1. Was ist Eintopfen?Vergießen (Potting) bedeutet, Polyurethan-, Silikon- und Epoxidharz-Vergussmasse mithilfe von Geräten oder manuell in Geräte mit elektronischen Bauteilen und Schaltkreisen zu gießen und diese unter normalen Temperatur- oder Heizbedingungen zu duroplastischen Polymerisolationsmaterialien mit hervorragenden Eigenschaften aushärten zu lassen, wodurch die Ziele des Klebens, Abdichtens, Vergießens und des Beschichtungsschutzes erreicht werden.     2. Was ist die Hauptfunktion des Eintopfens?
Die Hauptfunktionen des Vergießens sind: 1) Die Stabilität elektronischer Geräte erhöhen und die...Schock, Vibration1) Widerstand; 2) Verbesserung des Widerstands zwischen internen Bauteilen und SchaltkreisenIsolierung, was die Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung von Geräten begünstigt; 3) Direkte Belichtung von Bauteilen und Schaltungen vermeiden und die Geräteleistung verbessernWasserdicht, staubdicht, feuchtigkeitsdichtLeistungsfähigkeit; 5) Wärmeübertragung und Wärmeleitung;
  3. Was sind die Vor- und Nachteile der drei Arten von Pflanzkleber?        

1) Epoxidharz-Vergussmasse

Die meisten Epoxidharz-Vergussmassen sind hart. Nach dem Aushärten sind sie fast steinhart und schwer zu entfernen. Sie bieten eine gute Dichtwirkung, es gibt aber auch einige weichere Varianten. Die normale Temperaturbeständigkeit liegt bei etwa 100 °C, die nach Wärmehärtung bei etwa 150 °C, und es gibt auch solche mit einer Temperaturbeständigkeit von über 300 °C. Sie zeichnen sich durch Fixierung, Isolierung, Wasser-, Öl- und Staubbeständigkeit, Diebstahlschutz, Korrosionsbeständigkeit, Alterungsbeständigkeit sowie Beständigkeit gegen Kälte- und Temperaturschocks aus. Gängige Epoxidharz-Vergussmassen sind beispielsweise flammhemmend, wärmeleitend, niedrigviskos und hochtemperaturbeständig.

Vorteil:Es zeichnet sich durch gute Haftung auf harten Materialien, hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit und elektrische Isolationseigenschaften aus, ist einfach zu handhaben, sehr stabil vor und nach der Aushärtung und bietet ausgezeichnete Haftung auf einer Vielzahl von Metallsubstraten und porösen Substraten.  Mangel:Es weist eine geringe Beständigkeit gegenüber Kälte- und Temperaturschwankungen auf. Nach Kälte- und Temperaturschocks neigt es zu Rissen, durch die Wasserdampf in elektronische Bauteile eindringen kann, und ist zudem wenig feuchtigkeitsbeständig. Darüber hinaus ist das Kolloid nach dem Aushärten sehr hart und relativ spröde, wodurch elektronische Bauteile leicht beschädigt werden können. Es lässt sich nach dem Vergießen nicht mehr öffnen und ist schlecht reparierbar.  Geltungsbereich:Epoxidharz-Vergussmasse dringt leicht in die Spalten von Produkten ein und eignet sich zum Vergießen kleiner und mittelgroßer elektronischer Bauteile, die normalen Temperaturbedingungen ausgesetzt sind und keine besonderen Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften der Umgebung stellen, wie z. B. Zünder für Automobile und Motorräder, LED-Ansteuernetzteile, Sensoren, Ringkerntransformatoren, Kondensatoren, Trigger, wasserdichte LED-Leuchten sowie Vergussmassen zur Abdichtung, Isolierung und Feuchtigkeitsabdichtung (Wasserabdichtung) von Leiterplatten.  
   2) Silikon-Vertopfungskleber
 

Nach dem Aushärten ist elektronischer Silikon-Vergusskleber meist weich, elastisch und reparierbar (sogenannter Weichkleber), weist jedoch eine geringe Haftung auf. Die Farbe lässt sich in der Regel nach Bedarf anpassen (transparent, undurchsichtig oder farbig). Zweikomponenten-Silikon-Vergusskleber sind am gebräuchlichsten. Man unterscheidet zwischen Kondensations- und Additionsklebern. Kondensationskleber haften im Allgemeinen schlecht an Bauteilen und Vergussmassen, setzen während des Aushärtungsprozesses flüchtige niedermolekulare Substanzen frei und schrumpfen nach dem Aushärten deutlich. Additionskleber (auch Silikongel genannt) schrumpfen hingegen nur sehr wenig, setzen während des Aushärtungsprozesses keine flüchtigen niedermolekularen Substanzen frei und härten durch Erhitzen schnell aus.  Vorteil:Es zeichnet sich durch hohe Alterungsbeständigkeit, gute Witterungsbeständigkeit und ausgezeichnete Schlagfestigkeit aus. Es ist äußerst beständig gegen Temperaturschwankungen und weist eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit auf und kann in einem breiten Betriebstemperaturbereich eingesetzt werden. Es behält seine Elastizität im Temperaturbereich von -60 °C bis 200 °C ohne Rissbildung und ist bei 250 °C dauerhaft einsetzbar. Die wärmehärtende Variante bietet eine höhere Temperaturbeständigkeit, ausgezeichnete elektrische Eigenschaften und Isolationsfähigkeiten. Sie besitzt bessere Isolationseigenschaften als Epoxidharz und hält Spannungen von über 10,000 V stand. Nach dem Vergießen verbessert es effektiv die Isolation zwischen internen Bauteilen und Schaltkreisen und erhöht die Stabilität elektronischer Komponenten. Es ist nicht korrosiv gegenüber elektronischen Bauteilen und erzeugt während der Aushärtungsreaktion keine Nebenprodukte. Es ermöglicht hervorragende Nachbearbeitungsmöglichkeiten, sodass die versiegelten Bauteile schnell und einfach zur Reparatur oder zum Austausch entnommen werden können. Es besitzt eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, ist hochenergetisch und flammhemmend und verbessert so effektiv die Wärmeableitung und den Sicherheitsfaktor elektronischer Bauteile. Es zeichnet sich durch niedrige Viskosität, gute Fließfähigkeit und die Fähigkeit aus, in kleine Spalten und unter Bauteile einzudringen; es härtet bei Raumtemperatur oder durch Erwärmung aus, besitzt gute selbstentschäumende Eigenschaften und ist besonders anwendungsfreundlich; es weist eine geringe Aushärtungsschrumpfung auf und bietet hervorragende Wasserdichtigkeit und Erdbebensicherheit.
   

