DD266361A1

DD266361A1 - Tauchfaehige umhuellmassen fuer elektrische und elektronische bauelemente

Info

Publication number: DD266361A1
Application number: DD30984787A
Authority: DD
Inventors: Guenter Wicke; Peter Heitmann; Brigitte Eckert; Frank Moeller; Dietmar Piermeier
Original assignee: Leuna Werke Veb
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1989-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft tauchfaehige Umhuellmassen fuer elektrische und elektronische Bauelemente, die zum Schutz von Bauelementen durch Tauchen derselben und Aushaerten der Masse geeignet sind. Sie verleihen nach dem Aushaerten den Bauelementen einen dichten, porenfreien Ueberzug mit guter Kantendeckung, der klimafest, schockbelastbar und elastisch ist. Die Umhuellmasse besteht aus mittel- und niedermolekularen Epoxidharzen, einem reaktiven Verduenner, Weichmacher, Fuellstoffen, ist loesungsmittelfrei und wird mit einem Gemisch eines aliphatischen und eines aromatischen Amins gehaertet.

Description

Die Erfindung betrifft tauchfähige Massen auf Epoxidharz-Basis, die für den Überzug auf elektrischen und elektronischen Bauelementen geeignet sind. Die auf diese Welse hergestellten Überzüge schützen die Bauelemente gegei äußere chemische, klimatische und mechanische Belastungen während der Lagerung, beim Transport und im Einsatz.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Tauchfähige Umhüllmassen, die für den Überzug oder die Umhüllung elektrischer und elektronischer Bauelemente geoignet sein sollen, dienen dem Schutz vor chemischen, klimatischen und mechanischen Einflüssen und beeinflussen deren Qualitätsparameter. Zum Ausgleich der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den verschiedenen Substraten (z.B. Metall-, Glas- oder Keramiksubstrat) der verwendeten elektrischen und elektronischen Bauelemente muß die tauchfähige Umhüllmasse auf dem Bauelement eine ausreichende Elastizität besitzen.

Es ist bekannt, daß zum Umhüllen von elektrischen und elektronischen Bauelementen vorwiegend tauchfähige Umhüllmassen auf der Basis von Phenolharz, Epoxidharz, Silikonharz und anderen organischen Verbindungen, die mit anorganischen Füllstoffanteilen, wie Kaliumcarbonat, Titandioxid, Quarzmehl, Kalzlumstearat oder ähnlichen versetzt sind, Verwendung finden.

So sind derartige tauchfähige Umhüllmassen in DD-PS 10B844, DD-PS 66741 und DE-OS 2261686 beschrieben.

Im DE-OS 2442172 wird eine Umhüllmasse genannt, die aus einem Harz-Hörter-Füllstoffgemlsch besteht und eine lange Gebrauchedauer bb! Raumtemperatur besitzt. Die Masse selbst wird auf die zu beschichtenden llauelemente aufgebracht, in e'ne Form gepreßt und unter Wärmezufuhr ausgehärtet. Von Nachteil ist hierbei der Aufwand für deii Tauch-, Form- und Härteprozeß.

Die DE-OS 1665131 beschreibt ein Harzgemisch als Überzug auf elektrischen Bauteilen, z. B. Keramikkondensatoren, das aus einem Gemisch mittel- und niedermolekularer Epoxidharze, Dicyandiamid als Härter, einem niedrlgviscosen Glycldäther und Lösungsmittel besteht.

Die Masse wird als Unterschicht auf das Bauelement aufgebracht und macht einen zweiten Deckauftrag erforderlich. Der eingesetzte Härter Dicyandiamid an'oi dert eine hohe Verarbeitungstemperatur und Härtezeiten über 12 Stunden.

Die DE-OS 2505234 stellt ein latentes Harz-Härter-Syetem vor, das bekannte Grundharze, Flexibliisatoren und Füllstoffe enthält.

Das Härtungsmittel besteht aus Carbonsäureanhydriden mit latenten Beschleunigern. Das Systen ist dünnflüssig und wird in Formen vergor sen.

Die DD-PS 135009 schließlich verwendet zur Herstellung einer Umhüllmasse für Bauelemente als Bindemittel Phenol-, Epoxidode. Melaminharze mit sllikatischun Füllstoffen und benutzt zur Erzielung eines Thixotropieeffektos Holzmehl definierter Struktur und Feuchte. Zur Viscositätseinsteiiung werden Lösungsmittel eingesetzt.

