Soluzioni conformal coating Humiseal per aerospace e difesa
Nei sistemi aerospace e difesa, l’elettronica deve mantenere la propria affidabilità in condizioni che possono includere vibrazioni, forti variazioni di temperatura, umidità, contaminanti e lunghi periodi di stoccaggio o servizio. Il conformal coating HumiSeal crea un film protettivo sulla scheda elettronica e contribuisce a limitare il degrado provocato dall’ambiente esterno.
La scelta del materiale, però, non può essere ridotta alla ricerca del coating più resistente. Nei programmi avionici, militari e spaziali devono essere valutati insieme protezione, peso, geometria del PCB, metodo di applicazione, ciclo di polimerizzazione, possibilità di ispezione e rilavorabilità nel corso della vita d della scheda.
Questa guida tecnica dedicata alle applicazioni Militari & Aerospaziali Humiseal presenta soluzioni acriliche, poliuretaniche, UV, siliconiche ed epossidiche per avionica, radar, comunicazioni, sonar, UAV (DRONI) e satelliti. Il valore della gamma dei prodotti sta quindi nella possibilità di selezionare il materiale giusto in funzione della minaccia ambientale e del ciclo di vita della scheda
Punti chiave
Il conformal coating è una delle soluzioni utilizzate per ridurre il degrado delle schede causato dall’ambiente esterno.
Nel settore aerospaziale e difesa la rilavorabilità può essere determinante, perché gli assemblaggi devono essere riparati, aggiornati e mantenuti per molti anni.
I coating acrilici sono indicati quando umidità, condensa e facilità di riparazione sono i requisiti principali.
I coating poliuretanici sono più adatti quando servono maggiore resistenza chimica e protezione in ambienti aggressivi.
I coating UV permettono cicli di polimerizzazione molto rapidi, pochi secondi e sono idonei per produzioni automatizzate ad alta produttività.
Le qualifiche devono essere verificate sul singolo prodotto e non equivalgono automaticamente all’approvazione dell’intero assieme o del programma aerospace.
Indice
Perché il conformal coating è importante nelle applicazioni aerospaziali e difesa
Le applicazioni del conformal coating nei sistemi aerospaziali e difesa
Come scegliere il conformal coating per un’applicazione aerospaziali
Le soluzioni HumiSeal nelle applicazioni aerospaziali e difesa
I prodotti HumiSeal indicati per il settore
Qualifiche e standard dei conformal coating
Il ruolo della riparazione su schede per applicazioni che devono garantire una lunga durata
Dalla selezione del materiale all’industrializzazione del processo
Domande frequenti
Proteggere l’elettronica partendo dai requisiti reali
Perché il conformal coating è importante nel settore aerospace e difesa
L’elettronica impiegata in avionica e nei sistemi di difesa deve superare elevati requisiti di affidabilità. L’aumento della densità di integrazione, la riduzione del peso e la necessità di operare in intervalli ambientali più ampi rendono le schede più sensibili all’azione combinata di umidità, condensa, contaminanti, vibrazioni e cicli termici.
Il conformal coating forma uno strato sottile che segue il profilo della scheda e dei componenti. La sua funzione non è rendere l’assemblaggio indistruttibile, ma aggiungere una barriera che aiuti a mantenere isolamento elettrico e una protezione continua quando il circuito è esposto alle condizioni previste dal progetto.
Nel settore aerospaziale e difesa il costo di un guasto non coincide soltanto con la sostituzione della scheda. Un malfunzionamento può interrompere una missione, richiedere interventi complessi o rendere indisponibile un sistema ad alto valore. Per questo il coating deve essere considerato parte del progetto di affidabilità e non una fase accessoria applicata alla fine della produzione.
Le applicazioni del conformal coating nei sistemi aerospaziali e difesa
Le applicazioni HumiSeal coprono sistemi differenti, accomunati dalla necessità di proteggere le schede sempre più compatte e ad alto valore.
