Vergusstechnik. Allgemeines

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1 Allgemeines Warum vergießen?? Elektrische Bauteile und Platinen sind häufig Feuchtigkeit, extremen Temperaturen, mechanischen Belastungen und chemischen Einflüssen ausgesetzt. Außerdem müssen immer empfindlichere Bauteile immer größeren Anforderungen standhalten. Die Vergießtechnik bietet einen hochwirksamen Schutz für empfindliche Elektrik und Elektronik. Hauptsächliche Entscheidungskriterien für das Vergießen Schutz vor Feuchtigkeit Schutz vor extremer Kälte oder hoher Luftfeuchtigkeit Schutz vor ungewolltem Zugriff Schutz vor Erkennung (Know-how Schutz) Schutz vor chemischen Substanzen Schutz bei starker mechanischer Beanspruchung Schutz vor Temperaturschwankungen Schutz vor Erschütterung & Vibration Schutz vor Korrosion Integration von Elektronik und Kabel Abdichtung von Gehäusen Abdichten von Steckverbindern Was ist vergießen?? Sehr einfach beschrieben ist das Aufbringen oder Umhüllen einer flüssigen, 1- oder 2-Komponenten-Vergussmasse auf eine eingegrenzte Leiterplatte oder einem Gehäuse, bis alle Komponenten eingegossen sind. Wenn die Vergussmasse getrocknet und ausgehärtet ist, sind alle Bauteile verkapselt. Dies schützt die elektrische Schaltung vor Feuchtigkeit, Staub, Verunreinigung, Vibration und Erschütterung. Es verbessert die elektrische Isolation, die Flammhemmung, den Zusammenhalt der Schaltung auch während des Transports oder bei der Installation im Feld. Vergossene PCB Bestückungen steigern auch signifikant die Berührsicherheit. Welche en und Vergussmassen gibt es? Die und damit ein wirkungsvoller Schutz, werden heutzutage immer wichtiger, da auch die Gewährleistungspflichten der Hersteller steigen. Auch der Trend zur Kompaktbauweise, besonders in der Automobilindustrie, trägt einen Grossteil dazu bei. Hier rücken z.b. Elektrik und Elektronik immer näher an den Motorraum, was höhere Anforderungen an die Abschirmung stellt. Deshalb wird die stetig weiterentwickelt und wir können hier nur einen kleinen Überblick bieten. Seite 1 von 5

2 Verguss im Hotmelt-Niederdruckverfahren Thermelt Die Thermelt- z.b. ist ein Verfahren zur Verarbeitung thermoplastischer Hotmelts, auf Polyamidbasis als Granulat. Das Granulat wird aufgeschmolzen und im Niederdruckverfahren in eine Werkzeugform gespritzt. Dabei werden zur Schonung der Bauteile niedrige Drücke von ca bar eingesetzt. Die Verarbeitungstemperatur liegt kurzzeitig bei ca. 200 Grad. Im Bereich Elektronik-Baugruppen und Sonderteilschutz und bei Kabelkonfektionierungen gibt es sehr gute Anwendungsmöglichkeiten, z.b. in der Automobil-Industrie für Kabelführungen, Zugentlastungen, Steckerverguss oder Abdichtung, Kleben v. Bauelementen auf LP. z.b. für Elektronik-Baugruppen als Schalter/Sensoren, Gehäuseersatz, Schutz vor Feuchtigkeit, Vibration und Stoss. Anwendungsbeispiele: Niedrige Drücke von ca bar 1-Komponenten "Thermelt-Granulate" vielseitig einsetzbar im Temperaturbereich -40 C bis 150 C chemisch neutral, frei von Lösemitteln Brennbarkeitsklasse UL94 V0 Gute Hafteigenschaften auf allen Arten von Kunststoffen Freigegeben für die Automobil-Industrie Kann im Hausmüll entsorgt werden RoHS-konform Vergleichsweise niedrige Werkzeugkosten durch niedrige Drücke Extrem kurze Taktzeiten Sofortige Weiterverarbeitung möglich Kann als "Gehäuseersatz" eingesetzt werden Auch als Teilverguß anwendbar Nachteil: Baugruppen die dauerhaft direkten Witterungseinflüssen ausgesetzt sind lassen sich eher nicht schützen, da Polyamide Wasser aufnehmen und nur Feuchtigkeit wie z.b. bei Spritzwasser oder Luftfeuchtigkeit wieder abgeben können. Achtung: Die Verarbeitungstemperatur liegt kurzzeitig bei ca. 200 C Seite 2 von 5

