Як вибрати найкращий матеріал для інкапсуляції друкованих плат для вашого проекту

Вступ до заливки та інкапсуляції

Заливка або герметизація є широко використовуваним методом захисту друкованих плат від пошкоджень, і він довів свою ефективність. Різні заливні суміші використовуються в різних середовищах ланцюгів залежно від переваг і характеристик матеріалів. Загальні матеріали включають:

• Етиленвінілацетат (EVA)
• Поліфеніленсульфід (PPS)
• Поліфеніленоксид
• Поліамід-імід
• акрил
• Поліестери

У цій статті Highleap Electronic надасть детальний опис переваг, недоліків та сценаріїв застосування різних матеріалів. Інтеграція перевірок проектування для технологічності (DFM) у процес виробництва друкованих плат забезпечує найкращі результати для вашого проекту.

Що таке заливка PCB?

Заливка — це звичайний захисний захід, який використовується більшістю виробників плат PCBA для захисту електронних ланцюгів від тепла, небезпеки навколишнього середовища, хімічних речовин і ударів. Це досягається шляхом заповнення корпусу друкованої плати заливною сумішшю, яка діє як інкапсуляційна смола, таким чином захищаючи всю плату та її компоненти. Ось кілька причин, чому вам варто розглянути можливість заливки друкованої плати:

• Заливка покращує ефективність електроніки та надійність схеми, захищаючи друковані плати від втручання, вологи та витоку напруги. Заливка також захищає електроніку від впливу вібрації та навантажень, запобігаючи від’єднанню проводки та ранньому виходу системи з ладу.
• Крім того, хвилі вібрації друкованої плати та корпусу друкованої плати можуть з’єднуватися, посилюючи навантаження на друковану плату та спричиняючи передчасну поломку. ПХБ стає стійким до навантажень і вібрації завдяки заливці.
• Крім того, інкапсуляція захищає друковані плати від бруду та пилу, які можуть спричинити перегрів, перешкоди сигналу та зниження швидкості чи продуктивності.
• Нарешті, заливка друкованої плати покращує безпеку та конфіденційність електронного пристрою. Природа заповнення робить доступ до вашої друкованої плати та зворотне проектування вашого пристрою неймовірно складним завданням, що підвищує конфіденційність і безпеку вашої друкованої плати.

Загальні матеріали для інкапсуляції друкованої плати

Етиленвінілацетат (EVA)

Етиленвінілацетат (EVA) є широко використовуваним заливним матеріалом в електронній промисловості завдяки його багатофункціональним перевагам. Він ідеально підходить для зовнішнього застосування, де потрібна ударостійкість через його здатність поглинати удари та вібрацію. Крім того, він демонструє хорошу адгезію до різноманітних матеріалів, таких як метали, пластики та інші основи. Він зберігає свої властивості навіть при низьких температурах і забезпечує чудову електроізоляцію.

Незважаючи на свої переваги, ця заливна суміш має деякі недоліки, які важко ігнорувати. У той час як гнучкі матеріали не дозволяють тріснути під час згинання, вони не можуть забезпечити такий же механічний захист, як жорсткі матеріали, і можуть не підходити для деяких крихких компонентів. Крім того, не рекомендується для особливо екстремальних умов, таких як високі температури або кислотне середовище. Хоча це не дорого, його може бути нелегко отримати для виробників PCBA в певних регіонах.

Враховуючи його переваги та недоліки, очевидно, що EVA може використовуватися в різних сценаріях та застосуваннях. Він зазвичай використовується в друкованих платах побутової електроніки , такій як мобільні телефони, планшети та ноутбуки. Однак він може не підходити для промислового застосування, де промислова продукція деяких виробників, така як драйвери двигунів, ПЛК та датчики, вимагає певного ступеня механічної стійкості друкованих плат, якому EVA може не відповідати. Крім того, він не використовується у високопродуктивних застосуваннях, таких як медичне обладнання , морська електроніка, аерокосмічна та оборонна електроніка, автомобільна електроніка та застосування у сфері відновлюваної енергетики. Незважаючи на свої обмеження, EVA залишається універсальним та економічно ефективним матеріалом для інкапсуляції багатьох електронних пристроїв.

