Как защитные покрытия повышают энергоэффективность и снижают затраты в системах зарядки электромобилей

Высокопроизводительное конформное покрытие упростило производство, сократило энергопотребление и значительно снизило издержки для компании, занимающейся технологиями зарядки электромобилей.

Задача отрасли

Разработчик технологий переменного и постоянного тока для зарядки электромобилей поставил цель усовершенствовать процесс нанесения защитного конформного покрытия — критически важного этапа в защите выпрямительных плат (PCB) в составе силовой электроники зарядных станций. Основные задачи: сохранить надёжность продукции, снизить энергозатраты, сократить отходы материала, ускорить обработку и сократить общие расходы.

Конформные покрытия широко применяются в мощной электронике для защиты от влаги, загрязнений и агрессивных внешних условий. В данном случае применяемое ранее растворосодержащее покрытие с высоким уровнем ЛОС (летучих органических соединений) создаёт целый ряд проблем с эффективностью.

Для достижения нужной толщины покрытие наносилось в два этапа, каждый из которых включал 15 минут испарения растворителя и 30 минут отверждения. Этот продолжительный цикл потреблял много энергии и времени. При этом лишь 22% материала оставались на плате после испарения, остальное терялось, что приводило к перерасходу и необходимости повторного нанесения.

Стоимость возрастала не только из-за затрат на труд и энергию, но и из-за необходимости закупки больших объёмов материала, большая часть которого попросту испарялась. Кроме того, прежнее покрытие давало нестабильные результаты при высоковольтных испытаниях, вызывая сомнения в надёжности и соответствии требованиям.

Новый подход к материалу

Для решения этих проблем компания протестировала новое покрытие — Loctite Stycast CC 8555. Это однокомпонентное, не содержащее ЛОС покрытие было разработано для надёжной защиты электронных сборок в сложных условиях, включая уличные зарядные станции для электромобилей.

В ходе испытаний новый материал показал преимущества по нескольким ключевым направлениям:

• Оптимизация процесса: Покрытие обеспечивало лучшее смачивание и равномерное распределение даже при меньшей толщине слоя. Его УФ-отверждаемая формула полностью устранила необходимость термической сушки, что значительно сократило энергопотребление и общее время обработки.
• Снижение расхода материала: Благодаря более эффективному покрытию требовалось лишь треть или половина объёма по сравнению с прежним решением. Это позволило уменьшить отходы и выбросы летучих веществ, сделав процесс более экологичным.
• Надёжность: Материал получил важные отраслевые сертификаты, включая UL 746E и UL 94 V0, и успешно прошёл все высоковольтные тесты, продемонстрировав высокую степень электрозащиты и огнестойкости.

Конкретные результаты

После перехода на новое покрытие компания отметила значительное повышение эффективности производства и более 100 000 долларов годовой экономии. Полная окупаемость вложений была достигнута всего за три месяца. Устройства с PCB, защищёнными новым материалом, уже успешно работают в полевых условиях, подтверждая как технические, так и экономические преимущества.

Этот пример демонстрирует, как грамотный выбор защитных материалов для электроники может привести к ощутимому улучшению производительности, снижению издержек и повышению экологической устойчивости — особенно в стремительно развивающемся сегменте зарядной инфраструктуры для электромобилей.