Entdecken Sie die Vor- und Nachteile von Silikon-, Epoxid- und Polyurethan-Vergussklebstoffen

Entdecken Sie die Vor- und Nachteile von Silikon-, Epoxid- und Polyurethan-Vergussklebstoffen

ICH. Was ist Topfen?

Beim Vergießen (auch Verkapselung genannt) werden Polyurethan-Vergussmassen, Silikon-Vergussmassen oder Epoxidharz-Vergussmassen in Geräte gegossen, die elektronische Komponenten und Schaltkreise enthalten, entweder mithilfe spezieller Geräte oder manuell. Diese Verbindungen härten dann bei Raumtemperatur oder unter Hitze zu hochleistungsfähigen duroplastischen Polymerisoliermaterialien aus. Dieser Prozess ist darauf ausgelegt, die Ziele des Klebens, Abdichtens, Einkapselns und Schutzüberzugs zu erreichen.

II. Die Funktionen des Vergießens

Der Verguss wirkt wie ein unsichtbarer Schutzschild für elektronische Bauteile. Dabei werden flüssige Verbindungen präzise in die Verpackungsvorrichtungen injiziert, die dann zu einer robusten duroplastischen Isolierschicht erstarren. Dieser Prozess zielt darauf ab, die Gesamtintegrität des Geräts zu verbessern, seine Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und Vibrationen zu verbessern und die Isolierung zwischen internen Komponenten zu stärken und so den Trend zur Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung voranzutreiben. Noch wichtiger ist, dass der Vergussprozess die Komponenten vor Umwelteinflüssen isolieren kann, indem er beispielsweise verhindert, dass Feuchtigkeit und Nässe die Komponenten korrodieren, was ihre Stabilität und Wasserdichtigkeit erheblich verbessert.

III. Die Vor- und Nachteile von drei Arten von Vergussmassen

1. EEpoxidharz-Vergussmasse

Epoxidharz-Vergussmassen sind meist starr. Nach dem Aushärten werden sie hart wie Stein und lassen sich nur schwer entfernen, was eine gute Vertraulichkeit gewährleistet. Es gibt jedoch auch einige Arten, die weich sind. Die übliche Temperaturbeständigkeit liegt bei etwa 100 °C, während diejenigen, die mit Hitze aushärten, Temperaturen von etwa 150 °C standhalten können. Es gibt auch welche, die Temperaturen über 300°C standhalten. Sie zeichnen sich durch Eigenschaften wie Befestigung, Isolierung, Wasserdichtigkeit, Ölbeständigkeit, Staubbeständigkeit, Diebstahlsicherheit, Korrosionsbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit sowie Beständigkeit gegen Kälte- und Hitzeschocks aus. Zu den gängigen Arten von Epoxid-Vergussmassen gehören flammhemmende, wärmeleitende, niedrigviskose und hochtemperaturbeständige Typen.

• Vorteile: Sie haben eine gute Haftung auf harten Materialien, eine ausgezeichnete Hochtemperaturbeständigkeit und elektrische Isolationsfähigkeit, sind einfach zu bedienen und vor und nach dem Aushärten sehr stabil. Sie weisen außerdem eine hervorragende Haftung auf einer Vielzahl von Metallsubstraten und porösen Substraten auf.

• Nachteile: Sie haben eine geringe Beständigkeit gegenüber Temperaturschwankungen und neigen zur Rissbildung, wenn sie einem Temperaturschock ausgesetzt werden, wodurch Feuchtigkeit durch die Risse in die elektronischen Komponenten eindringen kann, was zu einer schlechten Feuchtigkeitsbeständigkeit führt. Darüber hinaus wird die Masse nach dem Aushärten zu einem harten und spröden Gel, das elektronische Bauteile leicht beschädigen kann. Sobald es vergossen ist, kann es nicht mehr geöffnet werden und die Reparaturfähigkeit ist schlecht.

• Anwendungsbereich: Epoxidharz-Vergussmassen können leicht in die Zwischenräume von Produkten eindringen und eignen sich zum Vergießen kleiner und mittelgroßer elektronischer Komponenten, die unter normalen Temperaturbedingungen keine besonderen Anforderungen an die mechanischen Umgebungseigenschaften stellen, wie z. B. Zündgeräte für Kraftfahrzeuge und Motorräder sowie Netzteile für LED-Treiber , Sensoren, Ringkerntransformatoren, Kondensatoren, Auslöser, wasserdichte LED-Leuchten sowie Vertraulichkeit, Isolierung und Feuchtigkeitsschutz (Wasser) von Leiterplatten.

