Conformal Coatings: Schutzlacke für Leiterplatten im Vergleich
Elektronische Baugruppen sind im Betrieb zahlreichen Umwelteinflüssen ausgesetzt: Feuchtigkeit, Staub, Chemikalien, Temperaturwechsel und mechanische Belastungen. Conformal Coatings – dünne Schutzschichten, die sich der Leiterplattengeometrie anpassen – bilden die erste Verteidigungslinie gegen diese Einflüsse. Doch welches Material ist für welche Anwendung optimal? Dieser Fachartikel vergleicht die fünf gängigen Materialklassen, erläutert Auftragsmethoden und gibt praxisnahe Entscheidungshilfen für Entwickler und Fertigungsleiter.
Was sind Conformal Coatings?
Conformal Coatings sind dünne Polymerschichten (typischerweise 25 bis 75 Mikrometer), die auf bestückte Leiterplatten aufgebracht werden, um elektronische Bauteile vor Umwelteinflüssen zu schützen. Der Begriff "conformal" (konform) bedeutet, dass sich die Beschichtung der dreidimensionalen Geometrie der Baugruppe anpasst – sie folgt den Konturen von Bauteilen, Lötverbindungen und Leiterbahnen.
Unterschied zu Vergussmassen
Im Gegensatz zu Vergussmassen, die Elektronik vollständig einkapseln und Schichtdicken von mehreren Millimetern erreichen, bilden Conformal Coatings nur eine dünne Schutzschicht. Dies hat entscheidende Vorteile:
- Geringeres Gewicht: Kritisch für Luft- und Raumfahrtanwendungen sowie mobile Geräte
- Bessere Wärmeabfuhr: Die dünne Schicht beeinflusst die Wärmeableitung kaum
- Reparierbarkeit: Beschichtungen lassen sich meist ablösen, um defekte Bauteile zu tauschen
- Visuelle Inspektion: Bauteile bleiben sichtbar für optische Qualitätskontrolle
- Kosteneffizienz: Geringerer Materialverbrauch bei grossflächigen Baugruppen
Schutzfunktionen
Conformal Coatings erfüllen mehrere Schutzfunktionen gleichzeitig:
- Feuchtigkeitsbarriere: Verhinderung von Korrosion und elektrochemischer Migration
- Isolierung: Erhöhung der Kriechstromfestigkeit zwischen benachbarten Leitern
- Mechanischer Schutz: Abschirmung gegen Abrasion und leichte Stösse
- Chemische Beständigkeit: Schutz vor Lösungsmitteln, Ölen und aggressiven Gasen
- Staubschutz: Verhinderung von Kurzschlüssen durch leitfähige Partikel
- Biologischer Schutz: Abwehr von Schimmel und Mikroorganismen in feuchten Umgebungen
Die 5 Materialklassen im Vergleich
Acryl (AR) – Der Universalist
Acrylbasierte Coatings sind einkomponentige Systeme, die durch Verdunstung von Lösungsmitteln aushärten. Sie bieten eine ausgewogene Balance zwischen Schutzwirkung, Verarbeitbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Acrylschichten sind transparent und ermöglichen die Inspektion von Bauteilen auch nach der Beschichtung. Ein entscheidender Vorteil: Sie lassen sich mit Lösungsmitteln wieder entfernen, was Reparaturen erleichtert.
Typische Anwendungen: Consumer Electronics, Haushaltsgeräte, nicht-kritische Industrieelektronik, Prototypen
Polyurethan (UR) – Der Allrounder
Polyurethan-Coatings vereinen hohe mechanische Festigkeit mit exzellenter Chemikalienbeständigkeit. Diese meist zweikomponentigen Systeme härten durch chemische Reaktion aus und bilden eine harte, widerstandsfähige Schicht. Sie bieten besseren Schutz als Acryl, sind aber schwieriger zu entfernen – Reparaturen erfordern Abschleifen oder aggressive Lösungsmittel.
