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Encapsulación frente a encapsulado: diferencias y aplicaciones

Potting frente a encapsulación: diferencias y aplicaciones en electrónica

Los componentes electrónicos deben funcionar de forma fiable en condiciones cada vez más extremas. Ya sea humedad, polvo, productos químicos o cargas mecánicas, la protección adecuada es decisiva para la durabilidad y la fiabilidad. Hay dos métodos predominantes: el encapsulado (relleno completo) y la encapsulación (recubrimiento). Pero, ¿cuál es la diferencia y qué método es adecuado para cada aplicación?

Por qué el encapsulado es indispensable en la electrónica

La electrónica moderna se utiliza en entornos cada vez más exigentes. Los dispositivos de control automovilísticos deben soportar temperaturas del motor de hasta 150 °C, los controladores LED de la iluminación exterior están expuestos permanentemente a las inclemencias meteorológicas y los sensores de las instalaciones industriales entran en contacto con medios agresivos. En estas condiciones, las placas de circuito impreso sin protección se corroerían rápidamente, sufrirían cortocircuitos o fallarían mecánicamente.

Los compuestos de encapsulado ofrecen una protección multicapa: impiden la penetración de humedad y polvo (protección IP), aíslan eléctricamente, disipan el calor, amortiguan las vibraciones y protegen contra las influencias químicas. Al mismo tiempo, ocultan los componentes y protegen así contra la piratería de productos. La elección del método de encapsulado adecuado depende en gran medida de las necesidades de protección, las condiciones ambientales y consideraciones económicas.

¿Qué es el potting? El encapsulado completo en detalle

En el proceso de encapsulado, todo el conjunto electrónico se sumerge completamente en una masa líquida de encapsulado. El componente se encuentra normalmente en una carcasa o molde que se rellena con la masa. Una vez endurecida, la electrónica queda completamente rodeada por un material sólido.

El proceso de macetear

El conjunto se coloca primero en una carcasa o en un molde de encapsulado. A continuación, se mezcla la masa de encapsulado preparada, normalmente un sistema de dos componentes, y se vierte en condiciones controladas. Es importante prestar atención a la ventilación: las burbujas de aire reducirían el efecto protector y crearían puntos débiles térmicos. Por lo tanto, en aplicaciones críticas, el encapsulado se realiza al vacío. Tras un tiempo de vida útil definido, comienza el endurecimiento, que puede durar entre unas pocas horas y varios días, dependiendo del material.

Ventajas del encapsulado completo

  • Máxima protección: el cerramiento completo ofrece la máxima protección IP (posible hasta IP68/IP69K).
  • Gestión térmica: la masa envuelve todas las fuentes de calor y permite una disipación uniforme del calor.
  • Estabilidad mecánica: los componentes están firmemente fijados y protegidos contra las vibraciones.
  • Resistencia química: blindaje completo contra medios agresivos.
  • Aislamiento eléctrico: alta resistencia a la tensión y protección contra corrientes de fuga
  • Protección del producto: el diseño y los componentes no son visibles (protección contra la ingeniería inversa).

Desventajas del encapsulado completo

  • No reparable: los componentes defectuosos no se pueden sustituir.
  • Mayor peso: el llenado completo aumenta considerablemente la masa y el volumen.
  • Costes de material: se necesitan grandes cantidades de masa de relleno.
  • Tensión térmica: si se elige un material inadecuado, pueden producirse tensiones debido a los diferentes coeficientes de dilatación.
  • Tiempo de procesamiento más largo: el endurecimiento completo de capas gruesas lleva más tiempo.

¿Qué es la encapsulación? El recubrimiento específico

La encapsulación se refiere al recubrimiento selectivo o al revestimiento parcial de componentes electrónicos. En este proceso, se aplica una capa protectora a áreas críticas específicas, como componentes sensibles, puntos de soldadura o secciones específicas de placas de circuito impreso, mientras que otras áreas permanecen accesibles.

El proceso de encapsulación

La masa de encapsulado se aplica de forma dosificada, ya sea manualmente, mediante dispensadores automáticos o mediante un proceso de inmersión (dip coating). Durante la dosificación, se pueden recubrir componentes individuales de forma selectiva, dejando libres los conectores o los puntos de prueba. La capa de material más fina se endurece más rápido que en el encapsulado completo. Las líneas de producción modernas utilizan robots con dosificación de precisión para obtener resultados reproducibles.

Ventajas del recubrimiento

  • Eficiencia de materiales: consumo significativamente menor de masa de relleno.
  • Ahorro de peso: el recubrimiento parcial reduce el peso adicional.
  • Flexibilidad: los conectores y los puntos de prueba permanecen accesibles.
  • Procesamiento más rápido: las capas más finas se endurecen más rápido.
  • Reparabilidad limitada: con una planificación adecuada, los componentes críticos pueden sustituirse posteriormente.
  • Rentabilidad: menores costes de material y proceso.

