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奈米塗層(Nano-coating)可以防水嗎?還是只能防潮?
最近有一家做電子防潮塗層(coating)的廠商找了我們推薦其公司的奈米塗層(Nano coating)解決方案,廠商強調說他們家的這種奈米塗層可以有效提昇產品的可靠度(Increase device reliability)、降低市場的退貨率(Reduce return rate)、降低產品的進水率(Reduce device water ingress)、減少電子零件及電路板的腐蝕 (Reduce corrosion)。
請注意,廠商這裡只說其產品可以降低產品進水率,並沒有說這種奈米塗層可以防止進水達到防水等級,所以應該說這種奈米塗層可以防潮但不能防水吧!
其實如果有在開車的朋友,應該都知道有一種防潑水劑產品,只要將其噴塗在前擋風玻璃上就可以有效降低水滴的附著與殘留於前擋風玻璃上的問題,這種防潑水劑就是一種類奈米塗層的材料。
很多朋友或許不知道,潮濕環境其實對電子產品的傷害非常的大,比如說濕氣就是造成CAF(Conductive Anodic Filament)微短路現象的主要兇手之一,如果可以有效的增加電路板的防潮抗溼能力,就可以降低CAF的發生率,或延緩CAF的發生。
另外,許多電子產品經常會因為焊錫後助焊劑(Flux)殘留而引發漏電流(leakage current)問題或甚至發生電路板腐蝕(corrosion)現象,也都可以透過隔絕濕氣來達到一定的產品壽命提昇。
使用這類「奈米塗層」還有另一個好處,就是當有客戶不小心將某些碳酸飲料或液體倒在產品,尤其是倒在連接串口的連接器上時,即使事後產品的外部已經被清潔擦拭乾淨,但液體一定或多或少會殘留於機體內部,隨著時間過去就會開始腐蝕電路板與零件,這種手殘的客人還真的是防不勝防,可惡的是客人自己出的包還要怪產品的品質做得不好。
之前工作熊就有在考慮是否該使用三防漆(Conformal Coating)方案來解決上述的產品可靠性問題,不過使用三防膠漆塗布其實還蠻費時費工費力的,最麻煩的還是一個不小心就會讓三防漆沾污到連接器之類有接觸需求的零件或位置上,造成後續產品組裝後接觸不良問題,不只重工(rework)麻煩,有些問題點還可能是間歇性,分析真因時真的很討厭。
而這家廠商居然宣稱他們家的奈米塗層在噴塗時不需要對任何零件或接觸點做任何的遮罩防護,而且還可以整機完成後再進行噴塗作業,也就是說可以在產品組裝成整機後再送去做塗膠。
怎麼聽起來怪怪的?其實這家廠商還比較建議整機噴塗,而比較不建議單獨電路板噴塗,原因是他們家的奈米塗層採用的是PECVD(Pulse Enhanced Chemical Vaporized Deposition,電漿輔助化學氣相沈積)工法並配合密閉抽真空設備,所以奈米等級的塗層顆粒可以順著整機產品的微小縫隙飄進並附著於整機產品內部的大多數角落位置,也因為塗層的縫隙比水分子還小,所以可以起到隔絕濕氣對電子產品的影響。另外,由於塗層的厚度大概只有5-50nm,彈簧類零件(如連接器)只要經過摩擦就可以輕易的括除這些塗層,達到電氣接觸的目的,所以不需要做遮罩。
廠商之所以說其產品可以防潮但不能有效防止進水,是因為奈米塗層會附著於產品的任何位置,也可以封閉產品上的所有的細小縫隙,但對於接口插槽的地方,只要有外物插入碰觸到就會破壞掉原來的塗層薄膜,失去了防進水的功能,其他沒有外物插入的地方就可以繼續保持塗層的功能,起到防潮的效果。
奈米塗層使用上的限制及可能問題
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如果使用矽膠斑馬導電條(Zebra stripes)這類不需要摩擦的產品是否可以先噴塗在電路板後再組裝就必須再做更進一步的測試來驗證,廠商目前沒有資料可以證明沒有問題。
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其次,如果將這種奈米塗層事先噴塗在PCBA電路板上,然後才將之組裝成為整機,就必須特別規範電路板拿取的位置,否則與手指接觸的位置有機會將奈米塗層磨掉。
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還有就是因為噴塗奈米塗層時必須先抽真空,有些零件可能必須特別小心,比如說電解電容及電池這類產品內部有設計有化學液體,當零件內外壓力不同時,是否會有漏液或是爆炸的風險。
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加工這種奈米塗層時必須使用廠商提供的特殊噴塗設備,如果數量不多的話必須將產品送到廠商的工廠加工後再送回來,如果產能夠多的話,可以跟廠商商談設備租用安置於自己工廠,或是讓廠商連人帶機進駐場區,這樣就可以免去將產品送出廠再送回來的麻煩。
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實際應用上,如果產品經過摔落,產品縫隙上的塗層就有可能因為機殼遭受外力變形而破裂。
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產品經過一定的時間使用後其奈米塗層可能會因為振動或老化而降解失效,這點必須經過測試才會知道。
奈米塗層使用上的影片分享
這些是YouTube上關於這種奈米塗層(nano-coating)的影片,請自行參考。
其實目前市面上有許多號稱可以將coating直接噴塗在接觸點上的漆,然後靠著壓力或摩擦穿破coating以達到接觸的目的,有些宣稱可以使用傳統的噴塗設備就可以達到效果,不過建議還是得實際試過才會知道各廠牌coating漆的效果與限制。下面兩篇文章為我們評估過的心得分享給大家參考:
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