Vergussmassen und Schutzlacke für die Elektronik
Vergussmassen und Schutzlacke für die Elektronik
Auswahl, Leistungsfähigkeit und Limitationen
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Inhalt
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• Lackieren oder Vergießen?
• Anforderungen an Vergussmassen
• Charakterisierung von Vergussmassen
• Charakterisierung von Schutzlacken
• Zusammenfassung
Produkte
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Lackieren oder Vergießen?
„Dickschicht“ „Dünnschicht“
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versus
Schutzlack oder Vergussmasse?
• Üblicherweise 50 - 100 µm
(300 µm) vs. praktisch
unbegrenzte Schichtdicke
• vorzugsweise Feuchtigkeits-
schutz vs. „Hochleistungs-
schutz“ (z. B. Unterwasser-
anwendung)
• üblicherweise 1-K-System vs.
2- K-System
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Schutzlack oder Vergussmasse?
• Schutzlacke bieten Schutz gegen Feuchtigkeit und Betauung
• bei vollständigem Eintauchen in Wasser kommt eine Schutzlackierung an ihre Grenzen
bessere Option zum Schutz der Baugruppe: 2-K-Verguss
Bild oben: Korrosion einer schutzlackierten Baugruppe bei vollständigem Eintauchen in Wasser
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• zum Schutz bestückter Leiterplatten/Flachbaugruppen, die durch
Gehäuse / Schutzlack nur unzureichend geschützt sind:
> bei extremen aggressiven Medien
> bei hoher Feuchtigkeit, Betauung / Nässe
> bei freier Bewitterung
> als zusätzliche mechanische Fixierung
> als zusätzliche Wärmeableitung
Warum und wann werden Vergussmassen eingesetzt?
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Warum und wann werden Vergussmassen eingesetzt?
• beim Vergießen von
Elektronikbauteilen
> Trafos
> Trafospulen u.v.a.m.
• beim Einbetten von
> Sensoren
> Glasdioden
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Vergussmassen – Allgemeine Übersicht
• Vergussmassen für verschie-
dene Anforderungen wie z.B.:
> geringe Wärmeentwick-
lung während der Aushär-
tung
> geringer Volumenschrumpf
> geringer Schrumpfdruck
> Haftungsvermögen
> Chemikalienbeständigkeit
> UV-Lichtbeständigkeit
> Unterwasseranwendung
> hohe Wärmeleitfähigkeit
> Elastizität
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Silikone ---------------------- Polyurethane -------------------------- Expoxi
+ geringste Wärmeentwicklung - höchste Wärmeentwicklung
bei der Aushärtung bei der Aushärtung
+ geringster Volumenschrumpf - höchster Volumenschrumpf
+ geringster Schrumpfdruck - höchster Schrumpfdruck
+ höchste Elastizität + höchste Härte
- schlechteste Haftung + beste Haftung
Auswahlkriterien bei Vergussmassen
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ggf. Haftmittel
Auswahlkriterien - Spezielle Anforderungen
• hoch transparent –
Witterungsbeständigkeit/
UV-Lichtstabilität
Reihe VT 3402 KK:
> kristall-klar, farblos,
hochtransparent
> VT 3402 KK-NV-UVP:
mit UV-Schutz für den
Untergrund
> speziell für optische
Anwendungen
> Einfärben und Eintrüben
möglich
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Auswahlkriterien - Spezielle Anforderungen
• Außeneinsatz – Witterungs-
beständigkeit/UV-Licht-
stabilität
VU 4444/31 SB-WB:
> schwarz
> elastisch, daher reduzierte
Materialspannungen bei
Temperaturwechseln
> schwer brennbar (Index SB)
> witterungsbeständig (Index
WB), keine Glanz- und
Haftungsverluste
> hervorragender Kontrast zu
eingebetteten LEDs
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Auswahlkriterien - Spezielle Anforderungen
• Hintergrund für LED
VU 4490/31:
> weiß
> vergilbungsstabil
> UV-stabil
> hervorragende
Remissionswerte
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Wärmeableitung durch Verguss
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Wärmeableitung durch Verguss
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• VU 4675
> 2-Komponenten-Silikon-
elastomer
> Besonders gute Wärme-
leitfähigkeit von 1,2 W/m*K
> Einfaches Mischungs-
verhältnis 1:1
> Mischungsviskosität
4200 mPas
Bei Einsatz in Misch- und Dosieranlagen:
Durch den Einsatz keramischer Füllstoffe
ist von einem abrasivem Verhalten
auszugehen!!!
