Aspectos generales que debe conocer sobre el recubrimiento conformal aplicado en PCB

¿Qué es el recubrimiento conformal?

El recubrimiento conformal es un tipo de recubrimiento con ingredientes especiales, utilizado para proteger las placas de circuito y el equipo relacionado de la erosión, con el fin de prolongar la vida útil de los productos y garantizar la seguridad y fiabilidad de las placas de circuito impreso (PCB). El recubrimiento conformal se caracteriza por su alta capacidad para soportar altas y bajas temperaturas. Tras su solidificación se convierte en una película protectora transparente, que presenta excelentes propiedades, incluyendo aislamiento, resistencia a la humedad, anti-fugas de corriente, resistencia a las vibraciones, resistencia al polvo, anticorrosión, anti-envejecimiento, resistencia a la corona, etc.

La razón de la existencia del recubrimiento conformal radica en que las placas PCB pueden sufrir problemas como erosión, ablandamiento, deformación o moho en entornos prácticos que pueden incluir agentes químicos, vibraciones, alto contenido de polvo, niebla salina, humedad y temperaturas extremadamente altas, todo lo cual puede provocar defectos o fallos en las placas de circuito.

¿Por qué el recubrimiento conformal es imprescindible para las PCB?

Basándose en la definición y la breve introducción sobre el recubrimiento conformal, es fácil resumir que el papel clave que desempeña el recubrimiento conformal enProceso de fabricación de PCBradica en su función protectora como resistencia a la humedad, impermeabilidad, aislamiento, etc. La razón por la que el recubrimiento conformal es imprescindible para las PCB es tan obvia pero un poco compleja, ya que está relacionada con muchos elementos, y un par de ellos se analizarán en detalle en esta parte.

a. Humedad

La humedad es el factor más común y destructivo que causa daños a las placas PCB. Un exceso de humedad reducirá drásticamente la resistencia de aislamiento y el valor de Q, acelerará la descomposición a alta velocidad y provocará la corrosión de los conductores. Es común ver que las partes metálicas ensambladas en la placa PCB estén cubiertas por una capa de cobre verde simplemente porque se produce una reacción química entre el cobre, el vapor de agua y el oxígeno.

b. Contaminante

Es difícil creer que se puedan encontrar cientos de contaminantes en la superficie de las placas de circuito impreso cuando no se les aplica un recubrimiento conformal. Estos contaminantes son igualmente peligrosos para la fiabilidad y la funcionalidad de las PCB. De forma similar a la humedad o a un alto nivel de humedad, los contaminantes depositados en las placas de circuito también pueden provocar malos resultados, como fallos electrónicos, erosión de los conductores o incluso cortocircuitos irreparables. La mayoría de los contaminantes que quedan en las placas de circuito provienen de residuos del proceso de fabricación, incluidos el flux, el agente desmoldante a base de disolvente, los recortes de cables y la tinta de marcaje. Además, algunos contaminantes resultan de residuos manuales cuando las placas son tocadas por los operarios, incluidos grasa humana, huellas dactilares, cosméticos y restos de alimentos. Además, muchos contaminantes incluso provienen del entorno de operación, como rocío salino, arena y tierra, combustible, ácido y otros vapores corrosivos y moho.

No obstante, esos contaminantes pueden reducirse en gran medida mediante medidas eficaces que pueden aplicarse durante el proceso de fabricación de PCB. Se pueden utilizar nuevas tecnologías para optimizar el proceso de fabricación y reducir la cantidad de residuos químicos en las placas de circuito. Se pueden establecer y cumplir rigurosos principios de operación, y los ingenieros de operación reciben capacitación para cumplir con todos los requisitos de la fabricación científica. Por ejemplo, cuando se exige a los operadores que usen guantes al sostener las placas en la mano, no quedarán huellas dactilares en ellas.

Cuando se utiliza un recubrimiento conformal en la superficie de la placa de circuito o de los componentes, si los factores negativos del entorno de operación desempeñan un papel predominante, el recubrimiento conformal es capaz de reducir o eliminar el deterioro del funcionamiento electrónico. Siempre que el recubrimiento conformal pueda mantenerse durante un período de tiempo satisfactorio, como por ejemplo más largo que la vida útil de los productos finales, se considerará que el recubrimiento conformal cumple plenamente con sus responsabilidades. Aunque el recubrimiento conformal es solo una capa delgada, puede soportar de manera excelente la vibración mecánica, el choque térmico y las operaciones a alta temperatura.