2. Silikon-Vergussmasse

Elektronische Vergussmassen aus Silikon sind nach dem Aushärten meist weich und elastisch, können repariert werden und werden allgemein als Softgele bezeichnet. Ihre Haftung ist relativ schlecht. Die Farbe dieser Verbindungen kann im Allgemeinen je nach Bedarf angepasst werden, entweder transparent, deckend oder farbig. Am gebräuchlichsten sind zweikomponentige Silikon-Vergussmassen, sowohl kondensations- als auch additionsvernetzende Typen. Im Allgemeinen weisen kondensationshärtende Typen eine schlechte Haftung an Bauteilen und dem Vergusshohlraum auf, und während des Aushärtevorgangs entstehen flüchtige niedermolekulare Substanzen, die nach der Aushärtung zu einer spürbaren Schrumpfungsrate führen. Im Gegensatz dazu weisen Additionsvernetzende Typen (auch Silikongele genannt) extrem niedrige Schrumpfraten auf und erzeugen beim Aushärten keine flüchtigen niedermolekularen Substanzen, was eine schnelle Aushärtung durch Hitze ermöglicht.

• Vorteile: Sie weisen eine hohe Alterungsbeständigkeit, gute Witterungsbeständigkeit und eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit auf. Sie verfügen über eine hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit, was den Einsatz in einem weiten Betriebstemperaturbereich ermöglicht. Sie können zwischen -60 °C und 200 °C ihre Elastizität beibehalten, ohne zu reißen, und können langfristig bei 250 °C verwendet werden. Die hitzehärtenden Typen weisen eine noch höhere Temperaturbeständigkeit auf. Sie verfügen außerdem über hervorragende elektrische Eigenschaften und Isolationsfähigkeiten, mit einer besseren Isolationsleistung als Epoxidharze und können Spannungen über 10.000 V standhalten. Nach dem Vergießen verbessern sie effektiv die Isolierung zwischen internen Komponenten und Schaltkreisen und verbessern so die Stabilität elektronischer Komponenten. Sie wirken gegenüber elektronischen Bauteilen nicht korrodierend und erzeugen bei der Aushärtungsreaktion keine Nebenprodukte. Sie zeichnen sich außerdem durch eine hervorragende Reparaturfähigkeit aus, sodass versiegelte Komponenten schnell und bequem entfernt und ausgetauscht werden können. Sie verfügen über eine gute Wärmeleitfähigkeit und Flammhemmung und verbessern effektiv die Wärmeableitung und Sicherheit elektronischer Komponenten. Sie verfügen über eine niedrige Viskosität und eine gute Fließfähigkeit, sodass sie auch in kleine Spalten und unter Bauteile eindringen können. Sie können bei Raumtemperatur oder mit Hitze aushärten, haben gute Selbstentgasungseigenschaften und sind bequemer in der Anwendung. Sie zeichnen sich durch eine geringe Aushärtungsschrumpfung und hervorragende Wasser- und Stoßdämpfungseigenschaften aus.

• Nachteile: Sie sind teuer und haben eine schlechte Haftung.

• Anwendungsbereich: Sie eignen sich zum Vergießen verschiedener elektronischer Komponenten, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden.

Welche Vorteile haben Silikon-Elektronikvergussmassen im Vergleich zu anderen Vergussmassen?

• Vorteil 1: Sie bieten langfristigen Schutz für empfindliche Schaltkreise oder elektronische Komponenten und bieten langfristig wirksamen Schutz für elektronische Module und Geräte, unabhängig von ihrer einfachen oder komplexen Struktur und Form.

• Vorteil 2: Sie verfügen über stabile dielektrische Isolationseigenschaften und dienen als wirksame Barriere gegen Umweltverschmutzung. Nach dem Aushärten bilden sie ein weiches Elastomer, das Belastungen durch Stöße und Vibrationen in einem breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich beseitigt.

• Vorteil 3: Sie können ihre ursprünglichen physikalischen und elektrischen Eigenschaften in verschiedenen Arbeitsumgebungen beibehalten, widerstehen der Zersetzung durch Ozon und ultraviolettes Licht und weisen eine gute chemische Stabilität auf.