Mangel:Hoher Preis und schlechte Haftung.

Geltungsbereich:Geeignet zum Vergießen verschiedener elektronischer Bauteile, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden.

Welche Vorteile bietet Silikon-Elektronik-Vergussmasse im Vergleich zu anderen Vergussmassen?

Vorteil 1:Langfristiger Schutz für empfindliche Schaltungen oder elektronische Bauteile sowie langfristiger und effektiver Schutz für elektronische Module und Geräte, unabhängig von deren einfacher oder komplexer Struktur und Form.  Vorteil 2:Es besitzt stabile dielektrische Isolationseigenschaften und bildet eine wirksame Barriere gegen Umweltverschmutzung. Nach dem Aushärten entsteht ein weiches Elastomer, das die durch Stöße und Vibrationen verursachten Spannungen in einem breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich abbauen kann.  Vorteil 3:Es behält seine ursprünglichen physikalischen und elektrischen Eigenschaften in verschiedenen Arbeitsumgebungen bei, ist beständig gegen Abbau durch Ozon und ultraviolette Strahlen und weist eine gute chemische Stabilität auf.

Vorteil 4:Nach dem Vergießen lässt es sich leicht reinigen und demontieren, sodass die elektronischen Bauteile repariert und neuer Vergusskleber in die reparierten Teile injiziert werden kann.

3) Polyurethan-Vergussmasse

 

Polyurethan-Vergussmasse wird auch PU-Vergussmasse genannt. Nach dem Aushärten ist sie meist weich und elastisch und kann repariert werden. Sie wird als Weichkleber bezeichnet. Die Haftung liegt zwischen der von Epoxidharz und Silikon. Die Temperaturbeständigkeit ist durchschnittlich und überschreitet in der Regel nicht 100 °C. Nach dem Vergießen bilden sich viele Blasen. Der Verguss muss unter Vakuum erfolgen.