Typische Anwendungen: Automotive-Elektronik (Motorraum), Industriesteuerungen, Mining Equipment, Outdoor-Beleuchtung
Silikon (SR) – Der Temperaturprofi
Silikonbeschichtungen wie die Bluesil Conformal Coating-Serie zeichnen sich durch aussergewöhnliche Temperaturbeständigkeit aus. Sie bleiben von -60°C bis +200°C flexibel und funktionsfähig. Silikoncoatings bieten hervorragenden Feuchtigkeitsschutz und geringe mechanische Spannungen auf Bauteile – ideal für temperaturempfindliche Komponenten. Ihre Flexibilität macht sie unempfindlich gegen Vibrationen und thermische Zyklen.
Typische Anwendungen: Automotive (unter Motorhaube), LED-Beleuchtung, Hochtemperatur-Sensorik, Aerospace, Militärelektronik
Epoxid (ER) – Der Widerstandsfähige
Epoxid-Coatings bieten die höchste mechanische Festigkeit und beste Chemikalienbeständigkeit aller Conformal Coatings. Diese zweikomponentigen Systeme bilden nach der Aushärtung eine harte, glasartige Schicht. Der Nachteil: Epoxidbeschichtungen sind praktisch nicht reparierbar ohne Beschädigung der Baugruppe. Sie werden daher primär für Hochzuverlässigkeitsanwendungen eingesetzt, bei denen Reparaturen unwahrscheinlich sind.
Typische Anwendungen: Militär- und Aerospace-Elektronik, Medizintechnik (implantierbare Geräte), Öl- und Gasexploration
Parylene (XY) – Der Spezialist
Parylene ist ein Hochleistungs-Coating, das durch Dampfabscheidung (CVD – Chemical Vapor Deposition) aufgetragen wird. Der gasförmige Ausgangsstoff dringt in kleinste Spalten ein und polymerisiert zu einer absolut gleichmässigen, pinhole-freien Schicht. Parylene bietet exzellente Barriereeigenschaften gegen Feuchtigkeit, ist biokompatibel nach USP Class VI und extrem dünn (typisch 5-30 µm). Die hohen Verarbeitungskosten limitieren den Einsatz auf Spezialanwendungen.
Typische Anwendungen: Medizinische Implantate, Hochfrequenzelektronik, MEMS-Sensoren, Mission-critical Aerospace
Vergleichstabelle der Coating-Typen
| Eigenschaft | Acryl (AR) | Polyurethan (UR) | Silikon (SR) | Epoxid (ER) | Parylene (XY) |
|---|---|---|---|---|---|
| Temperaturbereich | -40°C bis +125°C | -40°C bis +130°C | -60°C bis +200°C | -40°C bis +150°C | -200°C bis +220°C |
| Feuchtigkeitsschutz | Gut | Sehr gut | Hervorragend | Sehr gut | Exzellent |
| Chemikalienbeständigkeit | Begrenzt | Sehr gut | Gut | Hervorragend | Sehr gut |
| Mechanische Festigkeit | Mittel | Hoch | Flexibel/weich | Sehr hoch | Mittel |
| Reparierbarkeit | Einfach (lösbar) | Schwierig | Mittel (schneidbar) | Sehr schwierig | Schwierig |
| Auftragsmethode | Sprühen, Tauchen, Bürsten | Sprühen, Tauchen | Sprühen, Tauchen | Sprühen, Tauchen | Dampfabscheidung (CVD) |
| Aushärtezeit (23°C) | 30-60 Min. (grifftrocken) | 4-24 Std. | 6-24 Std. | 24-72 Std. | 4-8 Std. (Prozess) |
| Dielektrizitätskonstante (1 MHz) | 3.2-3.8 | 3.5-4.2 | 2.7-3.5 | 3.5-4.5 | 2.6-3.1 |
| Typische Schichtdicke | 25-75 µm | 25-75 µm | 50-100 µm | 25-75 µm | 5-30 µm |
| Relative Kosten | € (niedrig) | €€ (mittel) | €€-€€€ (mittel-hoch) | €€ (mittel) | €€€€ (sehr hoch) |
| IPC-HDBK-830 Typ | AR | UR | SR | ER | XY |
Auftragsmethoden für Conformal Coatings
Die Wahl der Auftragsmethode beeinflusst die Schichtqualität, Produktionsgeschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit erheblich. Folgende Verfahren haben sich in der Praxis etabliert:
Sprühbeschichtung
Manuelle Sprühpistole: Flexible Methode für Prototypen und Kleinserien. Der Werker trägt das Coating mit einer Sprühpistole auf die maskierte Baugruppe auf. Vorteile: niedrige Investitionskosten, hohe Flexibilität. Nachteile: abhängig von Werker-Geschick, begrenzte Reproduzierbarkeit, hoher Overspray-Verlust (30-50%).