• Vorteil 4: Sie lassen sich nach dem Vergießen leicht reinigen und entfernen, was die Reparatur elektronischer Bauteile erleichtert und neue Vergussmasse kann in die reparierten Stellen wieder eingespritzt werden.

3. Vergussmasse aus Polyurethan (PU).

Polyurethan-Vergussmasse, auch PU-Vergussmasse genannt, ist nach dem Aushärten meist weich und elastisch, lässt sich reparieren und wird gemeinhin als Softgel bezeichnet. Seine Haftung liegt zwischen der von Epoxid und Silikon, mit mäßiger Temperaturbeständigkeit, die im Allgemeinen 100 °C nicht überschreitet. Nach dem Vergießen treten tendenziell mehr Blasen auf, und der Vergussvorgang muss unter Vakuumbedingungen durchgeführt werden. Seine Haftung liegt ebenfalls zwischen Epoxid und Silikon.

• Vorteile: Es verfügt über eine gute Kältebeständigkeit und die beste Stoßdämpfungsleistung unter den drei Typen. Es zeichnet sich durch geringe Härte, mäßige Festigkeit, gute Elastizität, Wasserbeständigkeit, Schimmelresistenz, Stoßfestigkeit und Transparenz aus. Es verfügt außerdem über eine hervorragende elektrische Isolierung und Flammhemmung, ist gegenüber elektrischen Bauteilen nicht korrodierend und weist eine gute Haftung auf Metallen wie Stahl, Aluminium, Kupfer und Zinn sowie auf Materialien wie Gummi, Kunststoff und Holz auf.

• Nachteile: Es weist eine schlechte Hochtemperaturbeständigkeit auf. Die Oberfläche des ausgehärteten Gels ist nicht glatt und weist eine geringe Zähigkeit auf. Es weist eine schwache Alterungs- und UV-Beständigkeit auf und das Gel neigt zu Verfärbungen.

• Anwendungsbereich: Es eignet sich zum Vergießen elektrischer Komponenten im Innenbereich mit geringer Wärmeentwicklung. Es kann ordnungsgemäß installierte und eingestellte elektronische Komponenten und Schaltkreise vor den Auswirkungen von Vibrationen, Korrosion, Feuchtigkeit und Staub schützen und ist somit ein ideales Vergussmaterial für den Feuchtigkeits- und Korrosionsschutz elektronischer und elektrischer Teile.

IV. Bei der Auswahl von Vergussmaterialien zu berücksichtigende Aspekte

1. Leistungsanforderungen nach dem Vergießen: Betriebstemperatur, Temperaturwechselbedingungen, innere Belastung der Komponenten, ob für den Außen- oder Inneneinsatz, Belastungsbedingungen, Anforderungen an Flammschutz und Wärmeleitfähigkeit, Farbanforderungen usw.

2. Vergussverfahren: Manuell oder automatisch, Raumtemperatur oder beheizt, vollständige Aushärtezeit, Gelierzeit des Klebstoffs nach dem Mischen usw.

3. Kosten: Das spezifische Gewicht von Vergussmaterialien variiert stark. Wir müssen die tatsächlichen Kosten nach dem Vergießen berücksichtigen und nicht nur den Verkaufspreis des Materials betrachten.

Klebstoffe für den Verguss werden nach ihrer Funktion in wärmeleitende Vergussklebstoffe, klebende Vergussklebstoffe und wasserfeste Vergussklebstoffe eingeteilt. Je nach Material werden sie in Polyurethan-Vergusskleber, Silikon-Vergusskleber und Epoxidharz-Vergusskleber eingeteilt. Für den Verguss und die wasserdichte Isolierung können sowohl weiche als auch harte Kleber verwendet werden. Wenn eine hohe Temperaturbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit erforderlich sind, empfiehlt sich die Verwendung von Silikon-Weichkleber. Wenn Kältebeständigkeit erforderlich ist, wird Polyurethan-Weichklebstoff empfohlen. Wenn keine besonderen Anforderungen bestehen, empfiehlt sich Epoxid-Hartklebstoff, da dieser eine schnellere Aushärtezeit als Silikon aufweist.