Bei der Charakteristik der bakar. iten technischen Lösungen zeigt »ich, daß es eine Vielzahl von Lösungen gibt, die jedoch alle einen oder mehrere der nachstehend aufgeführten Mängel aufweisen

— Sedimentation der Füllstoffe bzw. Gehalt an Lösemitteln,

— ungenügende Verarbeitungssicherheit durch Viskositätsschwankungen während der Gebrauchsdauer,

— hohe Härtungstempe raturen,

— Abfall der Leistungsfähigkeit der Bauelemente durch Oberflächenmängel,

— schlechte Kantendeckung erfordert teilweise zweiten Tauchprozeß,

— unzureichende Klima- und Temperaturbeständigkeit durch ungenügende Elastizität,

— unvertretbar hoher Materialrückstand am Ende des Umhüllprozesses.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist did Entwicklung einer tauchfähigen Umhüllmasso, die auf besonders ökonomische Weise als Überzug auf elektrischen und elektronischen Bauelementen aufgebracht werden kann und sich durch eine hohe Verarbeitungssicherheit,

ausgezeichnete physikalische Kenndaten des umhüllten Bauelementes sowie durch einen geringen Rückstand an nicht genutzter Umhüllmasse In der Tauchwanne auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung Hegt die Aufgabozugrunde, eine tau· ,fähige Umhüllmasse auf der Basis von Epoxidharzen zu entwickeln, die sich

für den Schutz von elektrischen und elektronischen Bauelementen eignet sowie eine rationelle Fertigung erlaubt.

Diese Aufgabo wird durch tauchfähige Umhüllmassen für elektrische und elektronische Bauelemente gelöst, die zum Überziehen

von Bauteilen vorwiegend keramischer Natur geeignot sind und aus einem flüssigen, lösungsmittelfreien Epoxidharz-Härter-

Gemlsch mit nlner Viscosität von 3,0 bis 20Pa · s, bei 25⁰C gemessen, bestehen, wobei diese 60 bis 75 Gewichtstelle eines

mlttelmoleku'aron Epoxidharzes mit einem Epoxidäqulvalent von 320 bis 600 mit einer Vlscosltät von 10 bis 30Pa s, bei 25⁰Cgemessen, 40 bis 60 Gewichtstelle elnos modifizierten, niedermolekularen Epoxidharzes mit einem Epoxidäqulvalent von 175bis 260 und einer Viscosität von 1,0 bis 3,0Pa s, bei 25⁰C gemessen, 80 bis 130 Gewichtstelle eines Härtungsmittels und

Füllstoffe wie Magnesiumsilikat, Titandioxid und hochdlsperse Kieselsäure sowie reaktive Verdünner und Weichmacher

enthalten, wobei erfindungsgemäß das Härtungsmittel aus 10 bis 40Ma.-% eines aliphatischen Polyamine oder

Polyaminadduktes und 60 bis 90Ma.-% eines aromatischen Polyamine besteht. Zuzogen auf die angegebenen Gewichtsteile werden vorzugsweise 10 bis 20 Gewichtsteile reaktiver Verdünner (ein allphatlsr.her Glycldäther), 20 bis 60 Gewichtstelle eines Weichmachers und 5C bis 100 Gewichtsteile Füllstoffe verwendet. Dia mit Härter versetzte tauchfähige Umhüllmasse besitzt bei 25⁰C eine Verarbeitungszelt von 4 Std. Durch Eintauchen und langsames Herausziehen der Bauelemente aus der Umhüllmasse bildet sich ein nicht abfließender

gleichmäßiger Überzug auf dein Bauelement mit glatter Oberfläche und sehr gutem Kantenbelag.

Die verbraucht» Umhüllmasse wird von Zeit zu Zeit mit neu gemischtem Produkt ergänzt und somit laufend regeneriert. Zweckmäßigerweise erfolgt in der Tauchwanne mittels einer langsamlaufenden Rührschnecke eine ständige Durchmischung. Die auf das Bauelement aufgebrachte Umhüllmasse erfährt bei Raumtemperatur zunächst eine Vorvernetzung und Ist somit am Bauelement fixiert. Die endgültige Vernetzung der Umhüllmasse erfolgt bei Temperaturen zwischen 70 bis 12O⁰C in 2 bis 4 Stunden sofort oder nach Zwischenlagerung. Die Erwärmung der Bauelemente führt nicht zum Ablaufen der Umhüllmassen vom Substrat. Damit ist ein sicherer Kantenschutz

gewährleistet.

