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