Placas de circuito impresso: como atingir a máxima proteção e segurança?

As placas de circuito impresso (PCB, do inglês Print Circuit Board) são os componentes de ligação mais frequentemente utilizados em dispositivos eletrônicos. E para que ofereçam proteção total a influências externas nocivas, como umidade, sujidade, impacto e produtos químicos, elas devem ser muito bem revestidas e isoladas.

Para se ter ideia do nível crítico de segurança que isso pode representar, placas bem protegidas são essenciais para garantir o funcionamento adequado de airbags, em caso de impacto de veículos, e para que os instrumentos de navegação de um avião promovam leituras precisas e o mantenham na rota.

A segurança das placas de circuito impresso é resultado de um processo de encapsulamento eficiente, no qual se aplicam diferentes métodos com base nos componentes eletrônicos específicos (sensores, processadores, etc.) a serem encapsulados ou nas funções de encapsulamento necessárias.

Com os métodos e tecnologias desenvolvidos pela Scheugenpflug AG, da Atlas Copco, é possível oferecer a proteção seletiva de áreas específicas das placas, considerando as especificações de cada projeto. 

A seguir, detalhamos as soluções disponíveis e todos os seus diferenciais.

O revestimento uniforme é a aplicação manual ou automatizada, por pulverização ou imersão, visando a proteção da PCB contra riscos mecânicos, químicos e térmicos. Nesse processo pode-se utilizar, por exemplo, um pincel para aplicar manualmente a proteção sobre toda a placa de impressão.

Devido à necessidade de precisão e reprodutibilidade, é recomendável a aplicação automatizada com uso de dosadores adequados.

Para além do revestimento uniforme das placas de circuito impresso, há a demanda por revestimento seletivo, aplicando-se técnicas diferentes para proteção de seções das placas. 

Dam and fill é um processo que permite o preenchimento de áreas individuais na placa de circuito impresso sem afetar as superfícies e os componentes que estão no entorno, utilizando dois compostos de viscosidade variável. 

O material de viscosidade maior é usado para realizar uma barragem ou armação em torno da subdivisão de área a ser protegida. A cavidade resultante é então preenchida com uma resina líquida fundida até que as estruturas internas sejam completamente cobertas. 

É um método utilizado também para a colagem óptica. Nesse caso, o primeiro passo é dispensar uma barragem sobre o substrato para formar um espaço entre o vidro de cobertura e a tela ou o visor tátil.

A barragem é então preenchida com um adesivo opticamente transparente. Além de uma melhor dissipação de calor e maior estabilidade, é um método de aplicação que propicia visualização significativamente melhor.

Outra opção para proteger áreas sensíveis delimitadas nas placas de circuito impresso é o processo “glob top”. A única diferença entre este e o “dam and fill” é o composto utilizado para o preenchimento.

Nesse processo, a resina de fundição viscosa é dispensada sobre um chip semicondutor até encapsular completamente o chip. O composto utilizado para o processo não pode fluir tão facilmente a ponto de contaminar componentes adjacentes ou revestir áreas da PCB que necessitem permanecer abertas. 

Trata-se de um processo que foi desenvolvido especificamente para a estabilização mecânica dos chips flip, preenchendo completamente pequenas lacunas entre o substrato e o chip, com material de baixa viscosidade.

Uma vez que existe incompatibilidade de expansão térmica entre o chip, solda e substrato, o subpreenchimento permite a redução de tensão nas juntas de solda, garantindo maior estabilidade nas conexões.

Os dosadores GP da Scheugenpflug AG são a escolha ideal para aplicações de subpreenchimento em particular. A agulha giratória opcional proporciona uma aplicação rápida e precisa do material, mesmo no caso de geometrias de componentes altamente complexas. 

Os dispensadores de bombas de engrenagens também já deram provas repetidas vezes para aplicações de “Top Glob” e “Dam and Fill”. 

Dependendo da exigência e do material utilizado, os dispensadores de pistão volumétrico da Scheugenpflug são também uma alternativa rentável. Os seus cilindros dispensadores são adaptados precisamente ao volume requerido ou à relação de mistura especificada, assegurando a máxima confiabilidade do processo.

Além de soluções para revestimento isolante, as aplicações de eficiência térmica para PCB são igualmente importantes. 

Para tais casos, Scheugenpflug AG desenvolveu o Dispensador de pistão dos P016 TCA, que pode aplicar materiais de interface térmica líquida até três vezes mais rápido. 

A nova Dispensing Cell fornece aos utilizadores uma solução compacta e completa para aplicações que buscam eficiência térmica. Além da entrega em curto prazo, esse sistema totalmente pré-configurado e parametrizado oferece uma atraente relação custo-benefício, bem como um rápido início de produção.

Ao preencher placas de circuito SMD, é importante escolher materiais com baixos coeficientes de expansão térmica. Caso contrário, corre-se o risco de o material encolher a baixas temperaturas, danificando as ligações soldadas. A temperatura de transição vítrea (TG) do material também deve estar acima da temperatura de funcionamento da placa de circuito.