Поліфеніленсульфід (PPS)

Поліфеніленсульфід (PPS) – це високоміцний та термостійкий термопластичний матеріал, який витримує температури до 260°C, що робить його ідеальним для застосування при високих температурах. Цей матеріал є дуже вогнестійким та відповідає стандартам горючості UL 94 V-0 , що забезпечує його надійність та безпеку в суворих умовах. Його висока міцність та жорсткість у поєднанні з хорошою усадкою та стабільністю розмірів роблять його чудовим вибором для друкованих плат, які потребують точних допусків. Крім того, його виняткова корозійна стійкість дозволяє йому впливати кислоти та луги.

Однак важливо зазначити, що PPS є відносно дорогим варіантом і вимагає спеціального обладнання для обробки PCBA. Крім того, це жорсткий матеріал і не може задовольнити потреби гнучких друкованих плат. Його властивості також можуть бути послаблені в певних середовищах, таких як розм’якшення при низьких температурах і зміна кольору або деградація під впливом УФ-випромінювання.

PPS широко використовується в передових та дорогих пристроях, таких як аерокосмічне комунікаційне обладнання, оборонна електроніка, навігаційні системи та модулі керування, а також датчики в безпілотних автомобілях. Однак, він також високо цінується промисловими клієнтами, яким доводиться працювати в складних умовах, включаючи високі температури та хімічну корозію. Хоча заміна або ремонт промислових плат керування може бути дорогим, PPS забезпечує надійне та економічно ефективне рішення, що робить його ідеальним вибором для таких застосувань, як приводи двигунів та ПЛК.

Поліфеніленоксид

Для користувачів, які шукають багатофункціональний матеріал, поліфеніленоксид (PPO) є чудовим вибором із збалансованим поєднанням можливостей і доступності. Незважаючи на те, що він не такий термостійкий, як поліфеніленсульфід, він може працювати в середовищах до 140 °C, що достатньо для більшості застосувань. Крім того, PPO забезпечує адекватний механічний захист і стабільність розмірів, а також має гарну стійкість до зовнішніх і кислотних/лужних середовищ. Його кілька недоліків затьмарюються багатьма перевагами, причому єдиним помітним недоліком є ​​випадкові труднощі з закупівлею.

Завдяки широкому діапазону опорів, ППО може використовуватися в багатьох сферах застосування. Наприклад, його зазвичай використовують у побутовій техніці, такій як телевізори та кондиціонери , а також у громадських приміщеннях, таких як сонячні панелі , вітрові турбіни та системи накопичення енергії. ППО також добре підходить для використання в медичних друкованих платах , включаючи імплантовані датчики та системи доставки ліків, і може знайти своє місце в таких галузях промисловості, як авіація, військова справа та промислове виробництво. Загалом, універсальність та доступність ППО роблять його чудовим вибором для багатьох застосувань.

Поліамід-імід

Поліамід-імід (PAI) — це з’єднання, яке зазвичай використовується в промисловості, оскільки воно більш стійке в екстремальних умовах і може забезпечити тривалий захист. Він сумісний із стійкістю до високих температур і низьким водопоглинанням, що робить його ідеальним для запобігання проблемам, пов’язаним із вологістю, у промислових застосуваннях, де високі температури можуть спричинити розпилення водяної пари в навколишньому середовищі, що призводить до короткого замикання друкованої плати.

Однак, як і для інших високотемпературних складів, для обробки потрібне спеціальне обладнання, і в процесі може виникнути короблення, що може призвести до деформації виробу. Поліамідімід не підходить для застосувань, які вимагають певного кольору, оскільки він має природний колір, який неможливо легко змінити під час обробки. Крім того, він стає крихким у середовищі з низькою температурою, і надмірна зовнішня сила може спричинити його злам.

Незважаючи на ці обмеження, PAI має вищу сумісний з алюмінієвими друкованими платами, що робить його придатним заливним компаундом для світлодіодних систем освітлення та сонячної електроніки. Він також корисний для заливки обладнання для розвідки нафти та газу, такого як датчики та контролери буріння.

акрил

Акрил — це суміш для інкапсуляції, яку легко обробляти та швидко твердіти, що робить її привабливим вибором для клієнтів, яким потрібна швидка збірка друкованих плат від компанії-виробника. Це також придатний матеріал для заливки друкованих плат, оскільки він допомагає скоротити час виробництва. Хоча акрил має чудову адгезію та хімічну стійкість, він має низьку термостійкість і з часом може стати крихким, що призводить до короткого терміну служби. Однак він може бути оптично прозорим, що робить його ідеальним для електронних застосувань, які вимагають пропускання світла.

