Nel mondo dell’elettronica, la durabilità e l’affidabilità dei componenti sono di fondamentale importanza. Questo concetto è particolarmente vero in ambienti difficili dove la polvere, l’umidità, le sostanze chimiche e i cambiamenti di temperatura possono compromettere le prestazioni e la longevità dei dispositivi. Ecco perché il conformal coating svolge un ruolo decisivo nella protezione dei circuiti stampati (PCB) e di altri componenti elettronici, offrendo una barriera duratura contro una vasta gamma di minacce ambientali.
Cos’è il conformal coating?
Una vernice protettiva o conformal coating è un sottile film polimerico applicato a un circuito stampato (PCB) con la finalità di proteggere la scheda e i suoi componenti dall’ambiente e prevenire la corrosione. Il film viene generalmente applicato in spessori di 25-250 µm e “si conforma” alla forma della scheda e dei suoi componenti. È progettato per coprire e proteggere i giunti di saldatura, i componenti elettronici, le tracce esposte e altre aree metallizzate dalla corrosione e dagli agenti esterni, prolungando in definitiva la durata del PCB.
Esistono diversi tipi di materiali utilizzati per il conformal coating, tra cui materiali siliconici, acrilici, poliuretanici ed epossidici. La scelta del materiale dipende dalle specifiche esigenze di protezione, dal processo di applicazione e dall’ambiente operativo del dispositivo.
L’applicazione di conformal coating è particolarmente importante in settori, ad esempio quello dell’elettronica, dell’automotive o ancora in quello aerospaziale, dove i dispositivi sono spesso esposti a condizioni ambientali critiche e imprevedibili. Il conformal coating può essere applicato in vari modi, attraverso l’immersione, la spruzzatura o ancora la pennellatura. Ogni metodo ha i propri vantaggi in base all’applicazione specifica.
I vantaggi del conformal coating
Un circuito stampato di nuova fabbricazione funzionerà bene, ma le prestazioni possono rapidamente deteriorarsi a causa di fattori esterni nel suo ambiente operativo come umidità, sostanze chimiche, ambiente salino e temperature estreme.
Una vernice protettiva può essere utilizzata in tali ambienti per proteggere i circuiti stampati e i loro componenti e, in definitiva, prevenire la corrosione e i guasti. La protezione fornita consente ai progettisti di soddisfare le esigenze di miniaturizzazione e affidabilità.
Di seguito riportiamo alcuni tra i principali vantaggi del conformal coating nella protezione dei circuiti stampati (PCB) e dei componenti elettronici:
- Protezione contro l’umidità e la condensa: crea una barriera impermeabile che protegge i componenti dalla corrosione e dai cortocircuiti causati dall’umidità;
- Resistenza a sostanze chimiche: fornisce protezione contro solventi, sali, acidi e alcali presenti nell’ambiente operativo, che potrebbero altrimenti corroderli o degradarli;
- Protezione da polvere e detriti: previene l’accumulo di polvere e detriti sui componenti, che possono causare guasti elettrici o termici;
- Isolamento elettrico: migliora le prestazioni elettriche isolando i componenti da cortocircuiti accidentali dovuti a contaminazione o condensazione;
- Aumento della durata operativa: fornendo una protezione completa contro una serie di minacce ambientali, il conformal coating estende significativamente la vita utile dei dispositivi elettronici;
- Riduzione dei costi di manutenzione e garanzia: migliorando l’affidabilità e riducendo il tasso di guasto dei dispositivi, il conformal coating può portare a una riduzione dei costi associati alla manutenzione, alle riparazioni e alle sostituzioni in garanzia.
Questi vantaggi rendono il conformal coating una scelta importante per migliorare la protezione e l’affidabilità dei componenti elettronici in molti settori industriali.
Conformal coating: tutte le tipologie
I conformal coating possono essere classificati in base alla loro chimica di base; ogni opzione ha le sue proprietà benefiche per i diversi ambienti in cui il PCB dovrà operare.
Le tipologie di conformal coating sono:
- Conformal coating acrilico
- Conformal coating poliuretanico
- Conformal coating ibrido
- Conformal coating in silicone
- Conformal coating a base d’acqua
- Conformal coating a polimerizzazione UV
- Conformal coating 2K
I materiali più utilizzati sono storicamente quelli a base di solventi, i cui vantaggi includono:
- Facilità di lavorazione e applicazione
- Semplice regolazione della viscosità
- Adattabilità a una serie di metodi di applicazione
- Applicazione e polimerizzazione su misura
Conformal coating acrilico
Le vernici acriliche combinano un prezzo ragionevole con una buona protezione ambientale; mantengono la trasparenza e resistono all’imbrunimento e all’idrolisi in caso di esposizione prolungata all’esterno. Hanno tuttavia una limitata resistenza ai solventi, che li rende adatti alla rilavorazione ma non alle applicazioni in cui la resistenza chimica è importante.
- Offrono un’eccellente protezione dall’umidità e dalla nebbia salina
- Sono facili da applicare e rimuovere e si asciugano rapidamente a temperatura ambiente grazie alla semplice evaporazione del solvente
- Hanno una buona gamma di temperature di esercizio
- Hanno un’eccellente adesione a un’ampia varietà di substrati
Conformal coating poliuretanico
A differenza degli acrilici, i Conformal coating poliuretanici offrono un’eccellente resistenza chimica e una protezione superiore in ambienti difficili. Mantengono la flessibilità anche a temperature molto basse. Come gli acrilici, sono anche molto versatili e coprono un’ampia gamma di temperature di esercizio.
