Teaser Komponentenschutz 2000x701px
Cum se asigură protecția componentelor

Procedura corectă, conectorul potrivit

Cum se asigură protecția componentelor – Procedura corectă, conectorul potrivit

Sectorul electronic se află în plină transformare: fie că vorbim de industria auto, de energia solară și eoliană sau de automatizarea industrială, electrificarea se manifestă în toate domeniile. Odată cu creșterea constantă a conectivității, în ultimii ani a crescut însă și numărul defecțiunilor electronice – cu 29% în total, potrivit Center for Automotive Research. În funcție de influențele de mediu preconizate, devine astfel necesară protecția componentelor electronice. Aceasta permite protejarea fiabilă a sistemelor electronice – însă pentru aceasta utilizatorii au nevoie și de o soluție de conectare compatibilă cu turnarea.

Creșterea cererii de metode de protecție a componentelor

Diferite metode protejează componentele electronice împotriva șocurilor, vibrațiilor, umidității, murdăriei, temperaturilor ridicate, fluctuațiilor de temperatură prelungite și a daunelor rezultate din acestea. Prin urmare, protecția componentelor poate contribui în mod semnificativ la îmbunătățirea duratei de viață, a siguranței funcționale și a fiabilității produselor finale.

Din acest motiv, procedurile de protecție a componentelor sunt deja utilizate în mod regulat în multe aplicații: mobilitate electrică, automatizare industrială, aplicații feroviare, tehnologie medicală, energie eoliană și solară, electronică de comunicații, agricultură și aparate de uz casnic – astăzi, electronica este utilizată aproape peste tot. O provocare tot mai mare o reprezintă tendința crescândă spre miniaturizare. Componentele electronice devin din ce în ce mai mici și necesită diferite măsuri de protecție pentru a mări din nou distanțele de scurgere și a elimina distanțele de aer.

În funcție de solicitările și de situația de utilizare a componentelor, se alege între diferite procedee: turnarea cu rășină, acoperirea conformă și turnarea cu adeziv termofuzibil sunt cele mai populare dintre acestea.

Aveți întrebări concrete?

mail
Vă stăm cu plăcere la dispoziție pentru a vă răspunde la întrebări. Nu ezitați să ne contactați!

Accesați formularul de contact »

Metodă de protecție a componentelor: turnare cu material de etanșare

Tabelle Potting Vergussstoffe
Tabelul 1: Cele mai comune materiale de turnare și proprietățile lor
Se utilizează foarte frecvent compuși de turnare cu 1 și 2 componente, așa-numiții „potting compounds”. În cazul materialelor de turnare cu 2 componente, rășina și întăritorul sunt amestecate într-un raport de amestec cu ajutorul unei tehnologii mecanice corespunzătoare și turnate în cavitate, în mod standard, printr-un tub de amestecare static. Astfel, această turnare la rece este un proces care nu modelează forma și necesită o carcasă în care se toarnă masa de turnare.
O turnare de tip potting oferă multe avantaje: astfel, aceasta asigură nu numai o izolație electrică excelentă, o disipare ridicată a căldurii și reducerea vibrațiilor și a șocurilor, ci dispune, de asemenea, de rezistență la substanțe chimice, umiditate, șocuri termice și cicluri, protejează componentele electronice împotriva prafului și umidității și are, în plus, proprietăți ignifuge.
 
În mod standard, în funcție de cerințele specifice, se utilizează rășini epoxidice, poliuretanice și siliconice. Toate acestea diferă în ceea ce privește proprietățile lor (Tabelul 1). 

Pe lângă materialele menționate, există și materiale speciale de turnare și rășini de turnare. Acestea sunt însă utilizate doar în condiții extreme. Astfel, în conformitate cu cerințele ATEX, ele protejează, de exemplu, împotriva exploziilor, împiedicând reacția chimică dintre sursa de aprindere, substanța inflamabilă și oxigenul. În plus, acestea permit o izolare electrică împotriva tensiunii înalte (până la 30 kV/mm), protejează împotriva supraîncălzirii cauzate de generarea parțială de căldură și, cu clasa de protecție IP68, oferă protecție împotriva prafului și a scufundării permanente.

O turnare de etanșare oferă utilizatorului multe posibilități. Produsele tipice la care se aplică acest procedeu sunt pachetele de baterii, electronica de putere și de control, încărcătoarele, electronica cu protecție EX, senzorii, monitoarele și afișajele.