Automatisiertes Sprühen: Robotergesteuerte Sprühsysteme fahren programmierte Bahnen ab und gewährleisten reproduzierbare Schichtdicken. Ideal für mittlere bis hohe Stückzahlen. Moderne Systeme mit Ultraschall-Zerstäubung reduzieren den Materialverlust auf 10-20%.
Tauchbeschichtung (Dip Coating)
Die Baugruppe wird vollständig in ein Coating-Bad eingetaucht und mit kontrollierter Geschwindigkeit herausgezogen. Die Schichtdicke wird durch Viskosität, Ziehgeschwindigkeit und Winkel bestimmt. Vorteile: gleichmässige Beschichtung komplexer Geometrien, hoher Durchsatz, minimaler Materialverlust. Nachteile: Steckverbinder und Testpunkte müssen aufwändig maskiert werden, grosse Badvolumen erforderlich.
Selektivbeschichtung
Computergesteuerte Dosiersysteme tragen das Coating präzise nur an definierten Stellen auf. Die Baugruppe fährt unter einer Dosierdüse hindurch, die das Material gezielt abgibt. Vorteile: keine Maskierung erforderlich, minimaler Materialverbrauch, verschiedene Materialien in einem Prozess möglich. Nachteile: langsamer als Tauchen oder Sprühen, höhere Investitionskosten, primär für mittlere Stückzahlen geeignet.
Dampfabscheidung (CVD für Parylene)
Ein spezielles Verfahren ausschliesslich für Parylene: Der feste Ausgangsstoff (Dimer) wird verdampft, pyrolysiert zu Monomeren und kondensiert auf der Baugruppe bei Raumtemperatur zu einem Polymer. Der gesamte Prozess läuft unter Vakuum ab. Vorteile: absolut gleichmässige Beschichtung aller Oberflächen, pinhole-frei, dringt in mikroskopische Spalten ein. Nachteile: sehr hohe Investitionskosten (ab CHF 150'000), nur Lohnbeschichtung wirtschaftlich, Chargenverfahren mit mehreren Stunden Zykluszeit.
Praxis-Tipp: Inspektion mit UV-Licht
Viele Conformal Coatings enthalten fluoreszierende Zusätze, die unter UV-Licht (365 nm) sichtbar werden. Dies ermöglicht eine schnelle, zerstörungsfreie Qualitätskontrolle: Ungleichmässige Beschichtung, fehlende Bereiche oder Blasen werden sofort erkennbar. Für die Serienproduktion sind automatisierte UV-Inspektionssysteme erhältlich, die jeden beschichteten Bereich mit Kamerasystemen prüfen und dokumentieren.
Normen und Standards
Conformal Coatings für professionelle Anwendungen müssen definierte Standards erfüllen. Die wichtigsten Normen im Überblick:
IPC-CC-830C
Die zentrale Norm für Conformal Coatings, herausgegeben vom Institute for Printed Circuits. Sie definiert die fünf Coating-Typen (AR, ER, SR, UR, XY) und legt Prüfverfahren sowie Mindestanforderungen fest: Isolationswiderstand, dielektrische Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, thermischer Schock, Pilzresistenz und Flammenbeständigkeit. Hersteller geben in Datenblättern die Konformität mit dieser Norm an.
IPC-A-610
"Acceptability of Electronic Assemblies" – die meistverwendete Norm für die Qualitätsbewertung von Elektronikbaugruppen. Abschnitt 10 behandelt Conformal Coatings und definiert drei Akzeptanzklassen: Class 1 (General Electronics), Class 2 (Dedicated Service Electronics) und Class 3 (High Performance/Reliability). Die Norm legt fest, welche Coating-Defekte (Blasen, ungleichmässige Dicke, fehlende Bereiche) für welche Klasse akzeptabel sind.
