Qual è la differenza tra impregnazione PCB e rivestimento conforme?

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I circuiti stampati (PCB) contengono i componenti più critici di un dispositivo elettronico. Per proteggere questi componenti dai danni, gli ingegneri elettronici utilizzano due metodi principali: impregnazione PCB e rivestimento conforme.

Sia il potting che il conformal coating dei PCB utilizzano polimeri organici per proteggere i PCB e i componenti elettronici associati. Quali sono le somiglianze e le differenze tra questi metodi e qual è quello giusto per la tua applicazione elettronica? Per iniziare, scopriamo come funziona ogni tecnica.

Cos'è l'impregnazione PCB?

Il potting PCB è un metodo utilizzato per proteggere i circuiti stampati (indicati in questi contesti come substrato) riempiendo un involucro PCB con un materiale liquido chiamato composto di impregnazione o resina di incapsulamento. Il composto riempitivo riempie l'alloggiamento del dispositivo e, nella maggior parte dei casi, copre l'intero circuito stampato e i suoi componenti, anche se in alcuni casi può essere utilizzato per isolare i singoli componenti.

L'invasatura fornisce un'eccellente resistenza all'abrasione, nonché protezione contro il calore, le sostanze chimiche, gli urti e altri rischi ambientali. Tipici materiali composti per impregnazione includono composti epossidici, poliuretanici e siliconici.

Tipi di impregnazione PCB

Ecco un rapido confronto dei più comuni materiali per impregnazione PCB:

· Resina epossidica: un materiale per invasatura PCB comune e duraturo con grande resistenza chimica, elevata adesione e molte altre caratteristiche desiderabili. Il suo principale svantaggio è il lungo tempo di indurimento che richiede per l'impostazione.

· Poliuretano: un materiale isolante più morbido e flessibile, ottimo per proteggere connettori sensibili e altri componenti elettronici che potrebbero non tollerare materiali più rigidi. Tuttavia, l'umidità e la resistenza al calore del poliuretano non corrispondono ad altri materiali di impregnazione.

· Silicone: uno dei composti per impregnazione più durevoli e flessibili, particolarmente utile per le applicazioni che devono resistere a temperature estreme. Il suo costo relativamente elevato, tuttavia, lo rende poco pratico per alcune applicazioni.

Cos'è il rivestimento protettivo?

Il rivestimento conforme è un altro metodo per proteggere i PCB che ricopre il substrato con un sottile strato di pellicola polimerica o altro materiale non conduttivo. Un rivestimento conforme è in genere solo da 25 a 250 micron, il che lo rende un'opzione molto più leggera rispetto al rivestimento PCB che occupa molto meno spazio. Fornisce un'eccellente protezione contro pericoli come la corrosione e il particolato e l'impermeabilizzazione del rivestimento conforme aiuta anche a proteggere dall'umidità.

Sono disponibili molti diversi materiali di rivestimento conforme. Le opzioni tipiche provengono da una gamma relativamente simile di materiali come il potting di PCB, inclusi composti epossidici e siliconici, nonché altre opzioni come l'acrilico e un polimero sostenibile privo di solventi chiamato parylene.

I metodi di applicazione comuni includono vari tipi di spruzzatura aerosol, che vanno da una pistola a spruzzo manuale azionata dall'uomo per le applicazioni più sensibili a un processo di rivestimento selettivo completamente automatizzato quando la velocità è una priorità. Il rivestimento per immersione è anche un'alternativa ampiamente utilizzata ed economica per applicazioni che richiedono una mascheratura minima dei componenti.

Tipi di rivestimento conforme

Ogni processo e materiale di rivestimento conforme apporta i propri vantaggi e sfide a diverse applicazioni:

Acrilico: un tipo base di rivestimento utilizzato per molti tipi di elettronica di consumo e altre applicazioni di produzione di massa. I conformal coating acrilici sono una buona scelta a tutto tondo e sono uno dei pochi tipi di rivestimento relativamente facili da rimuovere, ma non offrono le prestazioni specializzate di altri tipi di rivestimento.

Parylene: un rivestimento polimerico applicato come un gas, che diventa un film ultrasottile e resistente. I rivestimenti in parylene offrono un'eccellente rigidità dielettrica e altre qualità desiderabili, ma sono estremamente difficili da rimuovere, complicando potenzialmente le riparazioni.

Epossidico: un materiale di rivestimento estremamente resistente, ideale per applicazioni impegnative, grazie alla sua natura relativamente dura e poco flessibile. Questa durezza lo rende anche difficile da rimuovere e il suo elevato restringimento potrebbe non essere adatto a componenti sensibili.

Uretano: una scelta popolare per applicazioni di conformal coating nell'industria aerospaziale, grazie alla sua superiore resistenza all'abrasione e ai solventi. Tuttavia, il costo di tale durabilità è che, come molti altri tipi di rivestimento, l'uretano è difficile da rimuovere.

Silicone: un rivestimento in resina siliconica funziona bene in molte condizioni ambientali diverse, tra cui un ampio intervallo di temperature e umidità elevata. La loro resistenza all'abrasione non è buona come alcune altre opzioni, tuttavia, e anche la rimozione può essere difficile.

Invasatura PCB vs. rivestimento conforme

Ora che abbiamo familiarità con le basi del potting e del conformal coating dei PCB, è il momento di chiedersi: qual è la soluzione migliore per la protezione dei PCB? La risposta, come potresti sospettare, dipende dall'applicazione per la quale stai utilizzando queste tecnologie.

Sia l'impregnazione PCB che il rivestimento conforme contribuiranno a proteggere il substrato da piccoli urti, corrosione, vibrazioni, umidità e altri pericoli comuni. Di seguito, tuttavia, sono riportate alcune aree chiave in cui il rivestimento PCB e il conformal coating differiscono. Considera questi punti quando scegli l'opzione migliore per la tua applicazione:

· Il potting PCB è una scelta migliore per le applicazioni che richiedono un'elevata resistenza a vibrazioni, urti, abrasione, calore e/o sostanze chimiche. In generale, è una scelta più duratura e resistente, adatta per applicazioni fisicamente impegnative.

· Le resine per impregnazione PCB offrono una buona protezione contro gli archi elettrici, quindi troverai spesso impregnazione per PCB utilizzata per dispositivi elettrici ad alta tensione.

· Il potting di PCB è un processo relativamente veloce che può essere eseguito rapidamente e facilmente su una catena di montaggio.

· La rielaborazione, la riparazione o l'ispezione di un dispositivo incapsulato PCB è difficile e può causare danni al substrato. I PCB con conformal coating sono molto più facili da lavorare.

· I conformal coating non esercitano quasi alcuno stress fisico su un substrato, il che aiuta a proteggere i PCB con componenti sensibili come piccoli pin.

· Il rivestimento protettivo occupa meno spazio all'interno dell'involucro del dispositivo e aumenta il peso del dispositivo molto meno rispetto al rivestimento PCB. Ciò lo rende una scelta superiore per i dispositivi in cui le dimensioni e il fattore di forma sono preoccupazioni importanti. È lo standard del settore per i dispositivi elettronici portatili come gli smartphone.

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