Debe tenerse en cuenta que es un mito que el recubrimiento conformado sea capaz de conferir a los componentes una mayor resistencia mecánica o una conductividad suficiente. La fijación de los componentes depende de métodos mecánicos junto con la unión de las mezclas, mientras que el recubrimiento conformado no ayuda en este aspecto.

¿Dónde se utilizan las PCB con recubrimiento conformal?

Al principio, el recubrimiento conformal solo se utilizaba en las PCB pertenecientes al campo de alta tecnología. A medida que los productos electrónicos se han aplicado cada vez más en la vida diaria de las personas, los consumidores han comenzado a prestar más atención a la calidad y la fiabilidad de los productos electrónicos. Como resultado, la aplicación del recubrimiento conformal desempeña un papel esencial al ayudar a mejorar eficazmente la calidad del producto y reducir los gastos para manejar las averías.

Los campos de aplicación típicos del recubrimiento conformal o de las PCB con recubrimiento conformal incluyen:

a. Electrónica de consumo. El recubrimiento conformal proporciona protección a los circuitos que se utilizan en electrodomésticos, de modo que puedan evitar los siguientes problemas:
• Agua y detergente (lavadora, lavavajillas, productos sanitarios, LED para exteriores)
• Malas condiciones del entorno externo (monitor, sistemas de seguridad y de alarma contra incendios)
• Sustancias químicas (aire acondicionado, secadora)
• Contaminantes en la oficina y el hogar (computadora, horno microondas) • Otros

b. Industria automotriz. Los sistemas electrónicos han sido constantemente requeridos para que la aplicación del recubrimiento conformal pueda satisfacer las exigencias fundamentales en términos de fiabilidad a largo plazo de los automóviles. La industria automotriz requiere recubrimiento conformal para protegerse de los siguientes peligros: vaporización de gasolina, niebla salina o líquido de frenos.

c. AeroespacialDebido a la especificidad del entorno de aplicación, el entorno aeroespacial impone requisitos extremadamente rigurosos a los dispositivos electrónicos, lo cual es especialmente cierto cuando se trata de compresión y descompresión rápidas. Por lo tanto, la estabilidad a la presión del recubrimiento conformal ha encontrado amplias aplicaciones.

d. NavegaciónTanto el agua dulce como el agua salada del mar tienden a causar daños en los circuitos del equipo de navegación. La aplicación de un recubrimiento conformal puede proteger el equipo en la superficie y por debajo del agua de mar en la mayor medida posible.

e. Atención médicaEl recubrimiento conformado es capaz de proteger los dispositivos electrónicos de la erosión que puede ser provocada por agentes químicos externos o por entornos de aplicación especiales, de modo que puedan funcionar de manera constante y fluida.

¿Cómo prepararse para lograr un recubrimiento conformal bien realizado en la fase de diseño de PCB?

Para obtener un recubrimiento conformal óptimo en sus PCB o PCBA, hay algunas preparaciones que puede realizar durante la fase de diseño de la PCB.

• Las placas PCB con recubrimiento conformal que pasarán por el ensamblaje deben contenercarril técnicoque debe ser de al menos 5 mm.
• El tamaño máximo de las placas PCB con recubrimiento conformal que pasarán por el ensamblaje es de 410 mm × 410 mm, mientras que el mínimo es de 10 mm × 10 mm.
• La altura máxima de los componentes ensamblados en las placas PCB con recubrimiento conformal es de 80 mm.
• La distancia más corta entre el área con recubrimiento conformal y el área sin recubrimiento conformal es de 3 mm.
• Una limpieza completa permite la eliminación total de los contaminantes erosionados y hace que el recubrimiento conformal quede firmemente adherido a la superficie de las placas de circuito. Es óptimo mantener el grosor del recubrimiento conformal dentro del rango de 0,1 mm a 0,3 mm y hornear la placa durante 10 a 20 minutos a una temperatura de 60 °C.

Durante la aplicación del recubrimiento conformal, algunos componentes nunca pueden recibir recubrimiento conformal, incluyendo componentes de alta potencia con superficie de disipación de calor o disipador, resistencias de potencia, diodos de potencia, resistencias de cemento, interruptores DIP, resistencias ajustables, zumbadores, portapilas, portafusibles, zócalos para circuitos integrados, interruptores táctiles, etc.

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