Come proteggere le PCB: rivestimenti vs resine

Le schede a circuito stampato (PCB) sono utilizzate in quasi tutti i dispositivi elettronici, variando a seconda dell’applicazione. Tuttavia, una caratteristica coerente in tutte le applicazioni è che le PCB richiedono una qualche forma di protezione dall’ambiente circostante.

Poiché le PCB sono fondamentali per il funzionamento di un dispositivo elettronico, l’assenza di protezione può influire negativamente sulle prestazioni e sulla durata del dispositivo. Rivestimenti e resine forniscono protezione da:

  • Acqua / umidità
  • Vibrazione
  • Shock fisico
  • Shock termico
  • Contaminazione

Indipendentemente dal tipo di protezione richiesto, tutti le PCB devono essere pulite a fondo per garantire che la contaminazione superficiale non influenzi i livelli di protezione forniti dal rivestimento o dalla resina.

Conformal coating

Il conformal coating è una pellicola che può essere applicata a una PCB per offrire protezione. Tali rivestimenti offrono un’efficace resistenza chimica e termica per brevi esposizioni. Si “adattano” ai contorni di una scheda consentendo un’eccellente protezione e una copertura completa per prolungare la vita utile del PCB.

Lo spessore di questo rivestimento è compreso tra 25-100 micron, aggiungendo un leggero aumento di peso al componente. Essendo una pellicola sottile, questo rivestimento applica poca sollecitazione sui componenti, il che è estremamente vantaggioso per apparecchiature delicate. Generalmente la pellicola è trasparente, consentendo agli utenti di identificare facilmente la PCB sottostante.

La maggior parte dei rivestimenti sono sistemi monocomponente (1K), che offrono una lunga durata, una bassa temperatura di polimerizzazione e un breve tempo di asciugatura. La rilavorazione del rivestimento e la sostituzione dei componenti è semplice, inoltre i rivestimenti possono essere applicati manualmente con un pennello, una pistola a spruzzo o per immersione. Tuttavia, sempre più spesso, i sistemi robotici vengono utilizzati per fornire un’applicazione più precisa.

Resine di incapsulamento

Le resine di incapsulamento sono progettate per proteggere e isolare PCB e componenti da ambienti difficili incapsulando il dispositivo e creando una barriera. Quando vengono applicate alle PCB, le resine possono avere uno spessore superiore agli 0,5 mm, di conseguenza, possono causare un aumento significativo del peso che spesso si traduce in un prezzo unitario più elevato rispetto al conformal coating.

Le resine sono tipicamente sistemi 2K (bicomponenti) in cui una resina e un indurente vengono miscelati per formare un polimero reticolato. Le resine hanno una viscosità molto più elevata rispetto ai rivestimenti e sono progettate per polimerizzare a temperatura ambiente. Tuttavia, applicando calore alla resina, il tempo di polimerizzazione può essere ridotto. Poiché la maggior parte delle reazioni di polimerizzazione sono esotermiche, in cui viene applicata troppa resina, il calore prodotto durante il processo di polimerizzazione può causare il surriscaldamento del PCB e persino prendere fuoco.

Utilizzando una resina, è possibile garantire una maggiore protezione al PCB soprattutto in caso di attacco chimico o in scenari in cui il componente viene immerso per periodi di tempo più lunghi. Le resine possono anche offrire protezione contro gli urti fisici poiché la maggior parte della resina può aiutare a dissipare la forza. A differenza dei rivestimenti, le resine possono essere di colore molto scuro in modo che, una volta applicate, il PCB sottostante sia completamente nascosto, creando un grado di sicurezza nel design. Tuttavia, vale la pena notare che quando le resine vengono rimosse, ciò può portare alla distruzione del PCB.

ProprietàConformal coatingResina
ProtezioneInferiorePiù alto
Spessore25-100 micron0,5+ mm (spesso molto più spesso)
PesoAumento minimoeNotevole aumento
Stress sui componentiMolto pocoNotevole stress
Sistemi di rivestimento1K (singolo componente)2K (due componenti)
RilavorazioneSìNo

Cose da considerare prima di scegliere la protezione PCB

1. Contenitori per PCB

Se la PCB è contenuta all’interno di una custodia progettata come protezione primaria, il conformal coating sarà sufficiente come protezione di backup. Questo è l’ideale in caso di danni o perdite e può fornire protezione dall’umidità e dalla condensa. Se l’alloggiamento non è in grado di fornire protezione dall’ambiente, una resina sarà una scelta più appropriata.

2. Environment

Spesso utilizzate nell’elettronica ad alta tensione e in ambienti esplosivi, le resine forniscono uno strato dielettrico totale per prevenire la formazione di archi. In un tale ambiente, il conformal coating sarà molto meno efficace. Tuttavia, per componenti delicati in ambienti che richiedono livelli limitati di protezione, è probabile che i rivestimenti siano sufficienti.

3. Peso

È importante determinare se il peso della PCB è un fattore nell’obiettivo finale del progetto. Quando si applica un rivestimento, la quantità di peso aggiunta è minima, ma quando si usa una resina il peso aggiuntivo può essere sostanziale.

4. Rilavorazione

Per le applicazioni in cui potrebbe essere necessaria la rilavorazione del PCB in un secondo momento, i rivestimenti saranno la scelta più appropriata infatti, i conformal coating possono essere rimossi molto più facilmente delle resine.

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