Por que aplicar revestimentos conformes de silicone em eletrônicos?

From smartphones and tablets to battery chargers and in-car electronics, the electronic components printed circuit boards (PCBs) contained are becoming smaller, more sensitive, and more closely placed. However, it’s not just PCB design rules that are currently changing. High humidity, thermal cycling, airborne contaminants, and physical stress, once primarily associated with military and industrial electronics, are now challenges for consumer and automotive electronics as well. Whether it’s a cell phone in a backpack or a PCB assembly in a car, electronics can be at risk. So why apply silicone conformal coatings to electronics?

Como revestimento polimérico, o silicone é amplamente utilizado como material de revestimento conformado devido à sua estrutura de cadeia principal única e baixas forças intermoleculares, boa resistência química e excelente resistência à temperatura, resistência à umidade, facilidade de operação e outras boas características gerais de desempenho.

Os atuais avanços tecnológicos na era 5G exigem materiais que protejam contra umidade e contaminação, ao mesmo tempo em que suportam montagem de alto rendimento e sustentabilidade ambiental. Em comparação com a técnica comum de revestimento conformal, os revestimentos desenvolvidos com silicone projetados especificamente podem fornecer proteção confiável em alta temperatura, suportar montagem de alto rendimento, melhorar a eficiência energética e a segurança do trabalhador, além de oferecer suporte para detecção automatizada e arco de alta tensão, entre outros. Acredita-se que, em breve, os materiais conformais de silicone também contribuirão para o desenvolvimento da tecnologia 5G e projetos emergentes com excelente desempenho.

Aqui estão algumas informações sobre isso:

• O que é um revestimento conformado de silicone?
• Quais são as propriedades dos revestimentos de silicone?
• Como usar o revestimento conformado de silicone?
• Como curar o revestimento conformado de silicone?
• Quais são os padrões de revestimentos conformados de silicone?
• Quais são os fatores que afetam os revestimentos conformados de silicone?
• Por que escolher revestimentos conformados de silicone para eletrônicos?
• Como fabricar revestimentos conformados de silicone de melhor qualidade?

1. O que é um revestimento conformado de silicone?

O revestimento de silicone é uma formulação especializada usada para proteger placas de circuito (PCBs) e seus componentes e equipamentos eletrônicos associados contra erosão e danos ambientais. Após a cura, o revestimento forma uma película protetora transparente, com propriedades superiores de isolamento, resistência à umidade, vazamento, choque, poeira, corrosão, envelhecimento, resistência corona, entre outras.

2. Quais são as propriedades dos revestimentos de silicone?

Em comparação com revestimentos de poliuretano ou acrílico, os revestimentos de silicone apresentam desempenho mais excelente nos seguintes aspectos.

2.1 Resistência à temperatura

Os revestimentos de silicone possuem excelente resistência a temperaturas altas e baixas. Não se decompõem facilmente em altas temperaturas e mantêm flexibilidade em baixas temperaturas, podendo ser utilizados em uma ampla faixa térmica. Tanto nas propriedades químicas quanto nas físico-mecânicas, a variação com a temperatura é mínima.

2.2 Resistência às intempéries

Nos revestimentos de silicone cuja cadeia principal contém ligações silício-oxigênio, não existem duplas ligações, tornando-os resistentes à decomposição por luz ultravioleta e ozônio. O silicone apresenta melhor estabilidade térmica que outros materiais poliméricos, além de resistência à radiação e intempéries. Sua vida útil em ambiente natural pode chegar a décadas.

2.3 Propriedades elétricas

Os revestimentos de silicone possuem excelentes propriedades de isolamento elétrico, com perda dielétrica, resistência à tensão, resistência ao arco, resistência à corona, resistividade volumétrica e superficial entre os melhores materiais isolantes. Suas propriedades elétricas sofrem influência mínima da temperatura e frequência. Adicionalmente, o silicone apresenta hidrofobicidade excepcional, mantendo alto desempenho elétrico mesmo em altas umidades, constituindo um material isolante mais estável.

2.4 Resistência a choques

Devido à flexibilidade da cadeia molecular do silicone, sua cura forma um coloide elástico de alta qualidade, conferindo excelente desempenho antissísmico, onde vibrações dificilmente danificam componentes.

