Özetle: Elektronik cihazlar için hangi dolgu macunu uygundur?
Silikon, yüksek sıcaklıklar, esneklik ve termal veya mekanik olarak hassas montajlar için uygundur. Poliüretan (PU), titreşim ve ortam teması için dayanıklı, elastik ve çok yönlü bir malzemedir. Epoksi, en yüksek mekanik mukavemeti ve kimyasal direnci sunar, ancak serttir. Isı dağılımını kolaylaştırmak için her üç sınıf için de termal iletken varyantlar (daha yüksek λ değeri) mevcuttur . Temel seçim kriterleri sıcaklık aralığı, esneklik, termal iletkenlik ve ortam temasıdır; spesifik özellikler ilgili teknik veri sayfasında bulunabilir.
Dolgu reçinesi bileşikleri nelerdir?
Dolgu bileşikleri, elektronik aksamları tamamen saran ve kürlendikten sonra kalıcı koruma sağlayan sıvı veya macun kıvamındaki malzemelerdir. Sadece 25 ila 75 mikrometre kalınlığında ince bir koruyucu tabaka oluşturan konformal kaplamaların aksine, dolgu bileşikleri elektronik aksamın etrafındaki tüm boşluğu doldurur. Sonuç olarak, neme, titreşime, kimyasallara, sıcaklık değişimlerine ve mekanik strese karşı sağlam ve uzun ömürlü bir koruma sağlanır.
Dolgu bileşikleri, nemden kaynaklanan korozyonu ve elektrokimyasal göçü önler, bitişik iletkenler arasındaki izleme direncini artırır, bileşenleri titreşimlere ve darbelere karşı korur, ısı kaybını dağıtır (termal olarak iletken versiyonlarda) ve yağlar, yakıtlar ve temizlik maddeleri gibi kimyasal etkilere karşı koruma sağlar. Güvenlik açısından kritik uygulamalarda, dolgulu aksamlar hasar görmeden açılamayacağından, kurcalamaya karşı koruma görevi de görürler.
Tam kapsülleme mi yoksa seçici kaplama mı?
Malzeme sorunu çözülmeden önce, temel bir karar verilmelidir: Montaj tamamen kaplanacak mı yoksa sadece belirli bölgeleri mi kaplanacak?
Potting (tamamen kapsülleme)
Tüm elektronik bileşenler, dolgu macunu kullanılarak tamamen bir muhafaza içine yerleştirilmiştir. Bu, en yüksek IP korumasını (IP68/IP69K'ya kadar), homojen ısı dağılımını, tam sabitlemeyi ve kurcalamaya karşı korumayı sağlar.
Dezavantajları: Daha yüksek malzeme tüketimi, adisyon çapraz bağlamaırlık ve epoksi ile tamir edilememesi.
Kapsülleme (seçici)
Kritik alanlar seçici olarak kaplanırken, bağlantı noktaları ve test noktalarına erişim sağlanır. Bu, malzeme ve ağırlıktan tasarruf sağlar ve bileşen değişimine olanak tanır.
Dezavantajları: IP koruması IP54 ile IP67 arasında sınırlıdır; kaplamasız alanlar savunmasız kalır.
Genel kural: IP68/IP69K gerekiyorsa → yalıtım malzemesi ile kaplama. Tamir edilebilirlik gerekiyorsa → kapsülleme. 5 W'ın üzerinde güç dağılımı varsa → ısı iletken bileşik ile yalıtım malzemesi ile kaplama. Ağırlık kritik ise → kapsülleme.
Üç malzeme sınıfının karşılaştırılması
Silikon dolgu bileşikleri
Silikonlar, elektronik devrelerin yalıtımında en çok yönlü malzeme sınıfıdır. Son derece geniş bir sıcaklık aralığında (-60 °C ila +200 °C, özel türleri +300 °C'ye kadar) elastikiyetlerini korurlar. Düşük mekanik gerilim, hassas bileşenleri ve lehim bağlantılarını korur. LED uygulamaları için silikonlar genellikle tek mantıklı seçenektir: Özel optik formülasyonlar şeffaftır, sararmaz ve uygun bir kırılma indeksine sahiptir.
Tipik uygulama alanları: LED modülleri, otomotiv kontrol üniteleri, dış mekan elektroniği, güneş enerjisi invertörleri, sensörler, tıbbi elektronik, havacılık ve uzay.
