Protección IP68 vs. espesor del compuesto de envase: lo que realmente determina el rendimiento impermeable

Cuando una carcasa gotea en una prueba de inmersión IPX8, la primera pregunta que los ingenieros suelen hacer es "¿es el compuesto de maceta lo suficientemente grueso?" En la mayoría de los análisis de fallas la respuesta es no. El compuesto era lo suficientemente grueso., pero elInterfazIP68 es el resultado de un sistema completo: geometría de la carcasa, superficies de sellado, entradas de cables, disposición de componentes, calidad de curado y el encapsulador en sí.El grosor es una variable en ese sistema, y tratarlo como la única variable es el error más común y más costoso en el diseño de electrónica impermeable.

Este artículo desglosa lo que IP68 realmente requiere, cómo el grosor de encapsulación influye en la entrada de agua,y donde los diseños realmente fallan para que pueda especificar un espesor de capa con la lógica de la ingeniería en lugar de conjeturas.

IP68 combina dos calificaciones independientes definidas en la norma IEC 60529:

• El primer dígito 6 es resistente al polvo:Esto es absoluto, no "entrada limitada".
• El segundo dígito 8 ∞ inmersión continua:el recinto puede sumergirse continuamente en agua en condiciones acordadas entre el fabricante y el usuario, y debe permanecer intacto sin que se produzca ninguna entrada nociva.

El detalle crítico:IPX8 no tiene una profundidad ni una duración fijas en el estándar en sí.Se trata de un nivel de prueba negociado. Las especificaciones comunes de la industria son de 1,5 m durante 30 minutos, 3 m durante 60 minutos o 10 m durante 24 horas para productos al aire libre y marinos.Un proveedor que afirma "IP68" sin indicar profundidad y duración está haciendo una afirmación no verificableEn el dibujo, escriba siempre el nivel de ensayo, por ejemplo: "IPX8: 2 m / 60 min, sin penetración, resistencia al aislamiento > 100 MΩ después del ensayo".

El agua llega a la electrónica a través de cuatro mecanismos, y el grosor afecta a cada uno de manera diferente:

El silicona no es un material de barrera en el sentido metalúrgico, sino que es permeable al vapor de agua.Así que duplicando el espesor de la pared aproximadamente reduce a la mitad la tasa de permeabilidadPara los geles de silicona con alta transmisión de vapor de agua, 1,5 mm sobre el componente más alto es el mínimo práctico para ambientes de baja humedad a largo plazo.y 3 mm o más para el trabajo de condensación o inmersión.

El agua viaja mucho más rápido a lo largo de una interfaz unida o no unida que a través de un polímero a granel.Una capa de 5 mm con un perímetro totalmente unido sobrevive años.La adhesión es más decisiva que el grosor.

Bajo 1 ‰ 10 m de agua y un ciclo de -40 a +125 ° C, el compuesto se expande y se contrae. Una capa más gruesa y de mayor módulo genera una mayor tensión interfacial y puede desprenderse de la pared de la carcasa;un gel de bajo módulo más grueso absorbe la tensiónPor eso la relación correcta esespesor más módulo, no sólo el grosor.

El aire atrapado, el relleno incompleto alrededor de los componentes altos y las películas delgadas sobre los pines de conector crean canales directos.2 mm en la parte superior de un transformadorMedir el mínimo real, no el nominal.

Estos son puntos de partida para las revisiones de diseño, no para las certificaciones.

1. Entradas y conectores de cablesEl envase debe encapsular la encrucijada y la transición de aislamiento, y se debe seguir utilizando una glándula mecánica o una bota.
2. Interfaces de las carcasas- la adhesión del compuesto a una pared contaminada o mal preparada (agente de liberación de moho, huellas dactilares, oxidación) se delamina en unos pocos ciclos térmicos.Y nunca te pongas en una superficie que no tengas calificación..
3. Inhibición de la cura Las siliconas de curado adicional (platino) están envenenadas por azufre, estaño, amina y algunos flujos y adhesivos.
4. Límites de curación por sección profunda- los sistemas de curado por condensación curan desde la superficie hacia adentro a una velocidad aproximada de 6-10 mm por 24 h. Los grandes bloques colocados en una olla pueden no curarse en el fondo durante días;utilizar sistemas de curado por adición o vertidos en varias etapas.
5. Desajuste de la expansión térmicaUn compuesto de alto módulo, altamente lleno unido a una delgada pared de ABS o PC puede agrietar la carcasa durante el choque térmico, creando una fuga que no tiene nada que ver con el grosor.

• En el dibujo se definirá el nivel exacto de ensayo IPX8 (profundidad, duración, precondicionamiento).
• Establecer el espesor mínimo de la capa sobre el componente más alto, no el promedio
• Mantener un espacio mínimo de 2 mm entre la superficie del compuesto y cualquier pared de la carcasa metálica para limitar la tensión de la interfaz, o especificar un módulo bajo.
• Rondar las esquinas internas; evitar los bordes afilados que concentran la tensión y atrapan el aire.
• La mezcla se desgasea al vacío (≤ 5 mbar) y se vierte de manera que no quede atrapado el aire.
• Se utilizará un primer donde lo exija el material de la carcasa y se validará la adhesión mediante prueba de tracción en muestras de producción.
• Prototipos de precondicionamiento antes del ensayo IPX8: 100 ciclos térmicos a −40/+85 °C más 500 horas a 85 °C/85% de humedad corporal. Una nueva muestra que pase IPX8 significa muy poco.
• Inspeccionar las unidades en macetas por rayos X o sección transversal en busca de huecos en el primer artículo y después de cualquier cambio de proceso.

¿Es un compuesto de maceta más grueso siempre mejor para IP68?

No. Más allá de 3 ̊5 mm en una carcasa rígida, el grosor añadido aumenta principalmente la tensión de la interfaz y la dificultad de curado.

¿Puede un gel de silicona alcanzar el IP68?

Sí, cuando esté contenido por una carcasa unida y la capa de gel sea lo suficientemente gruesa (normalmente ≥ 2 mm) y las salidas del cable estén selladas mecánicamente.

¿Requiere una clasificación IP más alta un compuesto más duro?

No. El bajo módulo y el alto alargamiento generalmente mejoran la fiabilidad de la inmersión porque absorben el desajuste de CTE en lugar de transferirlo al sello.

¿Cómo puedo comprobar el grosor de una pieza de producción?

Se recortará una pieza por lote en el componente más alto y en la pared de la carcasa, o se utilizará una carcasa de ensayo transparente con un medidor de profundidad marcado durante la instalación del proceso.

El rendimiento IP68 se determina por la interacción entre el grosor de la capa, el módulo, la adhesión y el sellado mecánico, en ese orden de importancia después del diseño de la carcasa misma.diseñar un espesor mínimo realEl espesor es una entrada de diseño; IP68 es una salida validada.

Si usted está seleccionando una silicona RTV-2 o compuesto de maceta para un ensamblaje de inmersión, nuestro equipo de ingenieros puede revisar su geometría de la vivienda,las alturas de los componentes y el nivel de ensayo y recomendar una calificación, el espesor y el calendario de curado que pasará la prueba de tipo la primera vez.