1.บทนำ
Nano Conformal Coating เป็นการเคลือบป้องกันสำหรับ PCB ที่เตรียมโดยใช้นาโนเทคโนโลยี โดยทั่วไปความหนาของชั้นเคลือบจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ระดับนาโนไปจนถึงระดับย่อย-ไมครอน (โดยทั่วไปจะมีเพียงสิบถึงหลายร้อยนาโนเมตร)- ซึ่งบางกว่าการเคลือบคอนฟอร์มัลแบบดั้งเดิมอย่างมาก (ซึ่งโดยทั่วไปจะมีความหนาหลายสิบถึงหลายร้อยไมครอน) ด้วยการสร้างฟิล์มป้องกันที่มีความหนาแน่นระดับนาโนบนพื้นผิวของแผงวงจร จึงมีฟังก์ชันการป้องกัน เช่น ความต้านทานต่อความชื้น ความต้านทานต่อละอองเกลือ ความต้านทานการกัดกร่อน และฉนวนไฟฟ้า
2.คุณสมบัติที่สำคัญ
บางและเบาเป็นพิเศษ: ความหนาของการเคลือบแบบนาโนคอนฟอร์มัลเป็นเพียงเศษเสี้ยว-บางครั้งอาจน้อยถึงหนึ่ง-หนึ่งในร้อย-ของการเคลือบแบบดั้งเดิม เมื่อนำไปใช้แล้ว แทบไม่เพิ่มน้ำหนักหรือปริมาตรให้กับแผงวงจร ทำให้เหมาะอย่างยิ่ง-สำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูง- เนื่องจากการเคลือบมีความบางมาก จึงไม่ขัดขวางการกระจายความร้อนของส่วนประกอบ และจะไม่เปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าดั้งเดิมของแผงวงจรหรือลักษณะการส่งสัญญาณ
การเจาะลึก: อนุภาคระดับนาโนมีขนาดที่เล็กมาก ทำให้มีความลื่นไหลและทะลุทะลวงได้ดีเยี่ยม สิ่งเหล่านี้สามารถแทรกซึมเข้าไปในช่องว่างระหว่างพินส่วนประกอบ รอยแยกภายในรอยต่อประสาน และรูเล็กๆ บนพื้นผิว PCB ได้ ทำให้เกิดการห่อหุ้มป้องกันที่ครอบคลุม-ทั้งหมด โดยไม่ทิ้งจุดบอด-ซึ่งมักทำได้ยากด้วยกระบวนการเคลือบแบบดั้งเดิม
ไม่ชอบน้ำและ Oleophobic: สารเคลือบนาโนคอนฟอร์มัลส่วนใหญ่ใช้ฟลูออโรซิลิโคนหรือระบบไซล็อกเซนดัดแปลง เมื่อแข็งตัว พวกมันจะสร้างโครงสร้างนาโนพลังงาน-พื้นผิว-ต่ำบนพื้นผิว ทำให้เกิดคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำและโอเลฟิบิกซึ่งคล้ายกับ "เอฟเฟกต์ดอกบัว" หยดน้ำและคราบน้ำมันจะเกาะติดพื้นผิวได้ยาก ปิดกั้นความชื้น เหงื่อ และของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ความโปร่งใสสูง:สารเคลือบมีความโปร่งใสเกือบทั้งหมด และเมื่อแห้งตัวแล้ว แทบจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการมองเห็นส่วนประกอบและเครื่องหมายบนแผงวงจรจะไม่ได้รับผลกระทบ ขณะเดียวกันก็อำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษา การตรวจสอบ และขั้นตอนการทำงานซ้ำในภายหลัง
3.ความแตกต่างจากการเคลือบแบบ Conformal แบบดั้งเดิม
การเคลือบคอนฟอร์มาลแบบดั้งเดิม (เช่น ระบบที่ใช้อะคริลิก โพลียูรีเทน หรือซิลิโคน- โดยทั่วไปจะก่อให้เกิดสิ่งกีดขวางทางกายภาพที่ค่อนข้างหนาผ่านการพ่น การจุ่ม หรือการแปรง โดยอาศัยความหนาและความหนาแน่นเพื่อแยกวงจรออกจากสภาพแวดล้อมภายนอก ในทางตรงกันข้าม การเคลือบแบบนาโนคอนฟอร์มัลใช้ประโยชน์จากพื้นผิวที่เป็นเอกลักษณ์และเอฟเฟกต์พื้นผิวของวัสดุนาโนเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการป้องกันที่เทียบเท่า-หรือเหนือกว่า-โดยใช้ชั้นฟิล์มบางมาก หากต้องการเปรียบเทียบ: การเคลือบคอนฟอร์มัลแบบดั้งเดิมเหมือนกับการใส่ "เสื้อกันฝน" บนแผงวงจร ในขณะที่การเคลือบคอนฟอร์มัลระดับนาโน-ก็เหมือนกับการใช้ "ฟิล์มกันน้ำที่มองไม่เห็น"
