مركب التغليف المقاوم للماء للوحات المطبوعة مقابل جل السيليكون: كيفية اختيار الحماية المناسبة

"عزل لوحة الدوائر المطبوعة ضد الماء" يبدو كمهمة واحدة، لكن الصناعة تستخدم ثلاث تقنيات متميزة للقيام بذلك، وهي غير قابلة للتبديل:

• الطلاء الواقي— طبقة بسماكة 25-200 ميكرومتر، عادةً أكريليك، يوريثان، سيليكون أو باريلين، تُطبق بالرش، الغمس أو الفرشاة.
• جل السيليكون— مادة تغليف ناعمة جدًا، ذات معامل مرونة منخفض (شور OO 10-40)، تُسكب أو تُوزع فوق اللوحة، بسماكة تتراوح عادةً بين 0.8-3 ملم، وتتطلب عادةً إطارًا احتواءً.
• مركب التغليف— مادة تغليف هيكلية (سيليكون، بولي يوريثان أو إيبوكسي) تملأ الغلاف وتصبح جزءًا من البناء الميكانيكي.

كل منها يقع في نقطة مختلفة على منحنى التكلفة مقابل الحماية. اختيار الخيار الخاطئ هو أحد الأسباب الأكثر شيوعًا لفشل تصميم IP67 أو IP68 في التحقق - أو يصبح منتجًا باهظ الثمن غير قابل للإصلاح.

يعمل الطلاء عن طريق منع أفلام الرطوبة السطحية والتلوث التي تدفع الهجرة الكهروكيميائية والنمو الشعري. إنه ممتاز للرطوبة والتكثف والتلوث، ولا يضيف تقريبًا أي كتلة أو مقاومة حرارية. لا يتحمل الغمر بشكل جيد: الثقوب الدقيقة، عيوب الحواف عند الموصلات، وفجوات الشعرية تحت المكونات الكبيرة تصبح مسارات تسرب، والطبقة رقيقة جدًا لمقاومة الضغط الهيدروستاتيكي أو التآكل الميكانيكي.

استخدمه من أجل: لوحات المستهلكين والصناعية في حاوية محكمة، لوحات حيث الوزن والمقاومة الحرارية مهمان، ومنتجات ذات حلقة إصلاح.

الجل هو أفضل حل وسط لمعظم الإلكترونيات الخارجية والسيارات. معامل المرونة المنخفض جدًا يعني أنه يمتص عدم تطابق معامل التمدد الحراري بدلاً من نقل الإجهاد إلى وصلات اللحام - وهذا هو السبب في أنه يحسن بشكل كبير عمر الدورة الحرارية لحزم BGA و QFN الكبيرة. يبلل اللوحة بالكامل، مما يلغي فجوات الشعرية والتظليل التي تعاني منها الطلاءات، وهو مستقر حراريًا من -50 إلى +200 درجة مئوية.

حدوده: الجل ضعيف ميكانيكيًا، لذا يجب احتواؤه بواسطة حاوية أو سد؛ إنه يوصل الحرارة بشكل متواضع فقط في الدرجات غير المملوءة؛ وهو ليس حاجزًا للغمر العميق أو طويل الأمد.

استخدمه من أجل: أجهزة إنترنت الأشياء الخارجية، لوحات التحكم في السيارات، مشغلات LED، مزودات الطاقة، وأي لوحة بها وصلات لحام كبيرة معرضة للدورات الحرارية.

التغليف هو الخيار الوحيد الذي يوفر إغلاقًا بدرجة الغمر بالإضافة إلى السلامة الهيكلية. حاوية مملوءة تقاوم الضغط الهيدروستاتيكي، الاهتزاز، الصدمات والهجوم الكيميائي. اختيار الكيمياء الأساسية مهم للغاية:

• تغليف السيليكون: معامل مرونة منخفض، نطاق درجة حرارة واسع، الأفضل لموثوقية الدورة الحرارية وقابلية الإصلاح عند استخدام الدرجات القابلة للتقشير.
• البولي يوريثان: صلابة ميكانيكية جيدة والتصاق، تكلفة معتدلة، ولكن نطاق درجة حرارة مرتفعة محدود وإصلاح صعب.
• الإيبوكسي: أعلى مقاومة ميكانيكية وكيميائية، خيارات موصلية حرارية عالية - ولكن معامل مرونة مرتفع وعدم تطابق معامل التمدد الحراري، مما قد يكسر وصلات اللحام أو المكونات تحت الصدمة الحرارية. استخدمه فقط حيث تم التحقق من صحة التصميم له.

