Minimieren der Blasenbildung in Steckverbindern aus Stanyl

Warum ist dies ein zunehmendes Problem?
Mit dem Aufkommen bleifreier Lötverfahren sind die Löttemperaturen um bis zu 20 °C gestiegen.  Die daraus resultierende Spitzentemperatur erreicht oft die Grenzen der Wärmeformbeständigkeit (HDT) bzw. den Schmelztemperaturbereich der typischen Isoliermaterialien. Selbst kleine Mengen absorbierter Feuchtigkeit werden dann sehr schnell in die Wandbereiche getrieben, wo sie Blasen bilden – ein Problem, das bei bestimmten Kunststoffen vorher nicht auftrat.

Alle Polyamide absorbieren Feuchtigkeit, was an ihren Amidverbindungen liegt. Das Ausmaß der Feuchtigkeitsaufnahme hängt von der Anzahl der Amidgruppen entlang der Polymerketten ab. Bei Stanyl ist diese sehr hoch. Das verleiht dem Material ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Zähigkeit und Wärmebeständigkeit, erhöht aber auch seine Neigung zur Feuchtigkeitsaufnahme in feuchter Umgebung. Die meisten anderen Polyamide nehmen zwar mehr Feuchtigkeit auf als Stanyl, doch generell gilt, dass selbst feuchtigkeitsresistenteste Polyamide ein gewisses Maß an Feuchtigkeit absorbieren. Unter den kritischen Bedingungen des Hochtemperaturlötens – und insbesondere beim Einsatz bleifreier Lötmittel – ist kein Polyamid gegen Blasenbildung immun. Auch Additive und flüchtige Stoffe im Polymer können bei Spitzentemperaturen Blasen verursachen.

Blasenbildung tritt auch bei Flüssigkristallpolymeren (LCP) auf, dort jedoch unregelmäßig und unberechenbar aufgrund anderer Ursachen. Zur Blasenbildung neigen vor allem besonders leicht fließende LCP in Steckverbindern mit sehr kleinen Wanddicken (wie 0,1 mm). Bei einigen Materialien, wie PA9T, hat außerdem der Regeneratanteil entscheidenden Einfluss auf die Neigung zur Blasenbildung. Mehr Details dazu hier (Download, PDF).

Vorkehrungen gegen Blasenbildung
Im Vergleich zu anderen Materialien hält Stanyl den erhöhten Temperaturen bleifreier Lötverfahren aufgrund seiner spezifischen hohen HDT-Werte und Module mühelos stand.

Abhängig von den jeweiligen Konstruktions- und Umgebungsfaktoren kann es bei Stanyl-Teilen mit Wanddicken von >0,5 mm zur Blasenbildung kommen. Einfache Gegenmaßnahmen, um dies zu verhindern, sind:

•  Vortrocknen der Steckverbinder bzw. Bauelemente vor dem Löten
•  Verpacken der Teile in Feuchteschutzbeuteln unmittelbar nach der Fertigung

Bei anderen Materialien, wie PPA, PA6T und PA9T, ist die Neigung zur Blasenbildung etwas geringer. Die Gefahr besteht aber dennoch. Völlig Sicherheit und angemessene Qualitätssicherung erfordern beim bleifreien Löten in jedem Fall wirksame Vorkehrungen. Auch Teile aus den genannten Materialien sollten daher in Feuchteschutzbeuteln verpackt werden. Die Vortrocknungszeiten wiederum können länger sein, da die Feuchtigkeit aus diesen Polymeren langsamer entweicht als aus Stanyl.

Das Problem der Blasenbildung bei Isoliermaterialien für Steckverbinder hat zugenommen und die meisten Polymere in diesem Marktsegment erreicht. Die führenden Steckverbinderhersteller haben erkannt, dass standardisierte Vorkehrungsmaßnahmen die beste Vorgehensstrategie darstellen. Dies hat den Fokus bei der Wahl des Isoliermaterials vom vordergründigen Thema der Blasenbildung auf die grundlegendere Materialeignung über den gesamten Lebenszyklus der Steckverbinder gelenkt. In seiner Gesamtleistungsfähigkeit hinsichtlich aller Steckverbinderanforderungen und seines Potenzials für Systemkosteneinsparungen ist Stanyl den Wettbewerbsmaterialien in diesem Markt eindeutig überlegen.

Einfluss der Konstruktion auf die Blasenbildung
Die Wanddicke der Formteile hat starken Einfluss auf die Feuchtigkeitsaufnahme und Neigung zur Blasenbildung.

Bei Stanyl-Teilen mit Wanddicken unter 0,5 mm wird die Feuchtigkeit während der Vorwärmphase vor dem Löten zuverlässig entzogen. Beim anschließenden Erwärmen auf die erhöhten Löttemperaturen aller gängigen Lötverfahren tritt keinerlei Blasenbildung auf.

Bei größeren Wanddicken (>0,5 mm) kann Blasenbildung an Stanyl-Teilen nicht ausgeschlossen werden. Die Wahrscheinlichkeit hängt von den Lötbedingungen und von Konstruktionsfaktoren ab. DSM hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich das mögliche Auftreten von Blasen bei derart dickerwandigen Teilen berechnen lässt. Damit – und mit der Konstruktionsunterstützung durch unser Connector Competence Center – kann die Gefahr der Blasenbildung entweder eliminiert oder klar identifiziert werden.  Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte unseren Vertrieb in Ihrer Region.