Alistair Little von Electrolube nimmt in diesem aktuellen Blogeintrag zu Vergussmassen und Gießharzen einige der technisch bohrenden Fragen der Kunden des Unternehmens zu Versuchen genauer unter die Lupe.
In meinen letzten Blogeinträgen für Electrolube habe ich mich darauf konzentriert, die „Fünf besten Tipps“ für Entwicklungsingenieure zu geben, wie z. B. fünf häufig gestellte Fragen und fünf Designtipps für widrige Umgebungen. In diesem Monat zieht sich das „Prüfen und Testen“ als ein roter Faden durch meinen Text und ich werde Antworten auf technischere Fragen geben, wie z. B.: welche Harze sind für Funkanwendungen geeignet; wann soll ich ein Einkomponenten- und wann ein Zweikomponentenharz verwenden; und wann wird eine gleichbleibende Dielektrizitätskonstante des Harzes ein wichtiger Punkt der Betrachtung? Im Folgenden beantworte ich fünf Fragen von Kunden – in zufälliger Reihenfolge – bei denen es zu verschiedenen Themen in Bezug auf die Verwendung von Vergussmassen geht. Ich hoffe, dass Sie dadurch nützliche Hintergrundinformationen zum Lösen Ihrer eigenen Anwendungsprobleme erhalten können.
Welche Bewitterungsversuche führt Electrolube an seinen Harzprodukten durch und wie werden die Daten dieser Versuche in aussagekräftige Daten umgewandelt, die auf die realen Anwendungen der Nutzer zutreffen?
Fangen wir mal mit der einfachen Frage an: Mit der Frage, wie eng Bewitterungsversuchsdaten mit realen Daten in Zusammenhang stehen, beschäftigen sich Harzlieferanten und -nutzer schon seit der Erfindung von Bewitterungsversuchen. Das größte Problem ist dabei, dass Bewitterungsversuchsstände/-durchgänge (also ein Aussetzen an Umweltbedingungen und mechanischen Belastungen) im Idealfall immer nur zwei oder drei Bedingungen abdecken, während die Realität viel komplexer und schwieriger vorherzusagen ist.
Die Versuchsdurchführung ist hier bei Electrolube ein grundlegender Prozess. Wir führen eine Reihe von Prüfungen durch, wie thermische Belastung (Prüfen des Widerstands gegen thermische Schocks), Lagerung in Wasser (Süß- und Salzwasser) und chemischer Widerstand gegen sowohl Luftverschmutzung als auch direkten Kontakt mit korrosiven oder sonstigen reaktiven Substanzen. Darüber hinaus werden thermische Stabilitätsprüfungen bei dauerhaften Betriebstemperaturen durchgeführt und es wird die Einwirkung von künstlichem Tageslicht geprüft, um die UV Beständigkeit/-Stabilität des geprüften Harzes festzustellen.
Durch eine Kombination der aus diesen Prüfungen gewonnenen Tests sind Entwicklungstechniker in der Lage, das Kunstharz zu wählen, das ihre Anforderungen bestmöglich erfüllt. In vielen Fällen ist es möglich, die erzielten Ergebnisse in ein Modell einzugeben und eine FEMA-Studie durchzuführen, wo die Umweltbedingungen eine Erwägung für die langfristige Leistung des Endprodukts sind. Die Ergebnisse aus den Versuchsbedingungen stellen sicher, dass der Nutzer eine optimale Leistung der Electrolube-Produkte in einer Reihe von Umgebungen erwarten kann.
Welche Branchen brauchen normalerweise Harze, die in Funkanwendungen gut funktionieren und was ist das Besondere an diesen Harzen?
Anfragen für Harze mit speziellen Zusammensetzungen für den Schutz von elektronischen Baugruppen, die Funksignale aussenden, erhalten wir meistens aus der Kommunikationsbranche (also Herstellern von mobiler und fester Telekommunikationsausrüstung). Heutzutage sind es aber auch viele andere Firmen, die eine ganze Reihe von anderen Produkten mit einer WLAN-/Bluetooth-Funktion ausstatten, um eine einfache Kommunikation zwischen den Geräten zu ermöglichen.
