Silikone, Silikonöle, Sprays
Giess- und Vergussharze
Conformal Coatings sind Schutzschichten für elektronische Baugruppen. Sie sollen unter den vorgesehenen Einsatzbedingungen eine definierte Schutzfunktion erfüllen. Dafür müssen Beschichtungsstoff, Leiterplatte, Bauteile und Fertigungsprozess zusammenpassen.
Werkstoff und Verfahren auswählen
Flüssige Beschichtungen sind unter anderem auf Acrylat-, Polyurethan-, Epoxid- und Silikonbasis erhältlich. Parylene wird über ein Abscheideverfahren aus der Gasphase aufgebracht. Die Werkstofffamilie gibt eine erste Orientierung; die konkrete Materialauswahl benötigt zusätzlich die Produktdaten und die Anforderungen an die fertige Baugruppe.
Bei flüssigen Systemen sind etwa Lösemittelgehalt, Einkomponenten- oder Zweikomponentenverarbeitung und der Aushärtemechanismus zu unterscheiden. Diese Eigenschaften lassen sich nicht allein aus der Bezeichnung «Silikon» oder «Polyurethan» ableiten.
Eine brauchbare Anforderungsliste
- Temperaturen, Feuchtigkeit, Kondensation und Medien im Betrieb
- elektrische Anforderungen und kritische Abstände
- Materialien der Leiterplatte, Gehäuse und Bauteile
- Bereiche, die frei bleiben müssen, etwa Kontaktflächen und Sensoröffnungen
- verfügbare Dosier-, Beschichtungs- und Aushärtetechnik
- vorgesehene Prüfung, Nacharbeit und Reparatur
Diese Angaben bilden die Grundlage für Versuche mit einem konkreten Produkt und einer repräsentativen Baugruppe.
Schichtdicke und Abdeckung festlegen
Es gibt keine für alle Beschichtungen passende Schichtdicke. Sie ist mit dem Produkt, der Geometrie und den Prüfanforderungen abzustimmen. Bei Parylene weist der Hersteller SCS darauf hin, dass zu dünne Schichten unvollständige Abdeckung und Fehlstellen verursachen können; übermässige Schichtdicke kann ebenfalls nachteilig sein. Der tatsächliche Auftrag muss deshalb kontrolliert werden.
Zur Prüfung gehören neben der Schichtdicke die Abdeckung kritischer Stellen sowie unerwünschte Beschichtung auf freizuhaltenden Bereichen. Ein sichtbarer oder fluoreszierender Film allein belegt noch nicht sämtliche elektrischen und umweltbezogenen Eigenschaften.
Reinigung und Aushärtung in den Prozess aufnehmen
Oberflächenvorbereitung und Materialverträglichkeit werden vor dem Beschichten geprüft. Reinigungsreste, eingeschlossene Luft oder unpassende Ablüft- und Aushärtebedingungen können die Beschichtung beeinträchtigen. Dow beschreibt für bestimmte lösemittelhaltige Silikonbeschichtungen eine Ablüftphase vor der Wärmehärtung. Diese produktspezifische Anleitung darf nicht als universeller Zeitplan für andere Beschichtungen verwendet werden.
Bei mehrlagigem Auftrag sind die zulässigen Zeitfenster und die Haftung zwischen den Schichten zu prüfen. Für UV- oder feuchtehärtende Systeme sind auch abgeschattete beziehungsweise schwer zugängliche Stellen zu berücksichtigen.
Materialqualifikation und Baugruppenfreigabe
IPC-CC-830C beschreibt die Qualifikation und Konformität von Beschichtungsmaterialien. Der veröffentlichte Geltungsbereich unterscheidet dies ausdrücklich von der Anwendung und Leistung in der späteren Einsatzumgebung. Für die eigene Baugruppe bleiben daher geeignete Prozess- und Funktionsprüfungen erforderlich.
Nacharbeit vorbereiten
Wenn Reparaturen vorgesehen sind, sollte das Entfernen und erneute Auftragen der Beschichtung bereits in der Entwicklung erprobt werden. Verfahren, Hilfsmittel und Temperatur müssen zum Beschichtungsstoff und zu den betroffenen Bauteilen passen. Ein pauschales Erhitzen oder die Verwendung beliebiger Lösemittel ist kein belastbares Reparaturverfahren.