Epoksi dolgu bileşikleri
Epoksi reçineler en yüksek mekanik dayanımı (Shore D 70 ila 90), metallere ve seramiklere mükemmel yapışmayı ve en yüksek dielektrik dayanımını (25 kV/mm'ye kadar) sunar. En büyük dezavantajları ise; kürlendikten sonra neredeyse onarılamaz olmaları, sıcaklık değişimlerinde kırılgan olmaları ve daha dar bir sıcaklık aralığına (−40 ila +130 °C) sahip olmalarıdır.
Tipik uygulama alanları: Yüksek voltajlı güç kaynakları, transformatörler, ateşleme elektroniği, su altı elektroniği, kurcalamaya karşı koruma.
Poliüretan dolgu bileşikleri (PU)
Poliüretan (PU), epoksi ve silikon arasında konumlanır: en düşük maliyetle dengeli bir özellik profili sunar. Shore sertliği ayarlanabilir (Shore A 60 ila Shore D 50) ve iyi aşınma direnci sunar. Başlıca dezavantajları higroskopik yapısı, UV hassasiyeti ve dar sıcaklık aralığıdır (-40 ila +120 °C).
Tipik uygulama alanları: endüstriyel kontrol sistemleri, anahtarlamalı güç kaynakları (iç mekan), elektrikli araç şarj cihazları, BMS modülleri, bina otomasyonu.
Malzeme karşılaştırması: Silikon, Epoksi ve Poliüretan
1 ile 10 arasında niteliksel değerlendirme. Daha yüksek puan daha iyi anlamına gelir.
Karşılaştırma tablosu
| Özellik | silikon | epoksi | Poliüretan |
|---|---|---|---|
| Sıcaklık aralığı | -60 ila +200 °C (en fazla +300) | -40 ila +130 °C (en fazla +150) | -40 ila +120 °C |
| Shore sertliği | Kıyı A 15 ila 60 | Kıyı D 70 ila 90 | A Kıyısı 60 - D Kıyısı 50 |
| Dielektrik dayanımı | 15 ila 21 kV/mm | 20 ila 25 kV/mm | 16 ila 22 kV/mm |
| λ (Standart) | 0,16 ila 0,20 W/(m·K) | 0,2 ila 0,3 W/(m·K) | 0,2 ila 0,3 W/(m·K) |
| λ (dolu) | 0,30 ila 0,42 W/(m·K) | 5 W/(m·K)'ye kadar | 1,5 W/(m·K)'ye kadar |
| Kimyasal direnç | Çok iyi | harika | iyi |
| UV direnci | harika | iyi | ılıman |
| Tamir edilebilirlik | iyi | çok zor | olası |
| Fiyat seviyesi | yüksek | orta ila yüksek | düşük ila orta |
Isı iletkenliği yüksek dolgu malzemeleri: λ değeri belirleyicidir
Modern elektronik cihazlar, artan güç yoğunluklarıyla giderek daha küçük alanlarda çalışmaktadır. Standart dolgu macunları, elektronik bileşenleri korurken aynı zamanda ısıyı bileşen içinde hapseden termal yalıtım etkisine (0,16 ila 0,20 W/(m·K)) sahiptir.
Genel kural: Çalışma sıcaklığındaki 10 K'lik bir artış, çoğu durumda elektronik bileşenlerin ömrünü yaklaşık olarak yarıya indirebilir.
λ değeri (termal iletkenlik, W/(m·K)), bir malzemenin ısıyı ne kadar iyi ilettiğini tanımlar. Durgun hava: 0,025; dolgusuz silikonlar: 0,16 ila 0,20; dolgulu silikonlar: 0,30 ila 0,42; hibrit sistemler: 1,05'e kadar; alüminyum: 237.
Isı iletkenliği, alüminyum oksit (Al₂O₃), bor nitrür (BN) veya silisyum karbür (SiC) gibi mineral veya seramik dolgu maddeleri ile artırılır. Dolgu maddesi içeriği ne kadar yüksek olursa, ısı iletkenliği o kadar iyi olur, ancak viskozite de o kadar yüksek olur.
Tüm SILITECH dolgu ürünlerinin termal iletkenliği
λ değerleri üreticinin teknik veri sayfasından alınmıştır. Daha yüksek değer = daha iyi ısı dağılımı.
Isı iletkenliği yüksek yalıtım malzemesi ne zaman faydalı hale gelir? Bileşen alanının cm² başına yaklaşık 1 W güç kaybından itibaren. Standart sensörler için: 0,16 ila 0,20 W/(m·K). Güç elektroniği için: 0,30 ila 0,50 W/(m·K). Yangın korumalı kritik termal yönetim için: 1,05 W/(m·K) ve UL 94 V-0 sertifikalı Permabond MT3836.