MIL-I-46058C (veraltet, aber referenziert)
Militärische Spezifikation des US-Verteidigungsministeriums. Offiziell durch MIL-STD-202 und MIL-PRF-55110 ersetzt, wird aber noch häufig in Ausschreibungen zitiert. Definiert besonders strenge Anforderungen an Temperaturzyklen (-65°C bis +125°C), Salzsprühnebeltest und Pilzbeständigkeit.
UL94 – Flammenbeständigkeit
Underwriters Laboratories Standard für die Entflammbarkeit von Kunststoffen. Conformal Coatings werden typischerweise nach UL94 V-0 (selbstverlöschend, keine brennenden Tropfen) oder UL94 V-1 (selbstverlöschend innerhalb 30 Sekunden) klassifiziert. Wichtig für Anwendungen mit hohen Sicherheitsanforderungen.
EN 45545 (Bahnanwendungen)
Europäische Norm für Brand- und Rauchverhalten von Materialien in Schienenfahrzeugen. Besonders relevant für Rolling Stock Electronics. Prüft Rauchentwicklung, Toxizität und Flammenausbreitung unter realistischen Bedingungen.
Anwendungsbereiche nach Industrie
Automotive
Moderne Fahrzeuge enthalten über 100 elektronische Steuergeräte (ECUs), die extremen Bedingungen standhalten müssen: Temperaturschwankungen von -40°C (Kaltstarts in Skandinavien) bis +125°C (Motorraum im Sommer), Feuchtigkeit, Salznebel, Kraftstoffe, Öle und Vibrationen. Polyurethan- und Silikon-Coatings dominieren hier. Typische Anwendungen: Motorsteuergeräte, ABS/ESP-Module, Batteriemanagementsysteme (BMS) in E-Fahrzeugen, LED-Scheinwerfer-Elektronik.
Aerospace und Militär
Höchste Zuverlässigkeitsanforderungen bei extremen Umgebungsbedingungen: Druckschwankungen, kosmische Strahlung, Temperaturschocks, aggressive Treibstoffe. Silikon-Coatings und Parylene werden bevorzugt. Beispiele: Flugsteuerungssysteme, Satelliten-Elektronik, Radar und Kommunikationssysteme, militärische Nachtsichtgeräte, Drohnen-Avionik.
Industrieautomation
SPS-Steuerungen, Frequenzumrichter und Sensoren in Fabriken sind Staub, Kühlschmierstoffen, Reinigungsmitteln und mechanischen Vibrationen ausgesetzt. Acryl- und Polyurethan-Coatings bieten hier das optimale Kosten-Nutzen-Verhältnis. Anwendungen: Robotersteuerungen, industrielle HMI-Panels, Prozessmesstechnik, Schweisssteuerungen.
Consumer Electronics
Smartphones, Wearables, Smart-Home-Geräte: Hier steht IP-Schutz (Ingress Protection) gegen Wasser und Staub im Vordergrund, kombiniert mit geringem Gewicht und niedrigen Kosten. Acryl- und dünnschichtige Silikon-Coatings sind Standard. Beispiele: Wasserdichte Smartphones (IP67/IP68), Fitness-Tracker, Bluetooth-Lautsprecher für Outdoor, intelligente Türschlösser.
Marine und Offshore
Salzwasser-Atmosphäre ist die härteste Umgebung für Elektronik: Elektrochemische Korrosion bedroht ungeschützte Leiterplatten bereits nach Wochen. Silikon- und Polyurethan-Coatings mit hoher Feuchtigkeitsbeständigkeit sind unverzichtbar. Einsatzgebiete: Marine-Navigation und Radar, Offshore-Wind-Steuerungen, Schiffsmotoren-Überwachung, Unterwasser-ROV-Elektronik.
