Cosa sono i composti di riempimento?
I composti di incapsulamento sono materiali liquidi o pastosi che avvolgono completamente i componenti elettronici e, una volta induriti, li proteggono in modo permanente. A differenza dei rivestimenti conformi, che formano solo un sottile strato protettivo da 25 a 75 micrometri, i composti di incapsulamento riempiono l'intero spazio vuoto attorno ai componenti elettronici. Il risultato è una protezione solida e duratura contro umidità, vibrazioni, sostanze chimiche, sbalzi di temperatura e sollecitazioni meccaniche.
I composti di sigillatura impediscono la corrosione e la migrazione elettrochimica causate dall'umidità, aumentano la resistenza alla corrente di dispersione tra conduttori adiacenti, fissano i componenti proteggendoli da vibrazioni e urti, nelle varianti termoconduttive dissipano in modo mirato il calore residuo e proteggono dagli agenti chimici quali oli, carburanti e detergenti. Nelle applicazioni critiche per la sicurezza fungono inoltre da protezione contro la manomissione, poiché i gruppi incapsulati non possono essere aperti senza subirne il danneggiamento.
Incapsulamento completo o rivestimento selettivo?
Prima di chiarire la questione dei materiali, occorre prendere una decisione fondamentale: il gruppo sarà completamente sigillato (potting) o solo rivestito in punti specifici (incapsulamento)?
Potting (incapsulamento completo)
L'intero sistema elettronico è completamente sigillato all'interno di un involucro con resina di sigillatura. Massima protezione IP (fino a IP68/IP69K), dissipazione uniforme del calore, fissaggio completo, protezione contro le manomissioni.
Svantaggi: maggiore consumo di materiale, peso aggiuntivo; nel caso della resina epossidica, impossibilità di riparazione.
Incapsulamento (selettivo)
Vengono rivestite solo le aree critiche, mentre i connettori e i punti di test rimangono accessibili. Ciò consente di risparmiare materiale e peso e rende possibile la sostituzione dei componenti.
Svantaggi: grado di protezione IP limitato a IP54–IP67; le aree non rivestite rimangono vulnerabili.
Regola generale: se è richiesto IP68/IP69K → incapsulamento con resina. Se è necessaria la riparabilità → incapsulamento. Se la dissipazione di potenza supera i 5 W → incapsulamento con resina termoconduttiva. Se il peso è un fattore critico → incapsulamento.
Confronto tra le tre classi di materiali
Composti di silicone per sigillatura
I siliconi rappresentano la classe di materiali più versatile per l'incapsulamento elettronico. Mantengono la loro elasticità in un intervallo di temperatura estremamente ampio (da −60 °C a +200 °C; i tipi speciali fino a +300 °C). La bassa tensione meccanica protegge i componenti sensibili e i punti di saldatura. Per le applicazioni a LED, i siliconi sono spesso l'unica scelta sensata: le formulazioni ottiche speciali sono trasparenti, non ingialliscono e hanno un indice di rifrazione adeguato.
Applicazioni tipiche: moduli LED, centraline per il settore automobilistico, elettronica per esterni, inverter solari, sistemi di sensori, elettronica medica, settore aerospaziale.
Composti epossidici per riempimento
Le resine epossidiche offrono la massima resistenza meccanica (Shore D 70–90), un'eccellente adesione su metalli e ceramica e la massima rigidità dielettrica (fino a 25 kV/mm). Lo svantaggio principale: praticamente non riparabili dopo l'indurimento, fragilità in caso di sbalzi di temperatura, intervallo di temperatura ristretto (da −40 a +130 °C).
Applicazioni tipiche: alimentatori ad alta tensione, trasformatori, sistemi elettronici di accensione, elettronica subacquea, protezione antimanomissione.
Masse di riempimento in poliuretano (PU)
Il PU si colloca a metà strada tra la resina epossidica e il silicone: offre un profilo di proprietà equilibrato al minor costo. Durezza Shore regolabile (da Shore A 60 a Shore D 50), buona resistenza all'abrasione. Svantaggio principale: igroscopico, sensibile ai raggi UV, intervallo di temperatura molto ristretto (da −40 a +120 °C).
Applicazioni tipiche: controlli industriali, alimentatori a commutazione (per interni), caricabatterie per la mobilità elettrica, moduli BMS, automazione degli edifici.
Confronto tra materiali: silicone vs. resina epossidica vs. poliuretano
Valutazione qualitativa su una scala da 1 a 10. Più alto = migliore.
