Guide pour imperméabiliser un PCB : Tutoriel pas à pas d'encapsulation

Les PCB sont partout, ils font partie intégrante des objets essentiels d'aujourd'hui. Nous ne pouvons pas imaginer un monde sans eux. Presque tous les appareils qui ont de l'énergie ou qui peuvent en recevoir possèdent au moins un PCB. Parce qu'ils sont si souvent utilisés, le circuit doit fonctionner dans des environnements difficiles. Il s'agit principalement d'environnements extérieurs, sous le capot ou dans des environnements industriels humides. Le terme « potting » (encapsulation) devient une solution cruciale pour tout cela. L'encapsulation d'un circuit imprimé (PCB) aide à le protéger de l'humidité, de la poussière et des chocs électriques. Elle prolonge la durée de vie des appareils électroniques et améliore leur fiabilité. Nous allons vous guider à travers tout le processus d'encapsulation d'un PCB. De la préparation au durcissement, et explorer des conseils pour choisir le composé d'encapsulation adapté à votre cas d'utilisation spécifique.

Qu'est-ce que l'encapsulation ?

L'encapsulation est le processus qui consiste à enfermer un PCB ou un assemblage électronique dans un composé protecteur. Il s'agit généralement d'une sorte d'époxy, de polyuréthane ou de silicone. Le matériau liquide est versé dans un boîtier ou un moule qui contient le PCB. Ensuite, on le laisse durcir pour former une coque solide et protectrice. Maintenant, parce que le PCB possède ce revêtement protecteur, le boîtier du circuit devient étanche. C'est la méthode similaire utilisée dans les produits électroniques d'éclairage de piscine subaquatique.

L'encapsulation n'est pas toujours réalisée pour des raisons environnementales ; certains fabricants souhaitent garder leur produit OEM et ne veulent pas que d'autres le copient, ils utilisent donc la même stratégie.

Quels sont les objectifs de l'encapsulation ?

L'encapsulation offre plusieurs avantages :

• Étanchéité : Empêche la pénétration de l'humidité et rend les composants électroniques adaptés à une utilisation en extérieur ou en milieu marin.
• Protection contre la poussière et la saleté : Bloque les particules contaminantes pour qu'elles n'atteignent pas les éléments du circuit, ce qui aide à obtenir un indice IP pour un produit.
• Amortissement des vibrations : Absorbe les chocs dans les environnements automobiles ou aérospatiaux.
• Isolation électrique : Empêche les arcs électriques et les fuites dans les circuits haute tension.

Matériaux utilisés dans l'encapsulation des PCB :

Vérifiez toujours la compatibilité avec les composants de votre PCB car certaines résines peuvent attaquer les boîtiers en plastique ou corroder les pièces métalliques.

Outils et fournitures nécessaires pour l'encapsulation

• PCB à encapsuler
• Composé d'encapsulation (résine et durcisseur)
• Récipient de mélange et bâtonnets de mélange
• Gants de protection et lunettes de sécurité
• Chambre à vide (optionnelle, pour le dégazage)
• Moule ou boîtier (coque en plastique ou en métal)
• Ruban de masquage ou bouchons en silicone
• Pistolet thermique (optionnel, pour éliminer les bulles)
• Four de durcissement ou espace de durcissement à température ambiante

Guide étape par étape pour encapsuler un PCB

Étape 1 : Choisir le bon composé d'encapsulation

Sélectionnez un matériau en fonction des exigences de votre application. Voici quelques exemples :

• Si vous avez besoin d'étanchéité et de rigidité, choisissez l'époxy
• Si la flexibilité et la résistance aux vibrations sont les principales préoccupations, choisissez le polyuréthane
• Si vous avez besoin d'une tolérance aux températures élevées, choisissez le silicone

La fiche technique accompagne chaque matériau et indique sa rigidité diélectrique, sa conductivité thermique et son temps de durcissement.