Medizintechnik
Biokompatibilität nach ISO 10993 und FDA-Zulassung sind hier zentral. Parylene ist das bevorzugte Material für implantierbare Elektronik (Herzschrittmacher, Neurostimulatoren), während Silikon- und Acryl-Coatings bei nicht-implantierbaren Geräten zum Einsatz kommen. Weitere Anwendungen: Patientenmonitore, tragbare Infusionspumpen, Diagnosegeräte.
Conformal Coating vs. Verguss: Wann was?
Die Entscheidung zwischen Conformal Coating und Vergussmasse ist eine der wichtigsten im Schutzkonzept elektronischer Baugruppen. Beide Technologien haben ihre Berechtigung – die optimale Wahl hängt von den spezifischen Anforderungen ab.
Entscheidungskriterien für Conformal Coating
- Reparierbarkeit erforderlich: Baugruppen müssen im Feld gewartet werden können
- Gewichtskritisch: Luft- und Raumfahrt, mobile Geräte
- Wärmeableitung wichtig: Leistungselektronik, LED-Treiber
- Visuelle Inspektion nötig: Qualitätssicherung muss Bauteile sehen können
- Grosse Baugruppen: Materialkosten spielen eine Rolle
- Moderater Umweltschutz ausreichend: Feuchtigkeit und Staub, aber keine vollständige Immersion
Entscheidungskriterien für Verguss
- Maximaler Schutz benötigt: Dauerhaft hohe Feuchtigkeit, Immersion, hoher Druck
- Mechanische Belastungen: Starke Vibrationen, Schockbelastungen
- Keine Reparatur vorgesehen: Austausch der gesamten Einheit im Fehlerfall
- Hohe Spannungen: Zusätzliche Isolierung und Kriechstromschutz erforderlich
- Tamperschutz: Schutz vor Manipulation und Reverse Engineering
- Kompakte Module: Verguss stabilisiert mechanisch und ermöglicht kompakte Bauform
Kombination beider Methoden
In der Praxis werden Conformal Coating und Verguss oft kombiniert: Die gesamte Baugruppe erhält ein Coating als Basisschutz, während besonders kritische Bereiche (Hochspannungsabschnitte, exponierte Steckverbinder, sensible ICs) zusätzlich vergossen werden. Diese Hybrid-Strategie vereint die Vorteile beider Technologien:
- Die Beschichtung schützt die Hauptfläche bei minimalem Gewicht und Kosten
- Der Verguss bietet maximalen Schutz für kritische Bereiche
- Reparaturen sind in unkritischen Zonen noch möglich
- Optimale Material-Ausnutzung: Verguss nur wo wirklich nötig
Praxisbeispiel: Automotive-Steuergerät für den Motorraum: Die Leiterplatte erhält ein Silikon-Coating (Temperaturbeständigkeit, Flexibilität). Der Hochspannungs-Bereich mit Zündspulen-Treibern wird zusätzlich mit Epoxid-Vergussmasse gekapselt. Der Steckverbinder-Bereich bleibt frei für Servicearbeiten.
Verarbeitungstipps für optimale Ergebnisse
Vorbereitung und Maskierung
Reinigung ist entscheidend: Flussmittelreste, Fingerabdrücke und Fette verhindern die Haftung. Die Baugruppe sollte mit Isopropanol oder speziellen Defluxern gereinigt und vollständig getrocknet werden. Manuelle Reinigung mit Pinsel und fusselfreien Tüchern ist gründlicher als Sprühreinigung.
Maskierung: Bereiche, die coatingfrei bleiben müssen, werden mit abziehbaren Masken, Kapton-Tape oder flüssigen Abdecklacken geschützt: Steckverbinder, Testpunkte, Kühlkörper-Kontaktflächen, Taster, Schalter, Batteriefächer, Schraubdome. Für Serienproduktion existieren Silikon-Maskierungswerkzeuge, die wie Schablonen über die Baugruppe gelegt werden.
Auftrag und Aushärtung
Schichtdicke kontrollieren: Zu dünn (unter 25 µm): unzureichender Schutz, Pinholes möglich. Zu dick (über 100 µm): Spannungsrisse, längere Aushärtung, höhere Kosten, Wärmeableitung beeinträchtigt. Nassfilmdicken-Kämme (Wet Film Thickness Gauges) ermöglichen Kontrolle direkt nach Auftrag.
