Świadomy wybór – lakierowanie czy zalewanie?
Zabezpieczenie obwodu można wykonać w procesie lakierowania lub zalewania i pełnej hermetyzacji żywicą i zawsze istnieje pytanie: co jest lepsze dla mojej aplikacji, wykonanie zabezpieczenia cienką powłoką czy zalanie żywicą?
Wyróżniamy dwa podostawowe typy hermetyzacji elektroniki: lakierowanie oraz zalewanie żywicą. Angielskim odpowiednikiem 'lakierowania' są określenia 'conformal coating' lub krócej, 'coating'. W literaturze anglojęzycznej występują natomiast dwa pojęcia - 'potting' oraz 'encapsulation' - które w zasadzie oznaczają ten sam proces, polegający na zalewaniu elektroniki żywicą.
Piotr Ratuszny, Semicon
Przemysł elektroniczny to jedna z najszybciej rozwijających się gałęzi przemysłu, z nieomal nieograniczoną ilością aplikacji. Układy stosowane w aplikacjach konsumenckich, przemysłowych, motoryzacyjnych czy militarnych wymagają ochrony przed oddziaływaniem otoczenia. Brak tej ochrony może prowadzić do obniżenia funkcjonalności, czy nawet awarii urządzenia. Zabezpieczenie obwodu można wykonać w procesie lakierowania lub zalewania i pełnej hermetyzacji żywicą i zawsze istnieje pytanie: co jest lepsze dla mojej aplikacji, wykonanie zabezpieczenia cienką powłoką czy zalanie żywicą?
Każdy dobry inżynier odpowie, że zależy to od wymaganego stopnia ochrony przed oddziaływaniem otoczenia. Pierwszym pytaniem, jakim trzeba sobie zadać, jest to, czy moduł zostanie zamknięty w obudowie i w jakiej. Jeśli moduł ma być zamknięty w obudowie mającej stanowić podstawowe zabezpieczenie przed otoczeniem, wówczas powłoka ochronna odgrywa jedynie rolę zabezpieczenia wtórnego. Jeśli natomiast obudowa nie jest przeznaczona lub nie jest w stanie w pełni zabezpieczyć obwód, wówczas w większości przypadków żywica może być lepszym wyborem.
Następnym pytaniem jest czym w istocie jest lakierowanie (inaczej: coating przyp.tłum.), a czym hermetyzacja żywicą? Najpierw spojrzyjmy na podobieństwa: oba rodzaje zabezpieczenia oparte są na polimerach organicznych, które mogą zostać utwardzone, zapewniając określony stopień chemicznej i cieplnej odporności. Istnieje spory zakres podobieństwa w składzie obu polimerów, w których najczęściej spotyka się akryl, żywice epoksydowe, poliuretany oraz silikony.
Żywice do zalewania
Żywice do zalewania i hermetyzacji oferują najwyższy poziom zabezpieczenia układów. Żywice te mogą tworzyć warstwy od 0.5 milimetra wzwyż, trzeba też zauważyć, że w przeważającej części zastosowań grubość tworzonych warstw jest znacznie większa niż wspomniane minimum. W efekcie, znaczna grubość utworzonej warstwy bezpośrednio wpływa na wagę urządzenia oraz większą cenę w porównaniu ze zwykłym lakierowaniem. Jednakże, grubsza warstwa oznacza równocześnie znacznie lepszą ochronę PCB przed oddziaływaniem chemicznym, w szczególności w przypadku długotrwałej ekspozycji.
Ponadto, żywica może stanowić doskonałe zabezpieczenie przed oddziaływaniem mechanicznym – jej zastygła masa pomaga rozpraszać energię na całej powierzchni PCB, chroniąc przed jej koncentracją w jednym punkcie. Warstwa ciemnej żywicy pokrywa całkowicie PCB, co może mieć znaczenie przy ochronie własności intelektualnej, a próby usuwania tej warstwy zwykle oznaczają zniszczenie układu.
Poprzez całkowitą hermetyzację PCB w żywicy zapewnia się doskonałą izolację modułu, przy zapewnieniu dobrych warunków elektrycznych i wręcz doskonałym poziomie ochrony mechanicznej. W przypadku tej ostatniej zalety, odporności mechanicznej, ma to szczególne znaczenie przy aplikacjach wystawionych na długotrwałe oddziaływanie chemiczne, wibracje, szok termiczny lub - oczywiście – mechaniczny. Wyższy stopień ochrony osiągany jest przez samą masę i grubość utwardzonej żywicy, otaczającej moduł.