Tabella comparativa
| Caratteristica | silicone | epossidico | poliuretano |
|---|---|---|---|
| intervallo di temperatura | da −60 a +200 °C (fino a +300) | da −40 a +130 °C (fino a +150) | da −40 a +120 °C |
| Durezza Shore | Shore A 15–60 | Durezza Shore D 70–90 | Shore A 60 – Shore D 50 |
| Resistenza dielettrica | 15–21 kV/mm | 20–25 kV/mm | 16–22 kV/mm |
| λ (predefinito) | 0,16–0,20 W/(m·K) | 0,2–0,3 W/(m·K) | 0,2–0,3 W/(m·K) |
| λ (pieno) | 0,30–0,42 W/(m·K) | fino a 5 W/(m·K) | fino a 1,5 W/(m·K) |
| resistenza chimica | ottimo | premiato | bene |
| Resistenza ai raggi UV | premiato | bene | moderato |
| riparabilità | bene | molto difficile | possibile |
| Livello dei prezzi | alto | medio-alto | basso-medio |
Masse di riempimento termoconduttive: il valore λ è determinante
L'elettronica moderna opera in spazi sempre più ridotti con densità di potenza sempre maggiori. I composti di riempimento standard hanno un effetto piuttosto isolante dal punto di vista termico (0,16–0,20 W/(m·K)): proteggono i componenti elettronici, ma allo stesso tempo trattengono il calore all'interno del componente.
Regola empirica: un aumento della temperatura di esercizio di 10 K può, in molti casi, dimezzare la durata dei componenti elettronici.
Il valore λ (conducibilità termica, W/(m·K)) descrive la capacità di un materiale di condurre il calore. Aria a riposo: 0,025 — siliconi non caricati: 0,16–0,20 — siliconi caricati: 0,30–0,42 — sistemi ibridi: fino a 1,05 — alluminio: 237.
La conducibilità termica viene aumentata grazie all'aggiunta di riempitivi minerali o ceramici: ossido di alluminio (Al₂O₃), nitruro di boro (BN) o carburo di silicio (SiC). Maggiore è la percentuale di riempitivo, migliore è la conducibilità termica, ma aumenta anche la viscosità.
Conducibilità termica di tutti i prodotti di sigillatura SILITECH
Valori λ ricavati dalla scheda tecnica del produttore. Valore più alto = migliore dissipazione del calore.
Quando è opportuno utilizzare un riempitivo termoconduttivo? A partire da circa 1 W di potenza dissipata per cm² di superficie del componente. Per i sensori standard: 0,16–0,20 W/(m·K). Per l'elettronica di potenza: 0,30–0,50 W/(m·K). Per la gestione termica critica con protezione antincendio: Permabond MT3836 con 1,05 W/(m·K) e UL 94 V-0.
Gamma di prodotti per incapsulamento SILITECH
SILITECH AG dispone a magazzino in Svizzera di composti di incapsulamento di tutte le classi di materiali — dal semplice rivestimento protettivo all'incapsulante termoconduttivo ad alte prestazioni.
Masse di riempimento in silicone di Elkem (Bluesil) e Dow
Sistemi monocomponenti (serie CAF)
La gamma CAF di Elkem comprende elastomeri siliconici monocomponenti che polimerizzano a temperatura ambiente a contatto con l'umidità dell'aria. Pronti all'uso, non richiedono alcuna miscelazione.
| Prodotto | Shore A | Intervallo di temperatura | λ W/(m·K) | kV/mm | Interconnessione e peculiarità |
|---|---|---|---|---|---|
| CAF 4 | 37 | −60 / +225 °C | 0,30 | 21 | Acetato, autolivellante, trasparente |
| CAF 33 | 25 | −65 / +250 °C | 0,20 | 19 | Acetato, rigido, nero / bianco / traslucido |
| CAF 530 | 34 | da −60 a +150 °C | – | 24 | Alchossilico (neutro), senza primer, per l'elettronica e il settore solare |
| CAF 730 MF | 24 | da −55 a +200 °C | – | 19 | Ossim (senza MEKO), neutro, settore aeronautico e manutenzione |
I codici prodotto CAF non indicano la durezza Shore. CAF sta per «Compound à Froid» (miscela reticolante a freddo). Per una scelta corretta è sempre determinante la scheda tecnica.
