Selektivní lakování osazených desek plošných spojů

Lakování osazených desek plošných spojů je metoda, jak ochránit elektronické výrobky před vlivy vnějšího prostředí – zejména vlhkostí, působením chemických látek, ale i před vibracemi a otřesy.

V současné době existuje několik klasických metod pro nanášení ochranných laků. Jsou to zejména namáčení, stříkání a nanášení štětcem. Nevýhodou těchto metod je ale nutnost maskovat místa, která nemají byt pokryta lakem. Proces maskování přitom výrazně zpomaluje a prodražuje celý proces lakování.

Poměrně nový způsob selektivního strojního lakování umožňuje realizovat povrchovou ochranu osazených desek plošných spojů, bez nutnosti maskovat na desce plošných spojů místa, na nichž nemá být ochranný lak nanesen. Je to nanášení laku v definované oblasti a v dané tloušťce 50 až 200 μm. Pro samotný proces selektivního nanášeni ochranného laku je důležitá jeho přesnost, opakovatelnost, rychlost a konečně i možnost kontroly celého procesu.

Při lakování osazených desek plošných spojů jsou však důležité i požadavky kladené na použitý lak. Tento lak musí mít dobré dielektrické vlastnosti, musí mít dobrou přilnavost k povrchu a nemělo by docházet k žádnému dodatečnému mechanickému namáhání součástek při jeho tuhnutí. Při výběru laku pro danou aplikaci je třeba zvážit, v jakém prostředí bude zařízení, do něhož jsou desky plošných spojů určeny, pracovat – při jakých teplotách, vlhkosti, zda a jaké na něho budou působit chemické látky, zda bude konečný výrobek vystaven rázům nebo vibracím.

Laky pro lakování osazených desek plošných spojů se dělí podle dvou kritérií:

• podle složení: laky akrylátové, polyuretanové, epoxidové a silikonové.
• podle typu rozpouštědla: laky na vodní bázi, na bázi organických rozpouštědel a laky vytvrditelné UV zářením.

Většina laků pro selektivní lakování je transparentních. Pro zviditelněni laku a pro vizuální kontrolu lakování se do laků přidává tzv. UV tracer, který zviditelní lak pod UV světlem.

Obr. 1. Zařízení ASYMTEK SL-940E

Pro selektivní lakování se dnes používají tzv. selektivní lakovací automaty. Jedno z nejmodernějších zařízení pro selektivní lakování, automat společnosti Asymtek SL-940E, který pracuje ve firmě AWOS s. r. o. Pardubice, je selektivní lakovací automat určený pro kvalitní a rychlé provádění procesu selektivního lakování osazené desky s plošnými spoji. Patentovaná technologie nahrazuje tradiční metody aplikace laků a virtuálně nahrazuje proces maskování desky plošných spojů před lakováním.

Zařízení SL-940E je velmi rychlé a přesné s integrovanými zpětnovazebními systémy pro zabezpečení excelentní kvality a opakovatelnosti lakovacího procesu. Ovládání celého zařízení se děje pomocí softwaru Easy CoatR (ECXP). Aplikační software ECXP je speciálně navržen pro aplikaci selektivního lakování. Obsahuje výkonné nástroje pro rychlou tvorbu a ladění programu a vyznačuje se velmi jednoduchým ovládáním za pomoci grafického adaptéru. Program je možné provozovat off-line pro přípravu programu, bez nutnosti rezervace výrobního času stroje. Tlak laku a vzduchu v systému je nastaven a monitorován za pomoci softwaru a elektronicky ovládaných ventilů. Veškeré údaje jsou průběžně ukládány do tzv. log souboru. Tato data mohou potom být dále předávána do podnikového informačního systému. Se softwarem ECXP spolu s doplňkem „vision system“ nebylo programování stroje nikdy dříve jednodušší.

Produktivita zařízení je maximalizována za pomoci aplikačního softwaru ECXP a jeho konstrukce. Platforma má zrychleni 1 g a maximální rychlost 1 m/s. Maximální délka lakované desky je až 500 mm.

Laser Fan Width Control

Pro zajištění vysoké kvality a opakovatelnosti procesu je stroj vybaven unikátním kontrolním systémem laserového měření šířky paprsku – Laser Fan Width Control. Jedná se o systém fungující v uzavřené smyčce pro kontrolu a nastavení šířky nanášené stopy. Spolu se softwarovým balíkem Easy Coat dovoluje uživateli nastavit více typů šířky stopy v každém aplikačním programu a dodává flexibilitu do lakovacího procesu.

Obr. 2. Pracovní prostor zařízení SL-940E

Uživatel má k dispozici dva módy: verifikace nebo nastavení šířky stopy. Při verifikaci je pouze zkontrolována šířka stopy stejně jako její symetrie bez následné korekce. V případě, že je šířka špatná, je tato situace zaznamenána řídícím systémem, je vyhlášen alarm a zařízení je odstaveno.

Při nastavovacím módu, kdy jsou parametry stopy nevyhovující, přenastaví řídící systém pomocí elektropneumatického převodníku šířku stopy na požadovanou hodnotu. Frekvence provádění verifikace nebo nastavování je určena aplikačním programem a je volně programovatelná uživatelem.

Z výše uvedeného je patrné, že tato metoda povrchové ochrany osazených desek plošných spojů je mnohem produktivnější, úspornější na spotřebu laku a ekologičtější než metody dosud běžně používané. Vyšší pořizovací náklady na zařízení pro selektivní lakování se tak uživateli postupně vrátí v nižších provozních nákladech a ve zlepšeném pracovním prostředí.