Display- und Glasverklebung an Bediengeräten
Anwendungsfeld: Verarbeitung
Bild: Deckglas mit Siebdruckrand wird mit Silikonraupen auf den Gehäuserahmen geklebt, darunter das LCD-Modul
Anwendungsbeschreibung zur Display- und Glasverklebung
Glas auf Gehäuse – wozu kleben?
Bediengeräte, Anzeigen und Touchmodule tragen häufig ein Deckglas oder ein Displaymodul, das dauerhaft dicht, stoßfest und sicher im Gehäuse sitzen muss. Typische Anwendungen reichen vom Außeneinsatz an Landmaschinen und Werkzeugmaschinen bis zu Bedieneinheiten im Smart Home. Die Fügepartner sind dabei anspruchsvoll: Glas mit Siebdruckrand trifft auf Aluminiumdruckguss, ABS-PC oder pulverbeschichtete Oberflächen. Hinzu kommen Gehäusetoleranzen und Spalte bis 5 mm.
Bis etwa 7 Zoll ist ein doppelseitiges Acrylat-Schaumband oft eine wirtschaftliche Lösung. Mit wachsender Displaygröße steigen jedoch die thermischen Längenänderungen, während sich Gehäusetoleranzen mit einer festen Banddicke nur begrenzt ausgleichen lassen. In solchen Fällen übernimmt ein flüssiger Silikon-Kleb- und Dichtstoff die Aufgabe: thixotrop, spaltfüllend und elastisch. Je nach Stückzahl kommt das Material als 1K-Kartusche oder als 2K-System aus dem Pail für die automatisierte Serienfertigung zum Einsatz.
Toleranzausgleich und Schlagfestigkeit stehen im Zielkonflikt: Eine weiche Fuge gleicht Spaltmaße aus, muss aber IK07 und Bewitterung überstehen. Silikon-Kleb- und Dichtstoffe mit niedrigem E-Modul und hoher Dehnung lösen genau diesen Konflikt.
tewipack liefert für die Display- und Glasverklebung 1K- und 2K-Silikone von Dow, Primer für Siebdruck und Pulverlack, UV-härtendes Optical Bonding für Touch- und Displaystacks sowie doppelseitige Klebebänder von 3M. Für die Abdichtung von Displays per CIPG steht die Seite FIPG/CIPG-Dichtungen bereit, für allgemeine Anwendungen mit Glas die Seite Glas kleben.
Vorteile von Silikon-Kleb- und Dichtstoffen an Displays
Gegenüber Klebebändern, MS-Polymeren und starren Klebstoffen bieten Silikone bei Displays und Deckgläsern entscheidende Vorteile:
- gleichen schwankende Spaltmaße und Toleranzen von Spritzguss- und Druckgussgehäusen aus
- verbinden Kleben und Abdichten in einem Arbeitsgang
- nehmen dank niedrigem E-Modul thermische Längenänderungen großer Scheiben von –30 °C bis +80 °C auf
- bieten hohe Dehnung und Elastizität für Schlagprüfungen nach IK07 und dauerhafte Bewitterung
- haften primerlos auf Glas, Aluminium, Edelstahl, ABS und PC; bei Siebdruck und Pulverlack unterstützt ein Primer
- 1K-Typen mit sofortiger Rohfestigkeit wie DOWSIL™ 7092 halten die Scheibe ohne zusätzliche Fixierung
- 2K-Typen wie DOWSIL™ EA-3838 eignen sich für automatisierte Serien mit höheren Stückzahlen
- sind UV-beständig, vergilbungsfrei und beständig gegenüber vielen Reinigungsmitteln
- ermöglichen Optical Bonding mit klarem, UV-härtendem Silikon für blasenfreie Touch- und Displaystacks
Anforderungen an die Display- und Glasverklebung
Aus vielen Displayprojekten haben sich sechs Punkte ergeben, die vor der Materialwahl geklärt sein sollten:
Toleranzen und Spaltmaß
Spalte zwischen 1 und 5 mm mit Schwankungen über den Umfang verlangen ein thixotropes, spaltfüllendes System. Bei engen Toleranzen bleibt das Klebeband meist die schnellere Lösung.
Schutzart und Schlagfestigkeit
IP44 im Außeneinsatz, IP29 im Smart Home, PG7 an Maschinen und dazu IK07: Die Fuge muss abdichten und gleichzeitig Stöße aufnehmen. Weiche Silikone mit hoher Dehnung spielen hier ihre Stärken aus.
Beschichtete Fügeflächen
Siebdruck auf Glas und Pulverlack auf Gehäusen verlangen Haftungsversuche und häufig einen Primer. Eine Plasmaaktivierung von ABS-PC kann die Haftung verbessern und lässt sich gut in Fertigungslinien integrieren.
