Vergießen und Abdichten von LED-Leuchten
Anwendungsfeld: Schutz
Bild einer LED-Leuchte: Aluminiumprofil mit LED-Platine, klarem Silikonverguss und Glasabdeckung mit FIPG-Dichtung
Anwendungsbeschreibung zum LED- und Leuchtenverguss
Verguss in der Leuchte – Wozu?
LED-Leuchten kommen im Außenbereich, in Fahrzeugen, an Maschinen und in Ex-Anwendungen zum Einsatz. Die LED-Platine muss dabei dauerhaft gegen Feuchte, Staub, Vibration und UV-Belastung geschützt werden – ohne dass sich Lichtstrom oder Lichtfarbe über die Lebensdauer verändern. Beim LED-Verguss ist die Vergussmasse deshalb weit mehr als Schutzmedium: Sie wird zum optischen Bauteil.
Silikone erfüllen diese Anforderungen besonders gut. Sie sind optisch klar, vergilben nicht, bleiben von –45 °C bis +200 °C elastisch und nehmen die unterschiedlichen Ausdehnungen von Glas, PMMA, Aluminium und Leiterplatte spannungsarm auf. Primerlos haftende 2K-Typen härten bei Raumtemperatur auch in Vergusstiefen über 10 mm zuverlässig durch. Für die Abdichtung von Glasabdeckungen und Endkappen kommen 1K-RTV-Silikone und Silikonschaum hinzu.
Beim LED-Verguss wirkt jede Trübung und jede Farbverschiebung direkt auf das Endprodukt. Lichtechtheit, Transparenz und Vergusstiefe müssen gleichzeitig erfüllt sein – deshalb sind 1K-RTV-Silikone bei Tiefen über 11 mm keine geeignete Wahl, während 2K-Systeme in der Regel die passende Lösung sind.
tewipack liefert für Leuchten unter anderem die Vergussmassen DOWSIL™ EI-2888 und SYLGARD™ 184/527/186 von Dow, 1K-Silikone für FIPG-Dichtungen an Glas und Gehäuse, Primer für Siebdruck und Pulverlack sowie Silikonschaum für Nutdichtungen. Als Alternative zum Verguss beraten wir auch zu Conformal Coatings für LED-Platinen. Mehr zur Branche unter Beleuchtung.
Vorteile von Silikonen im Leuchtenbau
Gegenüber Epoxid- und Polyurethan-Vergussmassen sowie eingelegten Dichtungen bieten Silikone in LED-Leuchten folgende Vorteile:
- optisch klar und lichtecht – kein Vergilben unter UV und Wärme, hohe Lichtausbeute über die Lebensdauer
- niedriger E-Modul: gleicht die stark unterschiedliche Ausdehnung von PMMA und Glas spannungsarm aus
- Raumtemperaturhärtung auch bei größeren Vergusstiefen mit 2K-Systemen, auf Wunsch wärmebeschleunigt
- primerlose Haftung auf FR4, Aluminium, Glas und vielen Kunststoffen, z. B. mit DOWSIL™ EI-2888
- UL 94 und UL 746C f1 für den Außeneinsatz, dazu RTI-Daten und Bewitterungsprüfung
- wählbare Härte: weiches Gel für Vibration und Reparatur, Elastomer für höheren mechanischen Schutz
- opake und schwarze Einstellungen für Sichtschutz, wenn keine Transparenz gefordert ist
- FIPG-Dichtungen mit 1K-Silikon dichten Glas gegen Gehäuse ab und gleichen Toleranzen aus
- Silikonschaum füllt schmale Nuten in Endkappen und Profilen zuverlässig aus
Anforderungen an Vergussmassen und Dichtstoffe für Leuchten
Aus unseren Leuchtenprojekten – von der Straßenleuchte über den Sonderfahrzeug-Strahler bis zum hinterleuchteten Bedienrad – sind sechs Anforderungen typisch:
Lichtechtheit und Transparenz
Die Masse darf über die Lebensdauer weder vergilben noch eintrüben. Hochtransparente Silikone wie SYLGARD™ 184 oder DOWSIL™ EI-2888 werden im Sonnensimulationstest, zum Beispiel bei +95 °C, geprüft.
Vergusstiefe
Ab etwa 11 mm Tiefe härten 1K-RTV-Silikone nicht mehr zuverlässig durch. Dann sind 2K-Systeme notwendig, die durchgehend vernetzen – auch in engen Spalten hinter Lichtleitern.