Vergussmassen
• Polyester-Systeme
• Epoxid (EP)-Systeme
• Silikonkautschuk-Systeme
• Polyurethan (PUR)-Systeme
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Einteilung nach maximaler Einsatztemperatur:
ELPECAST® Vergussmassen
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bis +90°C +120°C +130°C +180°C +250°C
• Polyurethane
• Epoxide
• Silikone
Polyester-Systeme
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• gute Beständigkeit gegen verschiedenste Medien
• starke Wärmeentwicklung bei der Aushärtung
• nach der Aushärtung resultierender großer Volumenschrumpf
• Härter => Peroxide
• styrolbasierend
wegen der Nachteile befinden sich in unserem Lieferprogramm
keine Vergussmassen auf Polyesterbasis
Eigenschaften Polyesterharz-Systeme
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Epoxid (EP)-Systeme
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• hervorragende Haftung auf den unterschiedlichsten Substraten
• hohe mechanische Festigkeit und Härte
• Wärmeentwicklung bei der Aushärtung
werden häufig als Beschichtungsmasse für unempfindliche
Bauteile und als wärmeleitende Vergußmasse für
Magnetspulen verwendet
Eigenschaften Epoxid (EP)-Systeme
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Silikonkautschuk-Systeme
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• kaum Wärmeentwicklung bei der Aushärtung
• nach der Aushärtung geringster Volumenschrumpf
• hohe Dauertemperaturbeständigkeit
(Isolierstoffklasse C > 180 °C)
• sehr hohe Elastizität
• additions- oder kondensationsvernetzende Silikonkautschuk-
Systeme
Allgemeine Eigenschaften Silikonkautschuk-Systeme
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Allgemeine Eigenschaften Silikonkautschuk-Systeme
• hoher thermischer
Ausdehnungskoeffizient
• geringerer mechanischer
Schutz
• vergleichsweise höherer Preis
• Gefahr von „Silikon-
kontaminationen“
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Polyurethan (PUR)-Systeme
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• kaum Wärmeentwicklung bei der Aushärtung
• nach der Aushärtung geringer Volumenschrumpf
• sehr hohe Elastizität
• gute Temperaturwechselbeständigkeit
• geringere Temperaturbeständigkeit als bei Silikonkautschuk-
Systemen (max. ca. 150 (165) °C)
Eigenschaften Polyurethan (PUR)-Systeme
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ELPECAST® Vergussmassen
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hohe
Transparenz
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Reihe VT 3402 KK
VT 3602 KK
Wepox/Wepuran/
Wepesil
hohe Elastizität
Vergussmassen für jede Anwendung
VU 4444/31 SB-WB
Reihe VT 3402 KKVU 4452/41 SV-HF (UL)
VU 4459/41 SV-HF(UL)
VU 4451/51 SB
VU 4444/31 SB-WB
VT 3402 KK-SB
VU 4442/61 HE-K
VU 4443/41 HE-K
VU 4457/51 K
VU 4459/41 SV-HF-K
VU 4490/31 K
Reihe VU 4452
Reihe VU 4453
VU 4691 E
VU 4694 E
VU 4675
VU 4453/101 WR
VU 4443/92 WR-NV
Reihe VT 3402 KK
Reihe VU 4457
Reihe VU 4085
VU 4453/101 WR
VU 4443/92 WR-NV
VU 4691 E
VU 4694 E
witterungsbeständig
temperaturbeständig
schnelle Aushärtung
gute Wärmeleitfähigkeit
hohe
mechanische
Festigkeit
schwer
brenn-
bar
Unter-
wasser-
einsatz
Lackieren oder Vergießen?
„Dickschicht“ „Dünnschicht“
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versus
Charakterisierung nach der chemischen Basis
• Unterscheidung erfolgt nach
dem Typ des Bindemittels
> Acrylharze
> Polyurethanharze
> Epoxidharze
> Silikonharze
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Acrylharze Epoxidharze Polyurethanharze Silikonharze
+ schnelle Trocknung
+ einfaches Handling
+ Reparaturfähigkeit
+ hohe Elastizität
+ hohe WTF
+ hohe Feuchte-
beständigkeit
+ kostengünstig
+ einfaches Handling
+ gute mechanische
und Abriebfestigkeit
+ gute chemische
Beständigkeit
+ hohe Flexibilität
+ gute chemische
Beständigkeit
+ sehr hohe
Temperatur-
beständigkeit
+ sehr hohe Elastizität
+ Reparaturfähigkeit
+ hohe chemische
Beständigkeit
- hoher VOC-
- sehr geringe LM
Beständigkeit
- langsame
Aushärtung/
Vernetzung
- geringe
Reparaturfähigkeit
- langsame
Aushärtung/
Vernetzung
- geringe
Reparaturfähigkeit
- Handling
- Haftung
- Kosten
Reihe SL 1307 FLZ/2 Reihe SL 1308 FLZ Reihe SL 1301
ECO-FLZ
Reihe DSL 1705 FLZ
