Conformal Coating

Conformal Coating: Leiterplatten schützen, Bauteile dauerhaft erhalten

In der Welt der Leiterplatten, PCB, Platinen, Chips, Halbleiter und Leiter – kurz die Welt der elektronischen Baugruppen und elektronischen Bauteile – ist Conformal Coating zu Hause. Die Beschichtung dient als Isolation der Leiterbahnen sowie zum Schutz der Elektronikbauteile vor Umwelteinflüssen, Korrosion und mechanischer Einwirkung. Conformal Coating zum Leiterplatten Versiegeln wird manuell wie automatisiert gesprüht, gestrichen, gegossen und Teile darin getaucht. Dabei ist uns der Leiterplattenschutz im Alltag näher als wir denken: Im lebensrettenden Airbag, ABS im Auto oder der Handyempfang auf der eisigen Zugspitze.

Dieser Artikel zu Conformal Coating klärt kurz und prägnant auf, was Conformal Coating auf Deutsch bedeutet, und welche Verarbeitungsarten und unentbehrliche Funktionen Conformal Coating im Elektronikbereich übernimmt.


Definition Conformal Coating

Die deutsche Conformal Coating Übersetzung lautet wörtlich konforme Beschichtung, gemeint ist jedoch mit Conformal Coating Leiterplatten Schutzlack. Es handelt sich also um einen Überbegriff für die Leiterplatten/ PCB Schutzlackierung und Leiterplatten Beschichtung.
Dank dieser Definition von Conformal Coating ist klar, dass Conformal Coating in Industrien von Luft- und Raumfahrt, Unterhaltungselektronik, über Haushaltsgeräte bis zum Automobilbau Synonym steht für zuverlässige Elektronik durch:

Schutz vor:Conformal Coating bietet:Conformal Coating verhindert:

  • Chemikalien
  • Feuchtigkeit/ Korrosion
  • Staub

  • elektrische Isolation (angegeben als SIR = Surface Insulation Resistance)

  • Erwärmung
  • Bakterienwachstum

Daraus besteht Conformal Coating

Conformal Coating Korrosion

Korrosion ist ohne Platinenschutzlack vorprogrammiert, da die sensiblen Bauteile Umweltbedingungen nicht standhalten.

Lacke und Beschichtungen für Leiterplatten sind je nach Einsatzgebiet zwischen ein paar Mikrometern bis zu wenigen Millimetern dick. Die durchgehende Beschichtung und Abdeckung aller sensibler Baugruppen ist Voraussetzung für zuverlässiges Conformal Coating.

Je nach Einsatzgebiet und Anforderung bestehen Conformal Coatings aus Gießharzen und Lacken unterschiedlicher Viskosität. Auch die Art der Aushärtung definiert das Beschichtungsmaterial. Zur Wahl stehen UV-härtende, thermisch härtende und feuchtigkeitshärtende Beschichtungen.
Eigenschaften der Beschichtungsmaterialien Silikon, Epoxidharz, Polyurethan:

Epoxidharz Conformal Coating

… ist meist hochviskos, vielseitig einsetzbar und bildet mit der Härterkomponente ein robustes, hartes Duroplast mit guten Haftwerten, hoher Chemikalienbeständigkeit, Korrosionsschutz, exzellenter Isolationswirkung. Höherer Preis als PU. Wärmeentwicklung während der Aushärtung.
Einsatzbeispiel: als Gießharz zum Schutz von Zündspulen, Kondensatoren, Kollektoren.

Polyurethan Conformal Coating

… bietet extreme Variationsfähigkeit, kann daher von hart über zäh bis elastisch aushärten. Auch die Viskosität von PU reicht von dünnflüssig bis hochpastös. PU bietet Bauteilschutz vor Chamikalien, Feuchtigkeit und mechanischer Belastung. Im Schnitt ist PU günstiger als Silikon und Epoxidharz. Geringe Wärmeentwicklung beim Aushärten. Nicht hitzebeständig. Während der Verarbeitung feuchtigkeitsempfindlich.
Einsatzbeispiel: Verguss von Transformatoren, Halbleitern.

Silikon Conformal Coating

… ist transparent, gesundheitlich unbedenklich, hydrophob, hoch wärmebeständig (-40 °C – 250 °C) und elastisch. Zudem bietet Silikon beste elektrische Isolationswerte und Witterungsfestigkeit. Geringe Wärmeentwicklung während der Aushärtung. Teuerste vorgestellte Conformal Coating.
Einsatzbeispiel: als Vergussmittel von LEDs, als Klebstoff für Displays, Touchscreens.

Die unterschiedlichen Viskositäten (dickflüsig und dünnflüssig) des Beschichtungsmaterials rühren von den Arten der Anbringung her.


Anbringen von Conformal Coating

Allen Anbringungsmethoden voran geht die Reinigung der Platine, PCB und Baugruppen. Spuren vorangegangener Fertigungsschritte, wie Fett, Staub, Trennmittel etc., müssen komplett entfernt sein, sodass das Conformal Coating haftet – und zwar dauerhaft.
Mit diesen Methoden wird Conformal Coating maschinell oder manuell aufgetragen:

  • Dam & Fill/ Frame & Fill: Dient zum stellenweisem Versiegeln mit Conformal Coating. Der zu beschichtende Bereich wird beim Dam-and-Fill-Verfahren zunächst mit hochviskosem (dickflüssigem) Coating abgegrenzt. In das endstandene „Becken“ (Damm) füllt man dann ein niedrigviskoses (dünnflüssiges) Material.
    Anwendung bei selektiver Beschichtung und Optical Bonding von Display Glas.
  • Flip Chip Underfill: Flip Chip Underfill dient zum Auffüllen der Unterseite sogenannter Flip Chips. Der Spalt zwischen Chip und Substrat wird mit dünnflüssigem Beschichtungsmedium aufgefüllt.
    Anwendung bei Flip Chip und komplexer Bauteilgeometrie.
  • Dip Coating/ Tauchbeschichtung: Wie der Name verrät, wird die Platine getaucht, um sie vollständig, also beidseitig, zu benetzen. Conformal Coating, das durch Dip Coating appliziert wird, dringt in Schattenzonen, Spalte und unter ICs ein.
    Anwendung bei Komplettbenetzung von Platinen, hohem Durchsatz.

Conformal Coating Spray zum selber Versiegeln

Silikon Conformal Coating

Silikon Conformal Coating lässt sich wie Nagellack auf die Platine auftragen.

Conformal Coating Spray: Aerosole sind weniger industriell verbreitet, sondern eher im Freizeitbereich anzutreffen und sind bei Modellbauflugzeugen, Schiffen, Koptern, Drones und dergleichen sehr beliebt. Das Spray wird daher in Baumärkten angeboten und wird auf die Platine aufgesprüht. Dies verbessert in erster Linie Wasserfestigkeit, Korrosionschutz, Temperaturfestigkeit der Modellmaschine. Eine 300 g Spraydose kann man für ca. 15 € kaufen.

Neben Conformal Coating Spray, ist auch niedrigviskoser Silikon-Lack mit integriertem Pinsel (ähnlich Nagellack) erhältlich. Selbstverständlich kann man auch 2-Komponenten-Epoxidharz für zu Hause kaufen und selbst anrühren. Eine Kombination von Spray (WD-40) und Conformal Coating Silikon Lack scheint ein sicherer Schutz zum Selbermachen.

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