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Platinen wasserdicht versiegeln

Ob in Industrieanlagen, Fahrzeugen, Flugzeugen oder medizinischen GerĂ€ten, Leiterplatten sind das Herz elektronischer Anwendungen. Damit Leiterplatten langfristig zuverlĂ€ssig funktionieren, mĂŒssen sie wirksam vor Feuchtigkeit und UmwelteinflĂŒssen geschĂŒtzt werden. Denn selbst kleinste Mengen Wasser können Korrosion, KurzschlĂŒsse und AusfĂ€lle verursachen.

Warum eine wasserdichte Beschichtung entscheidend ist

Feuchtigkeit ist eine der hĂ€ufigsten Ursachen fĂŒr den Ausfall elektronischer Komponenten. Bereits Kondenswasser oder hohe Luftfeuchtigkeit reichen aus, um SchĂ€den zu verursachen. Besonders kritisch ist das in sicherheitsrelevanten Bereichen wie Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt oder industriellen Steueranlagen. Umso wichtiger ist eine wasserdichte Leiterplatte mit zuverlĂ€ssigem, durchgĂ€ngigem Schutz.

Konventionelle Verfahren wie Schutzlacke oder Vergussmassen können oft nicht alle Anforderungen bedienen: Bei der Verwendung von Lacken werden hĂ€ufig nicht alle Geometrien erreicht, VergĂŒsse erschweren Reparaturen und erhöhen das Gewicht. Die Antwort auf diese Herausforderungen: Beschichtung von Leiterplatten mit Parylene. Das Verfahren liefert einen besonders gleichmĂ€ĂŸigen, dĂŒnnen und leistungsfĂ€higen Schutzfilm.

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Was ist Parylene-Beschichtung – und warum wird sie eingesetzt?

Parylene ist ein hochreines Polymer, das im Vakuum gasförmig auf OberflĂ€chen aufgebracht wird. Dabei entsteht ein gleichmĂ€ĂŸiger, porenfreier Film, der sich selbst in kleinste Spalten, HohlrĂ€ume und unter Bauteile legt. Dank der gasförmigen Abscheidung erreicht Parylene selbst schwer zugĂ€ngliche Stellen, die mit flĂŒssigen Beschichtungsverfahren oft unzureichend geschĂŒtzt werden – etwa scharfe Kanten, feine Spitzen oder tiefe, enge Spalten. Auch die Unterseiten von Bauelementen wie BGAs (Ball Grid Array) oder QFPs (Quad Flat Package) lassen sich zuverlĂ€ssig versiegeln.

Diese Eigenschaften machen eine Schutzschicht mit Parylene besonders vorteilhaft:

  • Sehr gute BestĂ€ndigkeit gegenĂŒber Feuchtigkeit, Chemikalien und UmwelteinflĂŒssen
  • Elektrische Isolation mit hoher Durchschlagsfestigkeit
  • Reduziertes Risiko fĂŒr Whiskerbildung durch geschlossene Isolationsschicht
  • BiokompatibilitĂ€t – geeignet fĂŒr medizinische Anwendungen
  • Transparente, dĂŒnne Schicht – ideal fĂŒr komplexe Baugruppen

Parylene eignet sich fĂŒr fast alle vakuumtauglichen Substratmaterialien: Metall, Kunststoff, Keramik, Glas, Gummi oder Silikon.

Der Beschichtungsprozess im Überblick

Die Parylene-Beschichtung erfolgt ĂŒber ein spezielles CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) im Vakuum – ohne Lösungsmittel oder mechanischen Auftrag. Der Ablauf gliedert sich in mehrere sorgfĂ€ltig aufeinander abgestimmte Schritte:

  1. Reinigung der Baugruppe

Vor Beginn der Beschichtung wird die Baugruppe grĂŒndlich gereinigt, um Verunreinigungen zu entfernen, die die Haftung der Paryleneschicht beeintrĂ€chtigen könnten.

  1. Maskierung empfindlicher Bereiche

Bereiche, die nicht beschichtet werden sollen – etwa Steckverbinder oder Testpunkte – werden manuell oder maschinell mit speziellen Masken abgedeckt. Diese Maskierung schĂŒtzt gezielt vor dem Parylenedampf.

  1. Parylene-Beschichtung im Vakuum

Die eigentliche Beschichtung erfolgt in einer Vakuumkammer. Dabei wird die Parylene in einem mehrstĂŒndigen Prozess (12–20 Stunden, abhĂ€ngig von der gewĂŒnschten Schichtdicke) gasförmig auf die Baugruppe aufgebracht. Die MolekĂŒle lagern sich gleichmĂ€ĂŸig und lĂŒckenlos an, selbst in komplexen Geometrien.

  1. Demaskierung

Nach der Beschichtung werden die zuvor geschĂŒtzten Bereiche wieder freigelegt. FĂŒr besonders feine Strukturen oder schwer zugĂ€ngliche Stellen kommt ein Speziallaser zum Einsatz, der die Paryleneschicht prĂ€zise entfernt.

