Protección selectiva para circuitos impresos

Para proteger los circuitos impresos contra influencias exteriores, durante el así llamado «conformal coating» estos se revisten con una fina capa de resina de moldeo o laca de protección. Los circuitos impresos pueden revestirse por completo o también se puede optar por revestir solo ciertas partes o componentes individuales sostenidos sobre la base. Para ello se han desarrollado diferentes métodos de revestimiento, tales como «Glob Top», «Dam and Fill» y «Flip Chip Underfill».

Sin estos métodos nada funciona, pues el circuito impreso es hoy día el elemento portador y de unión más empleado para las piezas electrónicas. Sus campos de aplicación son prácticamente ilimitados. Los circuitos impresos se encuentran, por ejemplo, en ordenadores, coches, aviones, en electrodomésticos e instrumentos de comunicación, en sistemas de seguridad electrónica o en aparatos médicos. A modo de ejemplo: para que los airbags se disparen de forma fiable y para que el ordenador de a bordo de los aviones funcione a la perfección, la compleja electrónica situada sobre los circuitos impresos debe estar protegida permanentemente contra la humedad, la suciedad, los choques, las sustancias químicas y otras influencias nocivas. De la protección se encarga, entre otras cosas, el encapsulado. Hay disponibles diferentes técnicas de encapsulado, que se han desarrollado en función de los componentes electrónicos a encapsular (sensores, procesadores, etc.) o teniendo en cuenta la función o funciones que debe asumir el encapsulado.

Conformal Coating

El así llamado «conformal coating» consiste en revestir circuitos impresos con materiales especiales o con materiales de encapsulado para proteger la electrónica sensible de los mismos. En función de la aplicación, los materiales pueden aplicarse manualmente con un pincel o mediante rociado. Pero los usuarios recurren cada vez más a la aplicación automática o robotizada mediante un cabezal de dosificación adecuado, puesto que así se garantizan exactitud y una gran precisión de reproducción.

Dam and Fill / Frame and Fill

El «Dam and Fill» es un procedimiento selectivo que sirve para encapsular solo ciertas partes del circuito impreso sin perjudicar las zonas o componentes colindantes. En este procedimiento, que también se conoce como «Frame and Fill», se emplean dos materiales de encapsulado de diferente viscosidad. Para proteger la zona deseada en el circuito, primero se dosifica un dique o marco de material altamente viscoso. A continuación se rellena el «hoyo» que resulta de la dosificación con una resina de moldeo líquida hasta que la estructura quede completamente cubierta. El método «Dam and Fill» también se utiliza para el pegado de cristales ópticos. Para ajustar el espacio entre las capas de una pantalla o pantalla táctil, primero se dosifica un dique sobre el sustrato y, en un siguiente paso, este se rellena con un adhesivo transparente. Con este proceso se mejora la disipación del calor, se obtiene una mayor estabilidad y también se optimiza la legibilidad de la pantalla.

Glob Top

Otra posibilidad de proteger de forma selectiva las zonas sensibles sobre el circuito impreso es el método «Glob Top». A diferencia del proceso «Dam and Fill», aquí se empela solo un material de encapsulado. En este proceso la resina de moldeo viscosa se dosifica sobre un chip semiconductor hasta que este y sus correspondientes conexiones de hilo metálico queden completamente cubiertos. No obstante, el material de encapsulado empleado no debe derramarse demasiado para evitar que los componentes circundantes o las áreas del circuito impreso que deban quedar libres se salpiquen o mojen. Debe tenerse esto presente a la hora de elegir la resina de moldeo y determinar el volumen de encapsulado pertinente.

Flip Chip Underfill

El método «Flip Chip Underfill» fue desarrollado especialmente para la estabilización mecánica de los flip-chip. Para reducir las tensiones o deformaciones que pudiesen darse entre el sustrato y el flip-chip, el pequeño espacio que resulta durante el contacto se rellena con un material de baja viscosidad, un así llamado «underfill». Una vez aplicado el material alrededor del chip, este es absorbido en el estrecho espacio gracias al efecto capilar hasta quedar completamente cargado con la resina de moldeo.

  • Los sistemas de dosificación por bomba de engranajes también ofrecen buenos resultados para aplicaciones «Glob Top» y «Dam and Fill». En función de los requisitos y del material empleado, los sistemas de dosificación volumétrica de piston de Scheugenpflug son una opción muy rentable. Sus cilindros de dosificación se adaptan de forma exacta al volumen deseado o a la relación de mezcla previamente determinada y garantizan máxima fiabilidad de proceso.
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Gestión térmica eficiente en circuitos impresos

Para los circuitos impresos, además de las aplicaciones de «conformal coating», también son relevantes las aplicaciones del ámbito de la gestión térmica. Los fluidos conductores de calor ofrecen mayor rendimiento que las almohadillas perforadas o las láminas, por lo que los usuarios prefieren cada vez más este tipo de materiales

  • Para estos casos Scheugenpflug cuenta con el sistema de dosificación por pistones Dos P016 TCA con el que se pueden aplicar fluidos conductores de calor hasta tres veces más rápido
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  • Con la nueva DispensingCell, los usuarios ahora también tienen a su disposición una solución integral compacta para aplicaciones de gestión térmica. Además de tiempos de entrega cortos, este sistema completamente preconfigurado y parametrizado para la tarea ofrece una atractiva relación calidad-precio, así como un inicio de la producción rápido gracias a «plug-and-produce».
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CONSEJO: Para el encapsulado de circuitos impresos de montaje superficial (SMD, por sus siglas en inglés) se deben usar materiales de encapsulado con bajo coeficiente de dilatación térmica. De lo contrario existe el peligro de que las conexiones soldadas sean dañadas a temperaturas bajas a causa de la contracción del material. La temperatura de transición vítrea (TG) del material debe ser superior a la temperatura de servicio del circuito impreso.

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