Avionica e sistemi di controllo
Le schede avioniche possono essere esposte a vibrazioni, cicli di temperatura e variazioni di umidità. Il coating deve mantenere flessibilità e adesione senza ostacolare ispezione, manutenzione e aggiornamento dell’elettronica.
Radar e comunicazioni
Nei sistemi radar, RF e di comunicazione la selezione richiede particolare attenzione alle proprietà elettriche, allo spessore del film e alla geometria del circuito. La protezione deve essere con le frequenze operative e con le aree che non possono essere rivestite.
Sonar e sistemi navali
Le elettroniche impiegate in ambienti navali possono essere esposte a umidità, condensa e atmosfere saline. In questi casi diventano importante la continuità del film e la resistenza del materiale di coating all’ambiente chimicamente aggressivo.
UAV (DRONI) e piattaforme compatte
I sistemi UAV combinano peso ridotto, componenti ad alta densità e vibrazioni. La soluzione deve quindi proteggere le schede senza introdurre spessori o cicli di processo non compatibili con la progettazione e la produttività richiesta.
Satelliti e applicazioni per lo spazio
Applicazioni di coating utilizzate per lo spazio devono avere specifici valori di outgassing (emissioni di gas o vapori intrappolati all'interno del materiale di coating, oppure prodotti da reazioni chimiche, soprattutto quando il materiale viene riscaldato, posto sottovuoto o semplicemente con il passare del tempo)., comportamento termico,. La presenza di prodotti HumiSeal in questa guida per l’aerospace non sostituisce la verifica dei dati del singolo materiale per l’ambiente spazio previsto.
Elettronica per sistemi di difesa
Unità di controllo, sensori, comunicazioni e sistemi per missioni critiche possono richiedere protezione contro contaminanti, umidità, agenti chimici e lunghi periodi di stoccaggio. Il tipo di materiale per il coating deve essere selezionato in base alla minaccia dominante e alle modalità previste di riparazione.
Come scegliere il conformal coating per un’applicazione spazio
La selezione deve iniziare dalle caratteristiche e durata della missione e dai requisiti della scheda. Il materiale corretto è quello che bilancia protezione, processo e manutenzione lungo l’intero ciclo di vita.
Ambiente operativo: umidità, condensa, salinità, contaminanti chimici, temperatura e velocità dei cicli termici.
Sollecitazioni meccaniche: vibrazione, shock, flessione della scheda e differenze di dilatazione tra materiali.
Proprietà elettriche: isolamento, costante dielettrica, fattore di dissipazione e spessore nelle aree sensibili.
Metodo di applicazione: spray, immersione, pennello o selettivo in funzione della geometria e delle zone da mascherare.
Polimerizzazione: essiccazione a temperatura ambiente, reticolazione o ciclo UV compatibile con componenti e tempi ciclo.
Riparazione e manutenzione: possibilità di rimuovere localmente il film e ripristinare la protezione dopo la riparazione.
Qualifiche richieste: standard e qualifiche del singolo materiale in funzione alle specifiche del programma.
Anche la copertura degli spigoli deve essere verificata, perché trattengono meno materiale rispetto alle superfici piane. Le formulazioni dedicate alla protezione degli spigoli dei PCB permettono di risolvere questo problema nei punti più critici del circuito.
Le soluzioni HumiSeal per lo spazio e difesa
La gamma HumiSeal comprende diversi tipi di polimeri e meccanismi di polimerizzazione. Questo permette di collegare il materiale alla reale necessità del progetto, evitando di scegliere il coating soltanto sulla base di una singola prestazione.
Coating acrilici per umidità, condensa e facilità di riparazione
I coating acrilici HumiSeal sono indicati quando servono, flessibilità e facilità di rilavorazione. Sono materiali ampiamente utilizzati nei settori aerospaziale e difesa, soprattutto quando umidità e condensa rappresentano le minacce principali.
