Os compostos de encapsulamento eletrónicos são materiais isolantes e protetores utilizados para encapsular componentes eletrónicos, placas de circuito, conectores e conjuntos em sistemas não tripulados. Os materiais de encapsulamento à base de epóxi, poliuretano, silicone e outros materiais especializados podem proteger os componentes eletrónicos contra humidade, contaminantes, vibração, fugas elétricas e ciclos térmicos.
Esta página apresenta fabricantes de compostos de encapsulamento e soluções para controladores de voo, computadores de missão, controladores de motor, cargas úteis e terminações de cabos.
Leia o Visão geral da tecnologia
Os compostos de encapsulamento eletrónico são materiais isolantes utilizados para envolver componentes eletrónicos, placas de circuito, conectores e conjuntos com uma resina ou elastómero protetor. Após a cura, um composto de encapsulamento pode ajudar a isolar o hardware sensível da humidade, de contaminantes, da vibração, de fugas elétricas e de outras tensões ambientais a que as plataformas não tripuladas estão sujeitas.
A escolha do composto de encapsulamento adequado para a eletrónica exige um equilíbrio entre a proteção ambiental e os requisitos elétricos, mecânicos, térmicos e de fabrico. Os veículos aéreos não tripulados (UAV), os veículos terrestres não tripulados (UGV), os veículos marítimos autónomos e os sistemas robóticos podem impor restrições adicionais aos materiais de encapsulamento para componentes eletrónicos, incluindo baixo peso, ciclos térmicos, imersão, choques, vibração e manutenção limitada.
Um composto de encapsulamento epóxi proporciona, normalmente, forte aderência, isolamento elétrico, resistência química e uma estrutura curada comparativamente rígida. O encapsulamento com epóxi é adequado para placas de circuito impresso (PCB), módulos de potência, sensores e conjuntos que requeiram reforço mecânico. Os engenheiros devem ter em conta o encolhimento durante a cura, a exotermia, a rigidez e as diferenças de expansão térmica entre o epóxi elétrico e os componentes encapsulados, particularmente durante ciclos repetidos de variação de temperatura.
Os materiais de poliuretano proporcionam, em geral, maior flexibilidade do que as formulações rígidas de epóxi e podem absorver vibrações, choques e movimentos entre materiais diferentes. Isto torna o encapsulamento de componentes eletrónicos com poliuretano útil em situações em que é necessária uma vedação ambiental sem restrições mecânicas excessivas. A resistência à água, aos produtos químicos, à temperatura e à hidrólise deve ser avaliada tendo em conta o ambiente previsto para o sistema não tripulado, especialmente no caso de utilização prolongada em condições húmidas ou de imersão.
Composto de encapsulamento epóxi flexível MT382 para componentes eletrónicos da Permabond
Um composto de encapsulamento de silicone pode proporcionar isolamento elétrico, mantendo-se relativamente flexível face a variações de temperatura. Os materiais de silicone são úteis em situações em que componentes sensíveis possam ser submetidos a tensões por um encapsulante mais rígido. As suas propriedades podem ser adequadas para encapsulamento aeroespacial, eletrónica de sensores, conjuntos de alimentação e ciclos térmicos intensos, embora a adesão, a compatibilidade química, a resistência mecânica e a permeabilidade variem consoante as formulações.
Os materiais de encapsulamento eletrónico especializados respondem a requisitos que as formulações padrão de epóxi, poliuretano ou silicone podem não satisfazer. Estes podem incluir compostos de encapsulamento de cura por UV para processamento rápido, compostos de encapsulamento de baixa viscosidade para espaços confinados e compostos de encapsulamento opticamente transparentes para determinados conjuntos de sensores ou óticos. Os materiais de encapsulamento para radiofrequência (RF) podem exigir características dielétricas controladas, para que o encapsulamento não afete negativamente o desempenho em altas frequências.
Os pilotos automáticos, os controladores de voo, as unidades de controlo de veículos e os computadores de missão podem estar sujeitos a vibrações, condensação, poeira e variações repetidas de temperatura. O encapsulamento de componentes eletrónicos pode proporcionar uma barreira física e elétrica, mas o material deve também acomodar processadores geradores de calor e componentes que requeiram inspeção ou reparação.
Os sistemas de gestão de baterias, as placas de distribuição de energia, os conversores e os componentes eletrónicos de alta corrente podem beneficiar de proteção contra a humidade e a contaminação elétrica. Os compostos de encapsulamento para baterias exigem atenção ao isolamento elétrico, ao comportamento térmico, à compatibilidade dos materiais e ao calor gerado durante o funcionamento normal ou em condições de avaria. Quando relevante, o comportamento em caso de incêndio e a propagação do calor também devem ser tidos em conta.