Sistemi bicomponenti (reticolazione per addizione)
I siliconi bicomponenti a reticolazione per addizione induriscono tramite catalisi al platino senza produrre sottoprodotti. Tempi di lavorabilità e di indurimento controllabili con precisione, ritiro praticamente nullo.
| Prodotto | Shore A | MV | λ W/(m·K) | kV/mm | particolarità |
|---|---|---|---|---|---|
| Bluesil RTV 141 | 50 | 100:10 | 0,16 | 20 | Trasparente, otticamente limpido, n=1,406. LED e optoelettronica. |
| Bluesil RTV 147 | 60 | 100:10 | 0,31 | 18 | Conduttività termica, elevata resistenza. Resinatura per l'elettrotecnica. |
| Bluesil RTV 148 (+ 147 B) | 40 | 100:10 | 0,31 | 18 | Viscosità inferiore, stesso λ. Miscelabile con 147 A. |
| Bluesil ESA 7250 | 52 | 10:1 | 0,16 | 20 | Trasparente, resistenza 6,2 MPa. UL 94 HB. Fotovoltaico. |
| Bluesil ESA 7252 UL94 V0 | 48 | 1:1 | 0,42 | 18 | Massimo λ per i siliconi, ignifughi. Settore aerospaziale e sistemi di bordo. |
| DOWSIL EI-2888 UL746C f1 | ~10 | 1:1 | – | 19 | Senza primer, trasparente. LED e display per esterni. |
Quale sistema siliconico per quale applicazione? Per sigillature trasparenti: RTV 141, ESA 7250 o DOWSIL EI-2888. Quando la dissipazione del calore è fondamentale: RTV 147/148 (λ = 0,31) o ESA 7252 (λ = 0,42). Per semplici sigillature senza tecnica di miscelazione: serie CAF. Per la resistenza alla fiamma UL 94 V0: ESA 7252. Per LED da esterno senza primer: DOWSIL EI-2888.
Resine poliuretaniche per colata elettrica (SILIRESIN Biothan)
Biobasierte PU-Giessharze auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Kennzeichnungsfrei (weder Harz noch Härter), VOC 0,0 %, Schrumpf < 0,1 %.
| Prodotto | durezza | λ W/(m·K) | kV/mm | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Biothan 2 MD 207 E UL94 V0 | Shore D 80–83 | 0,455 | > 36 | Duro, resistente alle temperature fino a 200 °C, resistente ai raggi X. Trasformatori e alta tensione. |
| Biothan 2 MD 2140 | Shore A 25–55 | 0,215 | > 22 | Elastico, resistente al freddo fino a −45 °C. Durezza variabile (rapporto di miscelazione 2:1–4:1). |
| Biothan 2 MD 2170-200 | Shore 60 D – 80 A | 0,355 | > 30 | Riempito con Al(OH)₃ + ZnO. Resistente al calore fino a 143 °C (200 ore). |
Da notare: con λ = 0,455 W/(m·K) e UL 94 V-0, Biothan 2 MD 207 E raggiunge prestazioni superiori a quelle di molti composti di sigillatura al silicone, pur avendo un prezzo nettamente inferiore.
Resine epossidiche e ibride per incapsulamento (Permabond, Loctite)
Epossidi classici
| Prodotto | Tipo | durezza | λ W/(m·K) | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Loctite STYCAST 2057M | Resina epossidica bicomponente, 100:4,5 | Shore D 90 | – | Per uso generico, a bassa viscosità, lavorabile con utensili. −40/+130 °C. |
| Permabond ET530 | Resina epossidica bicomponente, 2:1 | Shore D 77 | 0,40 | Trasparente, a bassa tendenza all'ingiallimento. Tg 50 °C. |
Epossidi modificati per garantire flessibilità (serie MT) — per l'incapsulamento di componenti elettronici
La serie MT di Permabonds combina la chimica epossidica con la flessibilità. Da morbida a mediamente rigida, elevato allungamento a rottura, buona adesione al substrato.
| Prodotto | Tipo | durezza | λ W/(m·K) | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Permabond MT382 | Resina epossidica bicomponente, rapporto 2:1 | Shore A 55–85 | 0,47 | Autolivellante, 20–30 kV/mm, allungamento 150–200 %. |
| Permabond MT3809 | Resina epossidica bicomponente, 10:1 | Shore A 75–85 | – | Morbido e flessibile, a bassa viscosità. Stucco a struttura fine. |
Composto di riempimento ibrido termoconduttivo
| Prodotto | Tipo | durezza | λ W/(m·K) | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Permabond MT3836 UL94 V0 | Polimero MS bicomponente, 2:1 | Shore A 60 | 1,05 | Il valore λ più elevato della gamma. 18–20 kV/mm. BMS, mobilità elettrica. |
L'MT3836 è particolarmente interessante nei casi in cui sono richieste contemporaneamente dissipazione del calore e resistenza alla fiamma, ad esempio nei sistemi di gestione delle batterie, nell'elettronica di potenza e nei moduli di ricarica per la mobilità elettrica. Con λ = 1,05 W/(m·K), supera nettamente tutti i composti di sigillatura al silicone presenti nella gamma.