Epoxidharz-Vergusskleber hat ein breites Anwendungsspektrum und vielfältige technische Anforderungen in vielen Varianten. Basierend auf den Aushärtungsbedingungen wird es in zwei Kategorien unterteilt: Aushärtung bei Raumtemperatur und Aushärtung unter Wärmeeinwirkung. Hinsichtlich der Formulierung gibt es zweikomponentige und einkomponentige Typen. Im Allgemeinen besteht der bei Raumtemperatur aushärtende Epoxid-Vergussklebstoff aus zwei Komponenten. Sein Vorteil liegt in der Tatsache, dass es nach dem Eintopfen ohne Erhitzen aushärten kann, mit geringem Geräteaufwand und bequemer Anwendung. Zu den Nachteilen gehören jedoch eine hohe Arbeitsviskosität der Klebstoffmischung, eine schlechte Imprägnierung, eine kurze Topfzeit sowie eine relativ geringe Wärmebeständigkeit und elektrische Eigenschaften des ausgehärteten Produkts. Es wird normalerweise zum Vergießen elektronischer Niederspannungsgeräte oder in Situationen verwendet, in denen eine Wärmehärtung nicht geeignet ist.

V. Vergussprozess

Derzeit wird die Vergusstechnik hauptsächlich in manuelle und maschinelle Verfahren unterteilt. Der manuelle Vakuumverguss ist relativ einfach zu bedienen und verursacht geringe Geräte- und Wartungskosten. Das mechanische Vakuumvergießen hingegen ist weiter fortgeschritten und gliedert sich in zwei Prozesse: das Vergießen nach dem Mischen und Entgasen der Komponenten A und B und das Entgasen vor dem Mischen und Vergießen. Obwohl die Anfangsinvestition für den maschinellen Verguss höher ist, übertrifft er den manuellen Verguss in Bezug auf Produktkonsistenz und Zuverlässigkeit deutlich und eignet sich daher besonders für Produktionsszenarien mit hohen Qualitätsanforderungen.

Prozessdetails

1. Manueller Vakuumverguss: Die traditionelle manuelle Methode, die auf manuellen Betrieb zur Erzielung einer präzisen Injektion setzt, eignet sich für kleine Projekte.

2. Mechanischer Vakuumverguss:

• Vergießen nach dem Mischen und Entgasen der Komponenten A und B: Ein fortschrittlicher Prozess, der eine gründliche Entgasung des Materials gewährleistet und so die Produktqualität verbessert.

• Entgasen vor dem Mischen und Vergießen: Jeder Schritt wird sorgfältig kontrolliert, um die perfekte Integration des Vergussmaterials sicherzustellen.

Als Kerntechnologie zum Schutz elektronischer Produkte widersteht das Vergießen nicht nur der Erosion durch Feuchtigkeit, Schimmel und Salznebel, sondern verbessert auch erheblich die Überlebensfähigkeit elektronischer Produkte in extremen Umgebungen. Der Fortschritt von Wissenschaft und Technologie treibt die Innovation von Vergussmaterialien kontinuierlich voran, und es entstehen ständig neue Hochleistungsmaterialien. Dies hat zu einem immer breiteren Anwendungsspektrum der Vergusstechnik geführt und sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Schutzes elektronischer Geräte gemacht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Verguss nicht nur ein zentrales Glied beim Design elektronischer Produkte ist, sondern auch ein wichtiger Garant für die Verbesserung der Haltbarkeit und Zuverlässigkeit von Produkten. In der zukünftigen Welt elektronischer Geräte wird das Vergießen eine immer wichtigere Rolle spielen und stabilere und zuverlässigere technologische Erlebnisse in unser Leben bringen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass RP-EP, eine rote Phosphoraufschlämmung der YINSU Flame Retardant Company, ein wirksames Flammschutzmittel für Epoxidharze ist und mehrere Vorteile bietet, wie z. B. einen hohen Phosphorgehalt, nicht-halogenierte Natur und gute Umwelt- und Gesundheitseigenschaften. Es kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, darunter in Klebstoffen, Batteriegehäusen, elektronischen Steckverbindern, Komponenten für Elektrofahrzeuge, Schaumstoffen, Dichtungen, Gehäusen für Elektrogeräte, flammhemmenden Isolierungen, Hochspannungsisolierungen, flammhemmenden Ummantelungen und Dichtungsmitteln. Darüber hinaus kann RP-EP bei der Herstellung von Epoxidharzen und Polyurethanen sowie beim Pultrusionsformen und anderen fortschrittlichen Technologien eingesetzt werden. Für eine bessere Handhabung, insbesondere Fließeigenschaften, kann das Produkt auf 50°C bis maximal 80°C erhitzt werden. Es entspricht Exolit RP6500.