La possibilità di rimuovere il film con sistemi dedicati rende gli acrilici adatti agli assemblaggi destinati a manutenzione, aggiornamento o riparazione nel tempo. Il compromesso è una resistenza chimica generalmente inferiore rispetto ai poliuretanici.
Coating poliuretanici per ambienti chimicamente aggressivi
I coating poliuretanici HumiSeal offrono una maggiore resistenza a sostanze chimiche e solventi. Sono quindi coerenti con applicazioni esposte ad atmosfere saline, contaminanti o condizioni nelle quali la protezione chimica ha priorità rispetto alla rapidità del rilavorazione
Questo tipo di conformal coating hauna buona flessibilità su un ampio intervallo di temperatura. La rimozione resta però meno semplice rispetto ai materiali acrilici e deve essere considerata già nella fase di progettazione.
Coating UV per produttività e riduzione dei solventi
I conformal coating UV HumiSeal sono progettati per cicli di polimerizzazione molto rapidi e per linee automatizzate. La tecnologia UV40 combina un’elevata percentuale di solidi ( fino al 98%) con un meccanismo secondario di polimerizzazione destinato alle zone in ombra.
Questa soluzione diventa interessante quando il progetto richiede ripetibilità di processo e alta produttività. La valutazione deve prevedere la protezione anche di aree che non possono essere esposte direttamente alla luce UV,.
Soluzioni siliconiche ed epossidiche per requisiti specifici
Nel settore militare & aerospaziale abbiamo anche soluzioni con prodotti siliconici ed epossidici. Le formulazioni siliconiche devono essere considerate quando servono grandi flessibilità e intervalli termici estesi, mentre le epossidiche possono essere valutate per l’elevata resistenza chimica e film più rigidi.
Queste famiglie devono essere trattate come soluzioni specifiche. Prima di inserirle in una specifica è necessario verificare disponibilità, processo di applicazione, rilavorabilità e qualifiche aggiornate del prodotto selezionato.
I prodotti HumiSeal indicati per il settore
Tra i materiali HumiSeal per lo spazio e difesa, alcuni sono già inclusi nelle pagine prodotto Cabiotec. La tabella riassume la logica di selezione, senza sostituire la scheda tecnica o la verifica della qualifica richiesta dal progetto.
Inoltre, abbiamo anche i prodotti 1B73/D, 1A20R, 1C49, 1C49LV, 1C51 e 2A53. L’eventuale inserimento di questi prodotti nel progetto deve essere verificato con Cabiotec in base alla disponibilità e alla documentazione tecnica aggiornata.
Qualifiche e standard dei conformal coating
Nel settore spazio e difesa le qualifiche aiutano a restringere la selezione, ma devono essere interpretate correttamente. La conformità del coating a uno standard non equivale all’approvazione automatica della scheda, del sistema o del programma.
MIL-I-46058C: riferimento per la qualifica di conformal coating destinati a impieghi militari.
IPC-CC-830: specifica utilizzata per qualificare le prestazioni dei materiali di conformal coating.
UL746E e UL94: riconoscimenti collegati rispettivamente alla valutazione dei materiali al comportamento alla fiamma, devono essere riportati sulla scheda tecnica del prodotto.
Specifiche OEM o di programma: requisiti proprietari che possono aggiungere prove ambientali, elettriche, termiche o di processo definite dall’utilizzatore.
La verifica deve essere effettuata sulla versione e sulla formulazione esatta del prodotto. Differenze di viscosità, formato, metodo di applicazione o revisione della specifica possono modificare la scelta del prodotto.
Per qualsiasi dubbio contattaci direttamente dal form.
Il ruolo del dLe schede per applicazioni militari e spazio possono rimanere in servizio per periodi molto lunghi, durante i quali l’elettronica deve poter essere riparata, ricondizionata o aggiornata.
La rilavorabilità del coating deve quindi essere valutata durante la scelta iniziale. Un materiale molto resistente ma difficile da rimuovere può aumentare il rischio di danneggiare componenti e piste durante la manutenzione. Al contrario, un acrilico facilmente rilavorabile può essere preferibile quando l’ambiente non richiede una resistenza chimica superiore.
