Recubrimientos de blindaje EMI para carcasas de plástico

Aplicación de recubrimientos conductores y máquinas de pulverización ultrasónica en el blindaje electromagnético de carcasas de plástico.

Con el rápido desarrollo de la industria electrónica y de la información, la interferencia electromagnética se ha convertido en un factor clave que afecta la estabilidad del rendimiento de los dispositivos electrónicos. Los plásticos, debido a su ligereza, facilidad de moldeo y bajo costo, se utilizan ampliamente en la fabricación de carcasas para dispositivos electrónicos; sin embargo, sus propiedades aislantes impiden que bloqueen la propagación de señales electromagnéticas. Los recubrimientos de blindaje electromagnético, como tecnología principal para lograr el blindaje electromagnético en carcasas de plástico, permiten crear una capa conductora sin alterar las propiedades del sustrato plástico. La aplicación de máquinas de pulverización ultrasónica mejora aún más la calidad del recubrimiento y la estabilidad del proceso, proporcionando una solución fiable para los requisitos de blindaje electromagnético de alta precisión.

La función principal de los recubrimientos conductores utilizados para el blindaje electromagnético de carcasas de plástico es formar una trayectoria conductora continua a través del recubrimiento, logrando la reflexión y absorción de señales electromagnéticas. Estos recubrimientos se componen principalmente de cargas conductoras, aglutinantes, disolventes y aditivos. El tipo y la concentración de la carga conductora determinan directamente la eficacia del blindaje. Las cargas conductoras comunes incluyen cargas metálicas como la plata y el cobre, y cargas a base de carbono como el grafeno y los nanotubos de carbono. Las cargas metálicas ofrecen una excelente conductividad, proporcionando una eficacia de blindaje de 60-80 dB en el rango de frecuencia de 30 MHz a 1 GHz, lo que las hace adecuadas para dispositivos electrónicos de precisión con altos requisitos de blindaje. Las cargas a base de carbono, por otro lado, ofrecen ventajas como un diseño ligero y una fuerte resistencia a la corrosión, lo que las hace más adecuadas para dispositivos móviles sensibles al peso. Los adhesivos deben poseer una buena adherencia al sustrato y flexibilidad para garantizar que el recubrimiento no se despegue ni se agriete durante el moldeo y el uso de la carcasa de plástico; los sistemas comúnmente utilizados incluyen resina epoxi y poliuretano.

Las máquinas de pulverización ultrasónica, gracias a su exclusivo principio de atomización, se han convertido en el equipo ideal para los procesos de recubrimiento conductor. Su principio fundamental consiste en utilizar vibraciones ultrasónicas de alta frecuencia para atomizar la suspensión conductora en gotas uniformes de 5 a 50 μm, que luego se depositan con precisión sobre la superficie del sustrato plástico mediante un flujo de aire a baja presión, donde se secan y curan para formar un recubrimiento denso. En comparación con la pulverización neumática tradicional, las máquinas de pulverización ultrasónica ofrecen ventajas significativas: En primer lugar, proporcionan una uniformidad de recubrimiento extremadamente alta, con desviaciones de espesor controladas dentro de ±5 %, evitando eficazmente defectos como rayas y poros comunes en los procesos tradicionales, lo que garantiza un rendimiento de apantallamiento constante. En segundo lugar, presentan una alta utilización del material, con una fuerte orientación de las gotas y una mínima salpicadura, alcanzando una tasa de utilización superior al 80 %, muy por encima del 30-50 % de la pulverización tradicional, lo que las hace especialmente adecuadas para el recubrimiento de metales preciosos con ahorro energético en recubrimientos conductores. En tercer lugar, ofrecen una excelente compatibilidad con el sustrato, con una presión de atomización de tan solo 0,01-0,1 MPa, lo que evita el estiramiento o el daño a los sustratos plásticos fácilmente deformables. Además, pueden utilizarse con procesos de curado a temperatura ambiente o baja temperatura, evitando la contracción y la degradación de los plásticos debido a las altas temperaturas.

La aplicación de máquinas de pulverización ultrasónica para el recubrimiento de revestimientos conductores en carcasas de plástico requiere el cumplimiento de procedimientos de proceso estrictos para garantizar la calidad del recubrimiento. El primer paso es el pretratamiento del sustrato, que incluye la eliminación de polvo y el desengrasado de la carcasa de plástico. Si es necesario, se puede utilizar plasma o grabado químico para mejorar la rugosidad de la superficie y la adherencia del recubrimiento. El sustrato pretratado debe recubrirse en un plazo de una hora para evitar la pérdida de energía superficial. A continuación, se realiza la preparación de la suspensión, ajustando el proceso de dispersión según el tipo de relleno. Las suspensiones metálicas requieren la adición de antioxidantes y dispersión ultrasónica durante 30-40 minutos, controlando la viscosidad a 50-200 cP. Las suspensiones a base de carbono requieren molienda de bolas durante 20-60 minutos para eliminar las partículas aglomeradas. Durante la pulverización, el control preciso de los parámetros del proceso es crucial. La potencia ultrasónica se suele ajustar entre 50 y 150 W, la velocidad de pulverización entre 5 y 20 mm/s y la presión de atomización entre 0,02 y 0,05 MPa, lo que permite controlar el espesor en el rango de 10 nm a 10 μm. Finalmente, se aplica un postratamiento específico: los recubrimientos metálicos se curan a 80-120 °C bajo protección de nitrógeno durante 3 horas para evitar la oxidación, mientras que los recubrimientos a base de carbono se secan a 60-120 °C o se someten a procesos de reducción posteriores para mejorar la conductividad.

Esta tecnología combinada se ha aplicado ampliamente en ordenadores portátiles, teléfonos inteligentes, dispositivos médicos e instrumentos de control industrial. En equipos médicos de precisión, los recubrimientos conductores a base de plata aplicados mediante pulverización ultrasónica protegen eficazmente las señales electromagnéticas generadas por los circuitos internos, evitando interferencias con la precisión del diagnóstico. En el campo de los terminales móviles, la combinación de recubrimientos conductores a base de carbono y pulverización ultrasónica logra un equilibrio entre la ligereza de la carcasa y el apantallamiento electromagnético, cumpliendo con los requisitos de apantallamiento de señales de alta frecuencia de los dispositivos 5G. A medida que los dispositivos electrónicos avanzan hacia la miniaturización y la alta densidad, la automatización de las máquinas de pulverización ultrasónica y la mejora de los recubrimientos conductores de alto rendimiento se están convirtiendo en tendencias de desarrollo. En el futuro, tecnologías como la robótica multieje y la inspección de calidad en línea mejorarán aún más la precisión del recubrimiento y la eficiencia de la producción, impulsando el desarrollo de la tecnología de apantallamiento electromagnético para carcasas de plástico hacia una mayor eficiencia y ahorro energético.

Acerca de Cheersonic

Cheersonic es el principal desarrollador y fabricante de sistemas de recubrimiento ultrasónico para la aplicación de recubrimientos de película delgada y precisa que protegen, refuerzan o alisan superficies en piezas y componentes para los mercados de microelectrónica/electrónica, energías alternativas, medicina e industria, incluidas aplicaciones especializadas de vidrio en la construcción y la automoción.

Nuestras soluciones de recubrimiento son respetuosas con el medio ambiente, eficientes y altamente fiables, y permiten reducciones drásticas en la pulverización excesiva, ahorros en materia prima, agua y consumo de energía, además de proporcionar una mayor repetibilidad del proceso, eficiencia de transferencia, alta uniformidad y menores emisiones.

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