Elektrisch leitende Kleber und Dichtmassen

ELEKTRISCH LEITENDE KLEBER UND DICHTMASSEN

Elektrisch leitende Kleber und Dichtmassen werden unter anderem in der EMV-Abschirmung eingesetzt, um einzelne Bauteile elektrisch miteinander zu verbinden oder Fugen abzudichten und so das Eindringen elektromagnetischer Störstrahlung zu reduzieren.

Während leitfähige Klebstoffe eine feste, starre Verbindung bilden und Bauteile dauerhaft tragend zusammenhalten, bleiben Dichtmassen stattdessen weitgehend elastisch.

Einsatzzweck: Leitende Klebstoffe und Dichtmassen – für eine zuverlässige EMV-Abschirmung

Voraussetzung für eine erfolgreiche EMV-Abschirmung ist, dass Fugen und Spalte zwischen Gehäuseteilen, Deckeln, Fenstern oder Lüftungsgittern ebenfalls entsprechend geschlossen werden. Andernfalls kann Strahlung austreten, was wiederum die Funktionsfähigkeit der Geräte beeinträchtigen kann.

Elektrisch leitfähige Klebstoffe und Dichtmassen werden eingesetzt, um diese Schwachstellen effektiv zu schließen.

Typische Anwendungsbereiche elektrisch leitender Kleber/Dichtmassen sind:

das Verkleben abgeschirmter Fenster und Lüftungsgitter
das Befestigen von Netzdichtungen aus Metalldrahtgewirk
das Abdichten von Nähten zwischen Metallplatten
die Erdung und Ableitung elektrostatischer Aufladungen zum ESD-Schutz

Während Schrauben Platz für Bohrungen und Schraubenköpfe und Federdichtungen ausreichend Einbauraum sowie Anpressdruck benötigen, lassen sich mit hochspezialisierten Klebern und Dichtmassen dünne, an die jeweilige Fuge angepasste Verbindungen herstellen.

Elektrisch leitende Kleber und Dichtmassen finden daher vor allem in Branchen Anwendung, in denen nur wenig Bauraum zur Verfügung steht oder komplexe Geometrien eine passgenaue Verbindung erfordern, wie es beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigungs-, Automobil- und Medizintechnik sowie in der Telekommunikation der Fall ist.

Wie funktionieren elektrisch leitfähige Kleber und Dichtmassen?

Elektrisch leitfähige Kleber und Dichtmassen bestehen aus einer isolierenden Kunststoffmatrix, die als haftendes Bindemittel dient und mit fein verteilten leitfähigen Partikeln versetzt ist.

In der ausgehärteten Kunststoffmatrix liegen die leitfähigen Partikel so dicht beieinander, dass sich zwischen ihnen zusammenhängende leitfähige Pfade bilden. Über diese Pfade kann elektrischer Strom durch den ausgehärteten Klebstoff beziehungsweise die ausgehärtete Dichtmasse fließen. Voraussetzung dafür ist ein ausreichender Anteil leitfähiger Partikel: Erst ab einer bestimmten Mindestmenge entsteht ein durchgängiges Netzwerk. Dieser Punkt wird als Perkolationsschwelle bezeichnet.

Die Aushärtung erfolgt je nach Produkt bei Raumtemperatur oder unter Wärmezufuhr. Wie schnell das Material vollständig aushärtet (Topfzeit), hängt unter anderem von der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Schichtdicke ab.

Wie gut die ausgehärtete Masse leitet und welche weiteren Eigenschaften sie aufweist, wird dabei maßgeblich durch das verwendete Bindemittel sowie durch Art, Anteil und Verteilung der Füllstoffe bestimmt:

Bindemittel: Epoxidharze bilden feste, starre Verbindungen, während Silikone elastisch bleiben und Feuchtigkeit sowie Temperaturschwankungen standhalten.
Füllstoffe: Silber bietet eine besonders hohe Leitfähigkeit, während Nickel zusätzlich magnetische Feldanteile abschirmen kann. Ein hoher Füllstoffanteil verbessert meist die Leitfähigkeit, macht das Material jedoch steifer.
Ein- oder Zweikomponentensysteme: 1K-Produkte bestehen aus einer gebrauchsfertigen Masse, während bei 2K-Produkten zwei getrennte Komponenten vor der Verarbeitung gemischt werden.

1K-Produkte ermöglichen eine einfache Verarbeitung, Zweikomponentenprodukte machen wiederum eine genaue Dosierung erforderlich und müssen unbedingt innerhalb der jeweiligen Topfzeit verarbeitet werden.

