Was ist der Unterschied zwischen PCB Potting und Conformal Coating?

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Leiterplatten (PCBs) enthalten die wichtigsten Komponenten eines elektronischen Geräts. Um diese Komponenten vor Beschädigungen zu schützen, wenden Elektronikingenieure zwei Hauptmethoden an: PCB-Verguss und konforme Beschichtung.

Sowohl PCB Potting als auch Conformal Coating verwenden organische Polymere, um PCBs und die zugehörigen elektronischen Komponenten zu schützen. Was sind die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen diesen Methoden und welche ist die richtige für Ihre Elektronikanwendung? Lassen Sie uns zunächst herausfinden, wie die einzelnen Techniken funktionieren.

Was ist PCB Potting?

PCB Potting ist ein Verfahren zum Schutz von Leiterplatten (in diesem Zusammenhang als Substrat bezeichnet), indem ein PCB-Gehäuse mit einem flüssigen Material gefüllt wird, das als Vergussmasse oder Vergussharz bezeichnet wird. Die Vergussmasse füllt das Gehäuse des Geräts aus und bedeckt in den meisten Fällen die gesamte Leiterplatte und ihre Komponenten, obwohl sie in einigen Fällen zum Vergießen einzelner Komponenten verwendet werden kann.

Das Vergießen bietet eine hervorragende Abriebfestigkeit sowie Schutz vor Hitze, Chemikalien, Stößen und anderen Umweltgefahren. Typische Materialien für Vergussmassen umfassen Epoxid-, Polyurethan- und Silikonverbindungen.

Arten von PCB Potting

Hier ist ein kurzer Vergleich der gängigsten PCB-Vergussmaterialien:

· Epoxid: Ein gängiges und langlebiges PCB-Vergussmaterial mit hervorragender chemischer Beständigkeit, hoher Haftung und vielen anderen wünschenswerten Eigenschaften. Sein Hauptnachteil ist die lange Aushärtungszeit, die zum Abbinden benötigt wird.

· Polyurethan: Ein weicheres und biegsameres Vergussmaterial, das sich hervorragend zum Schutz empfindlicher Steckverbinder und anderer elektronischer Komponenten eignet, die starrere Materialien möglicherweise nicht vertragen. Die Feuchtigkeits- und Hitzebeständigkeit von Polyurethan ist jedoch nicht mit anderen Vergussmaterialien vergleichbar.

· Silikon: Eine der haltbarsten und flexibelsten Vergussmassen, die sich besonders für Anwendungen eignet, die extremen Temperaturen standhalten müssen. Seine relativ hohen Kosten machen es jedoch für einige Anwendungen unpraktisch.

Was ist Schutzlack?

Conformal Coating ist eine weitere Methode zum Schutz von Leiterplatten, bei der das Substrat mit einer dünnen Schicht aus Polymerfolie oder einem anderen nicht leitenden Material beschichtet wird. Eine konforme Beschichtung ist normalerweise nur 25 bis 250 Mikrometer dick und damit eine viel leichtere Option als ein PCB-Verguss, der viel weniger Platz einnimmt. Es bietet hervorragenden Schutz vor Gefahren wie Korrosion und Feinstaub, und die konforme Imprägnierung schützt auch vor Feuchtigkeit.

Viele verschiedene Schutzlackmaterialien sind verfügbar. Typische Optionen stammen aus einer relativ ähnlichen Materialpalette wie PCB-Verguss, einschließlich Epoxid- und Silikonverbindungen, sowie andere Optionen wie Acryl und ein nachhaltiges lösungsmittelfreies Polymer namens Parylene.

Zu den gängigen Auftragsmethoden gehören verschiedene Arten des Aerosolsprühens, die von einer handgeführten, von Menschen bedienten Sprühpistole für die empfindlichsten Anwendungen bis hin zu einem vollautomatischen selektiven Beschichtungsprozess reichen, wenn es auf Geschwindigkeit ankommt. Die Tauchbeschichtung ist auch eine weit verbreitete und kostengünstige Alternative für Anwendungen, die eine minimale Maskierung von Komponenten erfordern.

