Proteggi i dispositivi elettronici.

Umidità, sbalzi di temperatura, vibrazioni, polvere e vari agenti possono danneggiare i componenti elettronici. Questa panoramica vi guiderà nella scelta del metodo di protezione più appropriato, dai sottili rivestimenti protettivi all'incapsulamento completo e mirato, nonché dei materiali più adatti. SILITECH offre supporto nella selezione, schede tecniche e alternative, disponibili a magazzino a Gümligen.

Perché proteggere

Quali danni provocano i dispositivi elettronici?

I componenti elettronici raramente si guastano a causa del componente stesso, bensì a causa dell'ambiente circostante. A seconda dell'applicazione, molteplici sollecitazioni agiscono simultaneamente, spesso per anni e senza possibilità di rimedio. Una protezione adeguata inizia con la comprensione delle sollecitazioni rilevanti.

  • L'umidità e la condensa provocano correnti di dispersione, corrosione e formazione di dendriti sulle piste dei conduttori.
  • Variazioni di temperatura: creano sollecitazioni meccaniche dovute alla dilatazione termica differenziale (CTE) del componente, del circuito stampato e del composto di incapsulamento.
  • Vibrazioni e urti sollecitano le saldature, i fili e i connettori, soprattutto nei veicoli, nei droni e nella tecnologia militare.
  • Polvere, agenti abrasivi e sostanze chimiche: oli, carburanti, detergenti e nebbia salina attaccano i componenti non protetti.
  • Calore: Il calore di scarto deve essere dissipato, altrimenti la durata e l'affidabilità diminuiranno.
  • Campi elettrici e compatibilità elettromagnetica: l'alta tensione richiede isolamento, mentre i componenti elettronici sensibili necessitano di schermatura contro i campi di interferenza.

Selezione del metodo

Metodi di protezione in dettaglio

Sei modi per proteggere i dispositivi elettronici, dalle pellicole sottili alla schermatura. Possono essere combinati.

Vernice protettiva (rivestimento conforme)

Strato sottile, riparabile

Uno strato protettivo di spessore micrometrico contro l'umidità e le correnti vaganti, con un peso minimo. I materiali di base variano a seconda del tipo: acrilico, poliuretano, silicone o parilene. Ideale quando è sufficiente uno strato di base leggero e di ampia superficie.

Potting

Massima protezione

L'assemblaggio è completamente incapsulato: massima protezione contro fluidi, vibrazioni e manomissioni. Ciò comporta un peso maggiore e la rigidità del sistema deve essere adeguata al carico del componente.

Incapsulamento

Mirato piuttosto che generalizzato

Incapsulamento mirato di singole aree o componenti, come soluzione intermedia tra il rivestimento sottile e l'incapsulamento completo. A livello di chip, noto anche come globtop, underfill o dam-and-fill.

Gestione termica

Dissipare il calore di scarto

Composti di incapsulamento termicamente conduttivi, riempitivi per intercapedini e paste termiche dissipano il calore dall'assemblaggio. Il valore lambda dipende dal prodotto e può essere trovato nella scheda tecnica.

Isolamento elettrico

Alta tensione sicura

Per l'elettronica di potenza e ad alta tensione, sono importanti la rigidità dielettrica, la resistenza volumetrica e la resistenza di tracciamento (CTI). I valori caratteristici sono riportati nella scheda tecnica e nella norma di riferimento (ad esempio, IEC).

Schermatura EMI/RFI

Smorzare i campi di interferenza

I siliconi e i rivestimenti conduttivi sigillano e schermano contemporaneamente dalle interferenze elettromagnetiche. Sono importanti nei settori dell'elettronica, dell'aerospaziale e della difesa. L'attenuazione della schermatura varia a seconda del prodotto.

Chimica

Famiglie di materiali a confronto

La maggior parte dei sistemi di incapsulamento e rivestimento si basa su uno di tre composti chimici. Ognuno di essi ha un profilo specifico. Le proprietà specifiche dipendono dal prodotto e possono essere reperite nella scheda tecnica.