SILITECH dolgu reçinesi ürün yelpazesi
SILITECH AG, basit koruyucu kaplamalardan yüksek performanslı ısı iletken dolgu macunlarına kadar İsviçre'den her türlü malzeme sınıfına ait dolgu macunlarını stoklamaktadır.
Elkem (Bluesil) ve Dow'dan silikon dolgu macunları
Tek bileşenli sistemler (CAF serisi)
Elkem'in CAF serisi, atmosferik nemle temas ettiğinde oda sıcaklığında sertleşen 1K silikon elastomerlerden oluşmaktadır. Kullanıma hazır, karıştırma gerektirmez.
| ürün | Kıyı A | Sıcaklık aralığı | λ W/(m·K) | kV/mm | Ağ Bağlantısı ve Özel Özellikler |
|---|---|---|---|---|---|
| CAF 4 | 37 | -60 / +225 °C | 0,30 | 21 | Asetat, kendiliğinden yayılan, şeffaf |
| CAF 33 | 25 | -65 / +250 °C | 0,20 | 19 | Asetat, stabil, siyah / beyaz / yarı saydam |
| CAF 530 | 34 | -60 / +150 °C | - | 24 | Alkoksi (nötr), astarsız, elektronik ve güneş enerjisi |
| CAF 730 MF | 24 | -55 / +200 °C | - | 19 | Oxime (MEKO içermez), nötr, havacılık ve bakım |
CAF ürün numaraları Shore sertliğini göstermez. CAF, "Compound à Froid" (soğuk kürlenen bileşik) anlamına gelir. Doğru seçim için teknik veri sayfası her zaman yetkili kaynaktır.
İki bileşenli sistemler (adisyon çapraz bağlama bağlantısı)
İki bileşenli, ilave kürlemeli silikonlar, yan ürün oluşturmadan platin katalizi yoluyla kürlenir. Hassas bir şekilde kontrol edilebilir kullanım ömrü ve kürlenme süreleri, neredeyse hiç büzülme olmaz.
| ürün | Kıyı A | MV | λ W/(m·K) | kV/mm | Özel özellik |
|---|---|---|---|---|---|
| Bluesil RTV 141 | 50 | 100:10 | 0,16 | 20 | Şeffaf, optik olarak berrak, n=1.406. LED ve optoelektronik. |
| Bluesil RTV 147 | 60 | 100:10 | 0,31 | 18 | Isı iletkenliği yüksek, yüksek mukavemetli. Elektrik mühendisliği dolgu macunu. |
| Bluesil RTV 148 (+ 147 B) | 40 | 100:10 | 0,31 | 18 | Daha düşük viskozite, aynı λ. 147 A ile karışabilir. |
| Bluesil ESA 7250 | 52 | 10:1 | 0,16 | 20 | Optik olarak şeffaf, 6,2 MPa dayanım. UL 94 HB. Fotovoltaik. |
| Bluesil ESA 7252 UL94 V0 | 48 | 1:1 | 0,42 | 18 | Silikonlar için en yüksek λ değeri, alev geciktirici. Havacılık ve Gemi İçi Uygulamalar. |
| DOWSIL EI-2888 UL746C f1 | ~10 | 1:1 | - | 19 | Astar gerektirmeyen, optik olarak şeffaf. Dış Mekan LED'leri ve Ekranları. |
Hangi silikon sistemi hangi uygulama için? Şeffaf dolgu için: RTV 141, ESA 7250 veya DOWSIL EI-2888. Isı dağılımı kritik olduğunda: RTV 147/148 (λ = 0,31) veya ESA 7252 (λ = 0,42). Karıştırma gerektirmeyen basit sızdırmazlıklar için: CAF serisi. UL 94 V0 alev geciktiricilik için: ESA 7252. Astar gerektirmeyen dış mekan LED'leri için: DOWSIL EI-2888.
