![\"\"](\"https:\/\/www.fhysilicone.com\/wp-content\/uploads\/2026\/07\/Silicone-Sensor-Encapsulation-1024x683.png\")
<\/figure>\n\n\n\nF\u00fcr eine zuverl\u00e4ssige Sensorkapselung m\u00fcssen Ingenieure folgende Aspekte aufeinander abstimmen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Funktionsprinzip des Sensors<\/li>\n\n\n\n
- H\u00e4rte und Elastizit\u00e4tsmodul von Silikon<\/li>\n\n\n\n
- Viskosit\u00e4t und Flie\u00dfverhalten<\/li>\n\n\n\n
- H\u00e4rtungschemie<\/li>\n\n\n\n
- Elektrische und thermische Eigenschaften<\/li>\n\n\n\n
- Haftung auf den jeweiligen Untergr\u00fcnden<\/li>\n\n\n\n
- Dicke der Verkapselung<\/li>\n\n\n\n
- Kabel- und Steckverbinderausg\u00e4nge<\/li>\n\n\n\n
- Mechanische Zugentlastung<\/li>\n\n\n\n
- Umwelteinfl\u00fcsse<\/li>\n\n\n\n
- IP-Pr\u00fcfung der kompletten Baugruppe<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Was versteht man unter der Verkapselung von Silikonsensoren?<\/h2>\n\n\n\n
Der Begriff \u201cVerkapselung\u201d kann verschiedene Fertigungsverfahren bezeichnen.<\/p>\n\n\n\n
Silikonverguss<\/h3>\n\n\n\n
Eine fl\u00fcssige Silikonmasse wird in ein Geh\u00e4use dosiert und um die Leiterplatte und die Bauteile herum ausgeh\u00e4rtet.<\/p>\n\n\n\n
Das Eintopfen eignet sich f\u00fcr:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Unregelm\u00e4\u00dfige Zwischenr\u00e4ume ausf\u00fcllen<\/li>\n\n\n\n
- Schutz elektronischer Baugruppen<\/li>\n\n\n\n
- Vibrationen reduzieren<\/li>\n\n\n\n
- Isolierung freiliegender Leiter<\/li>\n\n\n\n
- Abdichtung innerer Hohlr\u00e4ume<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Silikongel-Verkapselung<\/h3>\n\n\n\n
Ein sehr weiches Silikongel umh\u00fcllt empfindliche elektronische Bauteile und \u00fcbt dabei nur minimale Belastung aus.<\/p>\n\n\n\n
Gele eignen sich f\u00fcr:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- MEMS-Bauteile<\/li>\n\n\n\n
- Feine Drahtverbindungen<\/li>\n\n\n\n
- Leistungsmodule<\/li>\n\n\n\n
- Druckempfindliche Elektronik<\/li>\n\n\n\n
- Bauteile, die thermischer Ausdehnung ausgesetzt sind<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Dow beschreibt beispielsweise DOWSIL EG-4175 als selbstgrundierendes, additionsvernetzendes Silikongel f\u00fcr Elektronikmodule, industrielle Sensoren und Aktoren. DOWSIL EG-4175 Silikongel<\/a><\/p>\n\n\n\n
Silikon-Umspritzung<\/h3>\n\n\n\n
Fl\u00fcssigsilikonkautschuk wird um einen Sensor, ein Geh\u00e4use oder einen Einsatz spritzgegossen.<\/p>\n\n\n\n
Durch das Umspritzen lassen sich folgende Produkte herstellen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Gesteuerte \u00e4u\u00dfere Geometrie<\/li>\n\n\n\n
- Integrierte Dichtungen<\/li>\n\n\n\n
- Kabelzugentlastung<\/li>\n\n\n\n
- Befestigungsmerkmale<\/li>\n\n\n\n
- Eine sauber verarbeitete Oberfl\u00e4che<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Der Sensor und die Elektronik m\u00fcssen dem Formdruck und der Aush\u00e4rtungstemperatur standhalten.<\/p>\n\n\n\n
Konforme Beschichtung<\/h3>\n\n\n\n
Auf die Oberfl\u00e4che der Leiterplatte wird eine d\u00fcnne Silikonschicht aufgetragen. Diese sch\u00fctzt vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen, bietet jedoch nicht denselben mechanischen Halt und f\u00fcllt Hohlr\u00e4ume nicht vollst\u00e4ndig aus wie das Vergie\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n
Geformte Silikonmanschette oder -abdeckung<\/h3>\n\n\n\n
\u00dcber dem Sensor wird eine separate Silikonkomponente montiert. Dieser Ansatz erm\u00f6glicht einen Austausch und Nachbesserungen, erfordert jedoch eine zuverl\u00e4ssige mechanische Dichtungsfl\u00e4che.<\/p>\n\n\n\n
Beginnen Sie mit der Sensorfunktion<\/h2>\n\n\n\n
Bevor Sie sich f\u00fcr ein Material entscheiden, sollten Sie festlegen, was der Sensor erfassen soll.<\/p>\n\n\n\n
Ein Sensor muss m\u00f6glicherweise folgenden Einfl\u00fcssen direkt ausgesetzt sein:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Luftdruck<\/li>\n\n\n\n
- Fl\u00fcssigkeitsdruck<\/li>\n\n\n\n
- Luftfeuchtigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Gas<\/li>\n\n\n\n
- Licht<\/li>\n\n\n\n
- Ton<\/li>\n\n\n\n
- Magnetfelder<\/li>\n\n\n\n
- Hitze<\/li>\n\n\n\n
