信頼性の高い電子機器のためのPCBコンフォーマルコーティング選定の専門ガイド
2021年4月15日
プリント基板（PCB）は、今日使用されているほとんどの電子アプリケーションの核となっています。自動車、最新エレクトロニクス、軍事、航空宇宙などの業界における電子・電気機械システムは、その動作にPCBを大きく依存しています。PCBの微細なエラーが、産業システムの突然の故障や重大な損傷を引き起こす可能性があります。そのため、PCB製造の各工程は細心の注意を払って実施されます。PCBコンフォーマルコーティングは、性能、外部要因への耐性、全体的な耐久性に寄与する要素の一つです。コンフォーマルコーティングには複数の種類があり、それぞれがアプリケーションに異なる特性とメリットを提供します。そのため、適切なコーティングの選定は複雑になりがちです。この記事では、適切なPCBコンフォーマルコーティングを選択するための検討要因を解説します。
PCBコンフォーマルコーティングの概要
コンフォーマルコーティングは、実装済み部品とともにPCB表面に塗布される薄いポリマー薄膜層です。これは保護コーティングであり、部品リード、電流パターン、はんだ接合部、その他の金属要素を化学物質、侵食、ほこり、異物から守ります。一般的にPCBコンフォーマルコーティングの厚さはわずか25ミクロンですが、PCB製造とその性能において非常に重要な役割を果たします。高温、化学物質、圧力、湿気などにさらされる産業用アプリケーションにおいて、コンフォーマルコーティングは重要な役割を担います。
では、PCB製造に適したコンフォーマルコーティングの選び方について説明します。
PCBコンフォーマルコーティング選定時に考慮すべき要因
PCBの性能を高める適切なタイプのコンフォーマルコーティングは、以下の観点から選定できます。
- コンフォーマルコーティングの種類とメリットを理解する：
コンフォーマルコーティングには複数の種類があり、それぞれ異なるメリットがあります。種類とメリットを詳しく見ていきましょう。
- アクリル樹脂（AR）コーティング：
アクリル材料の薄い層が特徴で、適度な柔軟性、高い耐電圧、耐摩耗性、耐湿性が求められる用途に適しています。
- シリコーン樹脂（SR）コーティング：
超薄膜のシリコーンを塗布するタイプです。耐湿性、耐薬品性、耐塩水噴霧性、高い柔軟性など多くのメリットがあり、変動する高温と高湿度にさらされるPCBに適しています。
- ポリウレタン樹脂コーティング：
ウレタンまたはポリウレタン樹脂の層が特徴です。化学物質、溶剤、水にさらされる用途に最適です。
- エポキシコーティング：
薄く硬いエポキシ樹脂（ER）層が特徴です。柔軟性や透過性はありませんが、優れた耐摩耗性と耐薬品性を発揮します。
- パリレンコーティング：
気相堆積法で塗布される薄いパリレン層が特徴です。耐湿性、耐溶剤性、耐薬品性、耐高温性に優れ、基板全体の保護に最適です。
- ナノコーティング：
フッ素系溶剤をPCBにスプレーして形成される超薄膜層が特徴です。短時間の水濡れからPCBを保護します。
- アクリル樹脂（AR）コーティング：
- 塗布方法：
PCBへのコンフォーマルコーティング塗布には、ブラシ塗布、ディップ塗布、スプレー塗布など、業界で一般的な方法があります。選択したコーティングタイプが塗布方法と互換性がある必要があります。これはコーティング厚に影響を与える可能性があります。
- 硬化方法：
硬化は、PCBへのコンフォーマルコーティング塗布後に採用される技術で、コーティング材料の層を定着させ、最良の状態に沈着させます。蒸発硬化、湿気硬化、熱硬化、紫外線（UV）硬化が一般的です。コーティングタイプと硬化方法の互換性を考慮する必要があります。
- 除去方法：
場合によっては、一定期間後にコンフォーマルコーティングを除去して再塗布する必要があります。パリレンコーティングなど、溶剤除去が難しいタイプもありますが、マイクロブラストで除去可能です。溶剤除去、剥離、熱分解、ピーリングなどが除去方法として用いられます。したがって、コーティングタイプ選定時には適切な除去方法も考慮すべきです。
どのタイプのコンフォーマルコーティングを選択するにしても、コーティング品質とPCB製造品質が不可欠です。IPC/MIL/UL準拠のPCBコーティングサービスを提供するメーカーと提携すべきです。Creative Hi-Techは、これらの規格に準拠したPCBコーティングおよび製造サービスを提供しています。また、RoHS準拠サービスも提供しており、品質を落とさずに環境負荷を最小限に抑えています。
関連ブログ記事：
- コンフォーマルコーティングがPCB業界で人気の理由とは？
産業技術