Adesivi strutturali Permabond PU (anche per incapsulamento)
| Prodotto | Tipo | durezza | durata di conservazione | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Permabond PT326 | PU bicomponente, 1:1 | Durezza Shore D 65–75 | 4–7 min | Tissotropico, resistenza al taglio 12–20 MPa. |
| Permabond PT328 | PU bicomponente, 1:1 | Durezza Shore D 60–75 | 15–20 min | Tempo di lavorabilità più lungo per volumi maggiori. |
Paste termoconduttive
| Prodotto | Tipo | λ W/(m·K) | Temp. | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Bluesil PAST 340 | Pasta di silicone | 0,41 | da −40 a +250 °C | Dielettrico (15 kV/mm), sensori e resistenze. |
| DOWSIL 340 | Pasta di silicone (ZnO) | 0,67 | fino a +177 °C | Non indurisce, non richiede cottura in forno. Stabile allo stoccaggio per 60 mesi. |
Scelta dei materiali in base all'applicazione
| Applicazione | Materiale | Prodotto SILITECH | Perché? |
|---|---|---|---|
| Moduli LED (per interni) | silicone | RTV 141 / ESA 7250 | Aspetto trasparente, non ingiallisce |
| LED per esterni | silicone | DOWSIL EI-2888 | Senza primer, UL 746C f1 |
| Settore automobilistico (vano motore) | silicone | RTV 147 / ESA 7252 | T alta, λ > 0,3 |
| Aerospaziale | silicone | ESA 7252 | UL94 V0, λ = 0,42 |
| BMS / Elettronica di potenza | Polimero MS | MT3836 | λ = 1,05, UL94 V0 |
| Incalamatura elettronica (flessibile) | Modello epossidico | MT382 | λ = 0,47, 20–30 kV/mm |
| Sensori, connettori | Modello epossidico | MT3809 | A bassa viscosità, morbido |
| Trasformatori, alta tensione | PU | Biothan 207 E | Shore D 83, UL94 V0, λ = 0,455 |
| Sigillatura dei cavi | PU | Biothan 2140 | Elastico, regolabile, −45 °C |
| Controllo industriale | PU / silicone | Biothan 2170 / CAF 33 | Conveniente / Versatile |
| Alimentatore ad alta tensione | epossidico | STYCAST 2057M | Shore D 90, a prova di manomissione |
| Impermeabilizzazione semplice | silicone monocomponente | CAF 4 / CAF 33 | Pronto all'uso, non richiede miscelazione |
Istruzioni per la lavorazione
Rapporto di miscelazione e dosaggio
Tutti i composti di riempimento bicomponenti richiedono il rigoroso rispetto delle proporzioni di miscelazione. Scostamenti superiori al ±5% comportano un indurimento incompleto, una superficie appiccicosa o una resistenza meccanica ridotta.
degassaggio sottovuoto
Le bolle d'aria riducono drasticamente la rigidità dielettrica e creano punti deboli dal punto di vista termico. Il degassaggio sotto vuoto a 30–50 mbar è indispensabile per incapsulamenti di alta qualità. I sistemi a bassa viscosità (RTV 141: 4'000 mPa·s) si degassano più facilmente rispetto a quelli ad alta viscosità (RTV 147: 150'000 mPa·s).
indurimento
La maggior parte dei composti di sigillatura al silicone polimerizza a temperatura ambiente e il processo può essere accelerato mediante il calore: 4 ore a 60 °C, 2 ore a 100 °C o 1 ora a 150 °C. Un riscaldamento troppo rapido (> 3 °C/min) può causare crepe da tensione.
Attenzione — Inibizione nei siliconi di addizione: il contatto con gomme contenenti zolfo, siliconi catalizzati con stagno, epossidi induriti con ammine o PVC stabilizzato con stagno può bloccare la catalisi al platino. In caso di dubbio, effettuare una prova preliminare su una piccola superficie.
Domande frequenti
Posso riparare un modulo incapsulato?
Quale durezza Shore per quale applicazione?
Devo necessariamente utilizzare un composto di riempimento termoconduttivo?
Qual è la differenza tra CAF 4 e CAF 33?
Perché il mio silicone da incollaggio non indurisce?
Quale sistema scegliere per i LED da esterno?
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Siete alla ricerca del composto di riempimento più adatto? I nostri specialisti vi forniranno consulenza nella scelta dei materiali, metteranno a disposizione dei campioni e vi seguiranno durante il processo di validazione — dalla richiesta fino all'approvazione della produzione in serie.