- Mechanische Beanspruchung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine Ummantelung des aktiven Bereichs kann die Empfindlichkeit verringern, die Reaktion verz\u00f6gern oder den Betrieb vollst\u00e4ndig verhindern.<\/p>\n\n\n\n
Der Entwurf sollte die Baugruppe in folgende Teile unterteilen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Bereiche, die vollst\u00e4ndig gekapselt sein m\u00fcssen<\/li>\n\n\n\n
- Bereiche, in denen eine d\u00fcnne, kontrollierte Membran erforderlich ist<\/li>\n\n\n\n
- Bereiche, in denen ein optisches oder akustisches Fenster erforderlich ist<\/li>\n\n\n\n
- Bereiche, die offen bleiben m\u00fcssen<\/li>\n\n\n\n
- Bereiche, die bel\u00fcftet werden m\u00fcssen<\/li>\n\n\n\n
- Elektrische und mechanische Schnittstellen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Drucksensoren<\/h2>\n\n\n\n
Ein Drucksensor ben\u00f6tigt unter Umst\u00e4nden einen Anschluss oder eine flexible Membran, die den Druck auf das Sensorelement \u00fcbertr\u00e4gt.<\/p>\n\n\n\n
Zu den wichtigen Auslegungsfaktoren z\u00e4hlen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Membrandicke<\/li>\n\n\n\n
- Membrandurchmesser<\/li>\n\n\n\n
- Silikonmodul<\/li>\n\n\n\n
- Temperaturabh\u00e4ngige Steifigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Eingeschlossenes Luftvolumen<\/li>\n\n\n\n
- Druckbereich<\/li>\n\n\n\n
- Reaktionszeit<\/li>\n\n\n\n
- Nullpunktdrift<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine dicke oder harte Silikonschicht kann die Druck\u00fcbertragung ver\u00e4ndern und zu Kalibrierungsfehlern f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n
Temperatursensoren<\/h2>\n\n\n\n
Silikon kann einen Temperatursensor sch\u00fctzen, doch die Dicke der Verkapselung und die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit beeinflussen die Ansprechzeit.<\/p>\n\n\n\n
Eine dickere Verkapselung kann den mechanischen Schutz verbessern, verlangsamt jedoch gleichzeitig die thermische Reaktion des Sensors.<\/p>\n\n\n\n
\u00dcberpr\u00fcfen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Zeit bis zum Erreichen der Zieltemperatur<\/li>\n\n\n\n
- Fehler bei der Temperaturmessung<\/li>\n\n\n\n
- Temperaturwechselbeanspruchung<\/li>\n\n\n\n
- Selbsterw\u00e4rmung<\/li>\n\n\n\n
- W\u00e4rme\u00fcbertragung durch das Geh\u00e4use<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Optische Sensoren<\/h2>\n\n\n\n
F\u00fcr optische Sensoren ist m\u00f6glicherweise transparentes Silikon erforderlich.<\/p>\n\n\n\n
Rezension:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Optische Transmission bei der Betriebswellenl\u00e4nge<\/li>\n\n\n\n
- Brechungsindex<\/li>\n\n\n\n
- Dunst<\/li>\n\n\n\n
- Vergilbung<\/li>\n\n\n\n
- Blasen<\/li>\n\n\n\n
- Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit<\/li>\n\n\n\n
- Nebenprodukte der Aush\u00e4rtung<\/li>\n\n\n\n
- UV-Belastung<\/li>\n\n\n\n
- Anhaftung an der Linse oder am Fenster<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Ein Material, das optisch klar erscheint, weist m\u00f6glicherweise keine ausreichende Durchl\u00e4ssigkeit im ultravioletten oder infraroten Wellenl\u00e4ngenbereich auf.<\/p>\n\n\n\n
Feuchtigkeits- und Gassensoren<\/h2>\n\n\n\n
Feuchtigkeits- und Gassensoren erfordern in der Regel eine kontrollierte Einwirkung der Umgebungsatmosph\u00e4re.<\/p>\n\n\n\n
M\u00f6gliche L\u00f6sungen sind unter anderem:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Selektive Verkapselung ausschlie\u00dflich der Elektronik<\/li>\n\n\n\n
- Das Sensorelement offen lassen<\/li>\n\n\n\n
- Verwendung einer por\u00f6sen Schutzmembran<\/li>\n\n\n\n
- Einrichtung eines speziellen Entl\u00fcftungskanals<\/li>\n\n\n\n
- Trennung der Messkammer von der Elektronikkammer<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Die Umgebungsbarriere darf die Molek\u00fcle, die der Sensor nachweisen soll, nicht blockieren.<\/p>\n\n\n\n
Akustik- und Ultraschallsensoren<\/h2>\n\n\n\n
Silikon ver\u00e4ndert die akustische Impedanz und die D\u00e4mpfung. Durch die Verkapselung k\u00f6nnen sich die Resonanzfrequenz verschieben, die Amplitude verringern oder das Richtungsverhalten \u00e4ndern.<\/p>\n\n\n\n
