Verguss: Gut geschützt vor Spannungen und neugierigen Blicken

Vergießen von elektronischen Komponenten

Das Vergießen von selbstnivellierenden Materialien in einen dafür vorgesehenen Hohlraum (engl. „potting“) wird als Füllverguss bezeichnet. Dieses Verfahren dient unter anderem dazu, sensible Elektronik gegen schädliche Außeneinflüsse abzuschirmen oder Bauteile vor Spionage oder Brandgefahr zu schützen.

Beim Füllen bzw. Füllverguss handelt es sich um ein Verfahren, bei dem niedrigviskoses Material in eine vorgesehene Form, beispielsweise ein Gehäuse, gefüllt wird. Anwendung findet der Prozess überall dort, wo empfindliche elektronische Komponenten wie bestückte Leiterplatten oder Leistungsmodule vor chemischen, korrosiven oder mechanischen Einflüssen geschützt werden müssen. Auch die Reduzierung von thermischen Spannungen, die Abführung von Wärme, sowie der Schutz vor Spionage oder Brandgefahr können beim Vergießen eine Rolle spielen. Zum Einsatz kommen 1K- oder 2K-Vergussmassen aus PU, Epoxid oder Silikon, die in Bezug auf ihre Funktionen und Eigenschaften (Farbe, Härtegrad, Materialdichte, Temperaturbeständigkeit) genau auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten werden können.

Komplett vergossene bzw. verkapselte Bauteile finden sich in handelsüblichen Haushaltsgeräten ebenso wie im Militär- und Rüstungssektor, der Elektronikindustrie oder im Bereich der Lichttechnik. So werden beispielsweise LEDs häufig mit PU- oder silikonbasierten Medien vergossen, um eine lange Lebensdauer sowie eine einwandfreie Lichtqualität zu gewährleisten. Ein weiterer großer Anwendungsbereich für den Füllverguss ist die Automobilindustrie. Hier werden beispielsweise Steuergeräte für die Motor-, Getriebe- und Lenkungssteuerung, Fahrassistenzsysteme oder komplette Leistungshalbleitermodule für Elektromotoren mit geeigneten Gießharzen versiegelt.

Eine häufig eingesetzte Variante des Füllvergusses ist das sogenannte „Dam and Fill“-Verfahren, bei dem zwei Vergussmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität verwendet werden. Typischerweise kommt dieses Verfahren zum Einsatz, um fragile Strukturen auf Leiterplatten zu schützen.

Füllverguss: Prozesssichere Materialaufbereitung ist das A und O

Welche Aspekte beim Vergießen beachtet werden müssen, hängt von verschiedenen Faktoren wie dem verwendeten Material, dem Bauteildesign oder dem gewählten Aushärteverfahren ab. Vor dem eigentlichen Vergussprozess muss jedoch in jedem Fall auf eine abgestimmte Materialaufbereitung bzw. -förderung geachtet werden. Damit hochwertige, reproduzierbare Vergussergebnisse erzielt werden können, gilt es unter anderem Parameter wie Viskosität, Temperatur, Blasenfreiheit, Füllstoffbeladung oder Reaktionsform des Mediums zu berücksichtigen. Hier sorgen moderne Systeme mit robusten Förderpumpen sowie ausgefeilten Druck- und Vakuumregelungen für die notwendige Prozesssicherheit.

  • So sorgt die bewährte A310 Materialaufbereitungs- und Förderanlage von Scheugenpflug für garantiert homogene und blasenfreie Vergussmaterialien. Eine abgestimmte Rühr- und Zirkulationsbewegung verhindert die Sedimentation von enthaltenen Füllstoffen, die Intensität kann dabei individuell auf das Material abgestimmt werden.
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  • Die ideale Lösung für Anwendungen mit hohem Materialverbrauch ist die Scheugenpflug Fassrührstation. Mit dieser Anlage lassen sich 200 Liter-Gebinde komplett unter Vakuum setzen, was nun auch bei feuchtigkeitsempfindlichen Medien eine vollumfängliche Aufbereitung aus großen Gebinden erlaubt.
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Füllverguss: Kolbendosiersysteme sorgen für exakte Vergussvolumina

Gerade beim Füllverguss kommt es auf eine exakte und wiederholgenaue Mengenabmessung des Materials bzw. der einzelnen Komponenten an. Dank ihrer exakt dimensionierten Dosierzylinder, die genau dem gewünschten Materialvolumen bzw. dem benötigten Mischungsverhältnis entsprechen, bieten Kolbendosiersysteme hier entscheidende Vorteile. Zudem hängt die Dosiergenauigkeit bei diesen Systemen nicht von Druck, Temperatur oder Viskosität des verwendeten Gießharzes ab, was für zusätzliche Prozesssicherheit sorgt.

  • Müssen viele kleine bis mittelgroße Bauteile schnell und mit reproduzierbarer Qualität vergossen werden, sind Mehrfach-Kolbendosiersysteme die ideale Wahl. Ihre Vorteile spielen diese Systeme insbesondere in Vakuumanwendungen aus, da sich die fixe Evakuier- und Belüftungszeit hier auf mehrere Bauteile umlegen lässt. Doch auch beim Verguss unter Atmosphäre bieten die Mehrfach-Kolbendosiersysteme einen hohen Teiledurchsatz pro Zeiteinheit. So lassen sich beispielsweise – je nach den Anforderungen der Applikation – auch ein 24-facher bzw. 48-facher Verguss umsetzen. 
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TIPP: Neben anderen Faktoren wird das Vergussergebnis auch wesentlich von der Geometrie des Bauteils bestimmt. Je verwinkelter der Aufbau, desto mehr Programmier- und Parametrieraufwand muss betrieben werden, damit das Vergussmaterial jeden Hohlraum erreicht. Deshalb empfiehlt es sich, Bauteilentwürfe frühzeitig mit einem Vergussprofi zu besprechen, um Probleme rechtzeitig zu minimieren.

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