Étape 2 : Préparer le PCB et le boîtier

Tout d'abord, nettoyez le PCB et retirez toute particule de poussière ou résidu de flux restant, séchez-le bien à 60–80°C pendant 30 minutes. Fixez le PCB dans un boîtier d'encapsulation ou son boîtier de produit final. Utilisez du ruban adhésif ou des bouchons en silicone pour couvrir les connecteurs et les points de test.

Étape 3 : Mélanger le composé d'encapsulation

Lisez le rapport de mélange sur l'étiquette du fabricant ; les rapports courants sont 1:1 ou 2:1. Il s'agit essentiellement de résine : durcisseur. Mélangez lentement et soigneusement pour éviter l'emprisonnement d'air. Si disponible, dégazez dans une chambre à vide pendant 2 à 5 minutes pour éliminer les bulles.

Étape 4 : Verser le matériau d'encapsulation

Versez le matériau d'encapsulation lentement et régulièrement dans un coin du boîtier. Laissez le matériau s'écouler naturellement sur et autour des composants. Tapotez doucement l'assemblage pour aider les bulles à s'échapper. Vous pouvez également utiliser brièvement un pistolet thermique pour faire éclater les bulles de surface (attention à ne pas surchauffer). Ce processus est similaire au remplissage d'époxy dans un pot.

Étape 5 : Laisser durcir

Le temps de durcissement dépend du composé et de la température. Si le durcissement se fait à température ambiante, il faudra 6 à 24 heures, et à 60–120°C pendant 1 à 3 heures. Évitez tout mouvement de l'assemblage pendant le processus de durcissement. Assurez une ventilation adéquate, car les uréthanes peuvent émettre des vapeurs.

Étape 6 : Finition après durcissement

Coupez l'excédent de matériau avec un cutter si nécessaire. Retirez les matériaux de masquage et inspectez les zones de couverture. Effectuez des tests électriques de base pour confirmer le bon fonctionnement.

Encapsulation vs Revêtement Conforme :

Choisissez un revêtement conforme pour une protection légère et l'encapsulation pour une robustesse et une durabilité à long terme.

Bonnes pratiques et conseils

• Choisissez uniquement les composants qui peuvent survivre à l'encapsulation ou être isolés. Plusieurs connecteurs, LED ou interrupteurs sont disponibles à cet effet.
• Utilisez des composés d'encapsulation thermiquement conducteurs si une dissipation de la chaleur est nécessaire. Car dans l'électronique, la gestion de la chaleur est une nécessité ; sous une chaleur excessive, le système peut tomber en panne.
• Soit l'encapsulation est effectuée dans une boîte, en plaçant tous les composants électroniques à l'intérieur et en remplissant le reste avec la solution, SOIT nous pouvons utiliser le moule.
• Évitez d'encapsuler les batteries sauf approbation. Certaines chimies peuvent devenir dangereuses lorsqu'elles sont encapsulées.
  

Conclusion :

L'encapsulation est un moyen efficace de protéger votre PCB des menaces environnementales. C'est important mais pas essentiel de le faire systématiquement ; il n'y a que certaines conditions dans lesquelles un boîtier de PCB a besoin d'être encapsulé. Bien que cette méthode offre une protection durable, une résistance à l'humidité et une fiabilité accrue.

Il existe de nombreux matériaux d'encapsulation disponibles sur le marché, vous pouvez choisir celui qui correspond à vos besoins. Le tableau ci-dessus dans cet article vous aidera. En suivant ce guide d'encapsulation étape par étape, vous pouvez le faire manuellement à la maison. En suivant ce guide d'encapsulation étape par étape, vous pouvez le faire manuellement à la maison. Et si vous cherchez à démarrer votre prochain projet immédiatement, JLCPCB facilite la commande de PCB abordables et de haute qualité en ligne — avec des coupons de 70 $ pour les nouveaux utilisateurs pour vous aider à démarrer.