PU elektro döküm reçineleri (SILIRESIN Biothane)
Yenilenebilir hammaddelerden üretilen biyolojik bazlı poliüretan döküm reçineleri. Etiketsiz (ne reçine ne de sertleştirici), VOC %0,0, büzülme < %0,1.
| ürün | sertlik | λ W/(m·K) | kV/mm | Özel özellik |
|---|---|---|---|---|
| Biothane 2 MD 207 E UL94 V0 | Kıyı D 80 ila 83 | 0,455 | > 36 | Sert, 200 °C'ye kadar sıcaklığa dayanıklı, X ışınlarına karşı dayanıklı. Transformatörler ve yüksek voltajlı cihazlar için uygundur. |
| Biothan 2 MD 2140 | Kıyı A 25 ila 55 | 0,215 | > 22 | Esnek, -45 °C'ye kadar soğuğa dayanıklı. Değişken sertlik (MV 2:1 ila 4:1). |
| Biothan 2 MD 2170-200 | Kıyı 60 D ila 80 A | 0,355 | > 30 | Al(OH)₃ + ZnO ile doldurulmuştur. 143 °C'ye kadar (200 saat) ısıya dayanıklıdır. |
Dikkat çekici bir şekilde, Biothan 2 MD 207 E, λ = 0,455 W/(m·K) ve UL 94 V-0 değerleriyle birçok silikon dolgu bileşiğini geride bırakan bir performans profiline önemli ölçüde daha düşük bir fiyata ulaşmaktadır.
Epoksi ve hibrit dolgu macunları (Permabond, Loctite)
Klasik epoksitler
| ürün | tip | sertlik | λ W/(m·K) | Özel özellik |
|---|---|---|---|---|
| Loctite STYCAST 2057M | 2K epoksi, 100:4.5 | Kıyı D 90 | - | Genel amaçlı, düşük viskoziteli, işlenebilir. -40/+130 °C. |
| Permabond ET530 | 2 bileşenli epoksi, 2:1 | Kıyı D 77 | 0,40 | Şeffaf, düşük sararma özelliğine sahip. Tg 50 °C. |
Esnek modifiye epoksi reçineler (MT serisi): elektronik aksamların yalıtımı için
Permabonds MT serisi, epoksi kimyasını esneklikle birleştirir. Yumuşak ila orta mukavemetli, yüksek kopma uzaması ve iyi yüzey yapışma özelliğine sahiptir.
| ürün | tip | sertlik | λ W/(m·K) | Özel özellik |
|---|---|---|---|---|
| Permabond MT382 | 2K modifiye epoksi, 2:1 | Kıyı A 55 ila 85 | 0,47 | Kendiliğinden hizalanan, 20 ila 30 kV/mm, uzama oranı %150 ila %200. |
| Permabond MT3809 | 2K modifiye epoksi, 10:1 | Kıyı A 75 ila 85 | - | Yumuşak ve esnek, düşük viskoziteli. Hassas döküm. |
Isı iletken hibrit dolgu reçinesi
| ürün | tip | sertlik | λ W/(m·K) | Özel özellik |
|---|---|---|---|---|
| Permabond MT3836 UL94 V0 | 2K MS polimeri, 2:1 | Kıyı A 60 | 1,05 | Ürün yelpazesindeki en yüksek λ değeri. 18 ila 20 kV/mm. BMS, E-Mobilite. |
MT3836, özellikle ısı dağıtımı ve alev geciktiriciliğin aynı anda gerekli olduğu yerlerde, örneğin batarya yönetim sistemlerinde, güç elektroniğinde ve e-mobilite şarj modüllerinde oldukça ilgi çekicidir. λ = 1,05 W/(m·K) termal iletkenliği ile ürün yelpazesindeki diğer tüm silikon dolgu bileşiklerinden önemli ölçüde daha üstün performans gösterir.