Vorteil:Es weist eine gute Kältebeständigkeit auf und ist von den dreien stoßfester. Es zeichnet sich durch geringe Härte, mittlere Festigkeit, gute Elastizität, Wasserbeständigkeit, Schimmelresistenz, Stoßfestigkeit und Transparenz aus. Es bietet hervorragende elektrische Isolation und Flammschutz, korrodiert keine elektrischen Bauteile und haftet gut auf Stahl, Aluminium, Kupfer, Zinn und anderen Metallen sowie auf Gummi, Kunststoff, Holz und anderen Materialien.  Mangel:Die Hochtemperaturbeständigkeit ist schlecht, die Oberfläche des Kolloids ist nach der Aushärtung nicht glatt und die Zähigkeit ist gering, die Alterungsbeständigkeit und UV-Beständigkeit sind schwach, und das Kolloid neigt zu Farbveränderungen.  Geltungsbereich:Es eignet sich zum Vergießen von elektrischen Bauteilen mit niedrigem Heizwert in Innenräumen. Es schützt die installierten und in Betrieb genommenen elektronischen Bauteile und Schaltungen vor Vibrationen, Korrosion, Feuchtigkeit und Staub. Es ist ein ideales Vergussmaterial für die feuchtigkeitsbeständige und korrosionshemmende Behandlung elektronischer und elektrischer Bauteile.  
    4. Welche Aspekte sollten bei der Auswahl von Pflanzmaterialien berücksichtigt werden?   1) Leistungsanforderungen nach dem Vergießen:Betriebstemperatur, wechselnde Hitze- und Kältebedingungen, interne Spannungszustände der Bauteile, ob im Freien oder in Innenräumen eingesetzt, Spannungszustände, ob Flammschutz und Wärmeleitfähigkeit erforderlich sind, Farbanforderungen usw.;2) Vergussvorgang:Manuell oder automatisch, Raumtemperatur oder Erwärmung, vollständige Aushärtungszeit, Erstarrungszeit des Klebstoffs nach dem Mischen usw.;3) KostenDie Anteile der Vergussmassen variieren stark. Daher sollten die tatsächlichen Kosten nach dem Vergießen berücksichtigt werden, nicht nur der Verkaufspreis des Materials. Vergussmassen werden nach ihrer Funktion in wärmeleitende, haftende und wasserdichte Vergussmassen unterteilt. Nach Material unterscheidet man Polyurethan-, Silikon- und Epoxidharz-Vergussmassen. Sowohl weiche als auch harte Massen sind geeignet. Für Verguss und wasserdichte Isolierung empfiehlt sich bei Anforderungen an hohe Temperaturbeständigkeit und Wärmeleitfähigkeit weicher Silikonkleber, bei niedriger Temperaturbeständigkeit weicher Polyurethankleber und ohne weitere Anforderungen harter Epoxidharzkleber, da dieser schneller aushärtet als Silikon. Epoxidharzkleber finden breite Anwendung, die technischen Anforderungen sind vielfältig und es gibt zahlreiche Varianten. Hinsichtlich der Aushärtungsbedingungen unterscheidet man zwischen normaler Temperaturhärtung und Wärmehärtung, sowie nach der Darreichungsform zwischen Zweikomponenten- und Einkomponentenklebern. Darüber hinaus ist raumtemperaturhärtender Epoxidharz-Vergusskleber in der Regel ein Zweikomponentenkleber. Sein Vorteil liegt darin, dass er nach dem Vergießen ohne zusätzliches Erhitzen aushärtet, wodurch keine weitere Ausrüstung erforderlich ist. Die Anforderungen an die Anwendung sind gering. Zu den Nachteilen zählen die hohe Viskosität der Klebstoffmischung, die schlechte Imprägnierung, die kurze Verarbeitungszeit sowie die geringe Wärmebeständigkeit und die nicht sehr hohen elektrischen Eigenschaften des ausgehärteten Produkts. Er wird üblicherweise zum Vergießen von Niederspannungs-Elektronikbauteilen oder in Situationen eingesetzt, in denen Erhitzen und Aushärten nicht möglich sind.  
   5. VergussvorgangDie Qualität von Vergussmassen hängt maßgeblich von der Produktkonstruktion, der Komponentenauswahl, der Montage und den verwendeten Vergussmassen ab. Auch der Vergussvorgang selbst ist ein entscheidender Faktor. Beim Vergießen mit Epoxidharz gibt es zwei Verfahren: das normale und das Vakuumvergussverfahren.  Bei Niederspannungsgeräten werden üblicherweise Epoxidharze und bei Raumtemperatur aushärtende Amin-Vergussmassen verwendet, wobei häufig normale Vergussmassen zum Einsatz kommen..   Für das Vergießen von Hochspannungselektronikbauteilen werden im Allgemeinen Epoxidharze und wärmehärtende Säureanhydrid-Vergussmassen verwendet, wobei häufig Vakuumvergussverfahren zum Einsatz kommen.Zu den derzeit gängigen gehören:Manuelles VakuumvergießenundMechanisches VakuumvergießenEs gibt zwei Methoden, und das mechanische Vakuumvergießen kann in zwei Situationen unterteilt werden: Die Komponenten A und B werden zuerst gemischt und entgast und dann vergossen; oder sie werden separat entgast und dann gemischt und vergossen.Es gibt drei Betriebsmethoden:Der erste Typ: Einkomponenten-Elektronikvergussmasse, direkt verwendbar, kann direkt geschlagen oder gegossen werden; Der zweite Typ: Zweikomponenten-Kondensations-Elektronikvergussmasse, Härter 2-3 % oder andere Anteile, Rühren-Vakuumieren, Entgasen-Infusion; Der dritte Typ: Additions-Elektronikvergussmasse, Härter 1:1, 10:1;Der Prozessablauf ist wie folgt:(1) Manuelles Vakuumvergussverfahren (2) Mechanisches Vakuumvergussverfahren 1) Dosierung: Komponente A und Komponente B (Härter) genau abwiegen. 2) Mischen: Komponenten vermischen. 3) Entgasen: Natürliche und Vakuum-Entgasung. 4) Einfüllen: Der Klebstoff muss innerhalb der Verarbeitungszeit eingefüllt werden, da er sonst die Verlaufsgenauigkeit beeinträchtigt. 5) Aushärten: Erhitzen oder Aushärten bei Raumtemperatur. Das vergossene Produkt härtet bei Raumtemperatur aus. Nach der ersten Aushärtung kann der nächste Prozessschritt erfolgen. Die vollständige Aushärtung dauert 8 bis 24 Stunden. Im Sommer verläuft die Aushärtung bei hohen Temperaturen schneller, im Winter bei niedrigen Temperaturen langsamer.  (3) Hinweise: a. Die Oberfläche des zu vergießenden Produkts muss vor dem Vergießen gereinigt werden! b. Vor dem Abwiegen müssen die Komponenten A und B gründlich und gleichmäßig verrührt werden, damit sich das am Boden abgesetzte Pigment (oder der Füllstoff) in der Klebstoffflüssigkeit verteilt. c. Der Primer darf nicht direkt mit dem Kautschuk vermischt werden. Der Primer muss zuerst aufgetragen werden, bevor der Kautschuk nach dem Trocknen des Primers vergossen werden kann. d. Die Aushärtungsgeschwindigkeit des Kautschuks hängt von der Temperatur ab. Bei niedrigeren Temperaturen verläuft die Aushärtung langsamer. Im Gegensatz dazu erfordert das maschinelle Vakuumvergießen hohe Investitionen in Anlagen und verursacht hohe Wartungskosten, ist aber hinsichtlich Produktkonsistenz und Zuverlässigkeit dem manuellen Vakuumvergießen deutlich überlegen. Unabhängig vom Vergießverfahren müssen die vorgegebenen Prozessbedingungen strikt eingehalten werden, da sonst kein zufriedenstellendes Produkt erzielt werden kann.