Caratteristicaresina epossidicaPoliuretano (PU)silicone
forzamolto alto, duroelastico resistentemorbido, permanentemente elastico
Intervallo di temperaturaaltomediomolto alto e molto basso
Sollecitazioni meccaniche sui componentialtomediobasso (basso stress)
Resistenza ai media e agli agenti chimiciMolto beneBenebuono, dipendente dai media
Riparabilità / Rilavorazioneappenacondizionalespesso possibile
Forza tipicaprotezione robusta e solidacomposti per vasi resistenti agli urtiVariazioni di temperatura, raggi UV, flessibilità

Regola generale: resina epossidica per la massima resistenza e protezione dagli agenti esterni, poliuretano per incapsulamento elastico e resistente agli urti, silicone per componenti elettronici soggetti a variazioni di temperatura e stress da raggi UV, con bassa sollecitazione meccanica e parziale riparabilità.

Decisione

Strumento di selezione

RequisitoPiù adattoAvviso
Protezione leggera dall'umidità, riparabileRivestimento conformale (acrilico, PU, ​​silicone)veloce, leggero
Protezione robusta contro urti e vibrazioniIncapsulamento completo (resina epossidica, poliuretano, silicone)Regolazione della rigidità del componente
Temperature elevate o flessibilitàSistemi in siliconeL'intervallo di temperatura dipende dal prodotto
Dissipare il caloreStucco termoconduttivo per sigillanti e riempitiviValore Lambda secondo la scheda tecnica
Alta tensione e isolamentoComposto per incapsulamento ad elevata rigidità dielettricaValori caratteristici secondo IEC e TDS
Schermatura contro le interferenze elettromagnetiche (EMC)siliconi e rivestimenti conduttiviL'attenuazione della schermatura dipende dal prodotto
viaggi spaziali, vuotosistemi a basse emissioni di gasASTM E595 (TML, CVCM) secondo TDS
Costruzioni leggere (droni, aviazione)Rivestire la superficie anziché invasarla completamente, ove possibileValutazione del peso rispetto al livello di protezione

I fattori determinanti in ogni singolo caso sono la geometria, il carico, la temperatura, il contatto con il fluido e la documentazione. I parametri specifici sono reperibili nella rispettiva scheda tecnica.

Secondo il caso d'uso

Casi d'uso tipici

Cosa è richiesto nella pratica e in quali ambiti la scelta dei materiali riveste particolare importanza.

Droni e UAV

leggero, resistente alle vibrazioni

Protezione leggera dall'umidità e resistenza alle vibrazioni per controllori di volo, GPS e radio. Spesso rivestito anziché completamente incapsulato per ridurre il peso. Settore aerospaziale.

Pacchi batteria

termico, isolante

Incapsulamento e dissipazione del calore di celle e moduli, spesso mediante sistemi termicamente conduttivi e ignifughi. Mobilità elettrica e batterie.

Sensori e telecamere

preciso, senza stress

Protezione di sensori sensibili da umidità e vibrazioni a basso stress meccanico; parzialmente trasparente dal punto di vista ottico. Elettronica e circuiti stampati.

Alta tensione

Guasto, isolamento

Composti di incapsulamento ad alta rigidità dielettrica per trasformatori, sensori ed elettronica di potenza. Energia e alta tensione.

Aerospaziale

Bassa emissione di gas

Bassa emissione di gas sotto vuoto secondo ASTM E595, ampio intervallo di temperatura, materiali documentati. Settore aerospaziale.

difesa

Shock, spruzzo di sale

Urti, vibrazioni continue, nebbia salina e ampie fluttuazioni di temperatura per periodi prolungati di funzionamento. Difesa e sicurezza.

specifica

Cosa dovresti chiarire prima di effettuare la tua scelta

  • Temperature di esercizio e di picco, nonché variazioni di temperatura.
  • Dissipazione del calore: se si verificano perdite di potenza significative, è necessaria una soluzione termicamente conduttiva.
  • Geometria e spessore dello strato: incapsulamento completo, incapsulamento o rivestimento sottile.
  • Meccanica: vibrazioni, urti e sensibilità dei componenti alle sollecitazioni.
  • Agenti: Umidità, oli, carburanti, detergenti, nebbia salina.
  • Caratteristiche elettriche: livello di tensione, rigidità dielettrica richiesta, compatibilità elettromagnetica (EMC).
  • Riparabilità: l'assemblaggio deve rimanere accessibile in un secondo momento?
  • Approvazioni: ad esempio UL94 (classe di resistenza al fuoco), basse emissioni di gas (ASTM E595), certificazioni specifiche di settore.
  • Processo: dosaggio, tempo di conservazione, stagionatura, quantità.