Metode de protecție a componentelor: acoperire conformă

WW Trilogie Text 2022 new
Fig. 1: Comparație între acoperirea cu strat subțire (stânga), acoperirea cu strat gros (centru) și turnarea de mastic (dreapta)  Sursă: Werner Wirth
Prin acoperirea conformă, plăcile de circuit imprimat sunt acoperite integral sau doar selectiv. În cazul acoperirii selective, doar zonele necesare ale plăcii de circuit imprimat sunt acoperite cu un strat protector. De regulă, se face distincție între două variante de acoperire: acoperirea cu strat subțire asigură o rentabilitate ridicată a proceselor de fabricație datorită întăririi rapide și vâscozității adaptate. În schimb, acoperirea cu strat gros asigură o protecție deosebit de ridicată a marginilor și suprafețelor, care protejează ansamblurile electronice în special împotriva umidității extreme. În ambele cazuri, după uscare, acoperirile conforme formează straturi cu grosimi cuprinse între 30 și 2000 µm. Astfel, ansamblul electronic poate fi montat chiar și în spații înguste. 

 Datorită vâscozității diferite a lacurilor de protecție și, prin urmare, a comportamentului diferit de curgere, se aplică adesea principiul DAM & FILL pe ansamblurile electronice echipate. Aici se utilizează un lac de protecție tixotrop pentru a forma un „dam” (în română „baraj”), de exemplu în jurul componentelor care nu trebuie turnate, cum ar fi conectorii. Celelalte componente sunt apoi acoperite cu un lac de protecție cu vâscozitate redusă („Fill”, în română „umplere”).

Pentru acoperirea conformă se utilizează diferite materiale polimerice. Astfel, utilizatorii pot alege, printre altele, între produse pe bază de silicon și produse cu reticulare UV. Datorită spectrului larg de temperaturi, de la -40 °C la +200 °C, primele sunt ideale pentru condiții de utilizare dure, cum ar fi în industria aerospațială sau offshore. Cele din urmă sunt compuse din acrilate și poliuretani sau hibrizi ai celor două materiale. Acestea se remarcă în special prin faptul că se întăresc foarte rapid prin inițierea cu raze UV și prezintă o rezistență foarte bună la șocuri termice.

Domeniile de aplicare ale acoperirii conforme sunt diverse și variază de la sectorul auto până la tehnologia feroviară, senzori, electronică industrială, tehnologie medicală, precum și la energia eoliană offshore și tehnologia aerospațială menționate anterior.

Tehnica de protecție a componentelor: turnare cu adeziv termofuzibil

Ausschnitt Draeger
Fig. 2: Turnarea cu adeziv termofuzibil, pe exemplul unei căști de pompier. În centru se pot observa: conectori realizați prin tehnica „Dam & Fill”.  Sursă: Werner Wirth
O formă specială de turnare este turnarea cu adeziv termofuzibil (Hotmelt Moulding). În cadrul acestui proces, ansamblul este învelit într-un singur pas cu un material, creându-se astfel o structură de carcasă și protejându-se în același timp ansamblul. Componentele electronice nu sunt deteriorate, deoarece materialele termoplastice cu vâscozitate redusă au o temperatură de prelucrare scăzută și sunt prelucrate cu o presiune de injecție mult mai mică decât în cazul turnării normale prin injecție a materialelor plastice. Acest lucru protejează componentele, permite în același timp termoplastelor să se întărească rapid și face ca procesul să fie relativ ieftin.

Turnarea sub presiune scăzută permite astfel ca chiar și componentele sensibile, precum contactele, senzorii, plăcile de circuit imprimat și bobinele, să fie învelite, lipite sau etanșate conform IP68 într-un mod ecologic, fiind astfel protejate chiar și împotriva celor mai puternice solicitări.

Un sector puternic afectat de influențele externe este, de exemplu, agricultura. Aici, utilajele sunt supuse zilnic unor condiții meteorologice variate. Pentru protecția componentelor electronice, turnarea cu adeziv termofuzibil este perfectă: oferă o protecție fiabilă și de lungă durată împotriva umidității, variațiilor de temperatură, coroziunii și vibrațiilor. 