Displaygröße und Wärmedehnung
Ab etwa 12 Zoll oder 260 × 200 mm kann die thermische Längenänderung für ein Klebeband kritisch werden. Dann kommen ein flüssiger Kleb- und Dichtstoff oder alternativ ein dickeres Band mit 1 mm in Betracht.
Stückzahl, Topfzeit, Automatisierung
Hohe Stückzahlen sprechen für 2K-Systeme aus Pails. Mischdüsen müssen so ausgelegt werden, dass die Kartusche innerhalb der Topfzeit verarbeitet wird; die Zeit bis zur Handlingsfestigkeit kann chargenabhängig schwanken.
Zulassungen und Haltbarkeit
Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen sollte die UL-Listung per Yellow Card auch für den Klebstoff betrachtet werden, nicht nur für das Dichtsilikon. Die Haltbarkeit von 12 Monaten beginnt mit dem Produktionsdatum der Charge – gerade bei Pails wird das leicht übersehen.
Klebeband, 1K- oder 2K-Silikon?
Für kleine Displays bis 7 Zoll mit engen Toleranzen ist ein doppelseitiges Acrylat-Schaumband schnell und sauber zu verarbeiten. Für größere Scheiben, Spalte bis 5 mm und Anwendungen im Außeneinsatz eignet sich ein thixotropes 1K-Silikon wie DOWSIL™ 7092 oder 7093 aus der Kartusche; die sofortige Rohfestigkeit hält das Glas ohne zusätzliche Fixierung. Für automatisierte Serien mit 120 bis 180 kg Jahresbedarf und mehr ist ein 2K-System wie DOWSIL™ EA-3838 aus der 400-ml-Doppelkartusche oder dem 25-kg-Pail eine passende Lösung. Für Touch- und Displaystacks ohne Luftspalt kommt UV-härtendes Optical Bonding wie DOWSIL™ VE-6001 UV_T zum Einsatz.
Aus der Praxis: Display- und Glasverklebung in tewipack-Projekten
Aus über 1.000 dokumentierten Klebeanwendungen der Projekthistorie stammen diese Beispiele mit Dow-Produkten. Kunden- und Produktnamen Dritter werden nicht genannt.
Smart Home
Glasabdeckung auf ABS-PC-Rahmen, IP29
Ein Rahmen aus ABS-PC wird mit atmosphärischem Plasma aktiviert und mit einer siebdruckbeschichteten Glasabdeckung zu einer Bedieneinheit verklebt. Gefordert waren Spritzwasserschutz nach IP29, die automatisierte Dosierung eines pastösen 2K-Materials aus der 400-ml-Doppelkartusche sowie Mischdüsen passend zur Topfzeit. Auch Lieferzeiten waren Teil der Auslegung: Kartuschen rund 12 Wochen, Hobbocks 4 bis 5 Wochen.
Lösung: DOWSIL™ EA-3838 Fast Adhesive, abgesichert durch anwendungsnahe Versuche.
Herausforderung: automatisierte Dosierung pastöser 2K-MedienOffenUL-Status des Klebstoffs per Yellow Card
Warnsignaltechnik
5,7-Zoll-LCD im Kunststoffgehäuse, IP44 und IK07
Ein Touch-Bedienmodul sollte im Außeneinsatz dicht und robust ausgelegt werden. Der ursprüngliche Ansatz mit Klebeband scheiterte an den Gehäusetoleranzen. Gesucht war ein thixotropes, schnellvernetzendes 1K-RTV-Silikon, das Spaltmaße ausgleicht und zugleich die Schlagprüfung IK07 sowie dauerhafte Bewitterung bis +65 °C besteht.
In der Vorauswahl standen DOWSIL™ 7091 und 7092, bemustert wurde DOWSIL™ 7092 in Schwarz.
Schutzart: IP44
Lernpunkt: Toleranzausgleich und Robustheit müssen gemeinsam ausgelegt werden
Industriegeräte
12-Zoll-Mineralglas in Aluminiumdruckguss
Für 12-Zoll-Displays mit 260 × 200 mm Glasformat und 30.000 bis 40.000 Geräten pro Jahr stieß das bei 7 Zoll bewährte Acrylat-Schaumband an seine Grenzen. Die absolute Längenänderung zwischen –30 °C und +80 °C wurde zu groß. Gefordert waren Dichtheit nach PG7 und hohe chemische Beständigkeit.
Favorisiert wurde DOWSIL™ 7092; alternativ kam 3M™ VHB™ in 1 mm Dicke in Betracht.