Contatti e consulenza tecnica →SILITECH AG · Worbstrasse 173 · CH-3073 Gümligen · Tel. +41 31 398 50 70 · info@silitech.ch
Cosa sono i composti di riempimento?
I composti di incapsulamento sono materiali liquidi o pastosi che avvolgono completamente i componenti elettronici e, una volta induriti, li proteggono in modo permanente. A differenza dei rivestimenti conformi, che formano solo un sottile strato protettivo da 25 a 75 micrometri, i composti di incapsulamento riempiono l'intero spazio vuoto attorno ai componenti elettronici. Il risultato è una protezione solida e duratura contro umidità, vibrazioni, sostanze chimiche, sbalzi di temperatura e sollecitazioni meccaniche.
I composti di sigillatura impediscono la corrosione e la migrazione elettrochimica causate dall'umidità, aumentano la resistenza alla corrente di dispersione tra conduttori adiacenti, fissano i componenti proteggendoli da vibrazioni e urti, nelle varianti termoconduttive dissipano in modo mirato il calore residuo e proteggono dagli agenti chimici quali oli, carburanti e detergenti. Nelle applicazioni critiche per la sicurezza fungono inoltre da protezione contro la manomissione, poiché i gruppi incapsulati non possono essere aperti senza subirne il danneggiamento.
Incapsulamento completo o rivestimento selettivo?
Prima di chiarire la questione dei materiali, occorre prendere una decisione fondamentale: il gruppo sarà completamente sigillato (potting) o solo rivestito in punti specifici (incapsulamento)?
Potting (incapsulamento completo)
L'intero sistema elettronico è completamente sigillato all'interno di un involucro con resina di sigillatura. Massima protezione IP (fino a IP68/IP69K), dissipazione uniforme del calore, fissaggio completo, protezione contro le manomissioni.
Svantaggi: maggiore consumo di materiale, peso aggiuntivo; nel caso della resina epossidica, impossibilità di riparazione.
Incapsulamento (selettivo)
Vengono rivestite solo le aree critiche, mentre i connettori e i punti di test rimangono accessibili. Ciò consente di risparmiare materiale e peso e rende possibile la sostituzione dei componenti.
Svantaggi: grado di protezione IP limitato a IP54–IP67; le aree non rivestite rimangono vulnerabili.
Regola generale: se è richiesto IP68/IP69K → incapsulamento con resina. Se è necessaria la riparabilità → incapsulamento. Se la dissipazione di potenza supera i 5 W → incapsulamento con resina termoconduttiva. Se il peso è un fattore critico → incapsulamento.
Confronto tra le tre classi di materiali
Composti di silicone per sigillatura
I siliconi rappresentano la classe di materiali più versatile per l'incapsulamento elettronico. Mantengono la loro elasticità in un intervallo di temperatura estremamente ampio (da −60 °C a +200 °C; i tipi speciali fino a +300 °C). La bassa tensione meccanica protegge i componenti sensibili e i punti di saldatura. Per le applicazioni a LED, i siliconi sono spesso l'unica scelta sensata: le formulazioni ottiche speciali sono trasparenti, non ingialliscono e hanno un indice di rifrazione adeguato.
Applicazioni tipiche: moduli LED, centraline per il settore automobilistico, elettronica per esterni, inverter solari, sistemi di sensori, elettronica medica, settore aerospaziale.
Composti epossidici per riempimento
Le resine epossidiche offrono la massima resistenza meccanica (Shore D 70–90), un'eccellente adesione su metalli e ceramica e la massima rigidità dielettrica (fino a 25 kV/mm). Lo svantaggio principale: praticamente non riparabili dopo l'indurimento, fragilità in caso di sbalzi di temperatura, intervallo di temperatura ristretto (da −40 a +130 °C).
Applicazioni tipiche: alimentatori ad alta tensione, trasformatori, sistemi elettronici di accensione, elettronica subacquea, protezione antimanomissione.
Masse di riempimento in poliuretano (PU)
Il PU si colloca a metà strada tra la resina epossidica e il silicone: offre un profilo di proprietà equilibrato al minor costo. Durezza Shore regolabile (da Shore A 60 a Shore D 50), buona resistenza all'abrasione. Svantaggio principale: igroscopico, sensibile ai raggi UV, intervallo di temperatura molto ristretto (da −40 a +120 °C).
Applicazioni tipiche: controlli industriali, alimentatori a commutazione (per interni), caricabatterie per la mobilità elettrica, moduli BMS, automazione degli edifici.
Confronto tra materiali: silicone vs. resina epossidica vs. poliuretano
Valutazione qualitativa su una scala da 1 a 10. Più alto = migliore.