Pr\u00fcfen Sie die gesamte Baugruppe \u00fcber den vorgesehenen Frequenzbereich.<\/p>\n\n\n\n
Auswahl eines Silikon-Vergussmittels<\/h2>\n\n\n\n
Das Material sollte entsprechend den elektrischen, mechanischen, thermischen und umgebungsbedingten Anforderungen ausgew\u00e4hlt werden.<\/p>\n\n\n\n
Viskosit\u00e4t und Flie\u00dfverhalten<\/h2>\n\n\n\n
Materialien mit niedriger Viskosit\u00e4t flie\u00dfen in schmale Spalten und um kleine Bauteile herum.<\/p>\n\n\n\n
Zu den potenziellen Vorteilen z\u00e4hlen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Bessere Hohlraumf\u00fcllung<\/li>\n\n\n\n
- Einfachere Dosierung<\/li>\n\n\n\n
- Geringere Luftblasenbildung<\/li>\n\n\n\n
- Verbesserte Abdeckung im Rahmen der einzelnen Komponenten<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Zu den m\u00f6glichen Nachteilen z\u00e4hlen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Leckage durch Spalten im Geh\u00e4use<\/li>\n\n\n\n
- Durchfluss in die Messanschl\u00fcsse<\/li>\n\n\n\n
- Migration auf Kontakte<\/li>\n\n\n\n
- Schwierigkeiten bei der Einhaltung einer gleichbleibenden Dicke<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Materialien mit h\u00f6herer Viskosit\u00e4t bleiben leichter an Ort und Stelle, k\u00f6nnen jedoch Luft um Bauteile herum einschlie\u00dfen oder enge Zwischenr\u00e4ume nicht ausf\u00fcllen.<\/p>\n\n\n\n
H\u00e4rte und Elastizit\u00e4tsmodul<\/h2>\n\n\n\n
Ein Material mit niedrigem Elastizit\u00e4tsmodul verringert die Belastung von L\u00f6tstellen, Keramikbauteilen, Drahtverbindungen und empfindlichen MEMS-Strukturen.<\/p>\n\n\n\n
Ein h\u00e4rteres Elastomer bietet folgende Vorteile:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- H\u00f6here Schlagfestigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Bessere Formbest\u00e4ndigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Verbesserte Abriebfestigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Mehr mechanische Unterst\u00fctzung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine zu hohe Steifigkeit kann jedoch Bewegungen des Geh\u00e4uses und Spannungen aufgrund thermischer Ausdehnung auf den Sensor \u00fcbertragen.<\/p>\n\n\n\n
DOWSIL EE-3200 ist ein Beispiel f\u00fcr ein weiches, spannungsarmes Vergussmaterial, das dazu dient, kleine Spalten zu f\u00fcllen und gleichzeitig die inneren Spannungen in elektronischen Baugruppen zu reduzieren. DOWSIL EE-3200 \u2013 spannungsarmes Silikon-Vergussmittel<\/a><\/p>\n\n\n\n
W\u00e4hlen Sie das Material nicht allein anhand der Shore-H\u00e4rte aus. Pr\u00fcfen Sie das gesamte Spannungs-Dehnungs-Verhalten und testen Sie den fertig eingekapselten Sensor.<\/p>\n\n\n\n
H\u00e4rtungschemie<\/h2>\n\n\n\n
Zu den g\u00e4ngigen Silikonsystemen geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Additionsvernetzendes Silikon<\/li>\n\n\n\n
- Kondensationsvernetzendes Silikon<\/li>\n\n\n\n
- Einkomponentiges, feuchtigkeitsh\u00e4rtendes Silikon<\/li>\n\n\n\n
- Zweikomponenten-Silikon, das bei Raumtemperatur aush\u00e4rtet<\/li>\n\n\n\n
- Hitzebeschleunigtes Silikon<\/li>\n\n\n\n
- Formbares LSR<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Das Heilungssystem wirkt sich aus auf:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Arbeitszeit<\/li>\n\n\n\n
- Aush\u00e4rtungsgeschwindigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Aush\u00e4rtungstemperatur<\/li>\n\n\n\n
- Anfall von Nebenprodukten<\/li>\n\n\n\n
- Haftung<\/li>\n\n\n\n
- Ausr\u00fcstungsanforderungen<\/li>\n\n\n\n
- Risiko einer Hemmung der Heilung<\/li>\n\n\n\n
- Produktionsdurchsatz<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Additionsvernetzendes Silikon<\/h3>\n\n\n\n
Additionsvernetzungssysteme erm\u00f6glichen eine saubere Aush\u00e4rtung und stabile Eigenschaften, doch bestimmte Verunreinigungen k\u00f6nnen die Aush\u00e4rtung hemmen.<\/p>\n\n\n\n
Zu den m\u00f6glichen Kompatibilit\u00e4tsproblemen z\u00e4hlen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Schwefelhaltige Materialien<\/li>\n\n\n\n
- Einige Amine<\/li>\n\n\n\n
- Bestimmte Klebstoffe<\/li>\n\n\n\n
- Einige Flussmittelr\u00fcckst\u00e4nde<\/li>\n\n\n\n
- Verunreinigung durch zinngeh\u00e4rtetes Silikon<\/li>\n\n\n\n