Arten von Schutzlacken

Jeder Schutzlackprozess und jedes Material bringt seine eigenen Vorteile und Herausforderungen für verschiedene Anwendungen mit sich:

Acryl: Eine Grundbeschichtung, die für viele Arten von Unterhaltungselektronik und andere Massenproduktionsanwendungen verwendet wird. Schutzlacke auf Acrylbasis sind eine gute Allround-Wahl und gehören zu den wenigen Beschichtungstypen, die relativ einfach zu entfernen sind, aber sie bieten nicht die spezielle Leistung, die einige andere Beschichtungstypen bieten.

Parylene: Eine Polymerbeschichtung, die als Gas aufgetragen wird und zu einem ultradünnen und haltbaren Film wird. Parylene-Beschichtungen bieten eine hervorragende Durchschlagsfestigkeit und andere wünschenswerte Eigenschaften, sind jedoch extrem schwierig zu entfernen, was Reparaturen möglicherweise erschwert.

Epoxid: Ein extrem haltbares Beschichtungsmaterial, das sich dank seiner relativ harten und unflexiblen Beschaffenheit ideal für anspruchsvolle Anwendungen eignet. Diese Härte macht es auch schwierig, es zu entfernen, und seine hohe Schrumpfung ist möglicherweise nicht gut für empfindliche Komponenten.

Urethan: Eine beliebte Wahl für konforme Beschichtungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie, dank seiner überlegenen Abrieb- und Lösungsmittelbeständigkeit. Der Preis für diese Haltbarkeit besteht jedoch darin, dass Urethan wie viele andere Beschichtungstypen schwer zu entfernen ist.

Silikon: Eine Silikonharzbeschichtung funktioniert gut unter vielen verschiedenen Umgebungsbedingungen, einschließlich eines großen Temperaturbereichs und bei hoher Luftfeuchtigkeit. Ihre Abriebfestigkeit ist jedoch nicht so gut wie bei einigen anderen Optionen, und die Entfernung kann auch eine Herausforderung darstellen.

PCB Potting vs. Conformal Coating

Jetzt, da wir mit den Grundlagen des PCB-Vergusses und der konformen Beschichtung vertraut sind, ist es an der Zeit zu fragen: Welches ist die bessere PCB-Schutzlösung? Die Antwort hängt, wie Sie vielleicht vermuten, von der Anwendung ab, für die Sie diese Technologien verwenden.

Sowohl PCB Potting als auch Conformal Coating tragen dazu bei, Ihr Substrat vor kleinen Stößen, Korrosion, Vibration, Feuchtigkeit und anderen üblichen Gefahren zu schützen. Im Folgenden sind jedoch einige Schlüsselbereiche aufgeführt, in denen sich PCB-Verguss und konforme Beschichtung unterscheiden. Berücksichtigen Sie diese Punkte bei der Auswahl der für Ihre Anwendung am besten geeigneten Option:

· PCB-Verguss ist eine hervorragende Wahl für Anwendungen, die eine hohe Beständigkeit gegen Vibrationen, Stöße, Abrieb, Hitze und/oder Chemikalien erfordern. Im Allgemeinen ist es eine haltbarere und widerstandsfähigere Wahl, die für körperlich anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.

· PCB-Vergussharze bieten einen guten Schutz gegen elektrische Lichtbögen, daher werden Sie häufig PCB-Verguss für elektrische Hochspannungsgeräte finden.

· Das Vergießen von Leiterplatten ist ein relativ schneller Prozess, der schnell und einfach auf einer Montagelinie durchgeführt werden kann.

· Das Nacharbeiten, Reparieren oder Inspizieren eines mit einer Leiterplatte vergossenen Geräts ist schwierig und kann zu einer Beschädigung des Substrats führen. Leiterplatten mit Conformal Coating sind deutlich einfacher zu verarbeiten.

· Conformal Coatings üben fast keine physische Belastung auf ein Substrat aus, was dazu beiträgt, PCBs mit empfindlichen Komponenten wie kleinen Stiften zu schützen.

· Conformal Coating nimmt weniger Platz in einem Gerätegehäuse ein und erhöht das Gerätegewicht viel weniger als PCB-Verguss. Das macht es zu einer überlegenen Wahl für Geräte, bei denen Größe und Formfaktor wichtige Aspekte sind. Es ist der Industriestandard für tragbare elektronische Geräte wie Smartphones.

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