Tabella comparativa
| Caratteristica | silicone | epossidico | poliuretano |
|---|---|---|---|
| intervallo di temperatura | da −60 a +200 °C (fino a +300) | da −40 a +130 °C (fino a +150) | da −40 a +120 °C |
| Durezza Shore | Shore A 15–60 | Durezza Shore D 70–90 | Shore A 60 – Shore D 50 |
| Resistenza dielettrica | 15–21 kV/mm | 20–25 kV/mm | 16–22 kV/mm |
| λ (predefinito) | 0,16–0,20 W/(m·K) | 0,2–0,3 W/(m·K) | 0,2–0,3 W/(m·K) |
| λ (pieno) | 0,30–0,42 W/(m·K) | fino a 5 W/(m·K) | fino a 1,5 W/(m·K) |
| resistenza chimica | ottimo | premiato | bene |
| Resistenza ai raggi UV | premiato | bene | moderato |
| riparabilità | bene | molto difficile | possibile |
| Livello dei prezzi | alto | medio-alto | basso-medio |
Masse di riempimento termoconduttive: il valore λ è determinante
L'elettronica moderna opera in spazi sempre più ridotti con densità di potenza sempre maggiori. I composti di riempimento standard hanno un effetto piuttosto isolante dal punto di vista termico (0,16–0,20 W/(m·K)): proteggono i componenti elettronici, ma allo stesso tempo trattengono il calore all'interno del componente.
Regola empirica: un aumento della temperatura di esercizio di 10 K può, in molti casi, dimezzare la durata dei componenti elettronici.
Il valore λ (conducibilità termica, W/(m·K)) descrive la capacità di un materiale di condurre il calore. Aria a riposo: 0,025 — siliconi non caricati: 0,16–0,20 — siliconi caricati: 0,30–0,42 — sistemi ibridi: fino a 1,05 — alluminio: 237.
La conducibilità termica viene aumentata grazie all'aggiunta di riempitivi minerali o ceramici: ossido di alluminio (Al₂O₃), nitruro di boro (BN) o carburo di silicio (SiC). Maggiore è la percentuale di riempitivo, migliore è la conducibilità termica, ma aumenta anche la viscosità.
Conducibilità termica di tutti i prodotti di sigillatura SILITECH
Valori λ ricavati dalla scheda tecnica del produttore. Valore più alto = migliore dissipazione del calore.
Quando è opportuno utilizzare un riempitivo termoconduttivo? A partire da circa 1 W di potenza dissipata per cm² di superficie del componente. Per i sensori standard: 0,16–0,20 W/(m·K). Per l'elettronica di potenza: 0,30–0,50 W/(m·K). Per la gestione termica critica con protezione antincendio: Permabond MT3836 con 1,05 W/(m·K) e UL 94 V-0.
Gamma di prodotti per incapsulamento SILITECH
SILITECH AG dispone a magazzino in Svizzera di composti di incapsulamento di tutte le classi di materiali — dal semplice rivestimento protettivo all'incapsulante termoconduttivo ad alte prestazioni.
Masse di riempimento in silicone di Elkem (Bluesil) e Dow
Sistemi monocomponenti (serie CAF)
La gamma CAF di Elkem comprende elastomeri siliconici monocomponenti che polimerizzano a temperatura ambiente a contatto con l'umidità dell'aria. Pronti all'uso, non richiedono alcuna miscelazione.
| Prodotto | Shore A | Intervallo di temperatura | λ W/(m·K) | kV/mm | Interconnessione e peculiarità |
|---|---|---|---|---|---|
| CAF 4 | 37 | −60 / +225 °C | 0,30 | 21 | Acetato, autolivellante, trasparente |
| CAF 33 | 25 | −65 / +250 °C | 0,20 | 19 | Acetato, rigido, nero / bianco / traslucido |
| CAF 530 | 34 | da −60 a +150 °C | – | 24 | Alchossilico (neutro), senza primer, per l'elettronica e il settore solare |
| CAF 730 MF | 24 | da −55 a +200 °C | – | 19 | Ossim (senza MEKO), neutro, settore aeronautico e manutenzione |
I codici prodotto CAF non indicano la durezza Shore. CAF sta per «Compound à Froid» (miscela reticolante a freddo). Per una scelta corretta è sempre determinante la scheda tecnica.