- Nicht zugelassene Handschuhe oder Reinigungsmittel<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
F\u00fchren Sie f\u00fcr jedes Produktionssubstrat und jede Prozesschemikalie einen Test auf Aush\u00e4rtungsvertr\u00e4glichkeit durch.<\/p>\n\n\n\n
Kondensationsh\u00e4rtendes Silikon<\/h3>\n\n\n\n
Kondensationsh\u00e4rtende Werkstoffe sind zwar f\u00fcr die Verarbeitung bei Raumtemperatur praktisch, k\u00f6nnen jedoch H\u00e4rtungsnebenprodukte freisetzen. Dicke Abschnitte und eng begrenzte Geometrien k\u00f6nnen anders aush\u00e4rten als d\u00fcnne, freiliegende Schichten.<\/p>\n\n\n\n
Best\u00e4tigen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Aush\u00e4rtungstiefe<\/li>\n\n\n\n
- Kompatibilit\u00e4t mit Nebenprodukten<\/li>\n\n\n\n
- Korrosionsrisiko<\/li>\n\n\n\n
- Entl\u00fcftung<\/li>\n\n\n\n
- Endg\u00fcltige elektrische Leistung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
W\u00e4rmeh\u00e4rtung<\/h3>\n\n\n\n
Hitze kann zwar den Fertigungszyklus verk\u00fcrzen, jedoch Batterien, Magnete, Kunststoffe, Klebstoffe, Kalibrierungselemente oder feuchtigkeitsempfindliche Bauteile besch\u00e4digen.<\/p>\n\n\n\n
Der Sensor sollte f\u00fcr das gesamte Zeit-Temperatur-Profil qualifiziert sein.<\/p>\n\n\n\n
Mischungsverh\u00e4ltnis und Entgasung<\/h2>\n\n\n\n
Zweikomponentenmaterialien erfordern eine genaue Dosierung und eine gr\u00fcndliche Vermischung.<\/p>\n\n\n\n
Mischfehler k\u00f6nnen folgende Folgen haben:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Unvollst\u00e4ndige Heilung<\/li>\n\n\n\n
- Weiche oder klebrige Stellen<\/li>\n\n\n\n
- Eigenschaftsabweichung<\/li>\n\n\n\n
- Schlechte Haftung<\/li>\n\n\n\n
- Elektrische Verunreinigung<\/li>\n\n\n\n
- Geringere Produktionsausbeute<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Durch Vakuumentgasung oder kontrollierte statische Vermischung l\u00e4sst sich eingeschlossene Luft reduzieren. Dabei sollte jedoch ein \u00fcberm\u00e4\u00dfiges Vakuum vermieden werden, da dies dazu f\u00fchren kann, dass fl\u00fcchtige Bestandteile oder eingeschlossene Fl\u00fcssigkeiten unerwartet expandieren.<\/p>\n\n\n\n
W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit<\/h2>\n\n\n\n
Standard-Silikon ist nicht unbedingt ein effizienter W\u00e4rmeleiter. Gef\u00fcllte Formulierungen k\u00f6nnen die W\u00e4rme\u00fcbertragung verbessern, weisen jedoch m\u00f6glicherweise folgende Eigenschaften auf:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- H\u00f6here Viskosit\u00e4t<\/li>\n\n\n\n
- H\u00f6here H\u00e4rte<\/li>\n\n\n\n
- Erh\u00f6hte Dichte<\/li>\n\n\n\n
- Verminderte Transparenz<\/li>\n\n\n\n
- Weitere Absetzung des F\u00fcllstoffs<\/li>\n\n\n\n
- Unterschiedliches Haftverhalten<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine w\u00e4rmeleitende Verkapselung ist sinnvoll, wenn die Sensorelektronik W\u00e4rme erzeugt oder eine thermische Kopplung an ein Geh\u00e4use erfordert.<\/p>\n\n\n\n
Es kann unerw\u00fcnscht sein, wenn das Sensorelement thermisch isoliert werden muss.<\/p>\n\n\n\n
Elektrische Eigenschaften<\/h2>\n\n\n\n
Bei elektronischen Sensoren ist Folgendes zu beachten:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Durchschlagfestigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Spezifischer Volumenwiderstand<\/li>\n\n\n\n
- Dielektrizit\u00e4tskonstante<\/li>\n\n\n\n
- Verlustfaktor<\/li>\n\n\n\n
- Ionenverunreinigung<\/li>\n\n\n\n
- Lichtbogenfestigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Verfolgung des Widerstands<\/li>\n\n\n\n
- Brandschutzklasse<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Die in den Datenbl\u00e4ttern angegebenen typischen Werte werden unter bestimmten Proben- und Umgebungsbedingungen gemessen. \u00dcberpr\u00fcfen Sie die erforderlichen elektrischen Eigenschaften nach der Aush\u00e4rtung, der Einwirkung von Feuchtigkeit und der thermischen Alterung.<\/p>\n\n\n\n
Ausgleich von Schrumpfung und W\u00e4rmeausdehnung<\/h2>\n\n\n\n
Selbst Materialien mit geringer Schrumpfung k\u00f6nnen Spannungen erzeugen, wenn sie zwischen Bauteilen mit unterschiedlichen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten verklebt werden.<\/p>\n\n\n\n