2.5 Resistência ao mofo

O revestimento de silicone, devido à baixa energia superficial do filme de tinta curado, não permite que o mofo adira facilmente à sua superfície, e sua estrutura esquelética de silício-oxigênio não é facilmente degradada pelo mofo, portanto, possui boa resistência ao mofo.

Em resumo, os revestimentos conformes de silicone são amplamente utilizados em altas temperaturas (>120ºC), alta umidade, rico em meios químicos, meios corrosivos, ou propenso à corrosão por mofo do ambiente. Estes ambientes severos são incomparáveis com outros materiais.

Metil XJY-8206 VVinil MQ Silicone Resin é uma resina em pó sólido, esta resina pode ser usada como carga de reforço para silicone de moldagem aditiva, como material base para silicone de alta transparência e alta dureza, e para melhorar o desempenho de revestimentos conformados.

XJY-8206N Metil Vinil MQ + Polidimetilsiloxano Vinílico é uma resina líquida incolor e transparente, composta por resina de silicone vinílica MQ e óleo de silicone vinílico. Possui efeitos de endurecimento duradouros e de boa qualidade, também pode melhorar o índice de proteção solar e resistência ao amarelecimento, podendo ser utilizada para fabricar silicone de alta transparência. conformal revestimentos, que facilitam a observação do interior da placa de circuito impresso (PCB).

3. Como usar o revestimento conformado de silicone?

3.1 Pulverização manual

A pulverização pode ser realizada por latas de aerossol ou pistolas de pulverização portáteis, geralmente utilizadas para produção em pequenos lotes. Este método consome mais tempo do que equipamentos de pulverização automática e requer maior qualificação do pessoal de pulverização, com estabilidade ligeiramente inferior entre lotes.

3.2 Pulverização seletiva

Este é um processo automatizado de revestimento conformado que utiliza um caminho de pulverização programável para aplicar revestimentos conformados em áreas específicas da placa. O processo é adequado para produção em grande volume e reduz a necessidade de mascaramento. O processo de pulverização seletiva requer alto tempo de secagem superficial e viscosidade do revestimento, sendo necessário ajustar e desenvolver os parâmetros do processo.

3.3 Imersão

A placa de circuito é mergulhada na solução de revestimento conformado de silicone e depois removida. A espessura do mergulho depende da velocidade de imersão, velocidade de remoção, tempo de imersão e viscosidade. Também pode ser usada para produção em massa. O mergulho só é possível se ambos os lados da placa precisarem ser revestidos e as áreas que não necessitam de revestimento requererem mascaramento.

3.4 Revestimento com pincel

Este é um método de aplicação simples e geralmente utilizado principalmente para produção em pequenos lotes ou para reparos e retrabalhos. Simplesmente pinte o revestimento uniformemente sobre o substrato.

4. Como curar o revestimento conformado de silicone?

Os revestimentos de silicone geralmente seguem o mecanismo de cura por umidade. O material de silicone reage com a umidade do ambiente para formar um revestimento curado. O processo inicial de cura por umidade geralmente é acompanhado pela evaporação do solvente. À medida que o solvente veicular evapora, a umidade reage com o material de silicone e o processo de cura tem início.

Durante a aplicação em PCB, a umidade do ar inicia uma reação em cadeia polimérica que converte polímeros úmidos (moléculas de polímero de menor peso molecular) em polímeros sólidos (macromoléculas de polímero de maior peso molecular). A cura e a secagem ocorrem simultaneamente. O aquecimento pode acelerar a velocidade de cura do revestimento de silicone, mas é preciso prestar atenção ao revestimento antes do aquecimento para garantir que as bolhas de ar tenham sido eliminadas; caso contrário, é necessário estender o tempo de repouso do revestimento em condições de temperatura ambiente.

5. Quais são os padrões dos revestimentos conformados de silicone?

Os dois padrões mais importantes para revestimentos conformados são o padrão IPC-CC-830B e a certificação de retardante de chama UL94. Ao selecionar materiais de revestimento, é importante verificar se atendem aos requisitos desses dois padrões.

IPC-CC-830B: O padrão originou-se da especificação militar MIL-I-46058C (que já expirou). O IPC-CC-830B contém uma série de itens de teste, principalmente: requisitos de inspeção e teste.

(1) Requisitos do material: material, prazo de validade, cura.

(2) Requisitos químicos: teste de Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR).