Concluzie

icon info r

Turnarea în matriță, acoperirea conformă sau turnarea cu adeziv termofuzibil: alegerea celei mai potrivite metode de protecție a componentelor depinde întotdeauna de domeniul de aplicare al echipamentului electronic și de cerințele asociate. Nu există o soluție universală.

Problema legată de conectorii

Schliffbild Verguss
Fig. 3:  Secțiune transversală a unui conector din două părți vs. un conector flexilinkb-t-b dintr-o singură piesă. Sursă: ept GmbH
Temperaturi extreme, murdărie și umiditate, solicitări chimice sau mecanice: cu o metodă adecvată de protecție a componentelor, sistemele electronice sunt protejate împotriva aproape oricărui factor extern. Totuși, trebuie luat în considerare un aspect: turnarea cu material de etanșare este posibilă numai dacă funcționalitatea componentelor montate nu este limitată de materialele utilizate. Pentru aceasta este necesară o soluție de conectare compatibilă cu turnarea – utilizarea conectorilor obișnuiți pentru plăci de circuit imprimat este astfel exclusă. Motivul este tehnologia de contact cu arc și lamă, de obicei din două părți, în care masa de turnare poate pătrunde în zona vulnerabilă de conectare și poate împiedica astfel contactul.

În cazul conectorilor convenționali, zona de contact trebuie etanșată înainte de turnare prin metoda Dam & Fill, pentru a nu risca o influențare din partea masei de turnare (Fig. 2). Aici este vorba despre faptul că, pe de o parte, masa de turnare din zona de contact poate afecta punctele de contact și, astfel, poate întrerupe transmisia semnalului. Pe de altă parte, aceasta ar inhiba proprietățile de relaxare ale arcului.

Pentru a permite totuși turnarea și a asigura în același timp fiabilitatea necesară, se recomandă alegerea unei soluții de conectare dintr-o singură piesă, adică a unui conector care nu necesită zona de conectare convențională. În cazul unui astfel de conector dintr-o singură piesă, pătrunderea masei de turnare în zona de contact este imposibilă.  

Tehnica de presare – tehnica de conectare preferată

UEbersichtsbild flexilink btb
Fig. 4: Conectorul pentru circuite imprimate flexilinkb-t-b cu zona de presare ept Tcom press® Sursă: ept GmbH
Conectorii dintr-o singură piesă oferă, prin urmare, gradul de protecție IP necesar pentru aceste materiale, pentru a permite turnarea cu rășină – și, astfel, o soluție de conectare durabilă și robustă. Totuși, și alegerea tehnicii de conectare joacă un rol important în acest sens. Cu ajutorul zonelor de presare de pe ambele părți, zona de conectare devine etanșă la gaz datorită sudării la rece dintre manșonul de cupru și zona de presare, formând astfel o conexiune turnabilă între două plăci de circuit imprimat, care și-a dovedit deja eficiența de miliarde de ori în teren.

Lochspezifikation Flexilink
Fig. 5:  Specificații privind orificiile din zona de presare ept Sursă: ept GmbH
Pentru a asigura această etanșeitate la gaz, este însă absolut necesar ca realizarea contactelor de trecere să se facă conform specificației ept:


Prin eliminarea zonei de conectare, conectorul, în combinație cu tehnica de presare, poate rezista astfel la șocuri de până la 200 g. Nici mișcările materialului cauzate de variații mari de temperatură, nici influența gazelor nocive nu afectează conexiunea. Datorită tehnicii de presare, fiabilitatea crește de multe ori în comparație cu tehnica de lipire, deoarece nu pot apărea nici puncte de lipire reci, nici rupte. În plus, astfel se pot evita lucrările complexe de lipire selectivă, soluțiile costisitoare de cablare și distanțierele, ceea ce le permite proiectanților nu numai să economisească spațiu pe placa de circuit imprimat, ci și să reducă costurile cu până la 50%.  

Cu un singur component se realizează atât o conexiune mecanică, cât și una electrică. Mai ales în cazul ansamblurilor modulare cu funcții configurabile sau cu diferite niveluri de performanță, procesul de presare se poate integra excelent la finalul procesului de asamblare. Aici pot fi montate, la alegere, diferite module pe plăci de bază. Astfel, într-o singură etapă rapidă de lucru se poate realiza o mare varietate de produse. Deoarece este posibilă și turnarea finală a ansamblului, conexiunea electrică și mecanică rămâne fiabilă.  