Zu den g\u00e4ngigen Substratkombinationen geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Silikon<\/li>\n\n\n\n
- Aluminium<\/li>\n\n\n\n
- Edelstahl<\/li>\n\n\n\n
- Kupfer<\/li>\n\n\n\n
- Keramik<\/li>\n\n\n\n
- Glas<\/li>\n\n\n\n
- FR-4<\/li>\n\n\n\n
- PBT<\/li>\n\n\n\n
- PA<\/li>\n\n\n\n
- PC<\/li>\n\n\n\n
- ABS<\/li>\n\n\n\n
- Epoxidharz<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Stress kann sich an folgenden Stellen konzentrieren:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Scharfe Ecken an Bauteilen<\/li>\n\n\n\n
- \u00dcberg\u00e4nge von dick zu d\u00fcnn<\/li>\n\n\n\n
- Kabelausg\u00e4nge<\/li>\n\n\n\n
- Kanten einf\u00fcgen<\/li>\n\n\n\n
- Geh\u00e4usew\u00e4nde<\/li>\n\n\n\n
- Sensormembranen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Verwenden Sie ein Material mit niedrigem Elastizit\u00e4tsmodul, eine glatte Geometrie und eine kontrollierte Verkapselungsdicke, um Spannungen zu reduzieren.<\/p>\n\n\n\n
Anforderungen an die Haftung<\/h2>\n\n\n\n
Durch die Haftung kann verhindert werden, dass Wasser entlang der Trennfuge zwischen Silikon und Geh\u00e4use eindringt.<\/p>\n\n\n\n
Zu den erforderlichen Substraten k\u00f6nnen geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Metallgeh\u00e4use<\/li>\n\n\n\n
- Kunststoffgeh\u00e4use<\/li>\n\n\n\n
- L\u00f6tmaske f\u00fcr Leiterplatten<\/li>\n\n\n\n
- Glas<\/li>\n\n\n\n
- Keramik<\/li>\n\n\n\n
- Drahtisolierung<\/li>\n\n\n\n
- Steckereins\u00e4tze<\/li>\n\n\n\n
- Optische Fenster<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine Silikonformulierung kann auf einem Untergrund gut haften, auf einem anderen hingegen schlecht.<\/p>\n\n\n\n
Oberfl\u00e4chenreinheit<\/h2>\n\n\n\n
Verunreinigungen geh\u00f6ren zu den h\u00e4ufigsten Ursachen f\u00fcr Haftversagen.<\/p>\n\n\n\n
Zu den m\u00f6glichen Verunreinigungen z\u00e4hlen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Formtrennmittel<\/li>\n\n\n\n
- Bearbeitungs\u00f6l<\/li>\n\n\n\n
- Fingerabdr\u00fccke<\/li>\n\n\n\n
- Staub<\/li>\n\n\n\n
- Weichmacher<\/li>\n\n\n\n
- Flussmittelr\u00fcckst\u00e4nde<\/li>\n\n\n\n
- Silikon\u00f6l<\/li>\n\n\n\n
- Reinigungsmittelr\u00fcckst\u00e4nde<\/li>\n\n\n\n
- Feuchtigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Oxidschichten<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Der Reinigungsprozess in der Produktion sollte dokumentiert und \u00fcberwacht werden.<\/p>\n\n\n\n
Eine Oberfl\u00e4che, die sauber aussieht, kann dennoch einen Film aufweisen, der die Haftung verhindert.<\/p>\n\n\n\n
Vorbereitung der Oberfl\u00e4che<\/h2>\n\n\n\n
Je nach Untergrund kann die Vorbereitung Folgendes umfassen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Reinigung mit L\u00f6sungsmitteln<\/li>\n\n\n\n
- Reinigung mit w\u00e4ssrigen L\u00f6sungen<\/li>\n\n\n\n
- Plasmabehandlung<\/li>\n\n\n\n
- Corona-Behandlung<\/li>\n\n\n\n
- Kontrollierter Abrieb<\/li>\n\n\n\n
- Auftragen der Grundierung<\/li>\n\n\n\n
- Vorheizen<\/li>\n\n\n\n
- Trocknen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Die Oberfl\u00e4chenbehandlung hat eine begrenzte Lebensdauer. Die Bauteile sollten nach der Behandlung innerhalb des validierten Verarbeitungsfensters eingekapselt werden.<\/p>\n\n\n\n
Grundierungen<\/h2>\n\n\n\n
Eine Grundierung kann die Haftung zwischen Silikon und einer schwer zu verklebenden Oberfl\u00e4che aus Kunststoff, Metall oder Glas verbessern.<\/p>\n\n\n\n
Der Prozess muss Folgendes steuern:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Grundierungsart<\/li>\n\n\n\n
- Auftragsdicke<\/li>\n\n\n\n
- Umfang<\/li>\n\n\n\n
- Trocknungszeit<\/li>\n\n\n\n
- Verunreinigung<\/li>\n\n\n\n
- Haltbarkeit<\/li>\n\n\n\n
- Lagerung<\/li>\n\n\n\n
- Aush\u00e4rtungstemperatur<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
\u00dcbersch\u00fcssige Grundierung kann in elektrische oder optische Bereiche gelangen, w\u00e4hrend eine unzureichende Deckkraft zu punktuellen Abl\u00f6sungen f\u00fchren kann.<\/p>\n\n\n\n
Selbstklebendes Silikon<\/h2>\n\n\n\n
Einige Silikonformulierungen sind so konzipiert, dass sie ohne separate Grundierung haften.<\/p>\n\n\n\n