4.หลักการบ่ม
การเคลือบแบบนาโน-นำเสนอวิธีการบ่มที่หลากหลาย ตัวอย่างทั่วไป ได้แก่:
• การบ่มความชื้นในห้อง-: อาศัยความชื้นในอากาศเพื่อเชื่อมโยง-; ใช้ง่ายและเหมาะสำหรับกระบวนการเคลือบแบบจุ่ม-เป็นชุด
• การบ่มด้วยรังสียูวี: บรรลุพื้นผิวที่ปราศจากการยึดเกาะ-ภายในไม่กี่วินาที มีประสิทธิภาพสูงและเหมาะสำหรับสายการผลิตแบบอัตโนมัติ
• การบ่มด้วยความร้อน: เร่งปฏิกิริยาผ่านการให้ความร้อน จึงช่วยเพิ่มความหนาแน่นของชั้นเคลือบ
ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์บางรายการ-ยังใช้กลไกการบ่มแบบคู่-เพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพกับการครอบคลุมที่มีประสิทธิภาพใน "พื้นที่เงา" (บริเวณที่ได้รับการปกป้องจากแหล่งการบ่มหลัก)
5. การใช้งานทั่วไป
การเคลือบแบบนาโน-เหมาะอย่างยิ่ง-สำหรับการใช้งานที่ขนาด น้ำหนัก และความสวยงามเป็นปัจจัยสำคัญ:
• เครื่องใช้ไฟฟ้า: สมาร์ทโฟน หูฟัง TWS สมาร์ทวอทช์ แปรงสีฟันไฟฟ้า ฯลฯ ซึ่งช่วยปกป้องเหงื่อและความชื้นในแต่ละวัน
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์:-เซ็นเซอร์ห้องโดยสารและโมดูลควบคุม-ขนาดกะทัดรัดในห้องโดยสาร- ซึ่งต้องการรูปลักษณ์ที่บางและน้ำหนักเบา ผสมผสานกับความต้านทานต่อความผันผวนของอุณหภูมิ
• ระบบไฟ LED: การปกป้องชิป LED และบอร์ดไดรเวอร์-การเคลือบแบบโปร่งใสช่วยให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพการส่องสว่างไม่ลดลง
• อุปกรณ์การแพทย์: อุปกรณ์ทางการแพทย์แบบพกพา-ต้องการความต้านทานต่อการกัดกร่อนจากของเหลวในร่างกาย ขณะเดียวกันก็เป็นไปตามมาตรฐานความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เข้มงวด
• โดรนและเครื่องบินจำลอง: การใช้งานที่มีข้อกำหนด-การประหยัดน้ำหนักที่เข้มงวดอย่างยิ่ง-การเคลือบนาโน- แทบไม่มีภาระเพิ่มเติมเลย
6.ข้อจำกัด
การเคลือบแบบนาโน-ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาแบบสากล เนื่องจากความหนาของฟิล์มบางมาก ความต้านทานต่อการเสียดสีเชิงกลและการขีดข่วนโดยทั่วไปจึงต่ำกว่าการเคลือบแบบคอนฟอร์มัลแบบดั้งเดิมที่หนากว่า นอกจากนี้ ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอย่างยิ่ง (เช่น การแช่เป็นเวลานาน การสัมผัสกับกรดหรือเบสแก่ หรือสเปรย์เกลือที่มีความเข้มข้นสูง-) ความทนทานในการป้องกันในระยะยาว-อาจต่ำกว่าความทนทานของระบบที่ใช้โพลียูรีเทนหรือซิลิโคน- ด้วยเหตุนี้ จึงถูกนำมาใช้อย่างดีที่สุดเพื่อเป็นวิธีแก้ปัญหาสำหรับสภาพแวดล้อมในชีวิตประจำวัน-หรือเป็นมาตรการพิเศษและเสริมควบคู่กับการเคลือบคอนฟอร์มอลแบบดั้งเดิม- แทนที่จะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันแต่เพียงผู้เดียวสำหรับเครื่องจักรอุตสาหกรรมหนักหรือ-อุปกรณ์ในทะเลลึก
