Sus placas de circuitos son vulnerables. La humedad se filtra, las vibraciones sacuden las conexiones y los cambios térmicos agrietan las uniones soldadas. El sobremoldeo de PCB elimina estos puntos de fallo mediante un encapsulado de precisión. Exploremos por qué este proceso predomina hoy en día en aplicaciones para entornos hostiles.
El sobremoldeo de PCB[^1] inyecta polímero fundido alrededor de los componentes electrónicos ensamblados, formando una capa protectora sin fisuras. Este proceso protege los componentes del agua, el polvo, los productos químicos y la tensión mecánica, a la vez que ofrece geometrías personalizadas, logrando una protección IP68[^2] con un peso un 60 % menor que las carcasas metálicas.
Si bien el concepto parece sencillo, una implementación exitosa requiere experiencia. En una ocasión, vi fallar un sensor médico de 20 000 dólares porque el diseñador eligió una dureza Shore incorrecta. Analicemos las consideraciones críticas en cuatro áreas.
¿Qué sucede exactamente durante el proceso de sobremoldeo de PCB?
Imagínese inyectar plástico caliente sobre componentes frágiles sin dañarlos. El sobremoldeo requiere precisión quirúrgica; así es como lo logran los técnicos.
El proceso comienza con el precalentamiento de la PCB (80-120 °C) para evitar el choque térmico. Los termoplásticos o la silicona líquida moldeados por inyección fluyen a 150-300 °C, con una tolerancia de ±2 °C. Los moldes se sujetan a una presión de 50-100 toneladas para una variación de material de <0,1 mm.
Desglose crítico del proceso
| Etapa | Parámetros | Riesgos de fallo |
|---|---|---|
| Precalentamiento | 80-120 °C durante 15-30 minutos | Delaminación si el calentamiento es desigual |
| Inyección | 150-300 °C a 500-1500 psi | Componentes quemados que superan la Tg |
| Curado | Tiempo de permanencia de 60-180 segundos | Huecos con expulsión prematura |
| Desmoldeo | 2,5 mm | |
| Grosor de la línea de unión | 2-4 mm | Grietas si <1,5 mm |
| Canales de ventilación | 0,8 mm² de ventilación/cm³ | Huecos sin ecualización de presión |
| CTE del material de inserción | <15 ppm/°C | Uniones agrietadas si la discrepancia del CTE es superior a 8 ppm |
Para las ECU de automóviles, se especifica un encapsulado mínimo de 2,5 mm sobre las pistas de alta corriente. Un cliente aprendió a las malas: los ángulos de inclinación de 0° en los conectores causaban un 22 % de desperdicios debido a las almohadillas rotas. Incluya siempre un margen de contracción del molde del 1 % en las dimensiones de la cavidad.
Conclusión
El sobremoldeo de PCB reduce los costes del ciclo de vida en un 40 % gracias a la protección integrada. Al dominar la selección de materiales, los controles de proceso y los principios DFM, los ingenieros logran la fiabilidad IP69K sin carcasas voluminosas: el futuro de la electrónica robusta.
[^1]: Comprender el sobremoldeo de PCB es crucial para cualquier persona involucrada en el diseño electrónico, ya que mejora la durabilidad y el rendimiento en entornos hostiles.
[^2]: Explorar la protección IP68 le ayudará a comprender cómo protege los componentes electrónicos del agua y el polvo, garantizando así su longevidad y fiabilidad.
[^3]: Aprender sobre el choque térmico puede prevenir fallos costosos en dispositivos electrónicos, lo que lo hace esencial para diseñadores e ingenieros.
[^4]: Explore las ventajas del LSR, incluyendo su rango de temperatura y flexibilidad, cruciales para aplicaciones como los drones submarinos. [^5]: Aprenda sobre la resistencia a la abrasión del TPU y sus aplicaciones, especialmente en entornos de alto rendimiento.
[^6]: Comprender las almohadillas de alivio térmico es crucial para prevenir la delaminación y garantizar la fiabilidad de las PCB. Explore este enlace para obtener información detallada.
[^7]: Las zonas de exclusión son vitales para prevenir fugas de rebaba. Aprenda más sobre su importancia en el diseño de PCB consultando este recurso.
[^8]: Los ángulos de desmoldeo son fundamentales para prevenir daños en los circuitos durante el desmoldeo. Descubra más sobre su impacto en la fiabilidad de las PCB aquí.