Schutz- und Dickschichtlacke - Charakterisierung
nach Bindemittel
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• physikalisch trocknende Schutzlacke
• oxidativ härtende Schutzlacke
• chemisch härtende Schutzlacke
• strahlungshärtende Schutzlacke
Charakterisierung nach dem
Trocknungsverfahren
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Charakterisierung nach Trocknung/Vernetzung
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Lösemittel
physikalisch getrocknet
Filmbildung von physikalisch trocknenden Schutzlacken der Reihe
ELPEGUARD® SL 1307-FLZ/2
Charakterisierung nach Trocknung/Vernetzung
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O2 O2
1. physikalische Trocknung
2. oxidative Härtung
Filmbildung von oxidativ härtenden Schutzlacken der Reihe
ELPEGUARD® SL 1301 ECO-(BA)-FLZ
Schutz- und Dickschichtlacke - Charakterisierung
nach Lösemittelgehalt
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lösemittelfrei:
UV-Lacke,
„Hot-Melt“,
Vergussmassen
~ 0 %
„Standard CC“
~ 60 %
„High-Solids“
~ 40 %
wasser-
verdünnbar
< 10 %
Charakterisierung nach Trocknung/Vernetzung
1. VernetzungsreaktionApplikation UV Härtung
2. Vernetzungsreaktion
Feuchtigkeit
H2O H2O
Belichtung
Filmbildung Twin-Cure®
Filmbildung bei lösemittelfreien Schutzlacken
Schattenhärtung unter Bauteilen
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Filmbildung bei lösemittelfreien Schutzlacken
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Härtung / TrocknungApplikation
Basis
Spezifikationen
Auswahl
Eigenschaften
• AR
• UR
• EP
• AY
• SR
• (Parylene / „Surface Modifiers“)
• UL 94
• UL 746
• IPC CC 830
• MIL-I-46058
• physikalisch
• oxidativ
• durch Feuchtigkeit
• chemisch
• UV
• Beschaffenheit Substrat
• Schichtdicke
• Trocknung / Härtung• elektrisch
• physikalisch
• chemische Beständigkeit
Auswahl
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DSL 1706
DSL 1705 FLZ
DSL 1600 E-FLZ
SL 1305 AQ
DSL 1600 E-FLZ
SL 1400 ECO-FLZ
SL 1307 FLZ/2
SL 1305 AQ
DSL 1705 FLZ
SL 1307 FLZ/2
SL 1305 AQ
UG 10.133
DSL 1600 E-FLZ
SL 1400 ECO-FLZ
SL 1305 AQ
SL 1301 ECO-FLZ (BA)
SL 1306 N
SL 1307 FLZ/2
DSL 1705 FLZ
lösemittelfrei UL-Freigabe
DSL 1705 FLZ
DSL 1706 FLZ
UG 10.731
SL 1308 FLZSL 1301 ECO-FLZ
SL 1301 ECO/BA-FLZ
SL 1307 FLZ/2 hoheTemperaturbeständigkeit
DSL 1705 FLZ
DSL 1706 FLZ
UG 10.731
SL 1400 ECO-FLZ
SL 1306
hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit
“Allrounders”
schnell einsatzbereit
hohe chemische Beständigkeit
rein physikalisch trocknend
Gesamtpalette
Übersicht ELPEGUARD® Beschichtungsstoffe
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Dam-&-Fill-Materialien
• Hoch-thixotrope Lacke für
„Dam and Fill“- Anwendungen:
> Kapillarität nicht mehr gegeben
> elektrische Isolationswirkung
wie bei Schutzlacken gegeben
> kein Kriechen in Stecker und
oder Durchkontaktierungen
> Applikation nur noch mit
Dispenser möglich
> unterschiedliche Thixotropien
möglich
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Sonderanwendungen: Funktionell farbige Schutzlacke
• sehr gute Isolation gegen
Feuchtigkeit und Betauung
• hohe UV-Stabilität
• selektive Beschichtung nach
Bestückung
• höchstes Deckvermögen
• sehr gute Remission /
Absorption
• Bauelemente sind abgedeckt
und können ohne Beeinträch-
tigung auf der LED-Seite
platziert werden
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Vergussmassen Schutzlacke
• Schutz auch bei extremen
Klimaanforderungen
• 1-K-System
• mechanischer Schutz möglich • selektiv verarbeitbar
• theoretisch unbegrenzte
Schichtdicke
• schnelle Prozessierung
möglich
• 2-K Systeme, Mischen erforderlich • begrenzte Schichtdicken
• in der Regel Gehäuse oder Form
erforderlich
• enthalten in der Regel
VOC
• „nur“ Feuchtigkeitsschutz
Zusammenfassung
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• Schutzlacke und/oder Vergussmassen sollen die Zuverlässigkeit
und Lebensdauer elektronischer Produkte positiv beeinflussen.
Nur durch die richtige Auswahl eines geeigneten Beschichtungs-
systems in Verbindung mit einer optimalen Verarbeitung kann
dieses gewährleistet werden.
Die Anwendung bestimmt die Auswahl!
Zusammenfassung
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
47viscotec_vegussmassen_schutzlacke_30042015.pptx