Ausdehnungsunterschiede
PMMA-Ringe, ESG-Glas, Aluminiumprofile und Leiterplatten dehnen sich sehr unterschiedlich aus. Ein niedriger E-Modul und ein passender CTE der Vergussmasse helfen, Spannungsrisse zwischen –40 °C und +85 °C zu vermeiden.
Zulassungen
UL-Listung über die Yellow Card, RTI-Daten, Bewitterungsprüfung und für den US-Markt Angaben zu California Proposition 65 – wir prüfen den Zertifizierungsstand des Materials vor der Bemusterung.
Haftung auf beschichteten Flächen
Siebdruck auf Glas und Pulverlack auf Metall erfordern häufig einen Primer wie DOWSIL™ 1200 OS. Bei FIPG-Dichtungen an Glasabdeckungen wird dieser Schritt früh in den Prozess eingeplant.
Gebinde und Haltbarkeit
2K-Vergussmassen kommen in 5-Liter-Kannen oder 19-kg-Gebinden; Doppelkartuschen sind meist nur für Muster verfügbar. Eine ausreichende Restlaufzeit bei Anlieferung und passende Mischeradapter sichern eine saubere Erprobung ab.
Verguss, Dichtung oder Schutzlack?
Ein Vollverguss mit klarem 2K-Silikon schützt die LED-Platine besonders umfassend und wirkt zugleich als Lichtaustrittsmedium. Eine FIPG-Dichtung aus 1K-Silikon dichtet die Glasabdeckung gegen das Gehäuse ab und gleicht Toleranzen aus, wo Klebebänder an Grenzen stoßen. Ein Conformal Coating ist die leichtere Alternative, wenn kein Verguss gewünscht ist oder die Optik unverändert bleiben soll. In vielen Leuchten werden alle drei Lösungen kombiniert – abgestimmt auf Schutzart, Optik und Fertigungslinie.
Aus der Praxis: LED-Leuchten in tewipack-Projekten
Aus über 1.000 dokumentierten Klebeanwendungen unserer Projekthistorie stammen diese Beispiele aus dem Leuchtenbau mit Dow-Produkten.
Fahrzeugcockpit
Hinterleuchtetes Bedienrad mit 11 mm Vergusstiefe
Ein Bedienrad zur Temperatureinstellung besteht aus einem Spritzgussgehäuse und einem transluzenten Ring aus PMMA oder ESG-Glas, blau und rot LED-hinterleuchtet. Gefordert waren hohe Transparenz, niedrige Viskosität, ein Einsatzbereich von –40 °C bis +85 °C, Sonnensimulation bei +95 °C und eine UL-Listung für den weltweiten Vertrieb. PMMA dehnt sich rund sechsmal stärker aus als Glas.
Vorausgewählt wurden SYLGARD™ 527 Dielectric Gel und DOWSIL™ EI-2888 mit einem CTE von 400 ppm/K. 1K-RTV-Silikone wurden wegen der Vergusstiefe ausgeschlossen.
Vergusstiefe: ca. 11 mm
Transparenz, Tiefe und Dehnungsausgleich müssen gemeinsam betrachtet werden
Sonderfahrzeuge
Verguss von LED-Strahlern
Die Vergussmasse durfte über die Lebensdauer nicht vergilben und musste bei Raumtemperatur vernetzen, da keine Ofenhärtung vorgesehen war.
Die Lösung: DOWSIL™ EI-2888 Primerless Silicone Encapsulant, erfolgreich bemustert.
Lichtechtheit ist oft die kritische Eigenschaft – nicht die Festigkeit
Außenleuchten
Primerlos haftender Verguss mit UL-Nachweis
Für Leuchten wurde ein 2K-Silikon gesucht, das ohne Primer haftet und eine UL-Zulassung mit Yellow Card, RTI-Daten und Bewitterungsprüfung mitbringt. Die 400-ml-Doppelkartusche ist nur als Musterform verfügbar; Serienware kommt im 5-Liter-Kanister oder 19-kg-Gebinde. Bei der Bemusterung fehlten zunächst die Überwurfmuttern für den Mischer.
Bemustert wurde DOWSIL™ EI-2888 mit vorliegender UL-Zertifizierung.
Mischeradapter und Restlaufzeit vor der Bemusterung klären
LED-Beleuchtung
Glasscheibe in pulverbeschichtetem Lampengehäuse
Eine umlaufend siebdruckbeschichtete Glasscheibe wird als FIPG-Dichtung in ein pulverbeschichtetes Gehäuse eingeklebt und abgedichtet, rund 4 ml je Einheit. Beide Fügeflächen sind beschichtet und verlangen einen Primer. Für den US-Markt mussten eine UL-Listung per Yellow Card und Angaben zu California Proposition 65 vorliegen.
