Buscar
Cerrar este cuadro de búsqueda.

Resinas para encapsulamento na indústria eletrônica e elétrica

Tabla de contenidos

Os compostos de encapsulamento termicamente condutores são resinas projetadas para encapsular componentes ou toda a unidade PCB, dissipando o calor dos componentes eletrônicos e, no processo, oferecendo proteção adicional contra elementos ambientais, como água ou produtos químicos. A Electrolube possui uma linha de resinas especiais epóxi, poliuretano e silicone que foram projetadas para correta proteção eletrônica e elétrica .

Resinas para encapsulamento eletrônico e elétrico

As resinas utilizadas para estas aplicações podem ser de vários tipos químicos. As resinas epóxi têm sido amplamente utilizadas há muitos anos; Em geral, são duros e resistentes e apresentam baixa retração quando curados. Apresentam excelente nível de propriedades mecânicas, bom desempenho em altas temperaturas, boa adesão a uma ampla variedade de substratos e boa resistência química. O processo de reticulação ou cura é geralmente lento, especialmente com pequenos volumes de resina. Podem ser usados ​​endurecedores de cura rápida, mas estes geram muito calor durante a cura, levando a uma grande exotermia que pode danificar componentes eletrônicos e causar altas tensões mecânicas tanto nos componentes quanto no circuito. As resinas de poliuretano são elastoméricas ou emborrachadas em seu estado curado e são preferidas quando os circuitos a serem encapsulados contêm componentes delicados. É muito mais fácil adaptar a velocidade de cura aos sistemas de uretano e o pot life e o tempo de gelificação destes podem ser ajustados de acordo com a necessidade do cliente , permitindo processos mais rápidos e menos trabalho em andamento. Os poliuretanos apresentam menos exotérmica durante a cura do que os epóxis: Geralmente o calor gerado não é um problema, mesmo para sistemas de cura rápida. Os poliuretanos convencionais podem ser atacados pela água, especialmente em altas temperaturas. Os uretanos à base de polibutadieno são muito resistentes ao ataque da água, tanto durante o processo de cura como no estado final de cura. A Electrolube diferencia os dois tipos de poliuretano no sistema de numeração utilizado: os materiais UR 50 ** e UR 51 ** são baseados na química do polibutadieno. Os materiais UR 55** e 56** são uretanos convencionais. A facilidade de variação das características do processo e das propriedades finais com resinas de poliuretano está levando ao seu uso crescente em encapsulamento eletrônico e elétrico. As resinas de silicone tendem a ser mais caras que as resinas epóxi ou uretanos, mas permitem o envolvimento em altas temperaturas de operação contínua (acima de 180°C). Além disso, o aumento exotérmico da temperatura com sistemas de silicone é muito baixo. Sistemas de poliéster também têm sido usados ​​para encapsulamento, mas apresentam uma exotermia muito alta e um alto nível de retração após a cura. Isso pode causar danos aos componentes e circuitos. Além disso, o elevado nível de odor dos sistemas contendo estireno torna-os desagradáveis ​​e difíceis de usar. A Electrolube oferece uma ampla linha de resinas epóxi e poliuretano para encapsulamento e outras aplicações. A grande maioria destes são sistemas de dois componentes onde uma resina deve ser misturada com um endurecedor numa proporção definida antes da utilização. Pacotes de resina também estão disponíveis; Eles consistem em um saco plástico dividido em dois compartimentos por um clipe e trilho removíveis. Novamente, a resina e o endurecedor estão na proporção correta e também, uma vez removidos o clipe e o trilho, ambas as partes podem ser bem misturadas no saco sem introdução de ar. O saco pode ser usado como dispensador para prender a unidade afetada. A Electrolube oferece uma linha limitada de epóxis monocomponentes que são curáveis ​​por calor e podem ser usados ​​para encapsulamentos pequenos . É possível formular uma porção de resinas curáveis ​​por UV, mas esta tecnologia não é adequada para a formulação de resinas de enchimento devido ao sombreamento UV e problemas de penetração ao curar seções espessas com inserções. Algumas resinas de poliuretano de cura por umidade estão disponíveis, mas a penetração de umidade para obter uma cura completa é um problema com o encapsulamento. A maioria dos sistemas de resina em uso são produtos complexos com características de processo e propriedades finais adaptadas para atender às necessidades do cliente usando a habilidade do formulador. As resinas epóxi geralmente contêm diluentes ou redutores de viscosidade que podem tornar a resina mais fina e mais fácil de processar. Os diluentes podem ser reativos, participando do processo de reticulação, ou não reativos, sendo quimicamente inertes. Os diluentes reativos podem conter um (monofuncional) ou dois (difuncionais) grupos epóxi por molécula: os primeiros proporcionam melhor redução da viscosidade, mas um nível mais baixo de propriedades mecânicas do que os últimos. Os diluentes não reativos geralmente induzem um nível ligeiramente mais elevado de flexibilidade no produto curado, mas podem resultar em adesão reduzida, especialmente em altas temperaturas. O ER1448 da Electrolube é um exemplo de resina epóxi de viscosidade muito baixa formulada com uma mistura patenteada de diluentes de ambos os tipos: ela fornece deslocamento de ar rápido e eficiente de pequenos circuitos complexos sem a necessidade de evacuação para remover o ar preso. Diluentes não reativos podem ser usados ​​em níveis muito elevados em poliuretanos para fornecer compostos macios que podem ser facilmente removidos dos circuitos para investigação ou reparo de falhas. O UR5048 da Electrolube é um exemplo popular de tal resina: UR5044 é uma versão retardante de chama aprovada pelo Underwriters Laboratories UL 94 V-0. O UR5083 utiliza um diluente de diferentes tipos químicos e, quando curado, fornece um gel macio e autocurativo que permite a inserção e remoção repetidas de fios de uma junta de cabo sem danificar a resina. Encapsulado na indústria eletrônica e elétrica 4 O endurecedor utilizado com a resina epóxi dá uma contribuição muito importante nas propriedades finais , e também a escolha do endurecedor é a principal forma de alterar a taxa de cura. Os primeiros endurecedores utilizados foram uma classe bastante agressiva de produtos químicos chamados aminas alifáticas primárias. Estes proporcionam uma cura rápida, mas uma elevada exotérmica. Eles são corrosivos para a pele e podem causar dermatite e asma se não forem manuseados com cuidado. Compostos químicos menos reativos e menos agressivos conhecidos como aminas aromáticas resultam em temperaturas operacionais contínuas mais elevadas no produto curado, mas embora sejam menos dermatites e sensibilizantes, há uma preocupação crescente sobre a sua carcinogenicidade. Os endurecedores de amina são frequentemente fornecidos como misturas complexas de diferentes materiais e envolvem habilidades de formulação especializadas por si só. Os anidridos de ácidos orgânicos fornecem resinas epóxi de baixa viscosidade com temperaturas operacionais contínuas muito altas, mas têm a desvantagem de geralmente terem que ser fornecidos como sistemas de três componentes em vez de sistemas de dois componentes e devem sempre ser curados em altas temperaturas. As resinas de poliuretano convencionais podem ser baseadas em polímeros do tipo poliéter (como o óxido de polipropileno) ou resinas do tipo poliéster (como o óleo de rícino). Os primeiros geralmente apresentam melhor resistência à água, mas os últimos apresentam melhor adesão. O segundo componente da resina é um isocianato, geralmente metano difenil diisocianato (MDI, o mais seguro dos isocianatos comuns). É importante proteger ambas as partes da resina da umidade. Se o componente de resina ficar úmido, a água reagirá com o isocianato e produzirá bolhas de dióxido de carbono em todo o produto curado. Se o isocianato ficar úmido, ocorrerá um depósito sólido dentro do material, junto com o gás dióxido de carbono, que pode pressurizar a lata. A causa comum de resina ou endurecedor úmido é abrir e fechar repetidamente os recipientes: cada vez que o recipiente é aberto, o ar úmido entra no espaço de ar acima do líquido e a água é absorvida pelo material. Os recipientes devem ser abertos e fechados o mais rápido possível; Lavar a lata com nitrogênio seco antes de fechá-la ajudará a evitar problemas. Caso isso não seja possível, a única solução pode ser adquirir o material em embalagens menores, se disponíveis. Quando os poliuretanos são usados ​​em máquinas de mistura e distribuição, ambos os componentes precisarão ser protegidos da umidade, seja colocando armadilhas dessecantes nos tanques ou lavando continuamente os tanques com nitrogênio seco. O isocianato é a parte perigosa da formulação e não deve ser aquecido ou pulverizado, pois isso aumentará os níveis na atmosfera e, portanto, o efeito sensibilizante nos pulmões. Se houver dois grupos hidroxi em cada cadeia de poliéter ou poliéster (um diol), obtém-se um produto de cura suave – a dureza pode ser aumentada usando quantidades crescentes de triol (três grupos hidroxi por cadeia). Os uretanos à base de polibutadieno possuem uma longa cadeia de hidrocarbonetos com alguns grupos hidroxila adicionados – esta cadeia de hidrocarbonetos resulta em muito menos atração pela água durante e após a cura, resultando nas vantagens mencionadas acima. A taxa de cura em sistemas de uretano é facilmente ajustada pela adição de quantidades crescentes de catalisador ao componente de resina. Esses catalisadores podem ser de vários tipos, incluindo