Basics für das Conformal Coating

Wege zu höherer Zuverlässigkeit elektronischer Baugruppen

Immer mehr Hersteller elektronischer Produkte haben erkannt, dass dem Wettbewerbsdruck aus sogenannten Billiglohnregionen nur durch die Konzentration auf technologisch anspruchsvollere und vor allem zuverlässigere Endprodukte begegnet werden kann.  Zudem stellen fortschreitende Miniaturisierung, neue Einsatzgebiete mit wechselnden klimatischen Bedingungen sowie strengere Garantierichtlinien hohe Anforderungen an Lebensdauer und Zuverlässigkeit.

Neben den grundlegenden Maßnahmen bei Entwicklung, Konstruktion und den  Produktionsmethoden  eines Produktes ist am Ende des Prozesses ein zuverlässiger Schutz der elektronischen Baugruppen vor mechanischen und umgebungsbedingten Einwirkungen durch einen Schutzüberzug immer wichtiger.
Zielsetzung der Beschichtung ist die Reduzierung von Korrosion und deren Folgeschäden und die daraus resultierende Verbesserung von Lebensdauer, Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit der Endprodukte. Der Schutz gegen Feuchtigkeit und Betauung sowie chemische Verunreinigungen verhindert Kurzschlüsse und Leckströme, sowie Spannungsüberschläge und Entladungen. Beim Baugruppendesign können engere Leiterbahnführung und höhere Leistungen realisiert werden. Whisker- und Dendritenwachstum sowie Elektromigration werden verhindert und die  Ermüdung von Lötverbindungen reduziert.

Was versteht man unter Conformal Coating?
Als Conformal Coating bezeichnet man einen, den Konturen (conform) elektronischer Baugruppen und den darauf befindlichen Bauteilen folgenden, dünnen Auftrag  flexibler Schichten, mit klebefreien Oberflächen von meist transparenten polymeren Materialien, der in Farbe und Gefüge gleichförmig ist.
Dabei soll eine möglichst gleichmäßige, nicht zu dicke oder zu dünne Schichtstärke erzielt werden. Die Schichtdicke hat einen wesentlichen Anteil an der Schutzwirkung, was aber nicht bedeuten muss - je dicker desto besser.
Die gängigen Beschichtungsmaterialien trocknen um so langsamer je dicker die Schichtstärke ist. Eine nicht komplett durchgehärtete Beschichtung hat schlechte Haftung und Isolationseigenschaften zur Folge. Neben dem Einschluss von Lösungsmittel kann ein zu dicker Auftrag Lufteinschlüsse zur Folge haben sowie, je nach Material, zu übermäßigem Schrumpfen oder Rissbildung führen.
Zu dünne Schichten wiederum haben ganz einfach zu wenig Schutzwirkung. Insbesondere an Bauelementekanten kommt es dann zu ungenügenden Schichtstärken. Die heute bei Dünnschichttechnik  empfohlenen Schichtstärken variieren je nach Material und liegen bei ca.  20 - 150µm.Trotz dünner Schichtstärken ist auch ein guter mechanischer Schutz gegen Vibrations- und Stoßbelastung gegeben.

EPP 05/2012 TTnS Conformal Coating

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