Como impermeabilizar uma PCB: um guia passo a passo de encapsulamento

Os PCBs estão em toda parte, são parte integrante de coisas essenciais nos dias de hoje. Não podemos imaginar um mundo sem eles. Quase todas as coisas que têm energia ou que podem receber energia possuem pelo menos um PCB. Por serem usados com tanta frequência, o circuito precisa operar em ambientes desafiadores. Na maioria das vezes, estamos falando de ambientes externos, sob o capô ou em ambientes industriais úmidos. O termo encapsulamento (potting) torna-se uma solução crucial para tudo isso. Encapsular uma placa de circuito impresso (PCB) ajuda a protegê-la contra umidade, poeira e choque elétrico. Isso prolonga a vida útil dos eletrônicos e aumenta a confiabilidade. Vamos guiá-lo por todo o processo de encapsulamento de um PCB. Da preparação à cura, e explorar dicas para selecionar o composto de encapsulamento certo para o seu caso de uso específico.

O que é Encapsulamento (Potting)?

Encapsulamento é o processo de envolver um PCB ou conjunto eletrônico em um composto protetor. É basicamente um tipo de epóxi, poliuretano ou silicone. O material líquido é despejado em um invólucro ou molde que abriga o PCB. Em seguida, é deixado curar até formar uma casca sólida e protetora. Agora, como o PCB possui este revestimento protetor, o invólucro do circuito torna-se à prova d'água. Este é o método semelhante usado em produtos eletrônicos de iluminação subaquática para piscinas.

O encapsulamento nem sempre é feito por razões ambientais; há alguns fabricantes que desejam manter seu produto OEM e não querem que outros o copiem, então também usam a mesma estratégia.

O que o Encapsulamento Ajuda a Alcançar?

O encapsulamento oferece várias vantagens:

• Impermeabilização: Evita a entrada de umidade e torna os eletrônicos adequados para uso externo ou marítimo.
• Proteção contra poeira e sujeira:Bloqueia partículas contaminantes de alcançar os elementos do circuito, isso ajuda a obter uma classificação IP para um produto.
• Amortecimento de vibração:Absorve choques em ambientes automotivos ou aeroespaciais.
• Isolamento elétrico:Evita arcos elétricos e vazamentos em circuitos de alta tensão.

Materiais Usados no Encapsulamento de PCB:

Sempre verifique a compatibilidade com os componentes do seu PCB, pois algumas resinas podem atacar invólucros plásticos ou corroer peças metálicas.

Ferramentas e Suprimentos Necessários para o Encapsulamento

• PCB a ser encapsulado
• Composto de encapsulamento (resina e endurecedor)
• Recipiente de mistura e varetas para mexer
• Luvas de proteção e proteção ocular
• Câmara de vácuo (opcional, para desgaseificação)
• Molde ou invólucro (caixa de plástico ou metal)
• Fita adesiva ou tampões de silicone
• Pistola de ar quente (opcional, para remoção de bolhas)
• Forno de cura ou espaço de cura em temperatura ambiente

Guia Passo a Passo para Encapsular um PCB

Passo 1: Escolha o Composto de Encapsulamento Correto

Selecione um material com base nos requisitos da sua aplicação. Aqui estão alguns exemplos:

• Se você precisa de impermeabilização e rigidez, escolha Epóxi
• Se flexibilidade e resistência à vibração são a principal preocupação, escolha Poliuretano
• Se você precisa de alta tolerância à temperatura, escolha Silicone

A folha de dados que acompanha cada material indica sua rigidez dielétrica, condutividade térmica e tempo de cura.

Passo 2: Prepare o PCB e o Invólucro

Primeiro, limpe o PCB e remova quaisquer partículas de poeira restantes ou resíduos de fluxo, seque-o bem a 60–80°C por 30 minutos. Fixe o PCB em uma caixa de encapsulamento ou em seu invólucro final do produto. Use fita adesiva ou tampões de silicone para cobrir conectores e pontos de teste.

Passo 3: Misture o Composto de Encapsulamento

Leia a proporção de mistura no rótulo do fabricante; as proporções comuns são 1:1 ou 2:1. Que é basicamente resina : endurecedor. Misture lenta e completamente para evitar a entrada de ar. Se disponível, desgaseifique em uma câmara de vácuo por 2–5 minutos para eliminar bolhas.

Passo 4: Despeje o Material de Encapsulamento

Despeje o material de encapsulamento lenta e constantemente em um canto do invólucro. Permita que o material flua naturalmente sobre e ao redor dos componentes. Bata suavemente no conjunto para ajudar as bolhas a escaparem. Além disso, você pode usar uma pistola de ar quente brevemente para estourar bolhas na superfície (cuidado para não superaquecer). Este processo é semelhante ao preenchimento de epóxi em um pote.

Passo 5: Deixe Curar

O tempo de cura depende do composto e da temperatura; se a cura for em temperatura ambiente, levará de 6 a 24 horas, e a 60–120°C por 1–3 horas. Evite qualquer movimento do conjunto durante o processo de cura. Garanta ventilação adequada e cuidado com uretanos que podem emitir vapores.

Passo 6: Acabamento Pós-Cura

Apare o excesso de material com um estilete, se necessário. Remova os materiais de mascaramento e inspecione se há lacunas na cobertura. Realize testes elétricos básicos para confirmar o funcionamento adequado.

Encapsulamento vs Revestimento Conformal:

Escolha revestimento conformal para proteção leve e encapsulamento para durabilidade robusta e de longo prazo.

Melhores Práticas e Dicas

• Escolha apenas componentes que possam sobreviver ao encapsulamento ou que possam ser selados. Existem vários conectores, LEDs ou interruptores disponíveis para essa finalidade.
• Use compostos de encapsulamento termicamente condutivos se a dissipação de calor for necessária. Porque em eletrônicos, o gerenciamento de calor é uma necessidade; sob calor excessivo, o sistema pode falhar.
• O encapsulamento é feito em uma caixa, colocando todos os eletrônicos dentro e preenchendo o restante com a solução, OU podemos usar o molde.
• Evite encapsular baterias, a menos que aprovado. Algumas químicas podem se tornar perigosas quando encapsuladas.
  

Conclusão:

O encapsulamento é uma forma eficaz de proteger seu PCB contra ameaças ambientais. É importante, mas não essencial, fazê-lo sempre; existem apenas certas condições em que um invólucro de PCB precisa de encapsulamento. Embora este método ofereça proteção duradoura, resistência à umidade e maior confiabilidade.

Há muitos materiais de encapsulamento disponíveis no mercado; você pode escolher um de acordo com seus requisitos. A tabela fornecida acima neste artigo irá ajudá-lo. Seguindo este guia passo a passo de encapsulamento, você pode fazê-lo manualmente em casa. Seguindo este guia passo a passo de encapsulamento, você pode fazê-lo manualmente em casa. E se você está procurando iniciar seu próximo projeto imediatamente, a JLCPCB facilita o pedido de PCBs acessíveis e de alta qualidade online — com cupons de $70 para novos usuários para ajudá-lo a começar.