  1. QualitÀtskontrolle und Dokumentation

Abschließend wird die Beschichtung umfassend geprĂŒft: Neben der optischen Kontrolle auf GleichmĂ€ĂŸigkeit und vollstĂ€ndige Abdeckung erfolgt die Verifizierung der Schichtdicke an separaten MessplĂ€ttchen. ZusĂ€tzlich wird die Haftung der Paryleneschicht mittels Gitterschnitttest auf Proben ĂŒberprĂŒft, die den gesamten Prozessablauf ĂŒber mitbehandelt wurden. Alle Maschinen- und Prozessparameter werden dokumentiert, um RĂŒckverfolgbarkeit und ProzessstabilitĂ€t sicherzustellen.

 

Übrigens: Im Bereich Schutzbeschichtung sind wir europĂ€ischer MarktfĂŒhrer. Die sorgfĂ€ltige Demaskierung mittels Laser gibt es nur bei uns.

Parylene-Typen im Überblick

  • Parylene C (Temperaturschutz < 100°C): Zeichnet sich durch eine niedrige WasserdampfdurchlĂ€ssigkeit und hohe chemische BestĂ€ndigkeit aus und wird daher hĂ€ufig in der Industrieelektronik und Medizintechnik eingesetzt.
  • Parylene F (Temperaturschutz > 200°C): VerfĂŒgt ĂŒber eine gute chemische Resistenz sowie einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eignet sich besonders fĂŒr mikroelektromechanische Systeme als auch Nanotech-Anwendungen.
  • Parylene N (Temperaturschutz < 70°C): Bietet eine sehr gute elektrische Isolation und extrem hohe SpaltgĂ€ngigkeit und ist damit ideal fĂŒr Anwendungen in der Medizintechnik, Sensorik und Mikroelektronik.
  • Parylene D (Temperaturschutz < 150°C): Eignet sich durch seine hohe TemperaturbestĂ€ndigkeit und Robustheit bei thermischer Belastung besonders fĂŒr Automotive- und Luftfahrtanwendungen.
  • Parylene AF-4 / HT (Temperaturschutz > 350°C): Vereint exzellente Temperatur- und UV-BestĂ€ndigkeit (bis 450 °C) mit hoher Chemikalienresistenz und wird bevorzugt in der Raumfahrt, Hochfrequenztechnik und unter extremen Umweltbedingungen eingesetzt.

Vorteile wasserdichter Leiterplatten mit Parylene

Parylene bietet zahlreiche Eigenschaften, die es zu einer bewĂ€hrten Lösung fĂŒr den Schutz von Elektronik machen:

  • LĂŒckenlose Beschichtung, auch bei komplexen Geometrien
  • Nahezu ĂŒberall gleiche Schichtdicke dank CVD-Prozess
  • Keine thermische Belastung – ideal fĂŒr temperaturempfindliche Komponenten
  • Effektive Barriere gegen Feuchtigkeit, Gase, Chemikalien und Mikroorganismen
  • Langfristiger Schutz, auch unter wechselnden Umweltbedingungen und hohe Abriebfestigkeit (92 A Shore)
  • Biokompatibel und transparent, geeignet fĂŒr medizinische und optische Anwendungen

Im Vergleich zu anderen Verfahren:

  • zuverlĂ€ssiger als Lacke, besonders bei schwer zugĂ€nglichen Stellen
  • leichter und selektiv entfernbar im Vergleich zu Vergusslösungen
  • ideal, wenn Schutz und QualitĂ€t im Vordergrund stehen
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FĂŒr Anwendungen mit höchsten QualitĂ€ts- und Nachweisanforderungen

Die meisten Parylene-Typen sind nach der US-MilitĂ€rnorm MIL-I-46058C qualifiziert – einem Standard, der zwar fĂŒr neue Designs nicht mehr aktiv verwendet wird, aber weiterhin als Benchmark fĂŒr NachrĂŒstungen und Bestandslösungen gilt. Die meisten dieser Beschichtungen erfĂŒllen zudem die Anforderungen der aktuellen Industriestandards wie IPC-CC-830, der heute als Referenz fĂŒr Schutzbeschichtungen in sensiblen Anwendungen gilt.

Zusammen mit unserer EN9100-Zertifizierung bieten wir Ihnen eine verlĂ€ssliche Lösung fĂŒr anspruchsvolle Projekte in Aerospace- und Defense-Anwendungen.

