Isolamento PCB

Cos'è l'isolamento PCB?

Introduzione

Una funzione importante dell'isolamento PCB è la protezione delle tracce di rame PCB

I PCB sono costituiti da molti componenti, ma tutti questi sono vulnerabili ai danni se non c'è un isolamento adeguato.

In questo articolo, discutiamo a lungo di cosa sia l'isolamento PCB.

Cosa lo rende di successo? Ci sono elementi specifici al riguardo che sono più rilevanti? In che modo ciò influisce su ciò che è necessario considerare durante la progettazione del PCB?

Non perdere questa occasione per saperne di più su questo affascinante argomento.

Cos'è l'isolamento PCB?

Definizione: è il rivestimento protettivo, la pellicola o la sostanza che riveste un circuito stampato.

L'isolamento del PCB si ottiene utilizzando due metodi principali. Questi sono metodi standard utilizzati dai produttori di PCB professionali.

Se stai realizzando un progetto PCB fai-da-te, puoi anche ottenere l'isolamento PCB semplicemente seguendo le basi di progettazione/costruzione PCB.

L'isolamento PCB non è necessariamente costoso. A seconda di come si desidera ottenere l'isolamento, potrebbe essere acquistato con il materiale PCB primario oppure è possibile applicare lo strato protettivo da soli.

Perché è necessario l'isolamento PCB

Perché è necessario l'isolamento PCB?

Ora che abbiamo definito cos'è, passiamo al numero successivo.

Perché un PCB dovrebbe aver bisogno di isolamento? Le risposte sono le seguenti:

• Le tracce PCB saranno a rischio di interferenze indesiderate.
• Il PCB sarà soggetto a stress termico (calore troppo alto), o peggio, guasto termico.
• Il PCB non sarà in grado di alimentare i componenti montati su di esso.
• Esiste la possibilità di stress elettrico estremo a causa del sovraccarico elettrico.

Quando il circuito stampato non funziona correttamente, anche il dispositivo elettronico non funziona correttamente: c'è la possibilità che venga distrutto per sempre. Tutti noi non vogliamo che accada.

Materiali utilizzati per l'isolamento PCB

Esistono due modi per ottenere un isolamento sufficiente del PCB. Questi sono attraverso l'applicazione del rivestimento conforme e attraverso l'uso di appropriati Substrati PCB. Affrontiamo entrambi i metodi qui:

Rivestimento conforme

Il primo tipo di isolamento PCB è il tipo ottenuto utilizzando un rivestimento conforme. Questo sottile strato di sostanza chimica viene applicato sulla superficie del PCB. Il rivestimento fornisce quindi la protezione tanto necessaria in modo che la scheda non venga influenzata da polvere, ossidazione e possibile esposizione chimica.

Oltre alla protezione, la funzione secondaria del rivestimento è l'isolamento, il che significa che la distanza tra gli strati di PCB è ridotta. Immaginalo come la schiuma che riempie gli spazi tra il contenuto di una scatola. Senza la schiuma, non ci sarà alcun cuscino tra il contenuto della scatola, il che può essere molto dannoso per il contenuto della scatola.

I prodotti chimici per rivestimenti conformi sono: resina acrilica, resina epossidica, parilene, resina siliconica e resina uretanica

I metodi utilizzati per ottenere il rivestimento includono la spruzzatura, la spazzolatura, l'immersione e l'applicazione selettiva del rivestimento solo su alcune parti del PCB.

Substrati PCB

Il requisito numero uno per i substrati PCB utilizzati per l'isolamento è la qualità di essere non conduttivi.

Ecco un video che spiega i concetti di conduttivo e non conduttivo in elettronica:

La qualità non conduttiva della scheda consente il flusso di elettricità nella scheda.

Nello specifico, le parti non conduttive supportano le parti conduttive della scheda. Queste parti conduttive sono le linee incise o forate sul PCB. Le linee conduttive sono dove l'elettricità scorre per alimentare i componenti della scheda.

I seguenti substrati sono perfettamente non conduttivi e sicuri. Assumono il ruolo di isolamento PCB per l'intero circuito stampato.

• FR2 (Resina fenolica) – Anche se non sono così apprezzati, alcuni produttori continuano a produrre PCB FR2, realizzati con carta dura e resina fenolica.
• FR4 (resina epossidica in fibra di vetro) – il substrato PCB standard, compatibile con i metodi di lavorazione PCB convenzionali
• PCB in ceramica – un substrato che è preferito in quanto ha un'elevata conducibilità termica e un basso coefficiente di dilatazione.
• IMS (Substrato metallico isolato) - Viene utilizzato l'alluminio o una piastra metallica potrebbe essere un componente cruciale del substrato.
• PTFE/Teflon – qualità molto simile al PCB in ceramica
• poliimmide/Flex – utilizzato per circuiti stampati flessibili, ha un'elevata tolleranza al calore fino a 360°C

Puoi utilizzare alcuni di questi per controllare il livello di isolamento della tua tavola. Sicuramente, si baserà sulle specifiche del tuo dispositivo.

Come scegliere il miglior tipo di isolamento PCB

Come scegliere il miglior tipo di isolamento PCB

Un modo per controllare le prestazioni della tua scheda è scegliere il giusto tipo di isolamento PCB. Per aiutarti a prendere una decisione, ti diamo fattori su cui riflettere:

Innanzitutto, considera il design del tuo PCB. Pensa alle misure della tavola e al materiale utilizzato. È una tavola rigida? Una tavola flessibile? O una tavola rigida-flessibile? Esistono diversi rivestimenti per ogni tipo di materiale PCB.