Grundprinzipien einer automatischen Klebstofffüllmaschine (Video)
  6. Analyse häufiger Probleme und Ursachen von Vergussprodukten    (1) Die Anlaufspannung von Teilentladungen ist niedrig, und es kann zu Funkenbildung oder Durchschlägen zwischen den Leitungen kommen. Bei Hochspannungselektronikprodukten wie Fernsehern, Monitoren, Ausgangstransformatoren und Zündanlagen für Automobile und Motorräder treten solche Probleme häufig aufgrund unsachgemäßer Vergussarbeiten auf. Teilentladungen (Lichtbögen), Funkenbildung oder Durchschläge zwischen den Leitungen können während des Betriebs auftreten. Dies liegt daran, dass der Durchmesser der Hochspannungsspulen solcher Produkte sehr klein ist, in der Regel nur 0.02 bis 0.04 mm, und das Vergussmaterial die Windungen nicht vollständig durchdringen kann, wodurch Lücken zwischen den Spulenwindungen entstehen.Da die Dielektrizitätskonstante des Hohlraums viel kleiner ist als die des Epoxid-Vergussmaterials, wird unter wechselnden Hochspannungsbedingungen ein ungleichmäßiges elektrisches Feld erzeugt, das zu Teilentladungen an der Grenzfläche führt, wodurch das Material altert und sich zersetzt und Isolationsschäden verursacht.   Aus prozessualer Sicht gibt es zwei Gründe für die Lücken zwischen den Zeilen:
?1) Der Vakuumgrad ist beim Vergießen nicht hoch genug, und die Luft kann nicht vollständig entfernt werden, wodurch das Material nicht vollständig durchdrungen wird. 
?2) Die Vorwärmtemperatur des Klebstoffs oder Produkts vor dem Vergießen ist nicht ausreichend, und die Viskosität kann nicht schnell genug reduziert werden, was die Imprägnierung beeinträchtigt. Bei manuellem Vergießen oder dem Verfahren mit anschließendem Mischen, Entgasen und Vakuumvergießen kann es vorkommen, dass die Misch- und Entgasungstemperatur hoch ist, die Verarbeitungszeit zu lang oder die Verarbeitungszeit des Materials überschritten wird und das Produkt nach dem Vergießen nicht rechtzeitig in den Heiz- und Aushärtungsprozess gelangt. Dies führt zu einer erhöhten Viskosität des Materials und beeinträchtigt die Imprägnierung der Spule. Laut Expertenmeinung sinkt die Viskosität von wärmehärtenden Epoxidharz-Vergussmassen mit steigender Anfangstemperatur. Mit der Zeit steigt die Viskosität jedoch rapide an. Um eine gute Imprägnierung der Spule zu gewährleisten, sind daher folgende Punkte zu beachten: 1) Die Vergussmasse muss innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs gehalten und innerhalb des angegebenen Zeitraums verarbeitet werden. 2) Vor dem Vergießen muss das Produkt auf die vorgegebene Temperatur erhitzt werden. Nach dem Vergießen muss der Heiz- und Aushärtungsprozess unverzüglich eingeleitet werden. 3) Der Vakuumgrad beim Vergießen muss den technischen Spezifikationen entsprechen.  
(2) Schwindungslöcher, lokale Vertiefungen und Risse an der Oberfläche der Vergussteile. Während des Erhitzens und Erstarrens erfährt das Vergussmaterial zwei Arten von Schwindung: chemische Schwindung beim Phasenübergang von flüssig zu fest und physikalische Schwindung beim Abkühlen.Weitere Analysen zeigen, dass es während des Aushärtungsprozesses zwei Prozesse der chemischen Veränderung und der Schrumpfung gibt. Von der chemischen Vernetzungsreaktion durch Erhitzen nach dem Vergießen bis hin zur Schrumpfung, die durch die anfängliche Bildung der Mikronetzwerkstruktur verursacht wird, nennen wir dies Gel-Vorhärtungsschrumpfung. Die Schrumpfung, die vom Gel bis zum vollständig ausgehärteten Zustand auftritt, wird als Nachhärtungsschrumpfung bezeichnet. Der Grad der Schrumpfung ist bei diesen beiden Prozessen unterschiedlich. Bei der Umwandlung des ersteren vom flüssigen Zustand in eine Netzwerkstruktur erfährt der physikalische Zustand eine plötzliche Änderung, der Verbrauch reaktiver Gruppen ist größer als bei dem letzteren, und die Volumenverringerung ist ebenfalls größer als bei dem letzteren. Das Verschwinden der Epoxidgruppen in der Gel-Vorhärtungsphase (75℃/3h) ist größer als in der Nachhärtungsphase (110℃/3h). Dies wird auch durch die Ergebnisse der Differentialthermoanalyse bestätigt. Der Aushärtungsgrad der Probe nach der Behandlung bei 750℃/3h beträgt 53%. Bei der Hochtemperaturhärtung von vergossenen Produkten liegen die beiden Phasen des Härtungsprozesses zu nah beieinander, sodass die Vor- und Nachhärtung des Gels nahezu gleichzeitig abgeschlossen sind. Dies führt nicht nur zu übermäßigen exothermen Spitzen und Schäden an den Bauteilen, sondern verursacht auch enorme innere Spannungen in den vergossenen Teilen, was zu Defekten im Inneren und im Aussehen des Produkts führt. Um gute Produkte zu erhalten, müssen wir uns auf die Abstimmung der Aushärtungsgeschwindigkeit des Vergussmaterials konzentrieren (d. h. die Gelierzeit der A- und B-Komponenten) und die Aushärtungsbedingungen bei der Entwicklung der Vergussmasseformulierung und der Formulierung des Aushärtungsprozesses. Die üblicherweise angewandte Methode ist: ein segmentiertes Aushärtungsverfahren in verschiedenen Temperaturzonen, das auf die Eigenschaften und Verwendungszwecke des Vergussmaterials abgestimmt ist. Laut Experten basiert das Vergießen von Farbfernseh-Ausgangstransformatoren auf unterschiedlichen, in verschiedene Temperaturzonen unterteilten Aushärtungsverfahren und internen Wärmefreisetzungskurven des Produkts. Im Temperaturbereich der Gelvorhärtung verläuft die Aushärtungsreaktion des Vergussmaterials langsam, die Reaktionswärme wird allmählich freigesetzt, die Viskosität des Materials nimmt zu und das Volumen schrumpft leicht. In diesem Stadium befindet sich das Material im flüssigen Zustand, und die Volumenverringerung äußert sich in einem Absinken des Flüssigkeitsspiegels, bis es geliert. Dadurch kann die innere Spannung der Volumenverringerung in diesem Stadium vollständig beseitigt werden. Vom Vorhärten des Gels bis zum Nachhärten sollte der Temperaturanstieg ebenfalls sanft erfolgen. Nach Abschluss des Aushärtungsprozesses sollten die vergossenen Teile langsam und synchron mit der Heizvorrichtung abkühlen, um die innere Spannungsverteilung des Produkts in vielerlei Hinsicht zu reduzieren und anzupassen und so Schrumpfungslöcher, Vertiefungen und sogar Risse an der Produktoberfläche zu vermeiden. Bei der Festlegung der Aushärtungsbedingungen für Vergussmassen sollten wir auch die Anordnung und Fülle der eingebetteten Komponenten im Vergussprodukt sowie die Größe, Form und das Volumen des einzelnen Vergussmaterials berücksichtigen. Bei einem einzelnen Vergussvolumen mit einer großen Anzahl eingebetteter Bauteile ist es unbedingt erforderlich, die Gel-Vorhärtungstemperatur entsprechend zu senken und die Zeit zu verlängern.
(3) Eine mangelhafte Oberfläche oder eine unvollständige Aushärtung des ausgehärteten Produkts hängen meist mit dem Aushärtungsprozess zusammen.Die Hauptgründe sind:
1) Ausfall der Mess- oder Mischvorrichtung, Bedienungsfehler des Produktionspersonals.
2) Komponente A fällt nach längerer Lagerung aus und wird vor Gebrauch nicht vollständig und gleichmäßig durchrührt, was zu einem Ungleichgewicht im tatsächlichen Verhältnis von Harz und Härter führt.
3) Komponente B verliert bei längerer Lagerung im Freien durch Feuchtigkeitsaufnahme ihre Wirksamkeit. 4) In feuchten Jahreszeiten durchlaufen die vergossenen Teile den Aushärtungsprozess nicht rechtzeitig, und die Oberfläche des Objekts nimmt Feuchtigkeit auf.
Kurz gesagt, um ein gutes Pflanzgut zu erhalten, ist der Pflanz- und Aushärtungsprozess in der Tat ein Thema, das große Aufmerksamkeit verdient.  
  Häufig gestellte Fragen zum Thema Elektronikkleber  