aminas, compostos de estanho e compostos de mercúrio. Estes últimos proporcionam o melhor equilíbrio de características: baixa sensibilidade a qualquer presença de água e longa vida útil aliada a rápida cicatrização. Infelizmente, a legislação da CEE, também conhecida como Directiva RoHS, continua a restringir cada vez mais a utilização de compostos de mercúrio e os químicos ainda não descobriram um substituto perfeito. As cargas sólidas são um componente muito importante de muitos sistemas de resina. Eles podem ser adicionados simplesmente para reduzir custos, por ex. calcário em pó. A economia de custos é geralmente um pouco menor do que o custo por kg pode sugerir, já que os sistemas cheios têm uma densidade maior do que os não cheios. Isso significa que, embora uma unidade possa exigir 3 gramas de resina de densidade 1,0 para preenchê-la, serão necessários 4,5 gramas de resina de densidade 1,5. Em cada caso, o volume é de 3 ml. As comparações de custos de resinas concorrentes devem ser sempre feitas por litro, e não por kg. Resinas para encapsulamento na indústria eletrônica e elétrica A presença de cargas sólidas geralmente resultará em um produto curado mais duro e rígido. Enchimentos podem ser adicionados para atuar como retardadores de chama. O hidróxido de alumínio é comumente usado para esta finalidade: tem a vantagem adicional de resultar em baixa emissão de fumaça e baixo nível de gases tóxicos. Os ER2188 e ER2195 da Electrolube são exemplos populares de epóxis retardadores de chama com cargas de hidrato de alumina. Ambos são totalmente aprovados para a categoria 94 V-0 do Underwriters Laboratories. UR5097, UR5604 e UR5608 são exemplos de poliuretanos retardadores de chama que utilizam o mesmo mecanismo para obter retardamento de chama; Mais uma vez, cada um deles possui aprovação UL 94 V-0. A desvantagem é que são necessárias cargas elevadas de hidrato de alumina, resultando numa resina formulada com viscosidade relativamente elevada. Os compostos de bromo também podem ser usados ​​como retardadores de chama. Estes são usados ​​em níveis muito mais baixos, proporcionando sistemas de menor viscosidade; Geralmente funcionam melhor na presença de um pouco de óxido de antimônio. Porém, seu uso resulta em maior nível de fumaça e vapores tóxicos. Os retardadores de chama à base de éter pentabromobifenílico já foram proibidos na Europa e há problemas de saúde e segurança relacionados ao uso de óxido decabromobifenílico, que anteriormente era um dos retardadores de chama bromados mais comuns. Alguns pensam que produzem dioxinas na incineração, mas isto é contestado, tornando as questões legislativas em torno deste material um tanto incertas. No entanto, existem alternativas disponíveis ao óxido de decabromobifenilo. O ER2165 da Electrolube é um exemplo deste tipo de epóxi retardador de chama de baixa viscosidade aprovado pela UL 94 V-0. Estão agora disponíveis novos retardadores de chama à base de bromo, de tipos químicos completamente diferentes, que não são afectados pela legislação europeia . O UR5110 é um exemplo de poliuretano que utiliza essa nova tecnologia. Muitos outros tipos de cargas podem ser usados ​​em resinas epóxi e poliuretanos. Esferas ocas de vidro e plástico proporcionam baixa densidade e baixa perda dielétrica. Quando os circuitos de RF são encapsulados, a resina de enchimento pode introduzir efeitos de capacitância entre os condutores da placa de circuito impresso e alterar inaceitavelmente as características do circuito. É possível superar estes problemas usando esferas ocas contendo resinas de baixa constante dielétrica. Exemplos típicos de tais resinas Electrolube são ER2193, ER2175 e UR5111 . O pó de níquel-prata fornece condutividade elétrica na resina – o ER2141 da Electrolube é um epóxi preenchido com níquel eletricamente condutor. O óxido de zinco e o óxido de alumínio proporcionam melhor condutividade térmica, mas o óxido de alumínio é extremamente abrasivo e causa sérios problemas de desgaste em equipamentos de mistura e distribuição. ER2074 e ER2183 são exemplos muito populares de epóxis termicamente condutores preenchidos com óxido de zinco. A farinha de sílica proporciona menor contração de cura e coeficiente de expansão térmica, mas é muito propensa à sedimentação. As fibras de vidro moídas proporcionam maior resistência ao impacto; sulfato de bário dá opacidade aos raios X, etc. Nos primórdios do envasamento e envasamento, as resinas epóxi eram os materiais de escolha. A tecnologia da resina epóxi tende a amadurecer nos últimos anos e a maioria dos avanços interessantes na tecnologia da resina estão ocorrendo na química do poliuretano. Isso está fazendo com que as resinas de poliuretano se tornem cada vez mais dominantes e conquistando cada vez mais participação no mercado de resinas epóxi.