Aushärtung beschleunigen: Die meisten Coatings härten bei Raumtemperatur aus, aber erhöhte Temperatur beschleunigt den Prozess erheblich. Typisch: 60-80°C für 30-60 Minuten statt 24 Stunden bei 23°C. Wichtig: Rampen (langsames Aufheizen/Abkühlen) vermeiden thermischen Stress. Feuchtigkeitshärtende Systeme (manche Silikone und Polyurethane) profitieren von 50-60% relativer Luftfeuchtigkeit.
Inspektion und Qualitätskontrolle
Visuelle Prüfung: Unter Weisslicht und UV-Licht auf Ungleichmässigkeiten, Blasen, fehlende Bereiche, Flussmittelreste unter der Schicht (erscheinen als dunkle Flecken unter UV) prüfen.
Schichtdickenmessung: Zerstörungsfrei mit Ultraschall-Dickenmessgeräten oder Wirbelstromsensoren (nur auf metallischen Unterlagen). Für Stichproben: Querschliffe unter dem Mikroskop.
Funktionstest: Elektrische Tests nach Beschichtung sicherstellen, dass keine Bereiche versehentlich beschichtet wurden, die frei bleiben sollten. Hochspannungstests prüfen die Isolationswirkung.
Rework und Reparatur
Acryl: Mit Aceton, Isopropanol oder speziellen Coating-Removern anlösen, mit Pinsel oder Tupfer entfernen.
Polyurethan: Mechanisch abschaben mit Skalpell oder Schleifstift, unterstützt durch aggressive Lösungsmittel (MEK, NMP). Vorsicht: Bauteile können beschädigt werden.
Silikon: Schneiden mit scharfem Messer oder Abziehen möglich. Thermische Methode: lokales Erhitzen auf 250°C (Heissluft) macht Silikon brüchig und abziehbar.
Epoxid: Praktisch nicht entfernbar. Mikrofräsen oder Mikro-Sandstrahlen erforderlich – hohes Risiko für Bauteile.
Parylene: Mit Plasma-Ätzen oder aggressiven Lösungsmitteln. Meist ist Lohnservice erforderlich.
Häufige Fehler und Vermeidung
- Blasenbildung: Ursache: eingeschlossene Luft, zu schneller Auftrag, Ausgasen von Flussmittelresten. Vermeidung: gründliche Reinigung, langsamer Tauch-/Ziehvorgang, Vakuumentgasung vor Beschichtung
- Orange-Peel-Effekt (raue Oberfläche): Ursache: zu hohe Viskosität, falscher Sprühdruck, falsche Düsengrösse. Vermeidung: Verdünnung gemäss Datenblatt, optimierte Sprühparameter
- Rissbildung: Ursache: zu dicke Schicht, zu schnelle Aushärtung, mechanische Spannung. Vermeidung: mehrere dünne Schichten statt einer dicken, kontrollierte Temperaturrampen
- Delamination (Ablösen): Ursache: schlechte Haftung durch Kontamination, ungeeigneter Untergrund. Vermeidung: gründliche Reinigung, Primer verwenden, Haftungstests vor Serie
- Kriechströme trotz Coating: Ursache: zu dünne Schicht, Pinholes, Kontamination auf Oberfläche. Vermeidung: Schichtdicke prüfen, UV-Inspektion, Reinigung optimieren
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Ja, aber der Aufwand hängt stark vom Coating-Material ab. Acryl-Coatings lassen sich einfach mit Lösungsmitteln entfernen – die Reparatur-Stelle wird nach dem Löten neu beschichtet. Silikon kann meist mechanisch entfernt werden (schneiden, abziehen). Polyurethan erfordert aggressivere Lösungsmittel oder mechanisches Abschleifen. Epoxid-Coatings sind praktisch nicht reparierbar ohne Beschädigung der Baugruppe.
Praxis-Tipp: Für Prototypen und Kleinserien immer Acryl verwenden, auch wenn Polyurethan oder Silikon technisch besser wären – die Reparierbarkeit spart enorm Zeit während der Entwicklung.