Kleber oder Dichtmassen: Was ist der Unterschied?

Elektrisch leitfähige Kleber und Dichtmassen überbrücken Fugen elektrisch und sorgen so für eine lückenlose EMV-Abschirmung. Die beiden Produkte unterscheiden sich dabei in erster Linie in ihrer Funktionalität. Kleber schaffen eine feste, tragende Verbindung, während Dichtmassen beweglich bleiben und Unebenheiten oder Bewegungen besser ausgleichen können.

Die wichtigsten Unterschiede auf einen Blick:

	Elektrisch leitfähige/leitende Kleber	Elektrisch leitfähige/leitende Dichtmassen
Hauptfunktion	Feste, tragende Verbindung	Elastische Abdichtung
Mechanisches Verhalten	Meist hart und starr	Dauerhaft elastisch oder haftend
Belastbarkeit	Aufnahme mechanischer Kräfte	Ausgleich von Bewegung, Vibration und Toleranzen
Typischer Einsatz	Dauerhafte Bauteilverbindung	Flexible Fugenabdichtung
Verarbeitung	Flächiger oder punktueller Auftrag	Auftrag als Paste oder Raupe

Kleber härten auf den Fügeflächen zu einer festen, dauerhaften Verbindung aus, während pastöse Dichtmassen elastisch bleiben und dadurch Bewegungen oder Unebenheiten ausgleichen können. Beide werden unmittelbar auf das Bauteil aufgetragen.

Für lösbare Verbindungen hat sich hingegen der Einsatz vorgefertigter Elastomer-, Schaumstoff- oder Pola-Dichtungen bewährt. Da elektrisch leitende Dichtungen nicht dauerhaft mit den Fügeflächen verbunden werden, können sie bei Bedarf wieder entfernt werden.

Feste und tragende Verbindungen: Elektrisch leitfähige Kleber zur EMV-Abschirmung

Elektrisch leitfähige Kleber kommen zum Einsatz, wenn die Verbindung mechanische Lasten aufnehmen und die Bauteile konstruktiv zusammenhalten soll. Je nach Ausführung kann der Kleber außerdem Lötverbindungen ersetzen, etwa bei temperaturempfindlichen oder schwer lötbaren Werkstoffen. Thermisch leitfähige Varianten leiten zusätzlich Wärme an einen Kühlkörper oder das Gehäuse ab.

Die bei Raumtemperatur aushärtenden ein- und zweikomponentigen Klebstoffe von Parker Chomerics basieren auf Epoxidharz und enthalten Metallpartikel, die für die erforderliche elektrische Leitfähigkeit sorgen. Sie eignen sich unter anderem zum dauerhaften Befestigen und Abschirmen von Lüftungsöffnungen, Fenstern oder Netzdichtungen.

ELEKTRISCH LEITENDE KLEBER

	Gießharz	Füllmaterial	Einsatz- temperatur (in °C)	max. Oberflächen- widerstand (ohm/sq (mils)	Technische Datenblätter
CHO Bond 584-29	Epoxy	Ag	-55° bis +125°	0,00
CHO Bond 584-208	Epoxy	Ag	-62° bis +99°	0,01
CHO Bond 1030	Silikon	Ag/Cu	-55° bis +200°	0,05

Wie fest und belastbar die Verbindung ist, hängt vom verwendeten Klebstoff, den gefügten Werkstoffen und der Vorbereitung der Oberflächen ab. Bewegungen, Vibrationen oder unterschiedliche Wärmeausdehnungen können die meist starren Klebfugen jedoch nur begrenzt ausgleichen.

Elastischer Fugenverschluss: Elektrisch leitfähige EMV-Dichtmassen

Elektrisch leitfähige Dichtmassen bleiben elastisch und können deshalb Bewegungen, Vibrationen sowie unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Bauteile ausgleichen. Die einkomponentigen Dichtmassen von Parker Chomerics basieren auf nicht aushärtendem Silikon und sind wahlweise mit versilberten Kupfer-, Aluminium- oder Glaspartikeln gefüllt. Sie sind dauerhaft haftfähig, passen sich unebenen Fügeflächen und wechselnden Spaltbreiten an und verschließen die Fuge zugleich gegen Feuchtigkeit und Schmutz.