Os controladores de motores, os reguladores eletrónicos de velocidade e os componentes eletrónicos de acionamento elétrico combinam vibração com cargas térmicas concentradas. Um composto de encapsulamento termicamente condutor pode ajudar a transferir o calor para um invólucro ou para uma estrutura de dissipação de calor, mantendo simultaneamente o isolamento elétrico. A condutividade térmica, por si só, é insuficiente, uma vez que a resistência de interface, a espessura do encapsulamento, o design do invólucro e o percurso térmico completo afetam a remoção de calor.
Os recetores do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS), os componentes eletrónicos de navegação inercial, os rádios e os módulos de ligação de dados requerem proteção sem comprometer a integridade do sinal. Perto de circuitos de RF ou antenas, as propriedades dielétricas, a espessura e a geometria de um material de encapsulamento eletrónico são importantes, uma vez que o encapsulante pode alterar o comportamento elétrico.
Câmaras, sensores ambientais, componentes eletrónicos de deteção e medição de distância por luz (LiDAR), sistemas acústicos e outras cargas úteis podem conter elementos robustos e altamente sensíveis. O encapsulamento seletivo pode proteger placas de circuito ou interfaces de cabos, mantendo ao mesmo tempo as lentes, aberturas, transdutores, elementos de calibração e componentes passíveis de manutenção desobstruídos.
O encapsulamento de conectores pode reforçar as terminações dos fios e ajudar a impedir a entrada de humidade e contaminantes. Um composto de encapsulamento para conectores elétricos deve aderir adequadamente ao conector, à carcaça traseira, ao revestimento do cabo e à cablagem, ao mesmo tempo que suporta a carga na transição entre o cabo flexível e o hardware rígido.
Veículos subaquáticos autónomos (AUV), veículos operados à distância (ROV), veículos de superfície não tripulados (USV) e outros sistemas marítimos podem exigir que os componentes eletrónicos resistam à humidade persistente, à água salgada e à pressão externa. Um composto de encapsulamento subaquático pode proteger os componentes eletrónicos dos sensores, as terminações dos cabos e os conjuntos internos; no entanto, a absorção de água, a deformação relacionada com a pressão, a aderência, a presença de vazios e a estabilidade a longo prazo devem ser avaliadas em função da profundidade pretendida e da duração da implantação.
Um revestimento conformável forma uma fina camada protetora sobre uma placa de circuito, enquanto a encapsulação envolve os componentes com uma quantidade substancialmente maior de material. Os compostos de encapsulamento podem proporcionar um maior reforço mecânico e isolamento ambiental, mas aumentam a massa e podem tornar a inspeção, a gestão térmica, o diagnóstico de avarias e a reparação mais difíceis.
O encapsulamento e o sobremoldagem são processos intimamente relacionados, cuja terminologia varia consoante as aplicações. O encapsulamento consiste, geralmente, em preencher um invólucro ou uma cavidade definida com resina, enquanto a sobremoldagem molda material em torno de um componente utilizando um molde e um processo controlado. O método adequado depende do volume de produção, da geometria, das ferramentas, do comportamento do material e da proteção necessária.
A encapsulação total maximiza a cobertura, mas pode aumentar a massa, o consumo de material e a dificuldade de reparação. O potting parcial aplica proteção apenas onde necessário, como em torno de componentes de alta tensão, entradas de cabos, áreas sensíveis da placa de circuito impresso (PCB) ou peças sujeitas a vibrações. Isto pode ser valioso para aeronaves não tripuladas sujeitas a restrições de tamanho, peso e potência (SWaP).
O encapsulamento não tem de substituir a vedação do invólucro. Os projetistas podem combinar uma placa de circuito ou conector encapsulado com juntas, caixas vedadas, barreiras de pressão e revestimentos conformais. Cada camada deve ter uma função definida, de modo a evitar material desnecessário e complexidade redundante.
Os programas militares e aeroespaciais podem especificar materiais específicos ou requisitos de qualificação; por isso, os documentos de aquisição e os requisitos de engenharia específicos da plataforma devem ter sempre precedência.
Estas normas fornecem um contexto útil para a aquisição e seleção de materiais, mas a conformidade deve ser sempre avaliada em função da revisão aplicável da especificação, dos requisitos contratuais, da plataforma e do ambiente operacional previsto.
A seleção de um material de encapsulamento para componentes eletrónicos requer que o composto curado seja considerado como parte integrante do conjunto eletrónico e mecânico completo.
O melhor composto de encapsulamento é, portanto, específico para cada aplicação, em vez de ser simplesmente o material com o valor mais elevado para uma única propriedade mecânica, elétrica ou térmica.
Se você projeta, constrói ou fornece Compostos para envasamento, Crie um perfil para mostrar as suas competências e entrar em contacto com visitantes que tenham uma necessidade real das suas soluções.
Pesquisa de empresas e produtos
Subscrever o boletim eletrónico semanal
Os mais recentes desenvolvimentos técnicos e de engenharia diretamente na sua caixa de correio eletrónico - junte-se a milhares de engenheiros que o recebem.