Il processo deve definire in anticipo il metodo di rimozione, , la compatibilità con il tipo di scheda e la procedura di ripristino del film dopo la riparazione.ella rilavorazione nei programmi di lunga durata
Dalla selezione del materiale all’industrializzazione del processo
La scelta del prodotto è soltanto una parte del lavoro. Per ottenere una protezione ripetibile servono parametri di applicazione e controllo coerenti con la scheda da proteggere.
Definizione delle aree da rivestire.
Scelta tra spray, immersione, pennello e coating selettivo.
Controllo di viscosità, portata, spessore e copertura degli spigoli.
Impostazione del tempo di flash-off e del ciclo di polimerizzazione.
Ispezione con tracciante UV e criteri di accettazione.
Prove ambientali ed elettriche coerenti con i requisiti dell’applicazione.
Procedura di rilavorazione e ripristino del coating.
Le principali tecniche di applicazione del conformal coating devono essere valutate in relazione alla geometria della scheda e alla produttività richiesta. Cabiotec può affiancare la selezione del materiale, configurazione della macchina e dei test necessari per l’omologazione del processo.
Domande frequenti
Quale conformal coating scegliere per un’applicazione spazio?
Non esiste una soluzione unica.
Gli acrilici sono indicati quando prevalgono umidità, condensa ed è richiesta la rilavorabilità
I poliuretanici quando serve maggiore resistenza chimica
Gli UV quando il processo richiede elevata produttività.
La selezione finale dipende dai requisiti della scheda..
Un prodotto conforme a MIL-I-46058C è automaticamente approvato per lo spazio?
No. La qualifica riguarda il materiale secondo i requisiti previsti dalla specifica. L’approvazione dell’assemblaggio dipende anche dal processo, dal design, dalle prove richieste e dalle specifiche OEM o di programma.
I coating UV possono essere utilizzati in applicazioni aerospace e difesa?
Possono essere valutati quando il processo richiede polimerizzazione rapida e alta produttività. Devono essere verificate copertura delle aree in ombra, meccanismo di polimerizzazione secondaria, rilavorabilità e qualifiche richieste.
Perché la rilavorabilità è importante?
Le schede ad alto valore possono essere riparate e aggiornate durante una vita di servizio molto lunga. Il coating deve poter essere rimosso e ripristinato senza compromettere componenti e piste.
La qualifica per lo spazio garantisce anche un basso outgassing?
No. L’outgassing deve essere verificato attraverso dati e prove specifiche del singolo prodotto. È un requisito particolarmente importante nelle applicazioni spazio e non può essere dedotto da qualifiche generiche del coating.
Cabiotec può supportare anche la fase di applicazione?
Sì. Oltre alla fornitura dei materiali HumiSeal, Cabiotec supporta la scelta del coating, della tecnologia di applicazione e dei test necessari per industrializzare il processo.
Proteggere una scheda partendo dai requisiti reali
Nel settore spazio e difesa il conformal coating deve proteggere la scheda senza creare nuovi limiti alla produzione, all’ispezione o alla manutenzione.
La gamma HumiSeal permette di scegliere tra acrilici, poliuretanici, UV e soluzioni specialistiche in funzione di ambiente, ciclo di vita e processo applicativo.
Il risultato dipende però dalla corretta combinazione tra materiale, spessore, asciugatura, geometria del PCBA e criteri di qualifica.
Cabiotec supporta le aziende nella selezione dei conformal coating HumiSeal, nella valutazione delle qualifiche e nella definizione del processo più idoneo per applicazione su schede elettroniche dedicata allo spazio e difesa.
Devi proteggere un PCB destinato ad avionica, radar, comunicazioni, UAV o applicazioni spaziali? Confronta i requisiti con Cabiotec e individua la soluzione HumiSeal più adatta.