Format: 260 × 200 mm, zwei Verklebungen je Gerät
Lernpunkt: Mit wachsender Displaygröße ändert sich oft das geeignete Wirkprinzip
Displayrahmen
Aluminiumrahmen und Glas mit umlaufendem Spalt
Ein Aluminiumrahmen wird mit Glas gefügt; der umlaufende Spalt von 5 mm ist für ein Klebeband zu breit und muss vom Material vollständig gefüllt und abgedichtet werden. Kleben und Vergießen wurden hier über zwei Produkte gelöst.
Empfohlen: DOWSIL™ 7093 zum Verkleben und DOWSIL™ 7094 zum Vergießen der Fuge.
Spalt: 5 mm umlaufend
Displayfertigung
Randverklebung von Displays mit 2K-System
Für die durchgängige Randverklebung von Displays in Serie wurde wegen der Stückzahlen ein 2K-Produkt benötigt, bei einem Jahresbedarf von 120 bis 180 kg und der Anforderung, auch aus 25-kg-Pails zu verarbeiten. In der Praxis zeigte sich eine chargenabhängig verlängerte Zeit bis zur Handlingsfestigkeit. Wichtig dabei: Die Haltbarkeit von 12 Monaten beginnt mit dem Produktionsdatum der Charge.
In der Auswahl: DOWSIL™ EA-3838.
Lernpunkt: Handlingsfestigkeit sollte über mehrere Chargen freigegeben werden
Werkzeugmaschinen
Abdichtung von Sicherheitsverglasung
Sicherheitsverglasungen an Werkzeugmaschinen werden mit einem 1K-Silikon aus der 310-ml-Kartusche abgedichtet. Nach dem Praxistest wurde die höhere Viskosität gegenüber dem bisher eingesetzten Material ausdrücklich als Vorteil bewertet.
Lösung: DOWSIL™ 7092 (ehemals Dow Corning® 776).
Produktempfehlungen zur Display- und Glasverklebung
Hier eine Auswahl an Silikonen für Displays und Deckgläser. Im Online-Shop stehen alle verfügbaren Produkte unter DOWSIL™ sowie in der Kategorie Silikone kaufen bereit.
Ihr Ansprechpartner
Bei technischen Fragen zu Ihrer Anwendung oder unseren Produkten wenden Sie sich gerne an:
Philipp Dengel
Technischer Berater / Labor
Produktinfos zur Display- und Glasverklebung herunterladen
Häufige Fragen
Bis etwa 7 Zoll und bei engen Gehäusetoleranzen ist ein doppelseitiges Acrylat-Schaumband schnell, sauber und sofort handfest. Ab etwa 12 Zoll, bei Spalten über 1 bis 2 mm oder schwankenden Toleranzen übernimmt ein flüssiger Silikon-Kleb- und Dichtstoff, der den Spalt füllt und zugleich abdichtet.
Auf vielen Siebdruckfarben ja, aber nicht auf allen. Die Haftung sollte immer am Originalteil geprüft werden. Bei kritischen Farben oder pulverbeschichteten Gehäusen empfiehlt sich DOWSIL™ 1200 OS Primer. Haftungsversuche können im Klebelabor begleitet werden.
Eine umlaufend geschlossene, blasenfreie Fuge dichtet bis IP67 beziehungsweise PG7. In den bisherigen Projekten waren unter anderem IP44, IP29 und PG7 gefordert. Entscheidend sind Fugengeometrie, sichere Benetzung beider Flanken und eine Aushärtung ohne Unterbrechung.
Standfeste 1K-Silikone wie DOWSIL™ 7092 haben sofortige Rohfestigkeit und halten die Scheibe in Position. Bei 2K-Systemen wie EA-3838 wird die Handlingsfestigkeit nach Minuten bis etwa einer Stunde erreicht; chargenabhängige Schwankungen sollten in der Freigabe berücksichtigt werden.
Wenn Stückzahlen und Taktzeit die Aushärtung eines 1K-Silikons überholen oder größere Mengen aus Pails dosiert werden sollen. In den Projekten lag dieser Bereich häufig bei etwa 120 bis 180 kg Jahresbedarf. Mischdüsen, Topfzeit und Anlagentechnik sollten dabei zusammen betrachtet werden.
Beim Optical Bonding wird der Spalt zwischen Deckglas, Touchsensor und Display vollflächig mit einem klaren Klebstoff gefüllt. Das verbessert Kontrast und Ablesbarkeit bei Sonnenlicht, verhindert Kondensat im Spalt und erhöht die Schlagfestigkeit. UV-härtende Silikone wie DOWSIL™ VE-6001 UV_T sind dafür ausgelegt.