Die Selbstklebung kann die Produktion vereinfachen, h\u00e4ngt jedoch nach wie vor von folgenden Faktoren ab:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Substratchemie<\/li>\n\n\n\n
- Oberfl\u00e4chenreinheit<\/li>\n\n\n\n
- Heilungsbedingungen<\/li>\n\n\n\n
- Anpressdruck<\/li>\n\n\n\n
- Dicke der Verkapselung<\/li>\n\n\n\n
- Alterungsumfeld<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Die Adh\u00e4sion sollte auf Produktionssubstraten und nicht auf generischen Probenplatten \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>\n\n\n\n
Mechanische Verriegelung<\/h2>\n\n\n\n
Die Haftung sollte nicht immer die gesamte mechanische Belastung tragen.<\/p>\n\n\n\n
Zu den mechanischen Haltevorrichtungen k\u00f6nnen geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Unterschnitte<\/li>\n\n\n\n
- Durchgangsbohrungen<\/li>\n\n\n\n
- Rillen<\/li>\n\n\n\n
- Rippchen<\/li>\n\n\n\n
- Flansche<\/li>\n\n\n\n
- Perforierte Eins\u00e4tze<\/li>\n\n\n\n
- Eingekapselte Anker<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine mechanische Verriegelung ist besonders an Kabelausg\u00e4ngen und -durchf\u00fchrungen sinnvoll, die Zugkr\u00e4ften oder Vibrationen ausgesetzt sind.<\/p>\n\n\n\n
Verfahren zur Pr\u00fcfung der Haftfestigkeit<\/h2>\n\n\n\n
Die Norm ASTM D429 umfasst mehrere Verfahren zur Messung der statischen Haftung zwischen Gummi und starren Untergr\u00fcnden, vor allem Metallen. Sie liefert Vergleichsdaten f\u00fcr die Produktentwicklung und die Produktionskontrolle, sofern geeignete Pr\u00fcfk\u00f6rper hergestellt werden k\u00f6nnen. ASTM D429-14(2023)<\/a><\/p>\n\n\n\n
Definieren Sie f\u00fcr ein Sensorprojekt einen anwendungsspezifischen Testcoupon, der Folgendes reproduziert:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Produktionssubstrat<\/li>\n\n\n\n
- Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit<\/li>\n\n\n\n
- Reinigung<\/li>\n\n\n\n
- Grundierung<\/li>\n\n\n\n
- Silikondicke<\/li>\n\n\n\n
- Aush\u00e4rtungsprozess<\/li>\n\n\n\n
- Alterungseinfluss<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Erfassen Sie sowohl die Haftfestigkeit als auch die Versagensart.<\/p>\n\n\n\n
Haftversagen<\/h3>\n\n\n\n
Das Silikon l\u00f6st sich sauber vom Untergrund. Dies deutet in der Regel auf ein Problem mit der Grenzfl\u00e4che oder der Oberfl\u00e4chenvorbereitung hin.<\/p>\n\n\n\n
Koh\u00e4sionsversagen<\/h3>\n\n\n\n
Das Silikon rei\u00dft, w\u00e4hrend das Material am Untergrund haften bleibt. Dies deutet darauf hin, dass die Grenzfl\u00e4che fester ist als das Silikon an dieser Stelle.<\/p>\n\n\n\n
Substratversagen<\/h3>\n\n\n\n
Der Kunststoff, die Beschichtung oder ein anderes Substrat versagt vor der Silikonverbindung.<\/p>\n\n\n\n
Der Versagensmodus kann n\u00fctzlichere Entwicklungsinformationen liefern als die Spitzenkraft allein.<\/p>\n\n\n\n
Kapselungsgeometrie<\/h2>\n\n\n\n
Kontrollierte Dicke<\/h3>\n\n\n\n
Vermeiden Sie gro\u00dfe, unkontrollierte Dickeunterschiede. Dicke Bereiche k\u00f6nnen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Anders heilen<\/li>\n\n\n\n
- W\u00e4rme speichern<\/li>\n\n\n\n
- Anstieg der Materialkosten<\/li>\n\n\n\n
- Thermische Spannung erzeugen<\/li>\n\n\n\n
- Fangblasen<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Sehr d\u00fcnne Bereiche decken die Bauteile m\u00f6glicherweise nicht vollst\u00e4ndig ab oder bieten keinen ausreichenden dielektrischen Schutz.<\/p>\n\n\n\n
Fl\u00fcssige \u00dcberg\u00e4nge<\/h3>\n\n\n\n
Verwenden Sie Rundungen und sanfte Dicke\u00fcberg\u00e4nge an folgenden Stellen:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Leiterplattenkanten<\/li>\n\n\n\n
- Beilagen<\/li>\n\n\n\n
- Kabelausg\u00e4nge<\/li>\n\n\n\n
- Geh\u00e4useecken<\/li>\n\n\n\n
- Sensorfenster<\/li>\n\n\n\n
- Befestigungsmerkmale<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Scharfe Kanten k\u00f6nnen Luft einschlie\u00dfen und Spannungen b\u00fcndeln.<\/p>\n\n\n\n
Luftentweichungswege<\/h3>\n\n\n\n
Die F\u00fcllrichtung sollte die Luft in Richtung der kontrollierten Entl\u00fcftungs\u00f6ffnungen leiten, anstatt sie unter den Bauteilen einzuschlie\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n
Bedenken Sie Folgendes:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Ausgabestelle<\/li>\n\n\n\n