Harze für Funkanwendungen enthalten keine Füllstoffe, also Partikel, die zu einer Streuung des Funksignals bzw. einer Abschwächung führen könnten. In vielen Fällen ist die Übertragungsleistung von Geräten mit WLAN/Bluetooth ziemlich niedrig, wodurch ein zusätzlicher Stoff, wie ein Schutzharz, welches die Signalstärke verringern oder streuen kann, ein potenzielles Problem darstellt.
Bei Funkanwendungen wird oft eine Flammfestigkeit gefordert, aber die meisten flammhemmenden Harze enthalten entweder Halogene (welche nun zunehmend gesetzlich beschränkt werden) oder metallhaltige Füllstoffe (die Funksignale streuen oder abschwächen).
Wann sollte sichergestellt werden, dass sich die Dielektrizitätskonstante eines Harzes im Laufe der Zeit nicht verändert?
Die Dielektrizitätskonstante (auch als relative Permittivität bekannt) ist ein wichtiger Parameter für Kunstharze. Ein Harz mit einer geringen Dielektrizitätskonstante hat beispielsweise minimale Auswirkungen auf ein von einem Gerät erzeugtes elektrisches Feld und garantiert so maximale Transparenz für vom Gerät erzeugte Signale. Dabei ist es wichtig, dass die Dielektrizitätskonstante des Harzes über die gesamte Lebenszeit des Produkts oder Systems, auf das es aufgebracht wurde, niedrig bleibt. Bei Anwendung auf See ist die gleichbleibende, langfristige elektrische Leistung eines Harzes ein ausschlaggebender Faktor, da der Informationsaustausch zwischen Einheiten, durch eine Veränderung der Dielektrizitätskonstante gefährdet werden kann, was sehr hohe Betriebskosten nach sich ziehen könnte, vor allem wenn solche Einheiten in schlecht erreichbaren Bereichen, wie z. B. auf dem Meeresgrund, installiert sind.
Wie misst Electrolube Wärmeleitfähigkeit und warum ist die Genauigkeit der Prüfmethode so wichtig?
Wir haben erst kürzlich in neue Messgeräte für Wärmeleitfähigkeit investiert, in welchen die „Modified Transient Plane System“ (MTPS) Methode bei der Messung zum Einsatz kommt (dabei handelt es sich um eine Verbesserung der bekannten „Transient Plane Source“-Technik bzw. der Hot-Disk-Methode), welche sich über die Jahre bewährt hat. Dies ermöglicht uns, schnell und zuverlässig eine große Anzahl an Messergebnissen in einem großen Temperaturbereich zu erhalten.
Direkte Messungen einer Wärmeleitpaste oder eines ausgehärteten Harzes führen zu Werten der Wärmeleitfähigkeit, die solchen unter echten Betriebsbedingungen sehr nahe kommen. Es wird jedoch immer zu leichten Abweichungen aufgrund der spezifischen Konstruktion der Einheit und der verwendeten Komponenten kommen. Leider gibt es immer noch Fälle, bei welchen die thermische Leitfähigkeit eines ausgehärteten Harzes aus seinen Komponenten berechnet werden muss, weil eine Messung des Materials nicht möglich war. Berechnete Werte sind normalerweise viel höher als solche, die sich aus der direkten Messung der in Frage kommenden Materialien ergeben
Wann sollte man eher ein Einkomponenten- anstelle eines Zweikomponentenharzes verwenden?
Einkomponentenharze (1K) werden normalerweise für Klebeanwendungen eingesetzt, wie z. B. ein Chip-Verguss oder zum Kleben von Komponenten an eine Leiterplatte oder andere Substrate. Ein Einkomponentenharz hat jedoch auch bestimmte Nachteile: Die Viskosität ist allgemein höher als die eines Zweikomponentenharzes, es benötigt höhere Aushärtetemperaturen, hat kürzere Lagerungszeiten und muss oft gekühlt gelagert werden. Der Hauptvorteil eines Einkomponentenharzes ist dabei der einfache Auftrag: Es ist keine Mischung erforderlich und das Einrichten des Auftrageapparats ist viel einfacher.
Ich hoffe, dass ich hiermit ein paar nützliche Fragen für Sie klären konnte. Schauen Sie doch auch nächsten Monat nach dem nächsten Blogeintrag von mir oder einem meiner Kollegen und stöbern Sie auch in den älteren Einträgen.
