Vergussmassen für den Elektronikverguss
Anwendungsfeld: Schutz
Anwendungsbeschreibung zum Elektronikverguss
Verguss – Wozu?
Ob Sensor im Motorraum, Bedienmodul im Ex-Bereich oder LED-Strahler im Außeneinsatz: Elektronische Baugruppen arbeiten häufig unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen. Feuchte, Staub, Chemikalien, Vibrationen, Temperaturwechsel und mechanische Belastungen können Funktion und Lebensdauer deutlich beeinträchtigen. Beim Elektronikverguss wird die komplette Baugruppe mit einer Vergussmasse umschlossen. So werden Bauteile, Lötstellen und Anschlüsse geschützt und zugleich elektrisch isoliert.
Silikon-Vergussmassen decken ein breites Eigenschaftsspektrum ab – vom sehr weichen Gel bis zum festen Elastomer. Sie härten bei Raumtemperatur oder wärmebeschleunigt aus, schrumpfen nur gering und bleiben auch bei starken Temperaturwechseln flexibel. Dadurch entstehen nur geringe mechanische Spannungen auf empfindlichen Bauteilen. Je nach Anforderung sind sowohl primerlos haftende als auch gezielt weich eingestellte Systeme verfügbar, die vor allem abdichten und die Baugruppe im Servicefall zugänglich halten.
Beim Verguss ist nicht maximale Festigkeit entscheidend, sondern die passende Weichheit: Je niedriger der E-Modul, desto weniger Spannung überträgt die Vergussmasse bei Temperaturwechseln auf Lötstellen, Glasbauteile und Bond-Drähte.
tewipack unterstützt Sie bei der Auswahl geeigneter Vergusslösungen für elektronische Baugruppen. Zum Einsatz kommen Silikon-Vergussmassen und Gele von SYLGARD™ und DOWSIL™ sowie ergänzend Epoxid- und Polyurethan-Systeme anderer Hersteller. Auf Wunsch stimmen wir auch die passende Dosier- und Verarbeitungstechnik mit Ihnen ab.
Vorteile von Silikon-Vergussmassen
Im Vergleich zu Epoxidharz- und Polyurethan-Systemen bieten Silikon-Vergussmassen für viele Elektronikanwendungen entscheidende Vorteile:
- breiter Einsatztemperaturbereich von –45 °C bis +200 °C, kurzzeitig auch darüber
- niedriger E-Modul für geringe Spannung auf Bauteilen und Lötstellen bei Temperaturwechseln
- sehr geringe Schrumpfung bei der Aushärtung und keine nennenswerte Exothermie
- sehr gute dielektrische Eigenschaften und hohe Durchschlagsfestigkeit
- einstellbare Härte vom reparierbaren Gel bis zum mechanisch schützenden Elastomer
- optisch klare und lichtechte Typen für LED- und optische Anwendungen sowie opake oder schwarze Varianten für Sichtschutz
- Aushärtung bei Raumtemperatur möglich, bei Bedarf wärmebeschleunigt
- primerlos haftende Varianten sowie Produkte mit UL 94 V-0 und EN 45545-2
- wärmeleitfähige Vergussmassen für Anwendungen, in denen Schutz und Thermal Management kombiniert werden sollen
Anforderungen an Vergussmassen
In Vergussprojekten entscheiden meist technische Anforderungen und Prozesssicherheit – lange bevor es um Preis und Gebindegröße geht:
| Kachel | Text |
|---|---|
| Blasenfreiheit | Für Ex-Schutz-Anwendungen und Hochspannungsbereiche muss der Verguss nachweislich blasenfrei sein. Daraus ergeben sich klare Anforderungen an den Prozess, etwa Verguss unter Vakuum, Schräglage des Gehäuses, Vorwärmung der Baugruppe oder wärmeunterstützte Aushärtung. |
| Haftung oder nur Dichtheit? | Auf unpolaren Gehäusewerkstoffen wie PPE oder PP ist eine belastbare Haftung oft nur schwer erreichbar – und nicht in jedem Fall notwendig. Wenn die Dichtfunktion im Vordergrund steht, kann ein weiches Gel diese Aufgabe über Formschluss und Elastizität übernehmen. |
| Schrumpf und empfindliche Bauteile | Glaskörperchips, Ferrite und Keramikkondensatoren reagieren empfindlich auf Schrumpfspannungen. Da diese Werte in Datenblättern häufig nicht vollständig beschrieben sind, ist die Bewertung an der realen Baugruppe entscheidend. |
| Optik und Lichtechtheit | Bei LED-Anwendungen wird die Vergussmasse selbst zum optischen Bauteil. Vergilbung oder Trübung können die Lichtausbeute beeinträchtigen. Deshalb sind klare, lichtechte Silikone erforderlich – oder gezielt opake Systeme, wenn Sichtschutz gewünscht ist. |
| Taktzeit und Aushärtung | Taktzeit und AushärtungIn der Serienfertigung muss der Verguss zum definierten Zeitpunkt handhabbar sein. Wärmebeschleunigung oder schnell reagierende Systeme helfen dabei, Topfzeit und Taktzeit aufeinander abzustimmen. |
| Gebinde, Dosiertechnik, Sicherheit | Von Kleingebinden für Muster und Vorserie bis zu Großgebinden für die Serienfertigung: Materialgebinde, Dosiertechnik, Lagerbedingungen und Sicherheitsanforderungen müssen zum Prozess passen. |
Der Vergussprozess im Überblick
Ein prozesssicherer Elektronikverguss entsteht aus aufeinander abgestimmten Schritten. tewipack begleitet Sie von der Materialauswahl über Mustervergüsse bis zur Abstimmung mit dem Dosieranlagenbauer.
