Guida completa al rivestimento delle schede PCB

Sapevate che i circuiti stampati (PCB) sono presenti in quasi tutti i dispositivi elettronici? L'affidabilità, la durata e la sicurezza di questi dispositivi dipendono in larga misura dalla progettazione e dalla fabbricazione dei PCB interni. Per questo motivo, è diventato sempre più importante per i produttori adottare misure per proteggerli meglio. In questo articolo, FS Technology presenterà una misura di protezione nota come invasaturache può evitare di danneggiare il nucleo di questi dispositivi elettronici.

Che cos'è l'invasatura del PCB?

L'incapsulamento è una misura di protezione comunemente utilizzata dalla maggior parte dei Produttori di schede PCBA per proteggere i circuiti elettronici da calore, rischi ambientali, sostanze chimiche e urti. Ciò si ottiene riempiendo l'involucro della scheda PCB con un composto di riempimento, che agisce come una resina incapsulante, proteggendo così l'intera scheda e i suoi componenti. Ecco alcuni motivi per cui dovreste prendere in considerazione invasatura della scheda PCB:

  1. L'incapsulamento migliora le prestazioni elettroniche e l'affidabilità dei circuiti proteggendo i PCB da manomissioni, umidità e perdite di tensione. L'incapsulamento protegge inoltre l'elettronica dagli effetti delle vibrazioni e delle sollecitazioni, prevenendo le disconnessioni del cablaggio e i guasti precoci del sistema.
  2. Inoltre, le onde di vibrazione del PCB e dell'involucro del PCB possono accoppiarsi, intensificando le sollecitazioni sul PCB e causando un guasto precoce. I PCB diventano resistenti alle sollecitazioni e alle vibrazioni grazie al potting.
  3. Inoltre, l'incapsulamento protegge i circuiti stampati dallo sporco e dalla polvere, che possono causare surriscaldamento, interferenze di segnale e riduzione della velocità o delle prestazioni.
  4. Infine, il potting della scheda PCB migliora la sicurezza e la privacy del dispositivo elettronico. La natura del potting rende incredibilmente difficile l'accesso al PCB e il reverse engineering del dispositivo, migliorando così la privacy e la sicurezza della scheda PCB.

Guida ai composti di riempimento per PCB

Composti comuni per l'intaso

  • Epossidico

Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di prodotti chimici per l'invasatura epossidica è la loro eccezionale adesione. Possono essere utilizzati per l'invasatura di PCB senza bisogno di primer. Inoltre, hanno un'elevata rigidità, modulo e resistenza alla trazione, che li rende ideali per applicazioni esterne, come interruttori, trasformatori e macchinari agricoli.

  • Silicone

Silicone Composti per l'invasatura di PCB sono rinomati per le loro eccezionali capacità di allungamento, morbidezza e flessibilità. Tuttavia, l'ampia gamma di temperature di esercizio del silicone è la sua caratteristica più rilevante. I materiali siliconici appositamente formulati possono funzionare a temperature comprese tra -100°F e 200°F. Nonostante sia l'opzione più costosa, il silicone è il materiale meno stressante per i componenti.

  • Poliuretano

I vantaggi principali del poliuretano sono la flessibilità, l'allungamento e la resistenza all'abrasione. Poiché la maggior parte delle applicazioni di potting coinvolge dispositivi composti da più substrati, come leghe metalliche, ceramiche, polimeri e vetro, la flessibilità è essenziale. Pertanto, è necessario un materiale in grado di proteggere ogni componente mantenendo le caratteristiche specifiche di ogni substrato. I prodotti chimici per l'invasatura del poliuretano appositamente formulati sono eccellenti per raggiungere questo obiettivo.

Come scegliere il materiale per il rinvaso

  • Durezza

Le composizioni più dure offrono una migliore resistenza agli agenti atmosferici e all'abrasione, nonché una protezione IP. Per coloro che desiderano un composto rigido, le opzioni migliori sono l'uretano e l'epossidico, che hanno una durezza fino a 80D. Il silicone, pur essendo altamente flessibile, è sufficientemente rigido, con una durezza che va da 10A a 60A.

  • Conducibilità termica

Scegliete materiali con la migliore conduttività termica per gestire e dissipare facilmente il calore prodotto dai vostri dispositivi elettronici. Fortunatamente, il silicone, l'epossidico e l'uretano offrono un'eccellente conduttività termica, con il silicone che è il migliore.

  • Viscosità

La maggior parte delle applicazioni di incapsulamento dei PCB richiede composti a bassa viscosità, scorrevoli e autolivellanti, che sono comunemente disponibili. Tuttavia, se necessario, è possibile richiedere composti con una viscosità superiore.

