Zapewnienie niezawodności elektroniki w środowisku przemysłowym, motoryzacyjnym czy morskim to ekstremalnie trudne wyzwanie dla jej producentów. Czynniki takie, jak wilgoć, pył, wibracje, skrajne temperatury czy substancje chemiczne stanowią stałe zagrożenie dla ciągłości pracy układów scalonych i komponentów PCB. Bez ochrony fizycznej każdy układ elektroniczny, nawet ten najprecyzyjniej zaprojektowany i idealnie zmontowany jest narażony na nagłą awarię. Nieszczelne obudowy stwarzają idealne środowisko do powstawania mikrokorozji czy zwarć wywołanych obecnością pary wodnej. Aby zredukować takie zagrożenie do minimum, Prodel Electronics- jako profesjonalny producent, stosuje hermetyzację, czyli proces zalewania elektroniki specjalistycznymi żywicami. Metoda ta gwarantuje bezawaryjność urządzeń w absolutnie najtrudniejszych warunkach pracy, wpływa na maksymalne wydłużenie cyklu życia produktu oraz wyeliminowanie ryzyka przestojów.
Artykuł sponsorowany
Ochrona przed czynnikami zewnętrznymi i uszkodzeniami mechanicznymi
Hermetyzacja elektroniki tworzy wokół całej płytki PCB oraz zamontowanych na niej komponentów tworzy się nieprzepuszczalną barierę ochronną. Do tego celu wykorzystuje się specjalistyczne żywice dobierane pod kątem aplikacji oraz wymagań środowiskowych:
- żywica poliuretanowa (PU): wysoce elastyczna i odporna na pękanie, amortyzuje drgania i wstrząsy- najczęściej wykorzystywana w urządzeniach mobilnych oraz pracujących w środowisku o skrajnych temperaturach.
- żywica epoksydowa (EP): twarda, z olbrzymią wytrzymałością mechaniczną oraz odpornością chemiczną (m.in. na oleje, paliwa i rozpuszczalniki). Zapewnia silne przyleganie do podłoża tworząc wręcz pancerną osłonę.
- masa silikonowa (SI): najbardziej elastyczna w szerokim zakresie temperatur (często od -50°C do nawet +200°C). Cechuje ją hydrofobowość, odporność na promieniowanie UV i starzenie, świetnie sprawdza się w elektronice zewnętrznej.
Warto podkreślić, że hermetyzacja to znacznie więcej niż zabezpieczenie przed wilgocią i zapyleniem. Zalanie układu tworzy konstrukcję, która jest w stanie tłumić drgania chroniąc delikatne luty i spoiny przed pękaniem.
Stosując tę metodę osiągamy najwyższe normy szczelności, takie jak IP67, IP68 czy nawet IP69K (ochrona przed zalaniem przy myciu wysokociśnieniowym). Tak zabezpieczonego modułu nie da się zdemontować bez widocznego i nieodwracalnego uszkodzenia, zatem osiągamy dodatkową ochronę przed dostępem osób niepowołanych, zabezpieczając autorskie projekty przed próbami ich powielenia, analizy wstecznej czy nielegalnych modyfikacji.
Dobór materiału i technologii jako klucz do wydajności termicznej
Aby stosować proces hermetyzacji niezbędne jest posiadanie wiedzy inżynieryjnej oraz analiza właściwości fizykochemicznych użytych materiałów. Dobór niewłaściwego materiału do zalania może przynieść efekty odwrotne do zamierzonych. Jeśli współczynnik rozszerzalności cieplnej wybranej żywicy będzie skrajnie różny od współczynnika płytki drukowanej – podczas cyklicznego nagrzewania i chłodzenia powstaną silne naprężenia termiczne, co w konsekwencji doprowadzi do mikropęknięć ścieżek, zerwania komponentów SMD czy uszkodzenia delikatnych połączeń.
Aspektem niezwykle ważnym w hermetyzacji jest zarządzanie ciepłem. Jego skuteczne odprowadzanie w modułach mocy (sterowniki silników czy przetwornice) ochroni półprzewodniki przed przegrzaniem. Do tego celu wykorzystuje się zalewy o dużej przewodności termicznej, w których obecne cząsteczki ceramiczne absorbują wysoką temperaturę, odprowadzając ją poza obudowę.
Poza pracą z ciepłem, należy zwrócić uwagę na technologię aplikacji. Manualne mieszanie i nakładanie żywic niesie ze sobą ryzyko powstawania pęcherzyków powietrza, które będą tworzyły lokalne punkty przegrzewania oraz miejsca, gdzie może gromadzić się wilgoć. Z tego względu w profesjonalnej produkcji stosuje się automatyczne systemy dozujące z funkcją odgazowywania próżniowego. Zapewnia to perfekcyjną spójność struktury ochronnej, pełną powtarzalność całego cyklu oraz precyzyjne dotarcie masy do najbardziej niedostępnych przestrzeni pod podzespołami.
Optymalizacja kosztów serwisu i budowanie zaufania do marki
Wdrożenie profesjonalnej hermetyzacji na etapie produkcji to inwestycja o bardzo wysokiej stopie zwrotu. Początkowo wydawać się może, iż podnosi ona bezpośredni koszt jednostkowy wytworzenia modułu, jednak w dłuższej perspektywie drastycznie redukuje całkowity koszt posiadania i obsługi produktu.
Wyeliminowanie awarii wynikających ze zmiennych warunków środowiskowych przekłada się na:
- redukcję zgłoszeń reklamacyjnych: ograniczenie usterek w okresie gwarancji obniża koszty transportu zwrotnego, ekspertyz serwisowych oraz wymiany uszkodzonych podzespołów.
- efektywniejsze wykorzystanie zespołu inżynierów: zamiast angażować serwisantów w ciągłe naprawy wadliwego sprzętu u klientów, zespół może przeznaczyć swój czas na tworzenie i ulepszanie nowych rozwiązań.
- dostępność urządzeń u odbiorcy: niezawodność w kluczowych systemach chroni klientów przed kosztownymi przestojami parków maszynowych, linii produkcyjnych czy floty transportowej.
Prodel Electronics- jako profesjonalny producent elektroniki w swoim zakładzie produkcyjnym stosuje proces hermetyzacji, aby dostarczać produkt końcowy o niezawodności zbliżonej do tej „niezniszczalnej”. Urządzenia bezproblemowo znoszące pracę w trudnym środowisku stanowią najlepszą wizytówkę naszej firmy i jej przewagę konkurencyjną na rynku.
Chcesz dowiedzieć się, jak zabezpieczyć swoje układy elektroniczne i dobrać technologię zalewania idealnie dopasowaną do Twojego projektu? Skontaktuj się z naszym zespołem inżynierów i zamów kompleksowy audyt techniczny.