Au-delà de la carte : Revêtement conforme, encapsulation et intégration de l'assemblage mécanique

Un assemblage de circuit imprimé (PCB) complété et testé n'est souvent pas un produit final ; c'est un module central qui doit être protégé et intégré dans son environnement d'exploitation final.Vernissage est un film polymère fin (généralement 25-250µm) appliqué sur l'assemblage de PCB pour le protéger des risques environnementaux tels que l'humidité, la poussière, les produits chimiques et la croissance fongique. Le choix de la chimie du vernis—Acrylique (facile à retravailler), Silicone (flexible, haute température), Uréthane (résistant à l'abrasion) ou Parylène (déposé en phase vapeur, sans trou d'épingle)—est dicté par les exigences de l'application. Les méthodes d'application professionnelles comprennent la pulvérisation sélective (utilisant des bras robotisés programmés pour masquer les connecteurs et les points de test), l'immersion, ou le brossage. Les contrôles de processus clés comprennent le pré-nettoyage pour assurer l'adhérence, le contrôle de la viscosité du matériau de revêtement et un durcissement précis (UV ou thermique) pour obtenir les propriétés diélectriques et protectrices souhaitées sans endommager les composants.

Pour les environnements plus sévères impliquant de fortes vibrations, des chocs mécaniques ou une immersion totale, l'empotage ou l'encapsulation est employé. Cela implique de remplir un boîtier ou un barrage autour de l'assemblage avec une résine liquide (époxy, polyuréthane ou silicone) qui durcit ensuite pour former un bloc protecteur solide. L'empotage offre un support mécanique supérieur, une dissipation thermique (s'il est rempli de composés thermiquement conducteurs) et une étanchéité environnementale complète. Les défis d'ingénierie sont importants : gérer la chaleur exothermique pendant le durcissement pour les grands volumes, sélectionner un matériau avec un CTE approprié pour éviter de solliciter les composants et concevoir pour la réparabilité (souvent, les assemblages enrobés sont considérés comme non réparables). Les matériaux d'interface thermique (MIT), comme les gels ou les coussinets, sont une classe connexe utilisée spécifiquement pour améliorer le transfert de chaleur des composants haute puissance vers les dissipateurs thermiques.

L'étape finale est l'intégration mécanique et l'assemblage final. Cela implique le montage précis du PCB dans son boîtier, en le connectant via des connecteurs carte à carte, câbles flexibles (FFC/FPC), ou faisceaux de câbles. L'installation des pièces mécaniques auxiliaires—dissipateurs thermiques (souvent fixés avec des adhésifs ou des clips thermiquement conducteurs), boîtiers de blindage, boutons, et écrans—doit être effectuée avec une conscience ESD et un contrôle de couple approprié. La décharge de traction pour les câbles et les connecteurs est essentielle pour la fiabilité à long terme. Cette phase brouille les frontières entre l'assemblage électronique et mécanique, nécessitant des flux de travail qui garantissent la séquence correcte des opérations, la vérification de toutes les connexions et un test final des systèmes intégrés. C'est ici que le “cerveau” électronique devient un produit fini et fonctionnel, prêt à être déployé dans le monde réel.