Bemustert wurde DOWSIL™ 7091 schwarz mit Primer DOWSIL™ 1200 OS Clear.
Verbrauch: ca. 4 ml je Leuchte
Zulassungsstand der flüssigen Darreichungsform vorab mit dem Hersteller abstimmen
Profilleuchte
Silikonschaum in der Endkappen-Nut
Ein Aluminium-Strangpressprofil wird durch zwei pulverbeschichtete Druckguss-Endkappen verschlossen. In eine Nut von 1,5 × 2,0 mm soll ein Formed-in-Place-Silikonschaum eingebracht werden, der die Toleranzen zwischen Kappe und Profil ausgleicht. Angeboten wurden eine Lohnabfüllung in Doppelkammerkartuschen und die Applikation als Dienstleistung.
Vorgesehen: DOWSIL™ 3-8259 RF Silikonschaum.
Nut: 1,5 × 2,0 mm
LED-Profilschienen
Opaker Verguss einer flexiblen LED-Platine
Eine flexible, LED-bestückte Platine in Aluminium-Profilschienen sollte ausdrücklich opak vergossen werden – entgegen dem sonst üblichen Wunsch nach Transparenz. Mehrere Testvergüsse beim Anwender zogen sich über mehr als ein Jahr.
Getestet wurden SYLGARD™ 186 und DOWSIL™ EI-2888.
Opake Einstellungen schränken die Materialauswahl ein – früh festlegen
* DOWSIL™ EI-2888 Komponente B, SYLGARD™ 186 (hochtransparent, zähflüssig), DOWSIL™ 3-8259 RF Silikonschaum, DOWSIL™ HM-2600 Silikon-Hotmelt und DOWSIL™ 1200 OS Primer liefern wir auf Anfrage – bitte sprechen Sie uns an.
Ihr Ansprechpartner
Bei technischen Fragen zu Ihrer Anwendung oder unseren Produkten wenden Sie sich gerne an:
Philipp Dengel
Technischer Berater / Labor
Produktinfos zum LED- und Leuchtenverguss herunterladen
Häufige Fragen
Reine Silikone auf Basis von Polydimethylsiloxanen sind UV- und wärmestabil und vergilben im Unterschied zu Epoxid- und vielen PU-Massen praktisch nicht. Entscheidend bleibt eine geprüfte Lichtechtheit, zum Beispiel im Sonnensimulationstest. Bei hohen Leistungsdichten empfiehlt sich zusätzlich ein Alterungstest mit der realen LED über mehrere hundert Stunden.
Feuchtigkeitshärtende 1K-RTV-Silikone härten von außen nach innen und vernetzen ab etwa 10 bis 11 mm Tiefe nicht mehr zuverlässig durch. Für tiefere Vergüsse oder verdeckte Bereiche hinter Lichtleitern sind 2K-Systeme wie DOWSIL™ EI-2888 oder SYLGARD™ 184 die richtige Wahl.
Entscheidend sind ein niedriger E-Modul und eine weiche Einstellung der Vergussmasse. Silikongele wie SYLGARD™ 527 nehmen Dehnungsdifferenzen nahezu spannungsfrei auf; Elastomere wie EI-2888 bieten mehr mechanischen Schutz bei weiterhin hoher Flexibilität. Die Auswahl richtet sich nach Bauraum, Schutzart und Handling.
Auf blankem Glas und Aluminium haften DOWSIL™ 7091 und 7092 primerlos. Siebdruckbeschichtete Glasränder und pulverbeschichtete Gehäuse erfordern in der Regel DOWSIL™ 1200 OS Primer – die Haftung prüfen wir im Klebelabor an Originalteilen.
Über die UL Yellow Card des Materials. Dort sind Listung, RTI-Werte und Flammklassifizierung hinterlegt. Wichtig ist, dass die Listung für die eingesetzte Darreichungsform gilt und aktuell ist. Für den US-Markt können zusätzlich Angaben zu California Proposition 65 gefordert sein. Die Unterlagen stimmen wir gemeinsam mit dem Hersteller ab.
Ja. Ein Conformal Coating wie DOWSIL™ 3140 schützt die LED-Platine mit einer dünnen, konturfolgenden Schicht gegen Feuchte und Verschmutzung, ohne den Lichtaustritt zu beeinflussen. Mehr dazu auf unserer Seite Conformal Coating.