Sistemi bicomponenti (reticolazione per addizione)
I siliconi bicomponenti a reticolazione per addizione induriscono tramite catalisi al platino senza produrre sottoprodotti. Tempi di lavorabilità e di indurimento controllabili con precisione, ritiro praticamente nullo.
| Prodotto | Shore A | MV | λ W/(m·K) | kV/mm | particolarità |
|---|---|---|---|---|---|
| Bluesil RTV 141 | 50 | 100:10 | 0,16 | 20 | Trasparente, otticamente limpido, n=1,406. LED e optoelettronica. |
| Bluesil RTV 147 | 60 | 100:10 | 0,31 | 18 | Conduttività termica, elevata resistenza. Resinatura per l'elettrotecnica. |
| Bluesil RTV 148 (+ 147 B) | 40 | 100:10 | 0,31 | 18 | Viscosità inferiore, stesso λ. Miscelabile con 147 A. |
| Bluesil ESA 7250 | 52 | 10:1 | 0,16 | 20 | Trasparente, resistenza 6,2 MPa. UL 94 HB. Fotovoltaico. |
| Bluesil ESA 7252 UL94 V0 | 48 | 1:1 | 0,42 | 18 | Massimo λ per i siliconi, ignifughi. Settore aerospaziale e sistemi di bordo. |
| DOWSIL EI-2888 UL746C f1 | ~10 | 1:1 | – | 19 | Senza primer, trasparente. LED e display per esterni. |
Quale sistema siliconico per quale applicazione? Per sigillature trasparenti: RTV 141, ESA 7250 o DOWSIL EI-2888. Quando la dissipazione del calore è fondamentale: RTV 147/148 (λ = 0,31) o ESA 7252 (λ = 0,42). Per semplici sigillature senza tecnica di miscelazione: serie CAF. Per la resistenza alla fiamma UL 94 V0: ESA 7252. Per LED da esterno senza primer: DOWSIL EI-2888.
Resine poliuretaniche per colata elettrica (SILIRESIN Biothan)
Biobasierte PU-Giessharze auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Kennzeichnungsfrei (weder Harz noch Härter), VOC 0,0 %, Schrumpf < 0,1 %.
| Prodotto | durezza | λ W/(m·K) | kV/mm | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Biothan 2 MD 207 E UL94 V0 | Shore D 80–83 | 0,455 | > 36 | Duro, resistente alle temperature fino a 200 °C, resistente ai raggi X. Trasformatori e alta tensione. |
| Biothan 2 MD 2140 | Shore A 25–55 | 0,215 | > 22 | Elastico, resistente al freddo fino a −45 °C. Durezza variabile (rapporto di miscelazione 2:1–4:1). |
| Biothan 2 MD 2170-200 | Shore 60 D – 80 A | 0,355 | > 30 | Riempito con Al(OH)₃ + ZnO. Resistente al calore fino a 143 °C (200 ore). |
Da notare: con λ = 0,455 W/(m·K) e UL 94 V-0, Biothan 2 MD 207 E raggiunge prestazioni superiori a quelle di molti composti di sigillatura al silicone, pur avendo un prezzo nettamente inferiore.
Resine epossidiche e ibride per incapsulamento (Permabond, Loctite)
Epossidi classici
| Prodotto | Tipo | durezza | λ W/(m·K) | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Loctite STYCAST 2057M | Resina epossidica bicomponente, 100:4,5 | Shore D 90 | – | Per uso generico, a bassa viscosità, lavorabile con utensili. −40/+130 °C. |
| Permabond ET530 | Resina epossidica bicomponente, 2:1 | Shore D 77 | 0,40 | Trasparente, a bassa tendenza all'ingiallimento. Tg 50 °C. |
Epossidi modificati per garantire flessibilità (serie MT) — per l'incapsulamento di componenti elettronici
La serie MT di Permabonds combina la chimica epossidica con la flessibilità. Da morbida a mediamente rigida, elevato allungamento a rottura, buona adesione al substrato.
| Prodotto | Tipo | durezza | λ W/(m·K) | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Permabond MT382 | Resina epossidica bicomponente, rapporto 2:1 | Shore A 55–85 | 0,47 | Autolivellante, 20–30 kV/mm, allungamento 150–200 %. |
| Permabond MT3809 | Resina epossidica bicomponente, 10:1 | Shore A 75–85 | – | Morbido e flessibile, a bassa viscosità. Stucco a struttura fine. |
Composto di riempimento ibrido termoconduttivo
| Prodotto | Tipo | durezza | λ W/(m·K) | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Permabond MT3836 UL94 V0 | Polimero MS bicomponente, 2:1 | Shore A 60 | 1,05 | Il valore λ più elevato della gamma. 18–20 kV/mm. BMS, mobilità elettrica. |
L'MT3836 è particolarmente interessante nei casi in cui sono richieste contemporaneamente dissipazione del calore e resistenza alla fiamma, ad esempio nei sistemi di gestione delle batterie, nell'elettronica di potenza e nei moduli di ricarica per la mobilità elettrica. Con λ = 1,05 W/(m·K), supera nettamente tutti i composti di sigillatura al silicone presenti nella gamma.