| Schritt | Inhalt |
|---|---|
| 1 Auswahl | Härte, Haftung, Temperatur, Optik und Prozessanforderungen festlegen |
| 2 Reinigen | Bauteile sauber und trocken vorbereiten, bei Bedarf mit Plasma oder Primer vorbehandeln |
| 3 Dosieren & Mischen | 2K-Material exakt im vorgegebenen Verhältnis verarbeiten |
| 4 Vergießen | je nach Anwendung unter Vakuum oder in Schräglage blasenarm einbringen |
| 5 Aushärten | bei Raumtemperatur oder wärmebeschleunigt vernetzen |
| 6 Prüfen | Blasenfreiheit, Dichtheit, Haftung und Verarbeitungsqualität kontrollieren |
Aus der Praxis: Elektronikverguss in tewipack-Projekten
Diese Beispiele zeigen typische Anforderungen aus Projekten rund um den Verguss elektronischer Baugruppen mit SYLGARD™- und DOWSIL™-Produkten. Kunden- und Produktnamen Dritter nennen wir nicht.
Sensorik · Ex-Schutz · Serie
Vollverguss eines Touch-Bedienmoduls: Ein Anzeige- und Bedienmodul mit Touch-Funktion musste für die Ex-Schutz-Prüfung luftdicht verschlossen und vollständig vergossen werden. Das PPE-Gehäuse war unpolar, Haftung daher nicht gefordert – entscheidend war allein die Dichtheit. Die Masse wurde durch eine Bohrung im Gehäuseboden eingefüllt, die Verteilung über Schräglage unterstützt.
Lösung: DOWSIL™ 3-4207 Dielectric Tough Gel.
| Menge | 10 bis 15 ml je Gerät |
| Prozess | Vakuumverguss, Ofenhärtung bei ca. +80 °C, optional 10 min bei +60 °C bis Linienende |
| Besonderheit | Ex-Schutz Anforderungen auch für die Fertigungslinie berücksichtigen |
Industrieelektronik · Serienübernahme
Vergießen von SMD-Baugruppen: Bei der Übernahme eines Projekts von einem anderen Zulieferer wurde auch die Vergussmasse umgestellt. Der Vergussprozess musste in einem separaten Fertigungsbereich neu aufgebaut und mit der Anlagentechnik abgestimmt werden.
Lösung: SYLGARD™ 170, zunächst im 10-kg-Kit, danach in regelmäßigen Serienabrufen.
| Vorteil | UL 94 V-0, lange Topfzeit, gute Fließfähigkeit in in enge Bereiche |
Beleuchtung · Sonderfahrzeuge
Verguss von LED-Strahlern: Die Vergussmasse durfte über die Lebensdauer nicht vergilben und sollte bei Raumtemperatur aushärten, da keine Ofenhärtung vorgesehen war.
Lösung: DOWSIL™ EI-2888 Primerless Silicone Encapsulant.
| Lernpunkt | Bei LED-Anwendungen ist Lichtechtheit häufig die entscheidende Eigenschaft – nicht maximale Festigkeit |
Sensorik · Entwicklung
Temperatursensor mit Glaskörperchip: Der Sensor war für einen Einsatzbereich von –40 °C bis +180 °C ausgelegt und wurde anschließend mit Schrumpfschlauch weiterverarbeitet. Der empfindliche Glaskörperchip durfte beim Aushärten nicht durch Schrumpfspannung belastet werden. Bemustert wurden ein Silikon-Vergusssystem und zwei Epoxidsysteme.
Befund: Die Bewertung erfolgte über Eigenversuche an der Baugruppe.
| Kandidat | SYLGARD™ 170 |
| Bedarf | rund 500 kg pro Jahr |
Schienenfahrzeuge · Standortverlagerung
Freigegebene Serienanwendung an zweitem Standort: Ein freigegebener Verguss elektronischer Komponenten mit dielektrischem Weichgel wurde unverändert auf einen zweiten Lieferstandort übertragen. Die technische Fragestellung betraf hier nicht das Material selbst, sondern die passende Gebindegröße für die neue Fertigung.
Lösung: DOWSIL™ 3-4207 Dielectric Tough Gel, zusätzlich im 7,2-kg-Kit.
Leiterplatten · Bestandsartikel
Ein Material für über 120 Produkte: Ein Anwender vergießt Leiterplatten seit Jahren mit einem klaren 1K-RTV-Silikon aus der 310-ml-Kartusche – über mehr als 120 verschiedene Produkte hinweg.
Lösung: DOWSIL™ 3140 RTV Clear.
Produktempfehlungen zu Silikon-Vergussmassen
Hier finden Sie eine Auswahl bewährter Vergussmassen und Gele. Weitere Produkte stehen im Online-Shop unter SYLGARD™, DOWSIL™ sowie in der Kategorie Vergussmaterialien kaufen zur Verfügung.
DOWSIL™ 3-4207 Dielectric Tough Gel in 7,2-kg- und 36,2-kg-Kits, SYLGARD™ 567 sowie Großgebinde bis zum 400-kg-Kit liefern wir auf Anfrage – bitte sprechen Sie uns an.