Die Verwendung lösemittelfreior Produkte gestattet das Einhalten der vorgegebenen Viscosität und führt am Bauelement zu

einem dichten, nicht porösen und rißfreien Überzug, dor den geforderten Prüfungen standhält. Unterschiedliche

Ausdehnungskoeffizienten am Bauelement werden durch das elastische Verhalten der Umhüllmasse im gehärteten Zustand

ausgeglichen. Temperaturwechsel zwischen -65⁰C und 125⁰C werden ebenso wie Temperaturen von 4O⁰C bei einer relativen

Luftfeuchte von 96% über mehrero Wochen unbeschadet überstanden. Ausführungsbelsplele Beispiel 1 Es wird eine tauchfähige Umhüllmasse hergestellt aus Komponente A Niedermolekulares Epoxidharz (Epoxldäqulvulent 180 bis 190) 400 g Isobutylglycidäther 162 g Mittelmolekulares Epoxidharz (Epoxidäqulvalent 340 bis 380) 626 g Dibutylphthalat 312 g

Talkum 600 g

Titandioxid 100 g

hochdisperse Kieselsäure 40 g

Komponente B DlamlnodlprienylfTHthan 800 g Addukt aus 60 % Dipropylentrlamin und 40 % niedermolekulares Epoxidharz 200 g

Die Bestandteile der Komponente A werden in der angegebenen Reihenfolge gemischt und über einen 3-Walzon-Stuhl homogenisiert. Die Bestandteile der Komponente werden bei Raumtemperatur Interalv gemischt.

100g der Komponente A werden mit 12g der Komponente B bei Raumtemperatur vermischt und anschließend evakuiert. Das Gemisch besitzt eine Viscosität bei 25°C und 04 bis 70Pa · s über einen Zeitraum von nahezu 4 Stunden. Die Bauelemente werden in die Umhüllmasse eingetaucht und langsam zurückgezogen, dabei wird durch kurze Bewegungen ein eventueller Faden abgestreift. Nachfolgend werden Bauelemente um 18O⁰C gedreht, zum Härten abgelegt und bei 70 bis 12O⁰C nachgehärtot Die Bauelemente erhalten einen dichten Überzug, der ebenfalls die Kanten gleichmäßig bedeckt.

Beispiel 2 Wie Beispiel 1, jedoch mit der Ausnahme, daß bei Komponente A anstelle von Isobutylglycidäther Dibutylphthalat eingesetzt

wird. Ee werden die unter Beispiel 1 beschriebenen Ergebnisse erhalten.

Beispiel 3 Wie Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß bei Komponente B anstelle eines Adduktes Dipropylendiamiri (10 Teile auf 90 Teile Diaminodlphenylmethan) eingesetzt wird. Es werden die unter Beispiel 1 beschriebenen Ergebnisse erhalten.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

Es wird eine tauchfähige Masse hergestellt aus Komponente A

Mittelmolekularos Epoxidharz (Epoxldaquivalent 390 bis bOO) 62b g

Dibutylphthalat 312 g

Isobutylglycidäther 63 g

Talkum 600 g

Titandioxid 100 g

hochdisperse Kieselsäure 40 g

Komponente B

Wie im Beispiel 1 be&chrieben.

100g der Komponente A werden mit 10g der Komponente B vermischt und weiter wie Im Beispiel 1 verfahren.

Die ermittelten Kenndaten am umhüllten Bauelement befriodigten bezüglich Auftragsdicke und hinsichtlich der dielektrischen Eigenschaften sowie des Klimatestes nicht.

Beispiel 5 (Vergleichßbelspiel)

Wie Beispiel 1, jedoch Komponente B besteht nur aus Di&minodiphenylmethan.

Die umhüllten Bauelemente laufen während des Erwärmens zur Härtungsdurchführung ab.

Claims

Tauchfähige Umhüllmassen für elektrische und elektronische Bauelemente, die zum Überziehen von Bauteilen vorwiegend keramischer Natur geeignet sind und aus einem flüssigen, lösungsmittelfreien Epoxidharz-Härter-Gemisch mit einer Viscosität von 3,0 bis 20Pa · s, bei 25⁰C gemessen, bestehen, wobei diese 60 bis 75 Gewichtsteile eines mittelmo'oUularen Epoxidharzes mit einem Epoxidöquivalent von 320 bis 500 und einer Viscosität von 10 bis 30Pa · s, bei 25⁰C gemessen, 40 bis 60 Gewichtsteile eines niedermolekularen Epoxidharzes mit einem Epoxidäquivalent von 175 bis 250 und einer Viscosität von 1,0 bis 3,0 Pa · s, bei 25⁰C gemessen, 80 bis 130 Gewichtsteile eines Härtungsmittels und Füllstoffe wie Magnesiumsilikat, Titandioxid und hochdisperse Kieselsäure sowie reaktive Verdünner und Weichmacher enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtungsmittel aus 10 bis 40Ma.-% eines aliphatischen Polyamine oder Polyaminadduktes und 60 bis 90Ma.-% eines aromatischen Polyamins besteht.

Anwendungsgebiet der Erfindung