Môže voda prenikať cez silikón?

 

Kvapalná voda verzus vodná para: Dva rôzne „úniky“

1) Únik tekutej vody

Správne aplikovaný silikón zvyčajne účinne blokuje tekutú vodu. Pri väčšine reálnych porúch sa voda dostáva dovnútra v dôsledku:

• Neúplné pokrytie guľôčok alebo tenké miesta
• Zlá príprava povrchu (olej, prach, separačné prostriedky)
• Pohyb, ktorý preruší líniu puto
• Vzduchové bubliny, dutiny alebo praskliny v dôsledku nesprávneho vytvrdzovania
• Nesprávne zloženie silikónu pre daný podklad (nízka priľnavosť)

Súvislá, dobre spojená silikónová húsenica odolá striekajúcej vode, dažďu a dokonca aj krátkodobému ponoreniu v závislosti od prevedenia, hrúbky a geometrie spoja.

2) Priepustnosť vodnej pary

Aj keď je silikón neporušený, mnoho silikónových elastomérov umožňuje pomalú difúziu vodnej pary. Nejde o viditeľný „únik“ ako diera – skôr o vlhkosť postupne migrujúcu cez membránu.

Pre ochranu elektroniky je tento rozdiel dôležitý: vaša doska plošných spojov môže byť stále vystavená vlhkosti počas mesiacov/rokov, ak je silikónový zapuzdrovací materiál paropriepustný, aj keď blokuje kvapalnú vodu.

Prečo sa silikón používa ako zapuzdrovacia hmota

A silikónový zapuzdrovačje vybraný nielen pre hydroizoláciu, ale aj pre celkovú spoľahlivosť:

• Široký rozsah prevádzkových teplôt:veľa silikónov funguje zhruba od-50 °C až +200 °C, so špecializovanými stupňami vyššie.
• Flexibilita a úľava od stresu:nízky modul pomáha chrániť spájkované spoje a súčiastky počas tepelných cyklov.
• Odolnosť voči UV žiareniu a poveternostným vplyvom:Silikón v porovnaní s mnohými organickými polymérmi dobre odoláva vonkajšiemu prostrediu.
• Elektrická izolácia:dobrý dielektrický výkon podporuje návrhy elektroniky pre vysoké napätie a citlivú elektroniku.

Inými slovami, silikón často zlepšuje dlhodobú trvanlivosť, aj keď „dokonalá bariéra proti vlhkosti“ nie je primárnym cieľom.

Čo určuje, či voda preniká cez silikón?

1) Kvalita a hrúbka vytvrdnutia

Tenká vrstva ľahšie prepúšťa vodnú paru a tenké guľôčky sa ľahšie deformujú. Pre utesnenie je dôležitá konzistentná hrúbka. Pri zalievaní/zapuzdrení môže zvýšenie hrúbky spomaliť prenos vlhkosti a zlepšiť mechanickú ochranu.

2) Priľnavosť k podkladu

Silikón môže silno priľnúť, ale nie automaticky. Kovy, plasty a potiahnuté povrchy môžu vyžadovať:

• Utieranie/odmasťovanie rozpúšťadlom
• Oder (ak je to vhodné)
• Základný náter určený na lepenie silikónu

Vo výrobe sú poruchy priľnavosti hlavným dôvodom „únikov“, a to aj v prípade, že samotný silikón je v poriadku.

3) Výber materiálu: RTV verzus aditívne vytvrdzovanie, plnený verzus neplnený

Nie všetky silikóny sa správajú rovnako. Zloženie ovplyvňuje:

• Zmršťovanie po vytvrdnutí (nižšie zmršťovanie znižuje mikromedzery)
• Modul (flexibilita vs. tuhosť)
• Chemická odolnosť
• Rýchlosť difúzie vlhkosti

Niektoré plnené silikóny a špeciálne formulácie so zvýšenou bariérou znižujú priepustnosť v porovnaní so štandardnými, vysoko priedušnými silikónmi.

4) Dizajn a pohyb kĺbov

Ak sa zostava rozťahuje/sťahuje, tesnenie musí prispôsobiť pohybu bez odlupovania. Elasticita silikónu je v tomto prípade hlavnou výhodou, ale iba ak konštrukcia spoja poskytuje dostatočnú lepenú plochu a vyhýba sa ostrým rohom, ktoré sústreďujú napätie.

Praktické rady: Kedy stačí silikón – a kedy nie

Silikón je zvyčajne skvelou voľbou, keď potrebujete:

• Tesnenie proti vonkajším poveternostným vplyvom (dážď, striekajúca voda)
• Odolnosť voči vibráciám/cyklickým teplotám
• Elektrická izolácia s mechanickým tlmením

Zvážte alternatívy alebo ďalšie prekážky, keď potrebujete:

• Dlhodobá prevencia vniknutia vlhkosti do citlivej elektroniky
• Skutočné „hermetické“ utesnenie (silikón nie je hermetický)
• Nepretržité ponorenie s tlakovými rozdielmi

V týchto prípadoch inžinieri často kombinujú stratégie: silikónový zapuzdrovací náter na odľahčenie pnutia + tesnenie puzdra + konformný náter + vysúšadlo alebo odvzdušňovaciu membránu v závislosti od prostredia.

Zrátané a podčiarknuté

Voda zvyčajne netečiecezvytvrdený silikón ako kvapalina – väčšina problémov pochádza zo zlej priľnavosti, medzier alebo defektov. Vodná para však môže prenikať cez silikón, a preto „vodotesný“ a „odolný voči vlhkosti“ nie sú vždy to isté v ochrane elektroniky. Ak mi poviete váš prípad použitia (vonkajšie puzdro, zalievanie dosiek plošných spojov, hĺbka ponorenia, teplotný rozsah), môžem vám odporučiť správny typ silikónového zapuzdrenia, cieľovú hrúbku a validačné testy (stupeň krytia IP, test namáčania, tepelné cyklovanie), ktoré zodpovedajú vašim cieľom spoľahlivosti.