3 Verguss im Poting-Verfahren (Gießharze) Hier werden 1- oder 2-komponentige meist Polyurethan und Epoxidharz-Massen gemischt und in ein Gehäuse gegossen (poting), z.b. Baugruppen/Transformatoren und Kondensatorengehäuse. Diese Massen zeichnen sich durch die unterschiedlichsten Eigenschaften von weich-elastisch bis hochfest, gefüllt und ungefüllt, klar und eingefärbt aus. Es gibt Kalt- (Luft) und Heissaushärtende (Ofen-) Vergussmassen mit guten Hafteigenschaften auf den unterschiedlichsten Oberflächen und hoher Temperaturfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Einige der Standard-Produkte weisen ein ausgezeichnetes Brandverhalten auf. Polyurethan-Vergussmassen (PU) bzw. 2-Komponenten-Vergussmassen gute chemische Beständigkeit Gute Haftung auf fast allen Untergründen Geringe Volumenschwindung (Schrumpfung) Relativ preisgünstige Rohstoffe Gefahr von Blasenbildung bei Einwirkung von Feuchtigkeit während der Verarbeitung Allgemein geringe Formbeständigkeit (geringere Shore-Härten) Aushärtezeit stark abhängig von Masse und Umgebungstemperatur Epoxidharz-Vergussmassen (EP) bzw. 2-Komponenten-Vergussmassen kalt- und warmhärtend lösemittelfrei, daher kein Angriff auf lösemittelempfindliche Kunststoffe keine Geruchsbelästigung durch Lösemittel Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit während der Verarbeitung Sehr gute chemische Beständigkeit Allgemein hohe Formbeständigkeit (höhere Shore-Härten) Ausgezeichnete Haftung auf Metallen und Kunststoffen. Soll der Verguss nach der Aushärtung wieder aus der Form entfernt werden, müssen die Oberflächen der zu vergießenden Werkstücke mit einem Formtrennmittel vorbehandelt werden. Aushärtezeit weniger abhängig von Masse und Umgebungstemperatur Relativ teure Rohstoffe Starke Erwärmung während der Aushärtung, für die meisten Anwendungen in der Elektronik zu hoch. Hohe Volumenschwindung (Schrumpfung) Seite 3 von 5

4 Vakuumverguß Vorteil: Für viele Anwendungen ist es unerlässlich, den Verguss im Vakuum durchzuführen. Das gilt vor allem für Werkstücke mit starken Hinterschneidungen oder sehr engen Platzverhältnissen. Hier kann Blasenfreiheit nur durch den Verguss im Vakuum erreicht werden. Nachteil: Vergeichsweise teuer weil eine Unterdruckkammer benötigt wird. Silikonkautschuk-Vergussmassen auf Basis Organo-Polysiloxan Kalt- und warmhärtende 1- bzw. 2-Komponenten-Vergussmassen Schnittfähig, so dass im Reparaturfall ein Auswechseln der Bauteile möglich ist. Nach erfolgtem Austausch kann wieder vergossen werden Lösemittelfrei, daher kein Angriff auf lösemittelempfindliche Kunststoffe, keine Geruchsbelästigung durch Lösemittel Hohe Elastizität, äußerst geringe Wärmeentwicklung und sehr geringer Schrumpfdruck während der Aushärtung, daher besonders zum Vergießen empfindlicher Bauteile (Glasdioden, Sensoren etc.) geeignet Bei kondensationsvernetzenden Einstellungen kann es zu einem Wiedererweichen / Reversion kommen Relativ teuer Silikonkautschuk-Vergussmassen weisen generell keine gute Haftfestigkeit auf, so dass der Untergrund, auf dem die Haftung erfolgen soll mit einer Haftgrundierung vorbehandelt werden muss. Was ist beim Vergießen zu beachten? Mögliche Fehlerquellen beim Vergießen Die Vergießtemperatur ist zu hoch, die Lötstellen verzundern, das Kunststoffgehäuse schmilzt auf Die Bauteile werden bei zu hohem Vergießdruck von ihrer Position gerissen Blasenbildung (z.b. durch Feuchtigkeit) Falsches Mischungsverhältnis Lufteinschlüsse können Kurzschlüsse erzeugen schwankende Umgebungstemperatur (Klima, geöffnete Fenster...) unkorrekte Aushärtzeiten und Temperaturen falsche Dosierung durch Maschinentechnik Keine Vollständige Benetzung der zu vergießenden Bauteile, durch zu hohe Viskosität (Zähflüssigkeit) der Vergussmasse Starke Ausdehnung des Vergusses unter thermischer Belastung, durch Lufteinschlüsse im Inneren Seite 4 von 5

5 Vor dem Vergießen ist sicherzustellen, dass die Oberfläche der zu vergießenden Werkstücke sauber, fettfrei und trocken ist. Je nach ist die Verwendung von Haftvermittlern oder Formtrennmitteln nötig (siehe unter den jeweiligen en). Vergießbare Klemmen von WECO Der nachfolgende Überblick zeigt vergießbare Anschlussklemmen von WECO. Weiterführende Informationen finden Sie auf den jeweiligen Produktseiten. WECO s vergießbare Anschlussklemmen, Stecker- und Stiftleisten sind so entwickelt, dass die Vergussmasse nicht in die Leitereingänge eindringen kann. Dabei gibt es zwei Arten eine vergußfähige Klemme zu montieren (siehe Bild rechts): die Klemme wird an der Kante der Leiterplatte montiert, der Anschlussbereich liegt dabei außerhalb der Leiterplatte. die Klemme wird innerhalb des zu vergießenden Raumes platziert. Eine Liste unserer vergießbaren Artikel finden Sie auf unserer Webseite Seite 5 von 5