Die Standardempfehlung liegt bei 25-75 Mikrometer Trockenschichtdicke, was den IPC-HDBK-830 Vorgaben entspricht. Zu dünne Schichten (unter 25 µm) bieten unzureichenden Schutz und können Pinholes aufweisen. Zu dicke Schichten (über 100 µm) neigen zu Spannungsrissen, beeinträchtigen die Wärmeableitung und verursachen höhere Materialkosten.
Ausnahme Parylene: Aufgrund der perfekten Gleichmässigkeit und Pinhole-Freiheit reichen hier bereits 5-30 µm für exzellenten Schutz.
Wichtig: Hersteller geben in Datenblättern meist die Nassschichtdicke an. Die Trockenschichtdicke beträgt je nach Feststoffgehalt nur 30-70% davon. Ein Coating mit 50% Feststoffgehalt erfordert also 100-150 µm Nassfilm für 50-75 µm Trockenfilm.
Gleicher Coating-Typ: Ja, problemlos. Zwei dünne Schichten sind oft besser als eine dicke – bessere Benetzung, weniger Blasen, gleichmässigere Gesamtdicke. Zwischen den Schichten sollte die erste vollständig ausgehärtet sein.
Unterschiedliche Coating-Typen: Möglich, aber mit Einschränkungen. Wichtig ist die chemische Verträglichkeit. Bewährte Kombinationen: Acryl als Grundschicht + Polyurethan als Deckschicht (bessere mechanische Festigkeit). Silikon als Grundschicht + Parylene als Deckschicht (optimale Barriere).
Nicht empfohlen: Polyurethan über Silikon (schlechte Haftung), Acryl über Polyurethan (Lösungsmittel kann Polyurethan anlösen). Im Zweifelsfall Haftungstests durchführen oder Herstellerempfehlung einholen.
Nein. Parylene hat trotz hervorragender Eigenschaften auch Nachteile, die es für manche Anwendungen ungeeignet machen:
- Reparatur fast unmöglich: Für Prototypen und Entwicklungsprojekte unpraktisch
- Chargenverfahren: Lange Durchlaufzeiten (8+ Stunden pro Charge), ungeeignet für schnelle Produktion
- Limitierte Dicke: Für mechanischen Schutz oft zu dünn
- Temperaturempfindliche Bauteile: Der CVD-Prozess erfordert Vakuum und teilweise erhöhte Temperaturen
- Chemikalienbeständigkeit: Gegen manche organische Lösungsmittel schlechter als Polyurethan oder Epoxid
- Keine Vor-Ort-Beschichtung: Immer Lohnservice erforderlich
Fazit: Parylene ist ideal für Hochzuverlässigkeits-Anwendungen mit extremen Anforderungen an Feuchtigkeitsschutz und Biokompatibilität (Medizintechnik, Implantate, MEMS). Für die meisten Industrie- und Automotive-Anwendungen bieten Silikon oder Polyurethan das bessere Preis-Leistungs-Verhältnis.
Fazit: Die richtige Wahl treffen
Conformal Coatings sind unverzichtbar für den Schutz elektronischer Baugruppen in anspruchsvollen Umgebungen. Die Wahl des richtigen Materials und der optimalen Auftragsmethode erfordert eine sorgfältige Abwägung von Umgebungsbedingungen, Zuverlässigkeitsanforderungen, Reparierbarkeit und Wirtschaftlichkeit.
Faustregel für die Materialwahl:
- Acryl: Für Consumer Electronics, Prototypen und nicht-kritische Anwendungen mit Reparaturbedarf
- Polyurethan: Für Industrieelektronik, Automotive (Innenraum) und chemisch beanspruchte Umgebungen
- Silikon: Für Hochtemperatur-Anwendungen, Automotive (Motorraum), hohe Vibrationsbelastung
- Epoxid: Für maximale chemische und mechanische Beständigkeit ohne Reparaturbedarf
- Parylene: Für Medizintechnik, MEMS, Mission-critical Aerospace mit höchsten Zuverlässigkeitsanforderungen
Die Kombination von Conformal Coating mit gezieltem Verguss kritischer Bereiche bietet oft die optimale Lösung für komplexe Schutzanforderungen.