1) Wie lässt sich das Problem von elektronischem Vergusskleber lösen, der vergiftet ist und nicht aushärtet?

Silikonvergiftung tritt häufig bei additiven Vergussmassen für elektronische Anwendungen auf. Nach einer Vergiftung härtet das Silikon nicht mehr aus. Daher sollte bei der Verwendung additiver Vergussmassen der Kontakt mit organischen Verbindungen, die Phosphor, Schwefel und Stickstoff enthalten, vermieden werden. Alternativ können Polyurethan, Epoxidharz, ungesättigtes Polyester, kondensierendes, bei Raumtemperatur vulkanisierendes Silikonkautschuk oder andere Produkte zusammen mit additivem Silikon verwendet werden, um Vergiftung und Aushärtungsstörungen vorzubeugen.

2) Womit kann man versehentlich verklebten Elektronikvergusskleber entfernen?

Gängige Silikonreiniger sind beispielsweise Alkohol, Aceton und Likör. Denken Sie daran, diese vor Gebrauch zu verdünnen.

3) Was soll ich tun, wenn der elektronische Vergusskleber im Winter nicht trocknen kann?

Da die Temperaturen im Winter sehr niedrig sind, härtet der Vergusskleber für Elektronikbauteile nach dem Anmischen nur sehr langsam oder gar nicht aus. Daher kann die Aushärtungstemperatur erhöht und das mit Kleber gefüllte Produkt zur Aushärtung in einen 25 °C warmen Ofen gestellt werden.  
  Epoxidharz-Vergussmassen, ihre Verarbeitungsprozesse und häufige Probleme
  1. Im Bereich der Elektronikverpackungstechnologie haben sich zwei wesentliche Veränderungen ergeben.Die erste Veränderung erfolgte in der ersten Hälfte der 1970er Jahre und war durch den Übergang von der Stiftsteckverdrahtung (z. B. DIP) zur oberflächenmontierten Vierseiten-Flachgehäusetechnologie (z. B. QFP) gekennzeichnet. Die zweite Veränderung fand Mitte der 1990er Jahre statt und war durch das Aufkommen von Lötballenarrays und BGA-Gehäusen charakterisiert. Die entsprechende Oberflächenmontagetechnologie und die Technologie integrierter Halbleiterschaltungen hielten gemeinsam Einzug ins 21. Jahrhundert. Mit der technologischen Entwicklung entstanden zahlreiche neue Gehäusetechnologien und -formen, wie z. B. Direct Chip Bonding, Encapsulated Plastic Ball Array (CD-PBGA), Flip-Chip Plastic Ball Array (Fc-PBGA), Chip Scale Packaging (CSP) und Multi-Chip Component (MCM). Viele dieser Gehäuse nutzen die Vergusstechnologie mit flüssigem Epoxidharz. Beim Vergießen wird die flüssige Epoxidharzmasse mechanisch oder manuell in das mit elektronischen Bauteilen und Schaltungen ausgestattete Gerät gegossen und härtet unter normalen Temperatur- oder Wärmebedingungen zu einem thermoisotropen Polymerisolationsmaterial mit hervorragenden Eigenschaften aus.  
  2. Produktleistungsanforderungen     Vergussmassen sollten folgende grundlegende Anforderungen erfüllen: gute Leistung, lange Verarbeitungszeit, Eignung für die automatisierte Massenproduktion; niedrige Viskosität, starke Imprägnierung und Fähigkeit zum Füllen zwischen Bauteilen und Leitungen; während des Verguss- und Aushärtungsprozesses sollten sich pulverförmige Komponenten wie Füllstoffe nur geringfügig absetzen und keine Schichtung bilden; geringe Aushärtungswärme und geringe Aushärtungsschrumpfung; das ausgehärtete Produkt sollte hervorragende elektrische und mechanische Eigenschaften, gute Hitzebeständigkeit, gute Haftung auf verschiedenen Materialien, geringe Wasseraufnahme und einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen; in manchen Fällen muss die Vergussmasse zudem flammhemmend, witterungsbeständig, wärmeleitend und beständig gegen Temperaturschwankungen sein. Bei der Halbleiterfertigung muss das Material, da es in direktem Kontakt mit Chip und Substrat steht, neben den oben genannten Anforderungen auch die gleiche Reinheit wie das Chip-Montagematerial aufweisen. Beim Vergießen von Flip-Chips ist aufgrund des sehr geringen Spalts zwischen Chip und Substrat eine extrem niedrige Viskosität der Vergussmasse erforderlich. Um die Spannungen zwischen Chip und Verpackungsmaterial zu reduzieren, darf der Elastizitätsmodul des Verpackungsmaterials nicht zu hoch sein. Um das Eindringen von Feuchtigkeit an der Grenzfläche zu verhindern, sollte das Verpackungsmaterial zudem gute Hafteigenschaften mit Chip und Substrat aufweisen.  
  3. Hauptbestandteile und Funktionen von VergussmassenDie Funktion von Vergussmassen besteht darin, die Stabilität elektronischer Bauteile zu erhöhen und deren Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einwirkungen und Vibrationen zu verbessern. Sie optimieren die Isolation zwischen internen Komponenten und Schaltkreisen, was die Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung der Geräte begünstigt. Zudem verhindern sie den direkten Kontakt von Komponenten und Schaltkreisen mit externen Medien und verbessern die Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit der Geräte. Epoxidharz-Vergussmasse ist ein Mehrkomponenten-Verbundsystem, bestehend aus Harz, Härter, Zähigkeitsverstärker, Füllstoff usw. Viskosität, Reaktivität, Lebensdauer, Wärmeabgabe usw. des Systems erfordern eine umfassende Auslegung hinsichtlich Rezeptur, Prozess, Gießgröße und -struktur, um ein optimales Gleichgewicht zu erzielen.  3.1 EpoxidharzEpoxidharz-Vergussmassen verwenden üblicherweise niedermolekulare, flüssige Bisphenol-A-Epoxidharze mit niedriger Viskosität und hohem Epoxidwert. Gängige Typen sind E-54, E-51, E-44 und E-42. Beim Flip-Chip-Underfill-Verguss ist aufgrund des geringen Abstands zwischen Chip und Substrat eine extrem niedrige Viskosität des flüssigen Vergussmaterials erforderlich. Daher genügt die alleinige Verwendung von Bisphenol-A-Epoxidharz nicht den Produktanforderungen. Um die Viskosität zu reduzieren und die Produktleistungsanforderungen zu erfüllen, können Kombinationsharze eingesetzt werden: Beispielsweise durch Zugabe von niedrigviskosem Bisphenol-F-Epoxidharz, Glycidylesterharz und cyclischen Epoxidharzen mit höherer Hitzebeständigkeit, elektrischer Isolation und Witterungsbeständigkeit. Das cyclische Epoxidharz dient dabei auch als reaktives Verdünnungsmittel.      3.2 Härter