Utilizzando queste informazioni, restringeremo insieme la scelta dei prodotti più adatti ed esamineremo le relative schede tecniche.

elaborazione

Procedere in modo pulito

  • Miscelazione: con i sistemi 2K, il rapporto di miscelazione deve essere rispettato scrupolosamente, altrimenti la polimerizzazione e le proprietà ne risentiranno.
  • Degassamento: Rimozione delle inclusioni d'aria sotto vuoto, soprattutto in assemblaggi ad alta tensione e ad alta densità.
  • Dosaggio: i miscelatori statici e la tecnologia di dosaggio garantiscono un'applicazione riproducibile.
  • Stagionatura: Tempo di lavorabilità e condizioni di stagionatura secondo la scheda tecnica; se necessario, rinvenimento per ottenere le proprietà finali e una bassa emissione di gas.
  • Pretrattamento: superfici pulite e asciutte; per una buona adesione potrebbe essere necessario un primer o un trattamento al plasma.

Attenzione: Inibizione: i siliconi a polimerizzazione al platino non polimerizzano a contatto con determinate sostanze (stagno, zolfo, ammine, alcuni nastri adesivi e materie plastiche). In caso di dubbio, eseguire un test di compatibilità sul materiale originale.

Dalla pratica

Errori comuni

  • Sistema eccessivamente rigido su un componente soggetto a sbalzi di temperatura: cricche da stress nelle giunzioni di saldatura.
  • Inclusioni d'aria nel composto di riempimento: punti deboli localizzati nell'isolamento e nella dissipazione del calore.
  • Il legame termico è sottovalutato: rivestimento al posto di una soluzione termicamente conduttiva, nonostante la perdita di potenza.
  • Siliconi al platino inibiti a causa di contaminazione: aree appiccicose e non polimerizzate.
  • Rinvaso completo senza alcun progetto di rilavorazione, anche se una riparazione sarebbe necessaria.

FAQ

Domande frequenti

Rivestimento protettivo o incapsulamento completo?

Rivestimento leggero e riparabile per una protezione di base contro l'umidità, con un peso minimo. Incapsulamento completo quando è richiesta la massima protezione contro i media, le vibrazioni e le manomissioni e il peso aggiuntivo è accettabile.

Resina epossidica, poliuretanica o silicone?

Resina epossidica per la massima resistenza e protezione dagli agenti aggressivi, poliuretano per un incapsulamento elastico e resistente agli urti, silicone per resistere alle variazioni di temperatura, ai raggi UV e alle basse sollecitazioni dei componenti, con possibilità di riparazione parziale.

Come posso dissipare il calore?

Tramite composti di incapsulamento termicamente conduttivi, riempitivi per intercapedini o paste termiche. Il valore lambda in W/mK dipende dal prodotto e può essere trovato nella scheda tecnica.

Cosa si applica ai viaggi spaziali e al vuoto?

In tale contesto sono richiesti materiali a bassa emissione di gas, valutati secondo la norma ASTM E595 (TML, CVCM). I valori sono specificati nella scheda tecnica del prodotto.

È possibile riaprire una foca in vaso?

I composti di incapsulamento a base di silicone sono spesso riparabili, quelli epossidici raramente. Se si prevede di dover effettuare delle rilavorazioni, questo aspetto deve essere considerato nella scelta del materiale.

Ulteriori informazioni

Abbinamento di prodotti, mondi, articoli e settori

Gruppi di prodotti: Resine e soluzioni di incapsulamento · Prodotti siliconici · Adesivi e sigillanti · Trattamento delle superfici

Aree tematiche: Resine e soluzioni di incapsulamento · Siliconi · Adesivi e sigillanti

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Settori industriali: elettronica e circuiti stampati · mobilità elettrica e batterie · energia e alta tensione · aerospaziale · difesa e sicurezza

Termini: il glossario (incapsulamento, rivestimento conforme, rigidità dielettrica, valore lambda, bassa emissione di gas).

Basi tecniche: Le informazioni fornite sono a titolo puramente indicativo e non costituiscono una garanzia sul prodotto. Le schede tecniche del produttore (TDS) e le norme di riferimento sono vincolanti. Le caratteristiche specifiche (intervallo di temperatura, lambda, rigidità dielettrica, durata di lavorabilità, degassamento) dipendono dal prodotto.

Contatto

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