Prin turnare, utilizatorii își pot proteja la maximum ansamblul electronic împotriva influențelor agresive ale mediului. Cu toate acestea, cei care iau în considerare protecția componentelor pentru aplicația lor trebuie să țină cont și de alegerea unui conector adecvat, în combinație cu tehnica de conectare corespunzătoare. Dintr-o singură piesă, presat și turnat – în această combinație, ansamblurile electronice sunt protejate împotriva (aproape) tuturor influențelor.

Mai multe informații despre tehnica de presare în documentul tehnic gratuit

Icon Whitepaper
Doriți să aflați mai multe detalii tehnice despre tehnica de presare?
Pentru informații detaliate despre principiile de bază ale tehnicii de presare, vă trimitem cu plăcere documentul nostru tehnic gratuit:

Solicitați documentul tehnic »

Conector de tip press-fit compatibil

Flexilink Produkt Kurzbeschreibung 515x3006
flexilink b-t-b

Conectorul nostru flexilink b-t-b îndeplinește exact aceste cerințe privind robustețea și fiabilitatea și este disponibil, de asemenea, în tehnologia consacrată de inserare prin presare.
Găsiți aici mai multe informații despre produs:


Flexilink »
Motive Web Kurzbeschreibung Kontakt 1640x1195px
Mai aveți întrebări?
Atunci vă rugăm să ne contactați!

Solicitare prin formular

+49 8861 2501 0

sales@ept.de
Vă mulțumim!

Vă vom contacta în curând pentru a discuta cerințele dumneavoastră. Vă vom întocmi și vă vom trimite un raport detaliat privind caracteristicile de viteză mare, precum și parametrii S necesari pentru simularea propriului dumneavoastră proiect.

Solicitați caracteristicile HighSpeed și parametrii S pentru a vă simula propriul proiect

Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii.
Puteți consulta politica noastră de confidențialitate aici.

Mesajul dumneavoastră a fost trimis.

Vă mulțumim pentru interesul manifestat – vom procesa solicitarea dumneavoastră cât mai curând posibil.

Formular de contact

Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii.

Date personale

Mesajul dumneavoastră

Protecția datelor

Puteți consulta politica noastră de confidențialitate aici.

Mesajul dumneavoastră a fost trimis.

Vă mulțumim pentru interesul manifestat – vom procesa solicitarea dumneavoastră cât mai curând posibil.

Formular de contact

Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii.

Date personale

Rechemare

Mesajul dumneavoastră

Mă interesează

Materiale informative

Protecția datelor

Puteți consulta politica noastră de confidențialitate aici.

Vă mulțumim pentru interesul manifestat

Aici puteți descărca documentul tehnic:

Descărcați documentul tehnic

Înainte de a descărca documentul tehnic, vă rugăm să completați câmpurile de mai jos. Vă mulțumim.

Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii.

Date personale

Protecția datelor

Puteți consulta politica noastră de confidențialitate aici.

Mesajul dumneavoastră a fost trimis.

Vă mulțumim pentru interesul manifestat față de evenimentul nostru de networking organizat după Electronica. Vom analiza solicitarea dumneavoastră și vă vom confirma participarea cât mai curând posibil.

Formular de solicitare

Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii.

Date personale

Protecția datelor

Puteți consulta politica noastră de confidențialitate aici.

Vă mulțumim pentru solicitarea dumneavoastră

Vom analiza cererea dumneavoastră și vă vom contacta cât mai curând posibil.

Cerințele dumneavoastră privind conectorul necesar

Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii; vă rugăm să le completați.

Persoană de contact

Solicitarea dumneavoastră

Format de fișier greșit! Vă rugăm să selectați un fișier PDF sau JPG.
Puteți consulta politica noastră de confidențialitate aici.

Vă mulțumim pentru solicitarea dumneavoastră

Vom analiza cererea dumneavoastră și vă vom contacta cât mai curând posibil.

Solicitați personalizarea conectorilor

Câmpurile marcate cu * sunt obligatorii; vă rugăm să le completați.

Persoană de contact

Solicitarea dumneavoastră

Format de fișier greșit! Vă rugăm să selectați un fișier PDF sau JPG.
Puteți consulta politica noastră de confidențialitate aici.