L'incapsulamento garantisce protezione e prestazioni superiori

Appassionati di incapsulamento? Allora continuate a leggere. Vi sembra già di sentire il ronzio del trapano del dentista? Tranquilli, in questo blog non parlerò di capsule dentali! Parleremo invece di temi legati al settore dell'elettronica e dell'incapsulamento di connettori idonei. L'incapsulamento di PCB è un metodo utilizzato per proteggere i circuiti stampati elettronici riempiendo un involucro con un fluido, in genere una resina. Il fluido riempie l'alloggiamento del dispositivo e, nella maggior parte dei casi, copre l'intero circuito stampato e i suoi componenti, anche se talvolta può essere utilizzato per incapsulare solo alcuni componenti.

Avete mai l'impressione che i vostri connettori vi chiedano solo di essere incapsulati? Non sarebbe strano. I connettori sono componenti piccoli e "indifesi" nei dispositivi di potenza. Sono esposti a polvere, umidità, calore, urti e vibrazioni, che possono causare guasti ai collegamenti. Immaginate un sistema HVAC all'aperto, spesso soggetto alla pioggia, un tosaerba elettrico in funzione in una giornata torrida, o un videogioco in una sala giochi sul quale vengono regolarmente rovesciati cibo o bevande. L'incapsulamento è la soluzione definitiva per proteggere da queste sciagure e garantire prestazioni di qualità a lungo termine.

Consiste nella sigillatura della parte posteriore di un connettore con un composto specifico o nel riempimento di un involucro con una resina solidificante. I connettori di Molex sono idonei per l'incapsulamento, senza fori per prodotti a bassa potenza o per segnali come Micro-One, Nano-Fit e altri ancora che offrono vantaggi rispetto ai connettori tradizionali. In questo blog esploriamo i vantaggi dei connettori idonei per l'incapsulamento, partendo dal presupposto che elettronica e ambienti difficili non vanno d'accordo.

Un composto trasparente per incapsulamento copre l'intero circuito stampato e il lato posteriore dei connettori, creando una barriera contro le condizioni più ostili. (Immagine per gentile concessione di Molex)

Resistenza alla trazione leggera

Nella moderna ingegneria e in produzione, lo spazio è molto limitato e i requisiti per inserire un certo numero di connettori e cavi in spazi ristretti sono rigorosi. Se lo spazio non è sufficiente per accogliere sia i cavi che i connettori, potrebbero derivarne sollecitazioni su connettori e terminali. Molex raccomanda di seguire la "Dimensione T" (v. immagine). La dimensione T definisce una lunghezza di filo "libera", ovvero non soggetta a significative distorsioni da parte di fattori esterni, quali fascette, torsioni del filo o altri mezzi di piegatura o deformazione dei fili che li riposizionano dal loro stato naturale di rilassamento o dalla posizione in cui entrano nell'alloggiamento. La dimensione T ha misure diverse a seconda della famiglia di prodotti, misure che sono riportate nelle specifiche di ciascun prodotto. Ad esempio, un componente per sei circuiti Mini-Fit MAX ha una dimensione T pari a 12,70 mm prima che il cavo possa essere piegato. Dopo aver allineato la dimensione T, l'incapsulamento di queste aree offre un leggero scarico della trazione, poiché la resina aggiunge resistenza all'intero assieme. L'incapsulamento alleggerisce la pressione sulle connessioni dei terminali e/o sui cavi, aumentandone l'affidabilità e la durata.

Molex raccomanda di seguire la dimensione T, consentendo un raggio di curvatura dopo una misura specifica per proteggere il collegamento elettrico del cavo assemblato. (Immagine per gentile concessione di Molex)

Forza di ritegno sulla PCB

I connettori idonei per l'incapsulamento offrono una maggiore stabilità perché la resina agisce come un solido per evitare che basette o alloggiamenti si allentino su una PCB. Il composto per incapsulamento rinforza il connettore, aumentandone la resistenza alle vibrazioni o agli urti. Massimizzando la forza di ritegno, i connettori subiscono sollecitazioni meccaniche molto minori e possono evitare disconnessioni o danni. L'incapsulamento è utile nelle applicazioni in cui i connettori sono soggetti a movimenti costanti, come un trapano o una lavatrice.

