coatings zijn als het aanbrengen van een 'regenjas' op een printplaat, terwijl nano-conforme coatings lijken op het aanbrengen van een 'onzichtbare waterdichte film'.
4. Uithardingsprincipes
Nano-conforme coatings bieden een verscheidenheid aan uithardingsmethoden. Veel voorkomende voorbeelden zijn:
• Vochtuitharding bij kamer-temperatuur: is afhankelijk van vocht in de lucht om de-link te kruisen; eenvoudig aan te brengen en geschikt voor batch-dip-coatingprocessen.
• UV-uitharding: Zorgt binnen enkele seconden voor een kleefvrij-oppervlak; zeer efficiënt en ideaal voor geautomatiseerde productielijnen.
• Thermische uitharding: Versnelt de reactie door verwarming, waardoor de dichtheid van de coatinglaag wordt verbeterd.
Sommige high{0}}producten maken ook gebruik van dubbele- uithardingsmechanismen om de efficiëntie in evenwicht te brengen met effectieve dekking in "schaduwgebieden" (gebieden beschermd tegen de primaire uithardingsbron).
5. Typische toepassingen
Nano-conforme coatings zijn bijzonder goed-geschikt voor toepassingen waarbij grootte, gewicht en esthetiek kritische factoren zijn:
• Consumentenelektronica: smartphones, TWS-oordopjes, smartwatches, elektrische tandenborstels, enz. - bieden bescherming tegen dagelijkse blootstelling aan zweet en vocht.
• Auto-elektronica: compacte sensoren en regelmodules-in de cabine-die een dun, lichtgewicht profiel vereisen in combinatie met weerstand tegen temperatuurschommelingen.
• LED-verlichting: bescherming voor LED-chips en driverboards-de transparante coating zorgt ervoor dat er geen concessies worden gedaan aan de lichtefficiëntie.
• Medische apparaten: draagbare medische apparatuur-die weerstand vereist tegen corrosie door lichaamsvloeistoffen en tegelijkertijd voldoet aan strenge biocompatibiliteitsnormen.
• Drones en modelvliegtuigen: toepassingen met extreem strenge gewichts-besparingseisen-de nano-coating voegt vrijwel geen extra belasting toe.
6. Beperkingen
Nano-conforme coatings zijn geen universele oplossing. Vanwege hun extreem dunne filmdikte is hun weerstand tegen mechanische slijtage en krassen doorgaans lager dan die van traditionele, dikkere conforme coatings. Bovendien kan in extreem zware omstandigheden (zoals langdurige onderdompeling, blootstelling aan sterke zuren of basen, of zoutnevel met een hoge- concentratie) hun beschermende duurzaamheid op de lange- termijn achterblijven bij die van systemen op basis van polyurethaan of siliconen-. Daarom kunnen ze het beste worden gebruikt als beschermende oplossing voor alledaagse omgevingen-of als een gespecialiseerde, aanvullende maatregel naast traditionele conforme coatings-in plaats van te dienen als de enige beschermende barrière voor zware industriële machines of diepzee-apparatuur-.