(3) Requisitos logísticos: aparência, viscosidade, fluorescência, resistência a mofo, flexibilidade, inflamabilidade.

(4) Requisitos elétricos: rigidez dielétrica (DWV).

(5) Requisitos ambientais: resistência de isolamento em ambientes úmidos, choque térmico, estabilidade hidrolítica (envelhecimento por temperatura e umidade).

(6) Requisitos especiais: UL746E, teste de névoa salina, etc.

6. Quais são os fatores que afetam os revestimentos conformados de silicone?

Umidade e poluição são dois dos fatores que mais comumente afetam.

Se a umidade se acumular na superfície da placa ou nos vazios do revestimento conformado, pode ocorrer corrosão e atenuação eletroquímica (ECM) entre os condutores, e a migração de produtos de corrosão na superfície do PCB pode causar curtos-circuitos elétricos e vazamento de corrente. Limpeza inadequada ou aplicação imprópria de revestimentos conformados é frequentemente a causa da proteção inadequada da área do PCB. Além disso, a penetração de poeira ou detritos contaminantes através do revestimento por acesso do ar também é resultado da seleção e aplicação impróprias do revestimento. É necessária a seleção e aplicação adequadas de materiais conformados para mitigar esses riscos.

À medida que mais redes móveis de quinta geração são implantadas, mais projetos eletrônicos incorporarão tecnologia 5G para permitir conectividade mais rápida, maior taxa de transferência e maior capacidade. No entanto, a maior densidade de potência associada à eletrônica 5G gerará níveis mais altos de calor, o que reduzirá a vida útil de PCBs, junções de solda e componentes, impondo maiores demandas técnicas aos materiais de revestimento conformado.

7. Por que escolher revestimentos conformados de silicone para eletrônicos?

Ao selecionar um material conformado para um dispositivo eletrônico, você pode se deparar com uma variedade de materiais ao mesmo tempo, como silicones, acrílicos, uretanos, epóxis, etc. Entre esses materiais, o silicone possui propriedades mais equilibradas e características destacadas. Os materiais conformados de silicone oferecem muitas vantagens, como resistência a produtos químicos, umidade e contaminação, maciez, flexibilidade, alívio de tensão e adequação para produção de alto rendimento.

A estabilidade hidrolítica dos materiais conformados é crítica porque o 5G exigirá mais torres, estações base e transmissores, todos equipamentos importantes que precisam estar expostos às condições climáticas externas, como alta umidade e chuva. Os materiais conformados de silicone permitem que o vapor de água passe mais rapidamente do que outros materiais de revestimento conformado. No entanto, é a água líquida, não o vapor de água, que causa corrosão. Com o tempo, outros tipos de materiais de revestimento conformado tendem a absorver mais água líquida do que os materiais conformados de silicone, o que aumenta o risco de corrosão.

Os revestimentos conformes de silicone resistem a temperaturas mais elevadas e proporcionam resistência ao calor de maior duração, mantendo a estabilidade de desempenho a longo prazo. Devido ao baixo módulo, os materiais conformes de silicone também podem absorver tensões e fornecer boa adesão; muitos substratos que utilizam materiais conformes de silicone frequentemente não necessitam de uso de primer para proporcionar bons resultados conformes, melhorando assim a produtividade.

 

8. Como fabricar revestimentos conformados de silicone?

Compared with other polymer materials(acrylic conformal coating, epoxy conformal coating, urethane conformal coating, parylene conformal coating), silicone conformal coatings have stability in wide temperature range, weather aging, electrical insulation, ozone resistance, water repellent, flame retardant, non-toxic, non-corrosive and physiologically inert and many other excellent properties, some varieties also have oil resistance, solvent resistance, resistance to irradiation properties, widely used in electronic devices, and silicone conformal coating has less cost than vapor deposition method used for parylene conformal coating. How to improve the competitiveness of your products and improve conformal coating formulation?

XJY Silicones é um dos principais resina de silicone MQ e Silicone VMQ fabricantes na China, com mais de 30 anos de experiência em P&D e fabricação na indústria de silicone, bem como mais de 15 patentes relacionadas e suporte técnico. Nossos produtos de resina de silicone podem atender às necessidades de revestimentos conformes de silicone e apoiar o fornecimento de soluções personalizadas diversificadas.