Der Härter ist ein wichtiger Bestandteil der Rezeptur von Epoxidharz-Vergussmasse, und die Eigenschaften des ausgehärteten Produkts hängen maßgeblich von der Struktur des Härters ab.
(1) Für die Aushärtung bei Raumtemperatur werden üblicherweise aliphatische Polyamine als Härter eingesetzt. Diese Härter sind jedoch hochgiftig, reizend, exotherm und neigen während der Aushärtung und Anwendung zur Oxidation. Daher ist es notwendig, das Polyamin zu modifizieren. Beispielsweise kann der aktive Wasserstoff der Aminogruppe genutzt werden, um eine partielle Hydroxyalkylierung mit der Epoxidgruppe und eine partielle Cyanoethylierung mit Acrylnitril zu erreichen. Der so modifizierte Härter weist eine niedrige Viskosität, geringe Toxizität, einen niedrigen Schmelzpunkt, Aushärtung bei Raumtemperatur und eine gewisse Zähigkeit auf.
(2) Anhydrid-Härter sind die wichtigsten Härter für zweikomponentige, wärmehärtende Epoxidharz-Vergussmassen. Zu den gebräuchlichen Härtern gehören flüssiges Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid, flüssiges Methylhexahydrophthalsäureanhydrid und Hexahydrophthalsäureanhydrid.
Säureanhydrid, Methylnatriumsäureanhydrid usw. Diese Art von Härter zeichnet sich durch niedrige Viskosität und hohe Dosierungsmöglichkeiten aus. Er kann in Vergussmassen sowohl als Härter als auch als Verdünner eingesetzt werden. Die Aushärtungsreaktion verläuft exotherm und das ausgehärtete Produkt weist hervorragende Eigenschaften auf.
    3.3 Aushärtungsbeschleuniger
Zweikomponenten-Epoxidharz-Anhydrid-Vergussmassen müssen üblicherweise lange bei etwa 140 °C erhitzt werden, um auszuhärten. Diese Aushärtungsbedingungen führen nicht nur zu Energieverschwendung, sondern schädigen auch die Bauteile und Gehäusestrukturen der meisten elektronischen Geräte. Durch die Zugabe von Beschleunigern lässt sich die Aushärtungstemperatur effektiv senken und die Aushärtungszeit verkürzen. Gängige Beschleuniger sind Benzyldiamin, DMP-30 und andere tertiäre Amine. Auch Metallsalze von Imidazolverbindungen und Carbonsäuren, wie beispielsweise 2-Ethyl-4-methylimidazol oder 2-Methylimidazol, können verwendet werden.  3.4 HaftvermittlerUm die Haftung zwischen Siliciumdioxid und Epoxidharz zu verbessern, ist die Zugabe eines Silan-Haftvermittlers erforderlich. Haftvermittler verbessern die Haftung und Feuchtigkeitsbeständigkeit von Materialien. Gängige Silan-Haftvermittler für Epoxidharze sind beispielsweise Glycidoxy, Propyltrioxysilan (KH-560), Anilinomethyltriethoxysilan, α-Chlorpropyltrimethoxysilan, α-Mercaptopropyltrimethoxysilan, Diethylendiaminopropyltrimethoxysilan usw.     3.5 Reaktives VerdünnungsmittelWird Epoxidharz allein verwendet, steigt die Viskosität nach Zugabe anorganischer Füllstoffe deutlich an, was die Verarbeitung und Entschäumung erschwert. Um die Fließfähigkeit und Permeabilität zu erhöhen und die Lebensdauer zu verlängern, ist häufig die Zugabe eines Verdünnungsmittels erforderlich. Man unterscheidet zwischen aktiven und inaktiven Verdünnungsmitteln. Inaktive Verdünnungsmittel nehmen nicht an der Aushärtungsreaktion teil. Eine zu hohe Zugabe erhöht die Schrumpfungsrate des Produkts und verschlechtert dessen mechanische Eigenschaften und thermische Verformung. Reaktive Verdünnungsmittel erhöhen die Viskosität der Reaktionsmischung und haben nur geringen Einfluss auf die Eigenschaften des ausgehärteten Produkts. Sie werden in Vergussmassen eingesetzt. Häufig verwendete Verdünnungsmittel sind n-Butylglycidylether, Allylglycidylether, Diethylhexylglycidylether und Phenylglycidylether.  3.6 FüllstoffeDie Zugabe von Füllstoffen zu Vergussmassen hat einen signifikanten Einfluss auf die Verbesserung bestimmter physikalischer Eigenschaften von Epoxidharzprodukten und senkt die Kosten. Sie reduziert nicht nur die Kosten, sondern verringert auch den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Schrumpfung des ausgehärteten Produkts und erhöht die Wärmeleitfähigkeit. Gängige Füllstoffe in Epoxid-Vergussmassen sind Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Bornitrid und andere Materialien. Siliciumdioxid wird in kristallines, winkelglasartiges und sphärisches Siliciumdioxid unterteilt. Für die Elektronikgehäusefertigung wird aufgrund der Produktanforderungen winkelglasartiges sphärisches Siliciumdioxid bevorzugt.  3.7 EntschäumungsmittelUm das Problem von Blasen zu lösen, die nach dem Aushärten auf der Oberfläche des flüssigen Verpackungsmaterials zurückbleiben, kann ein Entschäumer hinzugefügt werden. Häufig werden emulgierte Silikonölemulgatoren verwendet.  3.8 HärtungsmittelHärtemittel spielen eine wichtige Rolle bei Vergussmassen. Die Härtemodifizierung von Epoxidharz verbessert dessen Zähigkeit hauptsächlich durch Zugabe von Härtemitteln, Weichmachern usw. Es gibt zwei Arten von Härtemitteln: aktive und inerte. Aktive Härtemittel reagieren mit dem Epoxidharz und erhöhen so die Viskosität der Reaktionsmischung, wodurch die Zähigkeit des ausgehärteten Produkts gesteigert wird. Im Allgemeinen wird flüssiger Nitrilkautschuk mit einem carboxylterminierten Mittel verwendet, um im System eine zähe „Inselstruktur“ zu bilden und dadurch die Schlagzähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit des Materials zu erhöhen.      3.9 Sonstige KomponentenUm die spezifischen technischen und verfahrenstechnischen Anforderungen von Vergussteilen zu erfüllen, können der Rezeptur weitere Komponenten hinzugefügt werden. Beispielsweise verbessern Flammschutzmittel die Verarbeitbarkeit der Materialien; Farbstoffe dienen der Erfüllung der Anforderungen an das Produktbild usw.