- Ausrichtung der Wohnungen<\/li>\n\n\n\n
- F\u00fcllgeschwindigkeit<\/li>\n\n\n\n
- Vakuumunterst\u00fctzung<\/li>\n\n\n\n
- Abstand zwischen den Bauteilen<\/li>\n\n\n\n
- Entl\u00fcftungsposition<\/li>\n\n\n\n
- \u00dcberlaufbeh\u00e4lter<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
\u00dcberlauf- und Ausdehnungsraum<\/h3>\n\n\n\n
Schaffen Sie einen kontrollierten Freiraum f\u00fcr Materialvolumen\u00e4nderungen und W\u00e4rmeausdehnung. Ein unkontrollierter \u00dcberlauf kann Steckverbinder, Sensorfl\u00e4chen oder Befestigungselemente verunreinigen.<\/p>\n\n\n\n
Kabel- und Drahtdurchf\u00fchrungen<\/h2>\n\n\n\n
An den Kabelausg\u00e4ngen treten h\u00e4ufig Undichtigkeiten und Erm\u00fcdungserscheinungen auf.<\/p>\n\n\n\n
Der Entwurf sollte Folgendes enthalten:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Kontrollierter Kontakt zwischen Silikon und Ummantelung<\/li>\n\n\n\n
- Mechanische Zugentlastung<\/li>\n\n\n\n
- Gleichm\u00e4\u00dfiger Biegeradius<\/li>\n\n\n\n
- Vorrichtung zur Drahtpositionierung<\/li>\n\n\n\n
- Angemessene Kapselungsl\u00e4nge<\/li>\n\n\n\n
- Kompatible Drahtisolierung<\/li>\n\n\n\n
- \u00dcberpr\u00fcfung der Zugkraft<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Wasser kann entlang einzelner Leiterlitzen oder zwischen dem Kabelmantel und der Vergussmasse wandern. Daher muss der gesamte Kabelaufbau gepr\u00fcft werden.<\/p>\n\n\n\n
Anschluss- und Pin-Schnittstellen<\/h2>\n\n\n\n
Vermeiden Sie es, dass Silikon auf folgende Stellen gelangt:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Elektrische Kontakte<\/li>\n\n\n\n
- Passfl\u00e4chen<\/li>\n\n\n\n
- Sicherungsfunktionen<\/li>\n\n\n\n
- Pr\u00fcfpunkte<\/li>\n\n\n\n
- Kalibrierungsanschl\u00fcsse<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Verwenden Sie Absperrvorrichtungen, Abdeckungen, herausnehmbare Stopfen oder spezielle Schutzvorrichtungen.<\/p>\n\n\n\n
Adh\u00e4sionsversiegelung versus Kompressionsversiegelung<\/h2>\n\n\n\n
Eine verklebte Silikonverbindung kann ein Auslaufen verhindern, doch k\u00f6nnen Fertigungstoleranzen und Alterung zu lokalen Abl\u00f6sungen f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n
Kombinieren Sie die Adh\u00e4sion nach M\u00f6glichkeit mit:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Radiale Kompression<\/li>\n\n\n\n
- Eine axiale Dichtungswulst<\/li>\n\n\n\n
- Mechanische Verriegelung<\/li>\n\n\n\n
- Ein Labyrinthweg<\/li>\n\n\n\n
- Wohnungserhalt<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine redundante Dichtungsstrategie ist robuster als die alleinige Verwendung einer flachen, verklebten Trennfuge.<\/p>\n\n\n\n
Pr\u00fcfung des IP-Schutzes<\/h2>\n\n\n\n
Die Norm IEC 60529 klassifiziert den Schutz, den elektrische Geh\u00e4use vor dem Eindringen von Personen, festen Fremdk\u00f6rpern und Wasser bieten. IEC 60529 \u2013 Konsolidierte Fassung<\/a><\/p>\n\n\n\n
Ein Vergussmaterial erh\u00e4lt f\u00fcr sich genommen keine IP-Schutzart. Die Schutzart gilt f\u00fcr die gesamte gepr\u00fcfte Baugruppe, einschlie\u00dflich:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Sensorgeh\u00e4use<\/li>\n\n\n\n
- Silikonverkapselung<\/li>\n\n\n\n
- Kabel<\/li>\n\n\n\n
- Stecker<\/li>\n\n\n\n
- Entl\u00fcftung<\/li>\n\n\n\n
- Membran<\/li>\n\n\n\n
- Objektiv<\/li>\n\n\n\n
- Befestigungsschnittstelle<\/li>\n\n\n\n
- Verbindungsst\u00fccke<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Eine wasserdichte Silikonmasse kann einen nicht abgedichteten Stecker oder einen offenen Sensoranschluss nicht ausgleichen.<\/p>\n\n\n\n
Anforderungen an geistiges Eigentum im Automobilbereich<\/h2>\n\n\n\n
F\u00fcr Sensoren, die in Stra\u00dfenfahrzeugen eingesetzt werden, legt die Norm ISO 20653 Schutzarten nach IP-Code sowie Best\u00e4tigungspr\u00fcfungen f\u00fcr Geh\u00e4use von elektrischen Ausr\u00fcstungen in Kraftfahrzeugen fest. ISO 20653:2023<\/a><\/p>\n\n\n\n
Kl\u00e4ren Sie vor der Auslegung der Kapselung, welche Norm, welche Schutzart und welche Einbaubedingungen der Kunde w\u00fcnscht.<\/p>\n\n\n\n
H\u00e4ufige Leckstrompfade bei Sensoren<\/h2>\n\n\n\n