In secondo luogo, considera il livello di protezione necessario per il PCB. Questo problema è connesso agli ambienti a cui il PCB sarebbe esposto. Ad esempio, alcune schede saranno esposte a condizioni di caldo, freddo estremo e sbalzi di temperatura improvvisi. Alcune schede sono necessarie in ambienti umidi, umidi e persino bagnati (ad es PCB impermeabili).

In terzo luogo, che ne dici della questione della rilavorazione? Alcune opzioni di isolamento offrono prestazioni migliori se rielaborate, ad esempio substrati PCB in rame pesanti o spessi.

Infine, considera le ragioni pratiche: costi e tempi. Se si utilizzano substrati per l'isolamento, ciò ridurrà alcuni tempi di produzione. Nel frattempo, la personalizzazione dell'opzione spray conforme può allungare i tempi di produzione.

Tecniche utilizzate per ottenere l'isolamento dei PCB

Tecniche utilizzate per ottenere l'isolamento dei PCB

L'isolamento del PCB si ottiene principalmente utilizzando due metodi:

• Utilizzare un substrato che abbia le proprietà isolanti desiderate. Sono accettabili: FR4, poliimmide, ceramica di PTFE e persino FR2. Scegliendo una soluzione all-in-one, riduci i costi e il tempo necessari per completare il PCB. In questo senso, usa questo metodo se hai una scadenza di produzione ravvicinata. La maggior parte dei produttori di substrati per PCB sono affidabili. Condividono le informazioni sulle proprietà isolanti nella scheda tecnica del substrato. È possibile fare riferimento alle informazioni cercando il valore dei valori di "resistività superficiale" e "costante dielettrica".
• Utilizzare un rivestimento conforme PCB, chiamato anche rivestimento isolante PCB. Per i clienti che hanno meno vincoli di tempo. Sì, puoi personalizzare il conformal coating di cui hai bisogno, ma solo fino a un certo punto. Migliore è il tuo produttore di PCB, più opzioni avresti. Detto questo, i rivestimenti conformi dovrebbero essere in grado di proteggere il tuo dispositivo da calore eccessivo, raggi UV, sostanze chimiche potenzialmente dannose e acqua. Se il tuo dispositivo è commercializzato come impermeabile, devi fare affidamento sul rivestimento conforme invece che sul metodo del substrato. Verifica il grado IPC a cui appartiene il tuo dispositivo e le domande di ingegneria che devono essere affrontate.

Entrambi i metodi hanno circa lo stesso livello di efficacia. La tua decisione sarà influenzata dal tuo budget, dal tuo programma e dal design/scopo del tuo dispositivo. Qualunque sia il rivestimento protettivo di cui hai bisogno, assicurati che il produttore sia in grado di soddisfare la tua richiesta. Le aziende scadenti non saranno in grado di fornire il servizio se non dispongono di attrezzature su larga scala. Questo dovrebbe essere preso in considerazione se stai pensando di aumentare la produzione.

Fatti del rivestimento isolante PCB

Fatti del rivestimento isolante PCB

Il rivestimento isolante PCB è un rivestimento conforme, come discusso in precedenza.

Ecco alcuni fatti di cui hai bisogno quando ne consideri l'uso:

• I conformal coating hanno spessori variabili. Uno strato sottile sarebbe 1mil, il mezzo sarebbe 2-4 mil, mentre 5 mil è l'applicazione più spessa.
• La misurazione dello spessore deve essere determinata con precisione, in quanto ciò influirebbe sulle prestazioni della scheda. Normalmente, i PCB non specificano lo spessore del rivestimento. Nelle descrizioni dei prodotti, lo spessore è specificato come parte dello spessore del rame del pannello (ad es 1 oz, 2 oz, 3 oz).
• I PCB sono già dotati di rivestimento conforme completo, poiché questo è l'unico modo in cui gli articoli supererebbero gli standard IPC 2 e 3.
• Il rivestimento isolante deve essere rimosso, in alcuni casi. In questi scenari, i solventi possono dissolvere la resina epossidica. Per rivestimenti più ostinati, è possibile eseguire tecniche di microimbastitura o saldatori.

Una buona applicazione del rivestimento isolante per PCB deve comportare una protezione totale della scheda. La resistenza dielettrica e un flusso regolare di correnti devono essere il risultato finale in aggiunta a questa funzione primaria.

Conclusione

Un PCB con capacità migliorate e prestazioni al top è l'obiettivo finale dell'utilizzo di un fornitore di PCB.

Per soddisfare le tue richieste, hai bisogno di un'azienda con le seguenti qualità:

• Dispongono di una fornitura sufficiente di materie prime di alta qualità (conformal coating + substrati)
• L'azienda deve eseguire ispezioni approfondite dei file CAM prima della produzione per garantirne l'accuratezza.
• Il fornitore di PCB deve rispondere a tutte le tue risposte ingegneristiche.
• Il prezzo dei PCB dovrebbe essere ragionevole.
• Dovrebbero essere sempre disposti ad aiutare con i tuoi PCB personalizzati.
• Inoltre, è importante che l'azienda segua le normative internazionali durante l'isolamento dei PCB.

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