- Buona flessibilità, soprattutto alle basse temperature
- Eccellente resistenza chimica
- I rivestimenti in poliuretano possono essere rimossi con prodotti specifici
- Ottima resistenza all’abrasione
Conformal coating ibrido
I rivestimenti ibridi sono quelli in cui viene utilizzata una miscela di sostanze chimiche di base. Questi possono dare origine a una serie di opzioni di rivestimento diverse, in grado di soddisfare i requisiti di applicazioni specifiche.
La gamma di rivestimenti conformi solitamente è costituita da resine di base acriliche o poliuretaniche modificate con silicone per migliorare le proprietà della resina alle alte temperature. Questi rivestimenti presentano un’ampia gamma di vantaggi rispetto ai materiali standard e, essendo a base di solventi, offrono anche tutti i vantaggi della facilità di applicazione.
- Intervallo di temperatura di esercizio estremamente ampio
- Facile da applicare
- Elevata resistenza chimica
- Può essere rilavorato con prodotti specifici
- Buona protezione in un’ampia gamma di ambienti
Conformal coating in silicone
In generale, i siliconi sono i conformal coating più resistenti alle alte/basse temperature o alle fluttuazioni termiche, grazie alla loro natura più flessibile. Questi rivestimenti offrono un’ampia gamma di protezione in ambienti difficili e con rapida variazione di temperatura. Tuttavia, sono meno resistenti all’umidità e ai gas corrosivi rispetto ad altre tecnologie di rivestimento.
- Buona protezione a tutto tondo
- Flessibile
- Ampi intervalli di temperatura operativa
- Normalmente approvati da molti standard del settore (es. IEC 61086, IPC-CC-830, MIL, UL)
- Facilità di lavorazione e rilavorazione
Conformal coating a base d’acqua
I conformal coating a base d’acqua polimerizzano per evaporazione dell’acqua dal sistema. Sono opzioni a basso contenuto di COV, in quanto sostituiscono la maggior parte del solvente nel sistema con l’acqua. Questo migliora la sicurezza dell’operatore e riduce drasticamente le emissioni di solvente.
- Riduzione dell’uso di solventi; miglioramento della sicurezza dell’operatore e dell’ambiente
- Prodotti sicuri
- Possono essere applicati con attrezzature standard; sono disponibili versioni a immersione e a spruzzo
- Possono offrire un buon livello di resistenza chimica
Conformal coating a polimerizzazione UV
Anche i rivestimenti conformali a polimerizzazione UV sono un altro esempio di rivestimenti ibridi. In questo caso, spesso vengono utilizzati diversi tipi di chimica per produrre un sistema a doppia polimerizzazione, evitando così problemi di aree oscurate dalla luce UV durante l’indurimento. I rivestimenti a polimerizzazione UV offrono i tempi di polimerizzazione più rapidi, con rivestimenti che polimerizzano in pochi secondi sotto la luce UV. Questo è estremamente vantaggioso per le applicazioni ad alta produttività e le aree in ombra si polimerizzano con il sistema di polimerizzazione secondaria nel corso del tempo.
- Grazie alla loro struttura altamente reticolata, una volta polimerizzati, possono essere difficili da rimuovere ma offrono un’eccellente resistenza chimica.
- Tempi di processo estremamente rapidi
- Sistema secondario di polimerizzazione con umidità utilizzato per favorire la polimerizzazione delle zone d’ombra
- Buona protezione in una serie di ambienti
- Eccellente resistenza chimica
Conformal coating bicomponenti (2K)
I conformal coating bicomponenti 2K sono tecnologie ibride che combinano le migliori proprietà delle resine incapsulanti con quelle di un rivestimento conforme. Questi materiali offrono una protezione tra le migliori disponibili, pur mantenendo la lavorabilità e l’economicità di un rivestimento conforme (rispetto a una resina).
- Prestazioni elevate
- Elevati livelli di protezione in una vasta gamma di ambienti
- Applicazione più spessa rispetto ai rivestimenti monocomponente
- Eccellente protezione chimica e dall’umidità
Le soluzioni Mascherpa
Mascherpa è il principale fornitore di materiali per l’industria dell’assemblaggio e della protezione di componenti elettronici. Le nostre soluzioni avanzate DOWSIL ed ELECTROLUBE includono una gamma di prodotti quali resine da incapsulaggio, conformal coating per la protezione di schede elettroniche, rivestimenti per la schermatura da interferenze elettromagnetiche (EMI), materiali per la dissipazione termica, adesivi e sigillanti per l’assemblaggio e il fissaggio di componenti, che facilitano l’interconnessione elettrica, forniscono integrità strutturale, offrono protezione da agenti esterni e trasferiscono il calore per prestazioni sempre più affidabili. Siamo orgogliosi di distribuire prodotti che migliorano le tecnologie elettroniche di oggi e consentono i progressi di domani.
La gamma di prodotti Mascherpa comprende un’ampia varietà di soluzioni quali
acriliche, siliconiche, poliuretaniche, epossidiche e ibride. Tra queste vi sono opzioni ecocompatibili, con o senza solvente, con reticolazione a temperatura ambiente, a caldo o mediante raggi UV.