Leckagepfad<\/th> M\u00f6gliche Ursache<\/th><\/tr> Schnittstelle zwischen Silikon und Geh\u00e4use<\/td> Verschmutzung, geringe Haftung oder thermische Belastung<\/td><\/tr> Kabelausgang<\/td> Inkompatibilit\u00e4t der Ummantelung, Verschiebung oder unzureichende Verkapselungsl\u00e4nge<\/td><\/tr> Anschlussschnittstelle<\/td> Unvollst\u00e4ndiger Sitz oder besch\u00e4digte Dichtung<\/td><\/tr> Um Metallstifte herum<\/td> Mangelhafte Benetzung oder thermische Ausdehnungsunterschiede<\/td><\/tr> Trennlinie der Form<\/td> Blitz, Fehlanpassung oder unvollst\u00e4ndige F\u00fcllung<\/td><\/tr> Innere Leere<\/td> Mit der Au\u00dfenwelt verbundene eingeschlossene Luft<\/td><\/tr> Sensormembran<\/td> Riss, \u00fcberm\u00e4\u00dfige Dicke oder schlechte Haftung<\/td><\/tr> Optisches Fenster<\/td> Haftversagen oder Oberfl\u00e4chenverunreinigung<\/td><\/tr> Entl\u00fcftungsweg<\/td> Falsche Membran oder unkontrolliertes \u00d6ffnen<\/td><\/tr> Riss im Geh\u00e4use<\/td> Druck oder thermische Belastung beim Umspritzen<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n Methoden zur Dichtheitspr\u00fcfung<\/h2>\n\n\n\n
Druckabfallpr\u00fcfung<\/h3>\n\n\n\n
Der gekapselte Sensor steht unter Druck, ist isoliert und wird auf Druckverlust \u00fcberwacht.<\/p>\n\n\n\n
Definition:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Pr\u00fcfdruck<\/li>\n\n\n\n
- Stabilisierungszeit<\/li>\n\n\n\n
- Innenvolumen<\/li>\n\n\n\n
- Testdauer<\/li>\n\n\n\n
- Temperatur<\/li>\n\n\n\n
- Maximal zul\u00e4ssiger Zerfall<\/li>\n\n\n\n
- Leckage an der Befestigung<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Pr\u00fcfung des Vakuumabbaus<\/h3>\n\n\n\n
Es wird ein Unterdruck angelegt, und die Druck\u00e4nderung wird nach der Isolierung \u00fcberwacht.<\/p>\n\n\n\n
Die Verformungsrichtung kann sich von der bei einer \u00dcberdruckpr\u00fcfung unterscheiden; w\u00e4hlen Sie daher die Methode entsprechend den tats\u00e4chlichen Betriebsbedingungen aus.<\/p>\n\n\n\n
Blasen-Eintauchpr\u00fcfung<\/h3>\n\n\n\n
Eine unter Druck stehende Baugruppe wird untergetaucht und auf Blasen untersucht.<\/p>\n\n\n\n
Diese Methode hilft bei der Lokalisierung von Leckagen, allerdings sollten dabei der Druck, die Eintauchtiefe und die Beobachtungsdauer genau kontrolliert werden.<\/p>\n\n\n\n
Pr\u00fcfung mit Spurengas<\/h3>\n\n\n\n
Mit Spurengasverfahren lassen sich kleinere Leckstellen aufsp\u00fcren als durch Eintauchen in Wasser. Der zul\u00e4ssige Grenzwert muss auf die tats\u00e4chlichen Betriebsanforderungen abgestimmt werden.<\/p>\n\n\n\n
Funktionspr\u00fcfung auf Wassereintritt<\/h3>\n\n\n\n
F\u00fchren Sie die vorgeschriebene Spr\u00fch-, Strahl- oder Tauchpr\u00fcfung durch, w\u00e4hrend der Sensor in seiner vorgesehenen Ausrichtung montiert ist.<\/p>\n\n\n\n
\u00dcberpr\u00fcfen Sie nach dem Test sowohl die innere Trockenheit als auch die Funktion des Sensors.<\/p>\n\n\n\n
Umgebungsvorbereitung<\/h2>\n\n\n\n
Ein neu gekapselter Sensor kann einen IP-Test zwar bestehen, nach einer gewissen Einlaufzeit jedoch versagen.<\/p>\n\n\n\n
Wiederholen Sie die Dichtheitspr\u00fcfungen nach entsprechender Umwelteinwirkung.<\/p>\n\n\n\n
Temperatur\u00e4nderung<\/h3>\n\n\n\n
Die Norm IEC 60068-2-14 legt Temperaturwechselpr\u00fcfungen fest, mit denen die Auswirkungen bestimmter Umgebungs-Temperaturwechsel auf Bauteile und Ger\u00e4te bewertet werden k\u00f6nnen. IEC 60068-2-14:2023<\/a><\/p>\n\n\n\n
Durch Temperaturwechselbeanspruchung lassen sich folgende M\u00e4ngel aufdecken:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- Haftungsverlust<\/li>\n\n\n\n
- Risse im Geh\u00e4use<\/li>\n\n\n\n
- Leckage an der Drahtschnittstelle<\/li>\n\n\n\n
- Kalibrierungsdrift<\/li>\n\n\n\n
- Trennung der Verkapselungsmasse<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Feuchte Hitze<\/h3>\n\n\n\n
Die Norm IEC 60068-2-78:2025 definiert die Dauerpr\u00fcfung unter feuchter W\u00e4rme zur Untersuchung der Auswirkungen hoher Luftfeuchtigkeit bei konstanter Temperatur. IEC 60068-2-78:2025<\/a><\/p>\n\n\n\n
Bei der Feuchtigkeitspr\u00fcfung sollten nicht nur Sichtpr\u00fcfungen, sondern auch elektrische und funktionale Messungen durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n\n\n\n
Vibration<\/h3>\n\n\n\n