 

 4. Vergussvorgang

Das Vergießen mit Epoxidharz erfolgt in zwei Verfahren: normal und unter Vakuum. Abbildung 1 zeigt den Ablauf des manuellen Vakuumvergussverfahrens.  
   5. Häufig gestellte Fragen und Lösungen   5.1 Entladung, Funkenbildung oder Durchschlag zwischen Leitungen
Aufgrund eines unsachgemäßen Vergussverfahrens kann es im Betrieb zu Entladungen, Funkenbildung zwischen den Drähten oder zu Durchschlägen kommen. Dies liegt daran, dass der Durchmesser der Hochspannungsspulen bei diesem Produkttyp sehr gering ist (in der Regel nur 0.02 mm bis 0.04 mm) und das Vergussmaterial die Windungen nicht vollständig durchdringen kann, wodurch Lücken zwischen den Spulenwindungen entstehen. Da die Dielektrizitätskonstante des Hohlraums deutlich geringer ist als die des Epoxid-Vergussmaterials, entsteht unter wechselnden Hochspannungsbedingungen ein ungleichmäßiges elektrisches Feld. Dies führt zu Teilentladungen, Alterung und Zersetzung des Materials und somit zu Isolationsschäden. Aus verfahrenstechnischer Sicht gibt es zwei Gründe für die Lücken zwischen den Leitungen: (1) Der Vakuumgrad beim Vergießen ist nicht ausreichend, sodass die Luft zwischen den Leitungen nicht vollständig entfernt werden kann und das Material nicht vollständig imprägniert wird; (2) Die Vorwärmtemperatur des Produkts vor dem Vergießen ist nicht ausreichend, sodass die Viskosität des Vergussmaterials nicht schnell genug absinkt, was die Imprägnierung beeinträchtigt. Bei manuellem Vergießen oder dem Verfahren mit vorherigem Mischen und Entgasen und anschließendem Vakuumvergießen führen hohe Misch- und Entgasungstemperaturen, lange Verarbeitungszeiten oder Überschreiten der Verarbeitungszeit sowie ein verspätetes Einleiten des Produkts in den Heiz- und Aushärtungsprozess nach dem Vergießen zu einer erhöhten Viskosität des Materials und beeinträchtigen die Imprägnierung der Spule. Bei thermoisotropen Epoxidharz-Vergussmassen gilt: Je höher die Anfangstemperatur, desto geringer die Viskosität; die Viskosität steigt jedoch mit der Zeit rapide an. Um eine gute Imprägnierung der Spule zu gewährleisten, muss daher während der Verarbeitung darauf geachtet werden, dass die Vergussmasse in einem geeigneten Temperaturbereich gehalten und innerhalb des vorgegebenen Zeitraums verarbeitet wird. Vor dem Vergießen muss das Produkt auf die vorgegebene Temperatur erhitzt werden. Nach dem Vergießen muss der Heiz- und Aushärtungsprozess unverzüglich eingeleitet werden. Das Vergussvakuum muss den technischen Spezifikationen entsprechen.      5.2 Schrumpfungshohlräume, lokale Dellen und Risse an der GeräteoberflächeVergussmassen weisen beim Erhitzen und Erstarren zwei Arten von Schrumpfung auf: chemische Schrumpfung beim Phasenübergang vom flüssigen zum festen Zustand und physikalische Schrumpfung beim Abkühlen. Auch beim Aushärten selbst gibt es zwei Prozesse der chemischen Veränderung und Schrumpfung: Die Schrumpfung durch die chemische Vernetzungsreaktion nach dem Vergießen bis zur ersten Bildung der Mikrostruktur wird als Gel-Vorhärtungsschrumpfung bezeichnet; die Schrumpfung vom Gel bis zur vollständigen Aushärtung als Nachhärtungsschrumpfung. Die Schrumpfung ist in beiden Prozessen unterschiedlich stark. Im ersten Fall ändert sich der physikalische Zustand vom flüssigen zum vernetzten Zustand. Der Verbrauch reaktiver Gruppen ist dabei höher als im zweiten Fall, und die Volumenschrumpfung ist ebenfalls größer. Wird das vergossene Produkt bei hoher Temperatur ausgehärtet, liegen die beiden Aushärtungsphasen zu nah beieinander, und Gel-Vorhärtung und Nachhärtung sind nahezu gleichzeitig abgeschlossen. Dies führt nicht nur zu übermäßigen Hitzespitzen und Bauteilschäden, sondern auch zu hohen inneren Spannungen im Vergussmaterial und damit zu inneren und äußeren Produktfehlern. Um qualitativ hochwertige Produkte zu erhalten, ist es unerlässlich, bei der Entwicklung der Vergussmasse und der Aushärtungsprozessgestaltung auf die Abstimmung von Aushärtungsgeschwindigkeit und -bedingungen zu achten. Üblicherweise erfolgt die Aushärtung in verschiedenen Temperaturzonen, abhängig von den Eigenschaften