Typische Anwendungsfelder

Parylene-Beschichtungen finden in vielen Branchen Anwendung – ĂŒberall dort, wo Bauteile zuverlĂ€ssig geschĂŒtzt werden mĂŒssen:

  • Elektronikindustrie – z. B. Leiterplatten, Sensoren, Baugruppen
  • Medizintechnik – Katheter, Stents, Implantate
  • Luft- und Raumfahrt – hochzuverlĂ€ssige Systeme unter Belastung
  • Automobilindustrie – SteuergerĂ€te, Batteriesysteme, Sensorik – besonders im Bereich E-Mobility
  • Bahntechnik & Bergbau – raue Betriebsumgebungen
  • Dokumentenschutz – langzeitstabile Versiegelung

Geeignet ist Parylene fĂŒr nahezu alle vakuumtauglichen Materialien: Metalle, Kunststoffe, Silikone, Gummi, Glas und Keramik.

Fazit: Wann lohnt sich eine Parylene-Beschichtung?

Parylene ist ein geeignetes Verfahren fĂŒr den hochwertigen Schutz von Elektronik – insbesondere dann, wenn Faktoren wie ZuverlĂ€ssigkeit, LangzeitbestĂ€ndigkeit und PrĂ€zision gefragt sind. Die Beschichtung ist besonders dort sinnvoll, wo andere Methoden an ihre Grenzen stoßen.

Der Prozess ist aufwendiger als das Aufbringen eines Lacks, aber oft kostengĂŒnstiger als eine vollstĂ€ndige Vergusslösung und praktischer als beispielsweise ein wasserdichtes GehĂ€use. Die wichtigsten preisbestimmenden Faktoren sind:

  • Geometrie, bzw. Topographie des zu beschichtenden Substrats sowie Prozesszeit
  • Notwendiger manueller Maskierungsaufwand: je mehr empfindliche Bereiche (z. B. Stecker, Testpunkte) geschĂŒtzt werden mĂŒssen, desto höher ist der personelle Aufwand und damit der Einfluss auf die Gesamtkosten
  • Art des eingesetzten Parylenetyps

 

FĂŒr Sie lohnt sich die Investition in die Beschichtung mit Parylene, wenn:

  • ein dauerhafter Schutz unter schwierigen Umweltbedingungen notwendig ist
  • komplexe Baugruppen zuverlĂ€ssig versiegelt werden mĂŒssen
  • BiokompatibilitĂ€t oder Transparenz gefordert sind
  • ReparaturfĂ€higkeit und minimales Gewicht gefragt sind

Wer wasserdichte Leiterplatten benötigt und auf eine bewĂ€hrte Methode zur Beschichtung setzen will, findet in Parylene eine zuverlĂ€ssige Lösung – vielseitig, langzeitstabil und industriebewĂ€hrt.

Q&A

Wasserdichte Leiterplatten sind zuverlĂ€ssig gegen Feuchtigkeit, Kondenswasser und UmwelteinflĂŒsse geschĂŒtzt. Sie bieten eine deutlich höhere Ausfallsicherheit, können die Lebensdauer elektronischer Systeme verlĂ€ngern und reduzieren das Risiko von Korrosion, KurzschlĂŒssen oder elektrischen Störungen – insbesondere in anspruchsvollen Einsatzbereichen.

Wasserdichte Leiterplatten werden ĂŒberall dort eingesetzt, wo Elektronik rauen Bedingungen ausgesetzt ist: In der Medizintechnik (z. B. Implantate, Katheter), in Automotive- und E-Mobility-Systemen, in der Luft- und Raumfahrt, im Bergbau, in der Bahntechnik sowie in Industrieanlagen mit Feuchte- oder Chemikalienbelastung. Sie schĂŒtzen nicht nur vor Feuchtigkeit, sondern auch vor Staub und Korrosion und erhöhen so Lebensdauer und ZuverlĂ€ssigkeit von Platinen.

Immer dann, wenn eine elektronische Baugruppe langfristig zuverlĂ€ssig funktionieren muss – auch unter schwierigen Bedingungen. Typische Auslöser sind Feuchtigkeitseintrag, chemische Belastung, Temperaturwechsel oder der Bedarf an BiokompatibilitĂ€t. Eine Versiegelung mit Parylene ist bei miniaturisierten Designs oder schwer zugĂ€nglichen Bereichen besonders sinnvoll.

GĂ€ngige Schutzbeschichtungen (Conformal Coatings) sind:

 

  • Acryl: kostengĂŒnstig, leicht zu verarbeiten
  • Silikon: flexibel, hitzebestĂ€ndig
  • Polyurethan: chemikalienresistent
  • Epoxidharz: hart, robust, schwer entfernbar
  • Parylene: gasphasenbasiert, ultradĂŒnn, lĂŒckenlos – ideal fĂŒr höchste Anforderungen an Dichtigkeit und Geometrieabdeckung

Ja – starke Temperaturwechsel können mechanische Spannungen erzeugen, die bei unzureichend geschĂŒtzten Platinen zu Rissen oder Delamination fĂŒhren. Hochwertige Beschichtungen wie Parylene gleichen diese Belastungen durch ihre FlexibilitĂ€t und TemperaturbestĂ€ndigkeit aus und gewĂ€hrleisten auch unter wechselnden thermischen Bedingungen eine stabile FunktionalitĂ€t.

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