Adesivi strutturali Permabond PU (anche per incapsulamento)
| Prodotto | Tipo | durezza | durata di conservazione | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Permabond PT326 | PU bicomponente, 1:1 | Durezza Shore D 65–75 | 4–7 min | Tissotropico, resistenza al taglio 12–20 MPa. |
| Permabond PT328 | PU bicomponente, 1:1 | Durezza Shore D 60–75 | 15–20 min | Tempo di lavorabilità più lungo per volumi maggiori. |
Paste termoconduttive
| Prodotto | Tipo | λ W/(m·K) | Temp. | particolarità |
|---|---|---|---|---|
| Bluesil PAST 340 | Pasta di silicone | 0,41 | da −40 a +250 °C | Dielettrico (15 kV/mm), sensori e resistenze. |
| DOWSIL 340 | Pasta di silicone (ZnO) | 0,67 | fino a +177 °C | Non indurisce, non richiede cottura in forno. Stabile allo stoccaggio per 60 mesi. |
Scelta dei materiali in base all'applicazione
| Applicazione | Materiale | Prodotto SILITECH | Perché? |
|---|---|---|---|
| Moduli LED (per interni) | silicone | RTV 141 / ESA 7250 | Aspetto trasparente, non ingiallisce |
| LED per esterni | silicone | DOWSIL EI-2888 | Senza primer, UL 746C f1 |
| Settore automobilistico (vano motore) | silicone | RTV 147 / ESA 7252 | T alta, λ > 0,3 |
| Aerospaziale | silicone | ESA 7252 | UL94 V0, λ = 0,42 |
| BMS / Elettronica di potenza | Polimero MS | MT3836 | λ = 1,05, UL94 V0 |
| Incalamatura elettronica (flessibile) | Modello epossidico | MT382 | λ = 0,47, 20–30 kV/mm |
| Sensori, connettori | Modello epossidico | MT3809 | A bassa viscosità, morbido |
| Trasformatori, alta tensione | PU | Biothan 207 E | Shore D 83, UL94 V0, λ = 0,455 |
| Sigillatura dei cavi | PU | Biothan 2140 | Elastico, regolabile, −45 °C |
| Controllo industriale | PU / silicone | Biothan 2170 / CAF 33 | Conveniente / Versatile |
| Alimentatore ad alta tensione | epossidico | STYCAST 2057M | Shore D 90, a prova di manomissione |
| Impermeabilizzazione semplice | silicone monocomponente | CAF 4 / CAF 33 | Pronto all'uso, non richiede miscelazione |
Istruzioni per la lavorazione
Rapporto di miscelazione e dosaggio
Tutti i composti di riempimento bicomponenti richiedono il rigoroso rispetto delle proporzioni di miscelazione. Scostamenti superiori al ±5% comportano un indurimento incompleto, una superficie appiccicosa o una resistenza meccanica ridotta.
degassaggio sottovuoto
Le bolle d'aria riducono drasticamente la rigidità dielettrica e creano punti deboli dal punto di vista termico. Il degassaggio sotto vuoto a 30–50 mbar è indispensabile per incapsulamenti di alta qualità. I sistemi a bassa viscosità (RTV 141: 4'000 mPa·s) si degassano più facilmente rispetto a quelli ad alta viscosità (RTV 147: 150'000 mPa·s).
indurimento
La maggior parte dei composti di sigillatura al silicone polimerizza a temperatura ambiente e il processo può essere accelerato mediante il calore: 4 ore a 60 °C, 2 ore a 100 °C o 1 ora a 150 °C. Un riscaldamento troppo rapido (> 3 °C/min) può causare crepe da tensione.
Attenzione — Inibizione nei siliconi di addizione: il contatto con gomme contenenti zolfo, siliconi catalizzati con stagno, epossidi induriti con ammine o PVC stabilizzato con stagno può bloccare la catalisi al platino. In caso di dubbio, effettuare una prova preliminare su una piccola superficie.
Domande frequenti
Posso riparare un modulo incapsulato?
Quale durezza Shore per quale applicazione?
Devo necessariamente utilizzare un composto di riempimento termoconduttivo?
Qual è la differenza tra CAF 4 e CAF 33?
Perché il mio silicone da incollaggio non indurisce?
Quale sistema scegliere per i LED da esterno?
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