気泡とコンフォーマルコーティング

気泡は、溶剤または空気が閉じ込められ、コンフォーマルコーティング材料から逃れられない場合に発生します。 気泡の存在は、温度変化、衝撃、振動による導電経路のブリッジング、露出領域の腐食、コーティングの亀裂など、長期にわたる製品の信頼性の問題を引き起こす可能性があります。 ただし、すべての気泡がこれらの問題を引き起こすわけではありません。 IPC は、気泡サイズに関する標準基順を提供しており、問題が発生する可能性がある場合とそうでない場合を特定するのに役立ちます。 IPC規格を見てみましょう。

IPC標準

IPC-HDBK-830 –  Long-Term Reliability and Testing
Section 12.1.5 – Bubbles
コンフォーマルコーティング内の気泡の存在は、空気の閉じ込め、ガス抜き、混合および/または塗布方法の要因となります。
多くの場合、この現象は克服できません。 気泡のサイズがその場所の導体間の距離の 50% 未満で、導体、ランドのブリッジ、または隣接する導体表面が露出しない場合、気泡は通常許容されます。

共同業界規格

IPC J-STD-001F – Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies

気泡またはボイドが存在し、ボイド基準を満たさない場合、それらはプロセス指標とみなされるものとする。プロセスインジケータは、材料、装置の動作、加工またはプロセスのばらつきに起因するが、製品の形状、適合性、または機能に影響しない状態であり、欠陥ではないとされています。

製品の長期的な信頼性が危険にさらされている場合 – 原因を特定

IPC 規格で見てきたように、多少の気泡は許容されます。 ただし、コーティングプロセスで気泡が発生し、その気泡が IPC 基準を超えている場合は、次の情報を使用して原因を特定してください。

プロセス関連

塗布中または塗布直後に気泡が発生する。 原因は、流体システム、バルブ、またはボードとの相互作用に関連している可能性があります。 次のことを考慮する必要があります。

流体の特性

• 液体は空気を吸収する特性を持ちますか? バルブ、タンク内で流体に空気が吸収されると、基板上に気泡が発生します。 極端な場合には、コーティングは泡として塗布されます。
• 溶剤の蒸発速度はどれくらいですか? 適切な溶剤混合物が使用されており、気泡の除去を促進するために表面張力が最適化されていますか?
• リザーバーへの補充中に空気が混入されていますか?

コーティングプログラム

• 塗布されたコーティング剤は、コンポーネントの下に閉じ込められた空気を追い出しますか?
• パスの重なりにより気泡が発生していませんか？ パスの重なりにより液体の滞留が妨げられ、乱流が発生して気泡が発生したり、液体内に空気が閉じ込められたりする可能性があります。

基板または実装部品内の湿気

• コーティングを施す前に、ボードやコンポーネントをベーキングして湿気を逃がします。

基板の汚染

• コーティングを施す前に、基板が清潔で汚染がないことを確認してください。

 

硬化関連

硬化プロセス後に気泡が認められます。 原因はフラッシュオフ時間または硬化プロファイルに関連している可能性があります。 次のことを考慮してください。

フラッシュオフ

• フラッシュオフでは、コーティングされた基板が硬化オーブンに入る前に、余分な溶剤を蒸発させる時間を与えて気泡を除去します。 コーティング材料の要件に合わせてフラッシュオフ時間を導入するか、既存のフラッシュオフ時間を延長することを検討してください。

硬化プロファイル

• 熱の加速が速すぎる、または熱すぎる硬化プロファイルでは、材料の「皮張り」が早すぎてガスが閉じ込められる可能性があります。 
• コーティング材料が非常に厚い領域やコンポーネントの下に空気が閉じ込められている領域では、徐々に低温の温度プロファイルにすることで、皮張りが発生する前にガスを逃がす時間を確保します。
• 一般に、加速された硬化プロファイルは水ベースの材料に適しており、緩やかで低温のプロファイルは溶剤ベースの材料に適しています。

硬化の詳細については、「 コンフォーマルコーティングのメカニズム 」および「 コンフォーマルコーティングの自動化: コーティングを成功させるための最終ステップ」を参照してください。

気泡の発生には多くの要因があります。
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