  • Colore

Se il colore e la visibilità del prodotto finito sono importanti, è necessario che il colore del terriccio sia adeguato. Altrimenti, sarà sufficiente una tonalità intensa e opaca. Tuttavia, è bene ricordare che i materiali traslucidi sono necessari per la visibilità dei LED.

Flusso di processo della scheda di riempimento PCB

Preparare

  • I composti per l'invasatura
  • Un contenitore o un secchio
  • Un agitatore
  • Bilance di precisione
  • Quando la resina è pronta, sono necessari i seguenti materiali per il processo di invasatura della scheda PCB:
  • Maschera di protezione
  • Guanti protettivi in neoprene
  • Abbigliamento di protezione
  • Occhiali protettivi
  • Per garantire risultati di alta qualità, è necessario controllare la resina. Questa fase richiede:
  • Un forno ad aria calda
  • Durometro (analogico shore a)

Guida passo passo

  • Pre-cottura dell'involucro del PCB

Il poliolo, materiale resinoso, è molto sensibile all'umidità, per cui è fondamentale pre-cuocere il PCB e il suo involucro in un forno a 60°C. Questa fase garantisce che l'involucro sia privo di umidità, che potrebbe altrimenti influire negativamente sul processo di incapsulamento.

  • Segnare il livello di resina desiderato

In secondo luogo, è importante segnare il livello di resina desiderato sull'involucro per garantire un'invasatura accurata e un facile riferimento in futuro. Inoltre, i componenti sensibili o le parti del circuito stampato devono essere mascherati per evitare danni durante il processo di invasatura.

  • Preparare la resina

Prima di miscelare i polioli e gli isocianati per creare la resina, è necessario indossare una maschera protettiva e guanti in neoprene. Variare con attenzione il rapporto in peso tra resina e indurente per creare un composto duro ma flessibile. Gli esperti raccomandano un rapporto di peso di 1:6 quando si mescolano rispettivamente isocianato e poliolo.

Per evitare che il poliolo si depositi nel tempo a causa delle variazioni della temperatura ambiente, omogeneizzarlo con una bacchetta metallica prima di aggiungerlo alla miscela.

Misurare il peso del secchio con una bilancia prima di aggiungere il poliolo. Quindi, aggiungere il poliolo nel secchio annotando l'aumento di peso e interrompere il versamento quando l'aumento di peso (peso del poliolo) raggiunge i sei settimi (6/7) del peso totale della resina da invasare. Quindi, iniziare a versare l'isocianato nel secchio prendendo nota della differenza di peso. Interrompere il versamento quando l'isocianato costituisce un settimo (1/7) del peso totale della resina.

Infine, mescolare entrambi i materiali nel secchio con un agitatore meccanico fino a ottenere una miscela omogenea. Questa operazione è fondamentale per ottenere i migliori risultati e la massima durata della resina. Non dimenticate di segnare il livello di resina desiderato sull'involucro e di mascherare eventuali componenti sensibili o parti del PCB.

  • Versare la resina nel contenitore del PCB

Per iniziare questa fase, inclinare leggermente l'involucro di circa 3°. A tale scopo, è possibile collocare un cuscinetto o un oggetto simile sotto il contenitore. In questo modo si evita che l'aria rimanga intrappolata sotto l'involucro del PCB.

Versare con cautela la resina nell'alloggiamento del PCB al livello contrassegnato al punto 2.

A questo punto, lasciare che la scheda PCB e l'involucro in vaso si pre-condizionino a temperatura ambiente. Successivamente, metterli in forno e farli polimerizzare per 24 ore a 80°C.

  • Controllare la qualità finale

Al termine del processo di polimerizzazione di 24 ore, rimuovere l'involucro della scheda PCB dal forno. Quindi, utilizzare un tester analogico di durezza shore A per controllare la durezza finale della resina a una temperatura standard di 20°C. La lettura consigliata dovrebbe essere compresa tra shore A 85 e 90.

Il potting elettronico è essenziale per proteggere le schede PCB e gli assemblaggi elettronici da sporco, umidità, acqua e altri tipi di danni. Tuttavia, la preparazione e l'applicazione corretta dei composti per l'invasatura e la comprensione delle caratteristiche del prodotto sono fondamentali. differenza tra potting e rivestimenti conformisono ancora più critici. Fortunatamente, ora che avete compreso i fondamenti del potting della vostra scheda PCB, potete farlo in tutta tranquillità.