Що стосується переваг, то акрил не так багато в порівнянні з іншими матеріалами. Його головна перевага полягає в тому, що він недорогий, що робить його більш придатним для додатків споживчої електроніки з нижчою нормою прибутку, оскільки він суттєво не збільшує витрати на виробництво.

Поліестери

Поліестер має відмінні електроізоляційні властивості, що робить його придатним для різних електричних застосувань, включаючи автомобільну електроніку, блоки живлення та системи HVAC. Незважаючи на те, що це менш дорога заливна суміш, її термін служби менший, що робить її економічним вибором. У медичних пристроях він зазвичай використовується в обладнанні для моніторингу та діагностичних інструментах.

Які переваги інкапсуляції PCB?

Як інженер, я можу засвідчити численні переваги інкапсуляції друкованої плати. Цей процес має вирішальне значення для підвищення надійності та довговічності електронних компонентів. Ось чому:

• Надійний захист від води та ударів : герметизація життєво важлива для захисту друкованих плат від пошкодження водою та фізичних ударів, які є поширеними загрозами в різних середовищах.

• Стійкість до хімічних речовин та корозії : цей метод пропонує винятковий захист від хімічного впливу та корозії, що робить його ідеальним для друкованих плат, що працюють у суворих умовах.

• Покращена ізоляція та функціональність : покращуючи ізоляцію між електричними компонентами, інкапсуляція допомагає зменшити втрати струму, забезпечуючи оптимальну функціональність пристрою з часом.

• Захист від механічної вібрації : Герметизація ефективно запобігає пошкодженням, спричиненим механічними вібраціями, зберігаючи цілісність компонентів на друкованій платі.

• Зменшення радіочастотних/електромагнітних перешкод : цей процес є дуже ефективним для зменшення радіочастотних перешкод (RFI) та електромагнітних перешкод (EMI), які можуть порушити роботу пристрою.

• Зменшення напруги на паяних з'єднаннях : Герметизація забезпечує міцну основу для з'єднання дротів, значно зменшуючи напругу на паяних з'єднаннях та запобігаючи потенційним поломкам або поломкам.

• Бар'єр від забруднень : Він утворює надійне ущільнення, яке запобігає потраплянню пилу, бруду та інших забруднень, захищаючи друковану плату від потенційних пошкоджень.

• Захист від олов'яних вусів : інкапсуляція служить бар'єром для навколишнього середовища, запобігаючи утворенню шкідливих олов'яних вусів, які можуть спричинити коротке замикання та інші збої.

• Складність зворотного проектування : З точки зору безпеки, інкапсульовані друковані плати набагато складніше зворотно проектувати порівняно з тими, що мають лише конформні покриття, що захищає ваші проекти від копіювання.

• Захист від теплового розширення : Цей метод також захищає компоненти від проблем, пов'язаних з тепловим розширенням, гарантуючи, що друкована плата зберігає свою іонну чистоту та властивості вологостійкості.

• Економічно ефективний та ефективний : інкапсуляція, як правило, швидша та економічно ефективніша, ніж інші захисні методи, вимагаючи менше етапів нанесення та усуваючи необхідність повторного складання. Крім того, для тих, хто стурбований впливом на навколишнє середовище, доступні варіанти без летких органічних сполук.

• Простота застосування : процес простий та ефективний, навіть у великих обсягах виробництва, що робить його практичним вибором для виробників, які прагнуть оптимізувати свою діяльність.

Загалом, інкапсуляція друкованих плат є незамінним процесом, який забезпечує комплексний захист, підвищує продуктивність та забезпечує довгострокову надійність електронних пристроїв.

Висновок

Щоб підвищити якість вашого проєкту, важливо вибрати відповідний матеріал, виходячи з різних застосувань та потреб. Коли йдеться про захист друкованих плат, конформне покриття є життєздатною альтернативою заливці. Хоча обидва варіанти забезпечують захист, між ними є деякі суттєві відмінності. Прочитання статті « Конформне покриття проти заливки» допоможе вам визначити, яка послуга більше підходить для ваших потреб.

Зв’яжіться з нами, щоб отримати ціну на складання друкованої плати зараз