הגנה סביבתית למעגלים אלקטרוניים ודירוג IP

מוצרים אלקטרוניים שעובדים בסביבה תעשייתית, בחוץ או במגע עם נוזלים, חשופים ללחות, אבק, רעידות וטמפרטורה. הגנה נכונה מאריכה את חיי המוצר ומפחיתה תקלות בשטח.

מה אומר דירוג IP

דירוג IP מורכב משתי ספרות: הראשונה לחדירת מוצקים ואבק, השנייה לחדירת מים. ככל שהמספר גבוה יותר, ההגנה טובה יותר. הדירוג הנדרש נגזר מתנאי העבודה של המוצר.

הדירוג מוגדר בתקן IEC 60529. חשוב להבין מה הוא כן אומר ומה לא: הוא מתאר עמידות בפני חדירת מוצקים ומים בתנאי בדיקה מוגדרים, ואינו מתייחס לעמידות כימית, לקורוזיה, לרעידות או למחזורי טמפרטורה. מוצר עם דירוג גבוה יכול עדיין להיכשל מסיבות שהדירוג לא בודק.

נקודה שנייה שכדאי לדעת: הדירוג שייך למוצר הסופי בזיווד שלו, לא לחומר היציקה. חומר מצוין בזיווד אטום גרוע לא ייתן את התוצאה.

יציקה, ציפוי ועיטוף

ציפוי Conformal הוא שכבה דקה שמגנה מפני לחות ואבק תוך שמירה על משקל נמוך. יציקה ועיטוף (Potting) ממלאים את הזיווד בחומר ומספקים הגנה מכנית ותרמית חזקה יותר, כולל בידוד חשמלי ועמידות ברעידות.

הבחירה בין השיטות נגזרת מהדירוג הנדרש, ממשקל המוצר, מהצורך בגישה לרכיבים בעתיד ומהעלות לכל יחידה. ציפוי מהיר וזול יותר ליחידה, יציקה נותנת הגנה חזקה בהרבה ומוסיפה משקל.

מאיפה מגיעה הדרישה

דירוג IP כמעט אף פעם לא נבחר על ידי המהנדס לבדו. הוא מגיע מאחד משלושה מקומות: מפרט של לקוח, דרישה רגולטורית בשוק היעד, או תנאי העבודה בשטח. כשהמקור הוא מפרט לקוח, כדאי לברר מוקדם אם הוא דורש גם בדיקה ותיעוד ולא רק הצהרה, כי זה משנה את לוח הזמנים.

כשהמקור הוא השטח, השאלות הן פשוטות: האם המוצר מותקן בחוץ, האם הוא נשטף, האם יש אבק תעשייתי, והאם הוא נחשף לעיבוי כשהטמפרטורה יורדת בלילה. עיבוי פנימי הוא מקור תקלות שקל לפספס, מפני שהוא מייצר מים בתוך הזיווד בלי שנכנסה טיפה מבחוץ.

הזיווד והאלקטרוניקה הם שתי שאלות נפרדות

כדאי להפריד בין שתי ההחלטות. הזיווד, האטמים והכניסות לכבלים קובעים את הדירוג שהמוצר יכול להשיג. היציקה או הציפוי מגנים על האלקטרוניקה עצמה גם אם הזיווד נפגע, ומוסיפים עמידות מכנית ותרמית שהזיווד לבדו לא נותן.

בפועל, מוצר שמפורט לדירוג גבוה ומיועד לשטח בדרך כלל משלב את השניים: זיווד אטום, ובתוכו לוח מוגן. לכל אחד מהם עלות נפרדת, וכדאי להחליט על שניהם באותו דיון.

איך מגיעים מהדרישה לתהליך

הסדר המעשי הוא להתחיל מתנאי העבודה בשטח, לגזור מהם את דירוג ה-IP הנדרש, ורק אז לבחור בין ציפוי ליציקה ולבחור חומר. בחירת החומר ושיטת ההגנה תלויה בדירוג הנדרש, בתנאי העבודה ובתהליך הייצור. אפשר לבדוק את התהליך אצלנו לפני מעבר לייצור מלא.