استخدمه من أجل: منتجات الغمر IP68، المعدات البحرية والخارجية، وحدات EV والبطاريات، المستشعرات والموصلات، وأي منتج يعتبر فيه مادة التغليف عنصرًا هيكليًا.

• تظليل الطلاء: الرش لا يمكن أن يصل تحت المكونات الطويلة. إذا كان التلوث يمكن أن يتكثف هناك، فلن يحمي الطلاء المنطقة المهمة.
• الجل بدون احتواء: تدفق الجل بعيدًا عن حافة اللوحة يكشف عن مسار الزحف الذي كنت تحميه بالضبط.
• الإيبوكسي على الحزم الكبيرة: معامل مرونة مرتفع بالإضافة إلى عدم تطابق معامل التمدد الحراري يساوي إجهاد اللحام بعد بضع مئات من الدورات الحرارية، على الرغم من أن اللوحة محكمة الإغلاق تمامًا.
• التغليف فوق الموصلات: تسرب المركب إلى جسم الموصل يمنع التوصيل أو يلوث نقاط الاتصال. قم بالقناع ميكانيكيًا، وليس بالشريط وحده.
• مركب غير معالج أو به فراغات: الفراغات تركز الإجهاد وتعمل كمستودعات للرطوبة؛ قم بإزالة الغاز وافحص.

• نظف، وعند الضرورة، قم بتمهيد اللوحة والحاوية - فشل الالتصاق يهيمن على عمليات الإرجاع الميدانية.
• قم بقناع الموصلات، البصريات، مستشعرات الضغط ونقاط الاختبار.
• قم بإزالة الغاز من المركب المخلوط عند ≤ 5 ملي بار؛ قم بالصرف من زاوية واحدة لدفع الهواء أمام التدفق.
• تحكم في نسبة الخلط بدقة، خاصة بالنسبة لأنظمة المعالجة الإضافية 1:1.
• تحقق من المعالجة عن طريق تطور الصلابة، وليس اللمس السطحي؛ تأكد من عدم وجود تثبيط من بقايا التدفق أو القفازات.
• افحص القطع الأولى بالأشعة السينية أو المقطع العرضي بحثًا عن الفراغات والبقع الرقيقة.
• تحقق من الصحة مع المعالجة المسبقة (دورات حرارية بالإضافة إلى 85/85) قبل اختبار IP - عينة جديدة تمرر IP68 تثبت القليل جدًا.

هل يمكن للطلاء الواقي تحقيق IP68؟
ليس بشكل موثوق بمفرده. مع حاوية محكمة الإغلاق وطلاء يغطي جميع الأسطح، يمكن تحقيق IP67، ولكن درجة الغمر IP68 تتطلب عادةً جل أو تغليف.

هل جل السيليكون مناسب للبيئات عالية الاهتزاز؟
إنه يحمي وصلات اللحام جيدًا، ولكنه لا يؤمن المكونات الثقيلة ميكانيكيًا. أضف تثبيتًا أو لاصقًا للمكثفات الكبيرة والموصلات والمحولات.

أيهما أفضل لتبديد الحرارة - الجل أم التغليف؟
يمكن ملء كليهما. عادةً ما يستخدم التغليف الموصل حراريًا (1.5-3.0 واط/متر·كلفن) عندما يجب أن تعبر الحرارة المركب إلى جدار الحاوية؛ الجل غير المملوء مسار حراري ضعيف.

هل يمكن إصلاح لوحة مغلفة؟
فقط مع درجات السيليكون القابلة للتقشير، أو عن طريق الحفر التدميري. إذا كانت قابلية الخدمة مطلبًا، فقرر ذلك قبل اختيار الكيمياء.

يحل الطلاء الواقي، جل السيليكون ومركب التغليف أجزاء مختلفة من نفس المشكلة. طابق التقنية مع الإجهاد الفعلي: الرطوبة فقط، الدورات الحرارية، أو الغمر. ثم اختر الكيمياء حسب معامل المرونة ونطاق درجة الحرارة، وتحقق من الصحة عن طريق الاختبارات المعالجة مسبقًا. معظم حالات فشل لوحات الدوائر المطبوعة المقاومة للماء ليست فشلًا في المواد - إنها فشل في التطبيق الخاطئ.

نحن نصنع جل السيليكون RTV-2، ومركبات التغليف ذات المعامل المنخفض، والدرجات الموصلة حراريًا والأنظمة القابلة للتقشير لحماية لوحات الدوائر المطبوعة، ويمكننا مساعدتك في الانتقال من ملف تعريف الإجهاد إلى مواصفات تم التحقق منها.