Isolamento elettrico

Riducendo il rischio di cortocircuiti e malfunzionamenti elettrici disastrosi e difficilmente individuabili, il materiale di incapsulamento funge da barriera dielettrica, impedendo la dispersione di corrente e mantenendo l'integrità del segnale anche in ambienti difficili. L'incapsulamento riduce la possibilità di guasti in quest'area, fornendo una copertura da superficie a superficie e un miglioramento significativo dell'affidabilità e della durata complessive.

I connettori Micro-Lock Plus minimizzano i guasti elettrici grazie all'utilizzo di uno strato protettivo di composto per l'incapsulamento. (Immagine per gentile concessione di Molex)

Tendenze produttive

L'incapsulamento è una soluzione semplice e a basso costo rispetto ai connettori sigillati o con grado di protezione IP, perché riduce i costi di produzione e manutenzione per progetti nuovi ed esistenti. Semplificando il processo di produzione, l'incapsulamento manuale o automatico consente di risparmiare tempo e di avvolgere con precisione i connettori. Se si rispettano le altezze massime di incapsulamento affinché non interferiscano con le capacità di accoppiamento o i sistemi di chiusura, si otterrà facilmente un'installazione uniforme.

Il disegno CAD illustra l'altezza massima di incapsulamento da rispettare su un connettore Mini-Fit per evitare di compromettere il sistema di chiusura e l'accoppiamento dei connettori. (Immagine per gentile concessione di Molex)

Molex offre opzioni di terminazione a foro passante e a montaggio superficiale per l'incapsulamento con dimensioni del passo da 1,25 a 5,70 mm. La famiglia di prodotti Micro-Lock Plus da 1,25 mm è il più piccolo connettore "da incapsulamento" filo-scheda con un materiale alto 3,00 mm per salvaguardare le aree di contatto e di chiusura nelle applicazioni che richiedono una protezione ambientale. Le famiglie di connettori Fit di Molex hanno recentemente superato la certificazione per l'incapsulamento con un design senza fori di drenaggio. Mega-Fit è il più grande connettore con capacità di incapsulamento nelle opzioni di bassa potenza e di segnale con un'altezza massima di 7,26 mm. I team di ingegneri di Molex sono a disposizione per un supporto alla progettazione leader del settore, fornendo i dati necessari per utilizzare con successo i connettori per l'incapsulamento. L'altezza massima di incapsulamento consigliata per ogni famiglia di prodotti garantisce la durata con pareti aggiuntive per proteggere l'esclusivo bloccaggio intrinseco dall'immersione nel materiale di incapsulamento, il tutto evitando guasti alle connessioni e impedendo l'ingresso di polvere o umidità.

Fattori ambientali

I connettori qualificati per l'incapsulamento offrono una protezione ambientale superiore, che li rende ideali per applicazioni in ambienti difficili e ostili. Lo strato protettivo del composto per incapsulamento protegge il connettore dall'umidità, dalla polvere e dalle sostanze chimiche e previene persino la corrosione. Di conseguenza, i connettori di questo tipo sono in grado di resistere a temperature estreme, all'umidità e all'esposizione a sostanze corrosive, garantendo comunque una connessione corretta.

Il modello CAD di test mostra le basette dopo aver versato la resina sulla PCB e nel contenitore. (Immagine per gentile concessione di Molex)

Conclusione

I connettori di segnale e a bassa potenza certificati per l'incapsulamento offrono molti vantaggi che li rendono la scelta preferita per diverse applicazioni elettroniche. Dalla maggiore protezione ambientale e stabilità meccanica al miglioramento dell'isolamento elettrico e della protezione generale, i vantaggi di questi connettori aumentano la durata prevista delle applicazioni di potenza. Tenuto conto di questi vantaggi e inserendo nei vostri progetti i connettori con incapsulamento, potrete migliorare la durata e l'affidabilità dei vostri sistemi elettronici, soddisfacendo le esigenze di ambienti sempre più difficili.

Link:

• Video di incapsulamento Molex e scheda prodotto da molex.com: https://www.molex.com/content/dam/molex/molex-dot-com/en_us/pdf/product-briefs/987652-6561.pdf?inline
• Specifica di applicazione per incapsulamento con la famiglia Fit: https://www.molex.com/content/dam/molex/molex-dot-com/products/automated/en-us/applicationspecificationspdf/172/172299/1722990000-AS-000.pdf?inline
• Video: https://www.digikey.com/en/videos/m/molex/molex-lowpower-and-signal-pottingcapable-vertical-headers