Desventajas del recubrimiento

  • Nivel de protección inferior: protección IP normalmente solo hasta IP65/IP67
  • Disipación térmica desigual: solo las zonas recubiertas se benefician del contacto térmico.
  • Protección mecánica limitada: las zonas sin recubrimiento siguen siendo vulnerables a las vibraciones.
  • Procesos más complejos: la dosificación precisa requiere automatización
  • Puntos débiles potenciales: las transiciones entre las zonas recubiertas y las no recubiertas pueden ser críticas.

Comparación: encapsulado frente a encapsulación

criterio Encapsulado (encapsulado completo) Encapsulación (recubrimiento)
nivel de protección Muy alto: protección completa contra todas las influencias ambientales. Media-alta: protección específica de áreas críticas
disipación del calor Uniforme en todo el conjunto, ideal para masas termoconductoras. Solo en zonas recubiertas, posibles puntos calientes térmicos.
Peso Alto: volumen total lleno (aumento de peso del 50-200 %) Bajo: solo recubrimiento parcial (aumento de peso del 10-50 %)
reparabilidad No reparable: hay que cambiar el conjunto. Posible con restricciones, dependiendo de la accesibilidad de los componentes.
costes de material Alto: se requieren grandes cantidades (100-500 ml por conjunto) Bajo: solo dosificación específica (10-100 ml por conjunto)
Grado de protección IP IP67, IP68, IP69K alcanzable IP54, IP65, IP67 típico
Componentes típicos ECU para automoción, módulos de alta tensión, sensores submarinos, fuentes de alimentación para exteriores Controladores LED, reguladores conmutados, módulos sensores, electrónica para interiores
tiempo de proceso Largo: endurecimiento de 24 a 72 horas, dependiendo del grosor de la capa. En resumen: endurecimiento de 4 a 24 horas con capas más finas.
Ingeniería inversa Muy difícil: diseño completamente oculto. Posible: placa de circuito impreso parcialmente visible.

Ayuda para tomar decisiones: ¿cuándo utilizar cada método?

La elección entre encapsulación y potting depende de varios factores. Esta lógica de decisión ayuda a elegir:

Explicación breve de las clases de protección IP

IP54: protegido contra el polvo y las salpicaduras de agua
IP65: hermético al polvo y protegido contra chorros de agua
IP67: hermético al polvo y protegido contra inmersiones temporales (1 m, 30 min)
IP68: hermético al polvo y protegido contra inmersiones continuas (profundidad según el fabricante)
IP69K: resistente al polvo, protección contra limpieza con chorro de alta presión/vapor

árbol de decisión

  1. ¿Es necesario IP68/IP69K?
    • Sí → Enmasillado (solo el encapsulado completo alcanza estos grados de protección de forma fiable)
    • No → continuar con 2
  2. ¿El conjunto debe ser reparable?
    • Sí → Encapsulación (con puntos de acceso libres)
    • No → continuar con el 3
  3. ¿Es el peso un factor crítico? (por ejemplo, aviación, drones)
    • Sí → Encapsulación (reduce considerablemente el aumento de peso)
    • No → continuar con 4
  4. ¿Hay cargas térmicas elevadas? (>5 W continuos)
    • Sí → Enmasillado con masa termoconductora (0,5-3 W/m·K)
    • No → continuar con 5
  5. ¿Es importante la protección contra la piratería de productos?
    • Sí → Potting (el diseño queda completamente oculto)
    • No → continuar con 6
  6. ¿Se utilizan productos químicos agresivos? (aceites, ácidos, álcalis)
    • Sí → Encerrado (se requiere blindaje completo)
    • No → Encapsulación suficiente

Recomendaciones claras según la aplicación

Seleccionar maceta en:

  • Componentes de alto voltaje para automoción (protección EMC + IP68)
  • Sensores submarinos y electrónica marina
  • Controles de iluminación exterior (humedad permanente)
  • Entornos industriales con vapores agresivos
  • Módulos de alta tensión (>1 kV) con protección contra corrientes de fuga

Seleccionar encapsulación en:

  • Electrónica de consumo en interiores
  • Controladores LED en luminarias protegidas
  • Reguladores conmutados en carcasas (IP54 suficiente)
  • Prototipos y series pequeñas (la flexibilidad es importante)
  • Aplicaciones en las que el peso es un factor crítico (dispositivos portátiles)

Elección del material: ¿epoxi, silicona o poliuretano?

Independientemente del método elegido, es fundamental seleccionar el material de relleno adecuado. Las tres clases principales de materiales tienen propiedades diferentes:

Resina epoxi (EP)

Alta resistencia mecánica y excelente adherencia. La dureza Shore D80-D90 tras el endurecimiento hace que el epoxi sea muy robusto, pero también frágil. Ideal para el encapsulado de módulos de alta tensión y cuando se requiere una gran estabilidad. Desventaja: no es reparable, la expansión térmica puede generar tensiones. Rango de temperatura: de -40 °C a +130 °C (tipos especiales hasta +180 °C).

silicona

Flexible (Shore A20-A60), resistente a la temperatura (-60 °C a +200 °C) y excelente aislamiento eléctrico. Ideal cuando se producen ciclos térmicos o se requiere flexibilidad. Resistencia mecánica y adherencia más débiles en comparación con el epoxi. Muy adecuado para el encapsulado de módulos LED y sensores. Ventaja: parcialmente removible mecánicamente, por lo que es reparable bajo ciertas condiciones.

