יציקת אפוקסי למעגלים אלקטרוניים: מדריך
הגנה מפני לחות, רעידות וחום: מתי בוחרים אפוקסי, מתי פוליאוריתן או סיליקון.
יציקה (Potting) ועיטוף (Encapsulation) מגנים על מעגלים אלקטרוניים מפני לחות, אבק, רעידות וחום. בחירת החומר הנכון משפיעה ישירות על אורך החיים ועל אמינות המוצר.
אפוקסי
חוזק מכני וכימי גבוה והגנה מצוינת. קשיח יחסית, ולכן פחות מתאים כשנדרשת גמישות או פירוק עתידי.
הקשיחות הזאת היא גם השיקול המרכזי נגדו. כשיש הפרשי התפשטות תרמית בין רכיבים במכלול, חומר קשיח מעביר מאמץ אל הרכיבים במקום לספוג אותו, וזה מתגלה אחרי מחזורי חום וקור ולא בסדרה הראשונה.
פוליאוריתן וסיליקון
פוליאוריתן מספק גמישות וספיגת רעידות טובה. סיליקון עמיד בטמפרטורות גבוהות ושומר על גמישות בטווח רחב, ומתאים ליישומים תרמיים.
יציקה או ציפוי
לא כל מוצר צריך יציקה מלאה. ציפוי Conformal הוא שכבה דקה על פני הלוח ששומרת על משקל נמוך ומגנה מפני לחות ואבק, ומאפשר גישה לרכיבים בהמשך. יציקה ממלאת את הזיווד כולו ונותנת הגנה מכנית ותרמית חזקה בהרבה, אבל הופכת תיקון עתידי לבלתי אפשרי בפועל. זו החלטה שכדאי לקבל מראש ולא אחרי הסדרה הראשונה.
תנאי ההתקשות
אותו חומר מתנהג אחרת בתנאים שונים, וזה מקור נפוץ להפתעות בין סדרה לסדרה. טמפרטורת הסביבה משפיעה גם על הצמיגות בזמן היציקה וגם על קצב ההתקשות, ולכן סדנה קרה בחורף יכולה לשנות את התוצאה בלי ששינו דבר בתהליך.
שני מספרים שכדאי להכיר מגיליון הנתונים של החומר: זמן החיים, שהוא הזמן שבו התערובת עוד ניתנת ליציקה אחרי הערבוב, וזמן ההתקשות המלאה, שהוא מתי אפשר להעביר את המוצר הלאה. השני ארוך בדרך כלל בהרבה מהראשון, ומי שמתכנן קו לפי זמן החיים בלבד מגלה את זה בתחנה הבאה.
גם עובי היציקה משנה. מנה עבה של חומר מתחממת יותר בזמן ההתקשות מאשר שכבה דקה של אותו חומר, וזה יכול להשפיע על הרכיבים שמתחתיה. כשמדובר במכלול רגיש, שווה לבדוק את זה על סדרה ראשונה.
מה משפיע על התוצאה
התאמת החומר לתהליך, ליחס הערבוב ולזמן הייבוש חשובה לא פחות מהחומר עצמו. אפשר לבדוק את התהליך על סדרה ראשונה לפני מעבר לייצור מלא.
שלוש תקלות חוזרות: בועות אוויר שנכנסו בערבוב ומשאירות חורים בזיווד, התקשות חלקית שנובעת מסטייה ביחס הערבוב, ומאמץ על רכיבים שנובע מחומר קשיח מדי. את הראשונה מונעים בשאיבת ואקום ובערבוב מיד לפני היציאה, את השנייה במכונה ששומרת על יחס קבוע, ואת השלישית בבחירת חומר גמיש יותר.
המדריך על בחירת חומר יציקה ומכונת מינון נכנס לצד המכונה, והמדריך על דירוג IP מסביר לפי מה מפרטים את רמת ההגנה הסופית.
שאלות ותשובות
מתי בוחרים יציקה ומתי ציפוי Conformal?
ציפוי Conformal הוא שכבה דקה ששומרת על משקל נמוך ומאפשרת גישה לרכיבים בהמשך, ומתאים להגנה מפני לחות ואבק. יציקה ממלאת את הזיווד ונותנת הגנה מכנית ותרמית חזקה בהרבה, אבל הופכת תיקון עתידי לבלתי אפשרי בפועל.
למה אפוקסי לא תמיד מתאים?
הוא קשיח יחסית, וכשיש הפרשי התפשטות תרמית בין רכיבים במכלול הוא מעביר מאמץ אל הרכיבים במקום לספוג אותו. במקרים כאלה פוליאוריתן או סיליקון מתאימים יותר.
מה גורם לחורים בזיווד אחרי היציקה?
בועות אוויר שנכנסו בזמן הערבוב או נשאבו מהמיכל. הן מטופלות בשאיבת ואקום ובערבוב שנעשה מיד לפני היציאה.