Permabond PU yapısal yapıştırıcılar (dolgu malzemeleri için de)
| ürün | tip | sertlik | Kap ömrü | Özel özellik |
|---|---|---|---|---|
| Permabond PT326 | 2K PU, 1:1 | Kıyı D 65 ila 75 | 4 ila 7 dakika | Tiksotropik, 12 ila 20 MPa kayma dayanımı. |
| Permabond PT328 | 2K PU, 1:1 | Kıyı D 60 ila 75 | 15 ila 20 dakika | Daha büyük hacimler için daha uzun potting süresi. |
termal macun
| ürün | tip | λ W/(m·K) | Sıcaklık. | Özel özellik |
|---|---|---|---|---|
| Bluesil GEÇMİŞ 340 | silikon macunu | 0,41 | -40 / +250 °C | Dielektrik (15 kV/mm), sensörler ve dirençler. |
| DOWSIL 340 | Silikon macunu (ZnO) | 0,67 | +177 °C'ye kadar | Sertleşme yapmaz, fırın gerektirmez. Raf ömrü: 60 ay. |
Kullanım amacına göre malzeme seçimi
| Başvuru | malzeme | SILITECH ürünü | Neden? |
|---|---|---|---|
| LED modülleri (iç mekan) | silikon | RTV 141 / ESA 7250 | Görsel olarak berrak, sararma yok |
| LED Dış Mekan | silikon | DOWSIL EI-2888 | Astar gerektirmeyen, UL 746C f1 |
| Otomotiv (motor bölmesi) | silikon | RTV 147 / ESA 7252 | Yüksek T, λ > 0.3 |
| Havacılık ve Uzay | silikon | ESA 7252 | UL94 V0, λ = 0.42 |
| BMS / Güç Elektroniği | MS polimeri | MT3836 | λ = 1.05, UL94 V0 |
| Elektronik potting (esnek) | Modifiye epoksi | MT382 | λ = 0,47, 20 ila 30 kV/mm |
| Sensörler, konektörler | Modifiye epoksi | MT3809 | Düşük viskoziteli, yumuşak |
| Transformatörler, yüksek voltaj | PU | Biothan 207 E | Shore D 83, UL94 V0, λ = 0.455 |
| kablo potting | PU | Biothan 2140 | Esnek, değişken, −45 °C |
| Endüstriyel kontrol | PU / Silikon | Biothane 2170 / CAF 33 | Uygun fiyatlı / yaygın olarak uygulanabilir |
| Yüksek voltajlı güç kaynağı | epoksi | STYCAST 2057M | Shore D 90, kurcalamaya karşı dayanıklı |
| Basit sızdırmazlık | 1K silikon | CAF 4 / CAF 33 | Kullanıma hazır, karıştırma gerektirmez |
İşleme talimatları
Karıştırma oranı ve dozaj
İki bileşenli tüm dolgu macunları, karıştırma oranına tam olarak uyulmasını gerektirir. ±%5'ten fazla sapmalar, kürleşmenin tamamlanmamasına, yapışkan bir yüzeye veya mekanik dayanıklılığın azalmasına yol açar.
Vakumlu gaz giderme
Hava kabarcıkları dielektrik dayanımı önemli ölçüde azaltır ve termal zayıf noktalar oluşturur. Yüksek kaliteli dolgu macunları için 30 ila 50 mbar'da vakumlu gaz giderme şarttır. Düşük viskoziteli sistemler (RTV 141: 4.000 mPa·s), yüksek viskoziteli sistemlere (RTV 147: 150.000 mPa·s) göre daha kolay gaz giderimi sağlar.
Tedavi
Silikon esaslı dolgu macunlarının çoğu oda sıcaklığında sertleşir ve ısıtma ile hızlandırılabilir: 60°C'de 4 saat, 100°C'de 2 saat veya 150°C'de 1 saat. Aşırı ısıtma (> 3°C/dk) gerilme çatlamasına neden olabilir.
Dikkat, ilave silikonların inhibisyonu: Kükürt içeren kauçuklar, kalay katalizli silikonlar, amin kürlemeli epoksitler veya kalay stabilize PVC ile temas, platin katalizini engelleyebilir. Şüphe durumunda, küçük bir alanda ön test yapın.
Sıkça Sorulan Sorular
Saksıda yetiştirilen bir düzeneği tamir edebilir miyim?
Hangi Shore sertlik derecesi hangi uygulama için uygundur?
Isı iletken özelliğe sahip bir dolgu macununa mutlaka ihtiyacım var mı?
CAF 4 ile CAF 33 arasındaki fark nedir?
Silikon macunum neden sertleşmiyor?
Dış mekan LED'leri için hangi sistem?
Daha fazla bilgi
- Biyo-Reçine: Biyolojik Bazlı Döküm Reçinelerinin Karşılaştırılması
- E-Mobilite Batarya Montajı: Batarya paketleri için yapıştırıcılar ve dolgu malzemeleri
- Sızdırmazlık Malzemesi ve Kapsülleme: Elektronikteki Farkları ve Uygulamaları
- Konformal Kaplamalar: Baskılı Devre Kartları için Koruyucu Kaplamaların Karşılaştırılması
- Isı iletkenliği yüksek dolgu bileşikleri: λ değerlerinin açıklaması
- Mağazada uygun ürünler bulunmaktadır
- Uygulama Merkezi: Elektronik Cihazların Korunması
- Teknik tavsiye isteyin