Poliuretano (PU)

Compromiso entre epoxi y silicona. Shore A80-D50 según la formulación. Buenas propiedades mecánicas, mayor flexibilidad que el epoxi, superficie más dura que la silicona. Sensible a la humedad durante el procesamiento. Rango de temperatura: -40 °C a +120 °C. Se utiliza con frecuencia para encapsulación en aplicaciones automovilísticas.

En nuestro artículo sobre masillas de relleno encontrará una descripción detallada con datos técnicos, instrucciones de aplicación y recomendaciones sobre productos.

Ejemplos prácticos de la industria

Automoción: unidad de control del motor (ECU)

Método: encapsulado con resina epoxi
Requisitos: IP69K (limpieza a alta presión), rango de temperatura de -40 °C a +150 °C, protección EMC, resistencia a las vibraciones
¿Por qué encapsulado? Solo un encapsulado completo garantiza la estanqueidad requerida y protege los microcontroladores sensibles de los choques térmicos en el compartimento del motor. El epoxi termoconductor (1,5 W/m·K) disipa el calor residual a la carcasa metálica.

Iluminación LED: controlador para luminaria exterior

Método: encapsulación con silicona
Requisitos: IP65, cambios de temperatura de -20 °C a +80 °C, resistencia a los rayos UV
¿Por qué encapsulación? El recubrimiento selectivo de los LED y la electrónica del controlador ahorra peso y material. La silicona compensa la expansión térmica. Los conectores permanecen accesibles para el mantenimiento. La rentabilidad es importante en las series grandes.

Sensores industriales: sensor de presión para plantas químicas

Método: encapsulado con poliuretano resistente a productos químicos
Requisitos: resistencia a disolventes agresivos, IP68, estabilidad a largo plazo
¿Por qué encapsulado? Protección completa contra vapores corrosivos y salpicaduras. El sensor debe estar protegido de forma permanente. El PU ofrece una mejor resistencia a los productos químicos que la silicona estándar.

Consumidor: sensor para hogar inteligente

Método: encapsulación con silicona blanda
Requisitos: IP54, interior, transparencia óptica para pantalla LED
¿Por qué encapsulación? Peso mínimo para la instalación adhesiva, el compartimento de la batería debe permanecer accesible. La silicona ópticamente transparente permite que se vean los LED de estado. El coste por unidad debe ser bajo.

Preguntas frecuentes (FAQ)

En el caso de la resina epoxi, esto es prácticamente imposible, ya que el material queda duro como una piedra tras el endurecimiento y se adhiere firmemente a la placa de circuito impreso. La silicona se puede eliminar parcialmente de forma mecánica, pero es un proceso muy laborioso y existe el riesgo de causar daños. Por lo tanto, en el caso de productos críticos, ya en la fase de diseño se debe prever una encapsulación con puntos de reparación libres, por si fuera necesario realizar tareas de mantenimiento.

Lufteinschlüsse mindern Schutzwirkung und Wärmeableitung erheblich. Professionelle Fertigung nutzt Vakuumverguss: Die Baugruppe wird im Vakuum entgast, dann wird die ebenfalls entgaste Vergussmasse unter Vakuum eingegossen. Alternativ helfen niedrigviskose Materialien (< 5000 mPa·s), langsames Giessen und Nachverdichtung. Bei kleinen Serien kann vorsichtiges Erwärmen (40-60°C) vor dem Giessen die Viskosität senken und Entlüftung verbessern.

Shore A20-A40 (blando): flexibilidad importante, ciclos térmicos, amortiguación de vibraciones, ideal para sensores y módulos LED.
Shore A50-A70 (resistencia media): compromiso entre protección y flexibilidad, estándar para muchas aplicaciones de encapsulación.
Shore D70-D90 (duro): máxima resistencia mecánica y protección contra arañazos; encapsulado de módulos de alta tensión.
Regla general: cuanto mayor sea la expansión térmica que se deba compensar, más blando deberá ser el material.

Sí, existen materiales con certificación específica. Para el contacto con alimentos, hay disponibles siliconas que cumplen con la normativa de la FDA (FDA 21 CFR 177.2600). Las aplicaciones médicas requieren biocompatibilidad USP Clase VI o ISO 10993. Los epoxidos y poliuretanos estándar a menudo no están homologados. Importante: la certificación solo es válida para el material endurecido tras la reticulación completa; los monómeros residuales deben haberse evaporado. SILITECH ofrece productos especiales adecuados con la documentación correspondiente.

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Nuestros técnicos de aplicaciones le ayudarán a seleccionar el método de encapsulado óptimo y el material adecuado para su aplicación electrónica. Desde la creación de muestras hasta la aprobación de la producción en serie.

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Encapsulación frente a encapsulado: diferencias y aplicaciones
SILITECH AG, Florian Liechti 16 de febrero de 2026
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Compuestos de encapsulado térmicamente conductores