Перейти к содержанию

Влагозащитное покрытие (conformal coating)

Собранную плату, которая будет работать во влажном или пыльном месте, покрывают тонким слоем лака. Он не делает устройство герметичным, но меняет условия для изоляции между проводниками: по стандартам платы допускает меньшие расстояния на наружных слоях.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Влагозащитное покрытие (conformal coating, влагозащитный лак) — тонкий слой электроизоляционного материала, который наносят на собранную плату так, что он повторяет форму платы и компонентов. IPC-2221 (разд. 4.5.2) называет две цели: улучшить диэлектрические свойства поверхности и защитить плату от воздействия жёсткой среды — влаги, конденсата, пыли, загрязнений.

Типы и толщина

IPC-2221 различает покрытия по материалу и задаёт толщину на ровной поверхности:

ТипМатериалТолщина
ARакриловое0,03–0,13 мм
ERэпоксидное0,03–0,13 мм
URуретановое0,03–0,13 мм
SRсиликоновое0,05–0,21 мм
XYпараксилиленовое0,01–0,05 мм

Требования к самим материалам задаёт IPC-CC-830, а покрытие и его границы указывают на чертеже сборки. Это не то же самое, что паяльная маска: маску наносят на голую плату при изготовлении, покрытие — на собранную, поверх компонентов.

Как влияет на зазоры

Покрытие уменьшает влияние загрязнений и конденсата на поверхность платы. Поэтому таблица 6-1 IPC-2221 содержит отдельные колонки для наружных проводников под покрытием. По разбору TI в SLUP419 при пиковом напряжении 400 В:

Где проводникиФункциональный зазор по IPC-2221B, 400 В пик.
внутренний слой0,25 мм
наружный слой без покрытия2,5 мм
наружный слой с покрытием0,8 мм

TI упоминает плату с влагозащитным покрытием среди условий степени загрязнения 1, где компоненты не подвергаются конденсации. Но для изоляции, отвечающей за безопасность, понизить степень загрязнения покрытием можно только если оно квалифицировано по IEC 60664-3 (или по правилам стандарта на изделие, например IEC 62368-1) — так указано на схеме выбора расстояний в SLUP419. Подобрать функциональные зазоры для своего напряжения можно в калькуляторе зазоров на плате.

Ограничения и безопасность

  • Не герметизация. IPC-2221 прямо называет покрытие в лучшем случае паропроницаемым барьером; от погружения защищает оболочка с подходящим кодом IP или заливка.
  • Функциональные, а не защитные нормы. TI подчёркивает, что IPC-2221B задаёт зазоры для правильной работы платы. Если изоляция отделяет сеть от частей, доступных человеку, путь утечки и воздушный зазор берут из стандарта безопасности на изделие, и уменьшать их за счёт лака можно только так, как этот стандарт разрешает. Ошибка грозит поражением током.

Частые вопросы

Делает ли влагозащитный лак плату водонепроницаемой?

Нет. IPC-2221 прямо называет влагозащитное покрытие в лучшем случае паропроницаемым барьером. Оно защищает от конденсата, пыли и загрязнений на поверхности, но при погружении или постоянной влажности вода со временем проникает. Для защиты от воды нужна оболочка с соответствующим кодом IP или заливка компаундом.

Насколько лак уменьшает требуемый зазор на плате?

По функциональной таблице IPC-2221B, как её приводит TI в SLUP419, при пиковом напряжении 400 В наружным проводникам без покрытия нужно 2,5 мм, а с покрытием — 0,8 мм. Это нормы для правильной работы платы. Для изоляции, отвечающей за безопасность людей, расстояния задаёт стандарт безопасности на изделие, и покрытие учитывают только так, как он разрешает.

Нужно ли покрывать лаком разъёмы и подстроечные элементы?

Обычно нет. IPC-2221 требует указывать покрытие на чертеже сборки и не требует его там, где нет проводников, и на кромках платы. Контакты разъёмов и регулируемые элементы оставляют открытыми, чтобы лак не нарушил соединение и не помешал регулировке.

Источники

  1. IPC-2221. Generic Standard on Printed Board Design, February 1998 (действующая редакция — IPC-2221B, 2012) — разд. 4.5.2: влагозащитное покрытие — электроизоляционный материал, повторяющий форму платы и компонентов; наносится для улучшения диэлектрических свойств поверхности и защиты от воздействия жёсткой среды; должно соответствовать IPC-CC-830 и указываться на чертеже; не требуется там, где нет проводников, и обычно не требуется на кромках платы; в лучшем случае это паропроницаемый барьер; разд. 4.5.2.1: толщина на ровной поверхности — акриловое (AR), эпоксидное (ER) и уретановое (UR) 0,03–0,13 мм, силиконовое (SR) 0,05–0,21 мм, параксилиленовое (XY) 0,01–0,05 мм; табл. 6-1: отдельные колонки для наружных проводников с покрытием
  2. Texas Instruments. SLUP419: Demystifying Clearance and Creepage Distance for High-Voltage End Equipment, Power Supply Design Seminar, March 2024 — степень загрязнения 1 — нет загрязнения или только сухое непроводящее, системы герметичны или плата покрыта влагозащитным покрытием, чтобы компоненты не подвергались конденсации; рис. 6, прим. 2: покрытие платы помогает снизить степень загрязнения по IEC 62109-1 с соблюдением IEC 60664-3 или уменьшить пути утечки по табл. G.13 IEC 62368; рис. 7: при пиковом напряжении 400 В IPC-2221B требует 0,25 мм на внутреннем слое, 2,5 мм на наружном без покрытия и 0,8 мм на наружном с покрытием, IEC 60664-1 — 2 мм; IPC-9592B требует покрытия, если зазоры выполнить нельзя; IPC-2221B — функциональные зазоры, не безопасность

Нашли ошибку?

Смотрите также