LinkedIn
Twitter
Email
WhatsApp
Print

O que devo fazer agora?

Se tiver mais perguntas e quiser saber como melhorar a sua aplicação industrial, ligue-nos ou preencha o formulário de contato para que um dos nossos técnicos possa contactá-lo para obter aconselhamento.

Ajudamo-lo a otimizar os seus processos de produção e a resolver qualquer problema relacionado com adesivos industriais, selantes, lubrificantes industriais ou produtos para proteção eletrónica através do nosso serviço de suporte técnico.

Se achou este artigo interessante, pode partilhá-lo clicando nos botões abaixo.

NOVO whitepaper DE ARALDITE REPARAÇÕES EM CONDIÇÕES EXTREMAS
NOVO whitepaper DE ARALDITE: REPARAÇÕES EM CONDIÇÕES EXTREMAS
POSTS MAIS RECENTES
Procuras um produto específico?

Estamos empenhados em otimizar as suas aplicações através das nossas tecnologias e aconselhamo-lo sem qualquer compromisso.

Subscreva o nosso blog

Inscreva-se para receber mais artigos como este diretamente na sua caixa de entrada.

Contactar Antala

Os dados pessoais fornecidos voluntariamente por si através deste formulário web serão processados pela ANTALA INDUSTRIA, S.L., como responsável pelo processamento, a fim de tratar o seu pedido, consulta, reclamação ou sugestão, sem qualquer comunicação ou transferência de dados e guardados pelo tempo necessário para tratar do seu pedido. Poderá exercer o seu direito de acesso, rectificação ou eliminação dos seus dados, contactando arco@antala.pt. Para mais informações, consulte a nossa Política de Privacidade. 

Araldite whitepaper
REPARAÇÕES EM CONDIÇÕES EXTREMAS

Este Whitepaper explica como otimizar o tempo do pessoal de manutenção técnica em ambientes extremos. 

A redução do tempo de trabalho não é fácil: são muitas vezes necessários técnicos altamente qualificados para trabalhar em períodos de tempo muito apertados e com condições de trabalho difíceis.

PRODUTOS PARA O SETOR EÓLICO

Conhece os melhores produtos técnicos das melhores marcas para a indústria eólica? Saiba como melhorar o desempenho das turbinas eólicas, bem como como proteger e reparar danos.