EMV-DICHTMASSEN

	Gießharz	Füllmaterial	Einsatz- temperatur (in °C)	max. Oberflächen- widerstand (ohm/sq (mils)	Technische Datenblätter
CHO Bond 1035	Silikon	Ag/Glass	-55° bis +200°	0,05
CHO Bond 1038	Silikon	Ag/Cu	-55° bis +125°	0,01
CHO Bond 1075	Silikon	Ag/Al	-55° bis +200°	0,01
CHO Bond 2165	Polyurethan	Cu	-65° bis +85°	0,01

Da elektrische Dichtmassen im Gegensatz zu Klebstoffen keine tragende Verbindung bilden, eignen sie sich vor allem für Gehäusenähte und andere Übergänge, die dauerhaft abgedichtet werden müssen, sich im Betrieb jedoch bewegen oder verformen.

Sie wissen nicht, welche Form der EMV-Abschirmung die richtige für Ihren Anwendungsfall ist? Nehmen Sie direkt Kontakt zu uns auf und erfahren Sie mehr über uns und unsere Produkte und Fertigungsverfahren.

Häufige Fragen zu unseren elektrisch leitenden Klebern

Im Folgenden haben wir einige der am meisten gestellten Fragen zu elektrisch leitenden Klebern für Sie zusammengetragen.

Weitere Informationen sowie Wissenswertes rund um die Themen EMV-Abschirmung, Wärmemanagement und Eliminierung von Störungen durch moderne HF-Absorber finden Sie auch auf unserem News-Blog.

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Wofür werden elektrisch leitfähige Kleber eingesetzt?

Elektrisch leitfähige Kleber werden verwendet, wenn Bauteile dauerhaft befestigt und zugleich elektrisch kontaktiert werden sollen. Typische Anwendungen sind das Verkleben von EMV-Fenstern, Lüftungsgittern und Netzdichtungen, die Erdung elektronischer Komponenten sowie leitfähige Verbindungen in Gehäusen. Je nach Produkt können sie außerdem Lötverbindungen ersetzen oder Wärme ableiten.

Was ist der Unterschied zwischen elektrisch leitenden Klebern und Dichtmassen?

Leitfähige Kleber bilden nach dem Aushärten eine feste Verbindung, die mechanische Lasten aufnehmen kann. Dichtmassen bleiben dagegen elastisch und gleichen Bewegungen, Vibrationen oder unterschiedliche Wärmeausdehnungen aus. Sie dienen vor allem dem flexiblen Verschließen von Fugen und schützen diese häufig zusätzlich vor Feuchtigkeit und Schmutz.

Welche Materialien können mit elektrisch leitfähigen Klebern verbunden werden?

Welche Werkstoffe sich verbinden lassen, hängt von der jeweiligen Klebstoffformulierung und der Oberflächenvorbereitung ab. Häufig eignen sich leitfähige Kleber für Metalle, Keramik, Glas und verschiedene Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe. Bei Materialkombinationen sollten Haftung, Wärmeausdehnung und mögliche galvanische Korrosion vorab anhand des technischen Datenblatts geprüft werden.

Welche elektrische Leitfähigkeit bieten leitfähige Kleber?

Die elektrische Leitfähigkeit ist produktabhängig und wird meist über den spezifischen Volumenwiderstand angegeben: Je niedriger dieser Wert, desto besser leitet das ausgehärtete Material. Entscheidend sind vor allem Art, Anteil und Verteilung der Füllstoffe. Für die Auswahl sollten die Herstellerwerte unter den vorgesehenen Aushärtungs- und Einsatzbedingungen verglichen werden.

Sind elektrisch leitende Kleber auch thermisch leitfähig?

Einige Kleber können aufgrund ihrer Füllstoffe jedoch zugleich Wärme übertragen und sie vom Bauteil an einen Kühlkörper oder das Gehäuse weiterleiten. Dennoch sind nicht alle elektrisch leitenden Kleber auch thermisch leitfähig.

Welche Verarbeitungszeiten haben elektrisch leitfähige Kleber?

Bei gebrauchsfertigen 1K-Klebern wird die Verarbeitungszeit vor allem durch den Beginn der Aushärtung bestimmt. Bei 2K-Klebern kommt die Topfzeit hinzu: Sie beginnt mit dem Mischen der beiden Komponenten und gibt an, wie lange der Kleber anschließend verarbeitet werden kann.

Sind Verbindungen mit leitfähigen Klebern reversibel?

In der Regel sind leitfähige Klebverbindungen dauerhaft und nicht zerstörungsfrei lösbar. Beim Trennen können Klebefuge, Oberflächen oder Bauteile beschädigt werden. Für regelmäßig zu öffnende Gehäuse sind daher verschraubte Verbindungen mit vorgefertigten leitfähigen Dichtungen besser geeignet. Ob ein Kleber sich im Nachhinein wieder entfernen lässt, hängt jedoch von der konkreten Formulierung und dem verwendeten Untergrund ab.

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