und dem Verwendungszweck der Vergussmasse. Im Vorhärtungsbereich verläuft die Aushärtungsreaktion langsam, die Reaktionswärme wird allmählich freigesetzt, die Viskosität des Materials steigt und das Volumen verringert sich leicht. In dieser Phase befindet sich das Material im flüssigen Zustand, und die Volumenverringerung äußert sich durch das Absinken des Flüssigkeitsspiegels bis zur vollständigen Erstarrung. Dadurch können die inneren Spannungen der Volumenverringerung in dieser Phase vollständig abgebaut werden. Der Temperaturanstieg von der Gel-Vorhärtung zur Nachhärtung sollte langsam erfolgen. Nach der Aushärtung müssen die vergossenen Teile synchron mit der Heizvorrichtung langsam abgekühlt werden, um die innere Spannungsverteilung im Produkt zu reduzieren und anzupassen und so Lunker, Dellen und Risse an der Produktoberfläche zu vermeiden. Bei der Festlegung der Aushärtungsbedingungen des Vergussmaterials müssen die Anordnung und Füllmenge der Komponenten in der Vergussvorrichtung sowie die Größe, Form und das Volumen des einzelnen Vergussmaterials berücksichtigt werden. Bei einem einzelnen Vergussvolumen mit einer großen Anzahl eingebetteter Komponenten ist es unbedingt erforderlich, die Gel-Vorhärtungstemperatur entsprechend zu senken und die Aushärtungszeit zu verlängern.      5.3 Die Oberfläche des ausgehärteten Produkts ist mangelhaft oder nur teilweise ausgehärtet.Phänomene wie eine mangelhafte Oberfläche des ausgehärteten Produkts oder unvollständige Aushärtung hängen größtenteils mit dem Aushärtungsprozess zusammen. Experten des Chinesischen Verbandes der Epoxidharzindustrie gaben als Hauptursachen Fehler der Dosier- oder Mischvorrichtung sowie Bedienungsfehler des Produktionspersonals an. Komponente A kann sich nach längerer Lagerung abgesetzt haben und wurde vor der Verwendung nicht ausreichend vermischt, was zu einem Ungleichgewicht im tatsächlichen Verhältnis von Harz und Härter führt. Komponente B kann aufgrund langer Lagerung im Freien keine Feuchtigkeit aufnehmen. Zudem können vergossene Teile in feuchten Jahreszeiten nicht rechtzeitig aushärten, wodurch die Oberfläche Feuchtigkeit aufnimmt. Kurz gesagt: Ein optimaler Verguss- und Aushärtungsprozess ist von entscheidender Bedeutung.  
  7. Konstruktionstechnologie für Vergussmörtel      2. Oberflächenbehandlung
         
 
 
 
  8. Fallbeispiel: Zweikomponenten-Klebstofffüllverfahren                    

9. Drei Methoden zur Klebstofffüllung von PCBA

1. Halbautomatische Klebstofffüllmaschine   Zum Befüllen mit Klebstoff wird das Produkt neben die Montagelinie gestellt. Anschließend wird es manuell unter den Klebstoffauslasskopf positioniert und der Startschalter betätigt. Die Maschine füllt den Klebstoff automatisch ein und stoppt nach Abschluss des Befüllvorgangs. Der Bediener legt die verklebten Produkte dann auf die Montagelinie. Die halbautomatische Klebstofffüllmaschine eignet sich für alle Arten von PCBA-Produkten, unabhängig von der Größe.
 
  2. Automatische Klebstofffüllmaschine   Bei überwiegend kleinen Produkten ist das Befüllen mit Klebstoff ebenfalls sehr einfach. Das Produkt wird in eine Vorrichtung eingesetzt, diese wird auf den Tisch der Befüllmaschine gestellt, der Startknopf gedrückt, und die Maschine beginnt mit dem Befüllen. Nach dem vollständigen Befüllen stoppt sie automatisch. Anschließend entnimmt der Bediener die Vorrichtung vom Tisch, setzt eine neue Vorrichtung mit dem eingelegten Produkt ein, drückt den Startknopf, und dieser Vorgang wird wiederholt. Der Bediener muss lediglich die Vorrichtung einsetzen und den Startknopf drücken.  
  3. Vollautomatische Klebstoffabfüllanlage   Die Vorrichtung mit dem Produkt wird auf die Förderanlage gesetzt, die Maschine füllt den Klebstoff automatisch ein und führt das Material automatisch dem Ofen zu, wodurch Arbeitsaufwand gespart und ein effizienter Betrieb gewährleistet wird.

Die oben genannten Methoden dienen der automatischen Klebstoffbefüllung. Der Einsatz automatischer Klebstoffbefüllanlagen spart Arbeitsaufwand und steigert die Produktionseffizienz.

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