Может ли вода просачиваться сквозь силикон?

 

Жидкая вода против водяного пара: две разные «утечки»

1) Утечка жидкой воды

Правильно нанесенный силиконовый герметик обычно эффективно блокирует проникновение жидкой воды. В большинстве реальных случаев попадание воды происходит по следующим причинам:

• Неполное покрытие или тонкие участки.
• Некачественная подготовка поверхности (масло, пыль, разделительные составы)
• Движение, разрывающее линию связи
• Воздушные пузырьки, пустоты или трещины, возникшие из-за неправильного отвердевания.
• Неправильный химический состав силикона для подложки (низкая адгезия).

Сплошной, прочно скрепленный силиконовый шов способен выдерживать брызги, дождь и даже кратковременное погружение в воду в зависимости от конструкции, толщины и геометрии соединения.

2) Проницаемость водяного пара

Даже если силикон цел, многие силиконовые эластомеры допускают медленную диффузию водяного пара. Это не видимая «утечка», как, например, отверстие, — скорее, это постепенное проникновение влаги через мембрану.

Для защиты электроники это различие имеет значение: ваша печатная плата может подвергаться воздействию влаги в течение месяцев/лет, даже если силиконовый герметик паропроницаем, и даже если он блокирует попадание жидкой воды.

Почему силикон используется в качестве инкапсулятора?

A силиконовый инкапсулянтВыбирается не только из-за гидроизоляции, но и из-за общей надежности:

• Широкий диапазон рабочих температур:Многие силиконы демонстрируют приблизительно следующие характеристики:от -50°C до +200°Cс более высокими специализированными оценками.
• Гибкость и снятие стресса:Низкий модуль упругости помогает защитить паяные соединения и компоненты во время термических циклов.
• Устойчивость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям:Силикон гораздо лучше выдерживает воздействие окружающей среды по сравнению со многими органическими полимерами.
• Электроизоляция:Высокие диэлектрические характеристики способствуют разработке высоковольтной и чувствительной электроники.

Иными словами, силикон часто повышает долговечность даже в тех случаях, когда «идеальный влагозащитный барьер» не является основной целью.

Что определяет, сможет ли вода пройти сквозь силикон?

1) Качество отверждения и толщина

Тонкое покрытие легче пропускает водяной пар, а тонкие гранулы легче повреждаются. Для герметизации важна равномерная толщина. При заливке/герметизации увеличение толщины может замедлить проникновение влаги и улучшить механическую защиту.

2) Адгезия к подложке

Силикон может прочно прилипать, но не автоматически. Для металлов, пластмасс и поверхностей с покрытием может потребоваться:

• Протирка растворителем / обезжиривание
• Абразия (при необходимости)
• Грунтовка, предназначенная для склеивания силиконовых герметиков.

В производстве одной из главных причин «протечек» являются нарушения адгезии, даже если сам силикон качественный.

3) Выбор материала: RTV или полимер, отверждаемый добавками, наполненный или ненаполненный.

Не все силиконы ведут себя одинаково. Состав влияет на:

• Усадка при отверждении (меньшая усадка уменьшает микрозазоры)
• Модуль упругости (гибкость против жесткости)
• Химическая стойкость
• Скорость диффузии влаги

Некоторые наполненные силиконы и специальные составы с улучшенными барьерными свойствами снижают проницаемость по сравнению со стандартными, хорошо пропускающими воздух силиконами.

4) Конструкция и движение суставов

Если конструкция расширяется/сжимается, уплотнение должно компенсировать это движение, не отслаиваясь. Эластичность силикона здесь является существенным преимуществом, но только если конструкция соединения обеспечивает достаточную площадь склеивания и исключает острые углы, которые концентрируют напряжение.

Практическое руководство: когда достаточно силикона, а когда нет.

Силикон, как правило, является отличным выбором, когда вам необходимо:

• Защита от атмосферных воздействий на открытом воздухе (дождь, брызги)
• Устойчивость к вибрационным/термоциклическим колебаниям
• Электроизоляция с механической амортизацией

При необходимости рассмотрите альтернативные варианты или дополнительные барьеры:

• Долгосрочная предотвращение проникновения влаги в чувствительную электронику.
• Настоящая «герметичная» герметизация (силикон не является герметичным).
• Непрерывное погружение с перепадами давления

В таких случаях инженеры часто комбинируют различные стратегии: силиконовый герметик для снятия напряжений + прокладка корпуса + защитное покрытие + осушитель или вентиляционная мембрана, в зависимости от условий окружающей среды.

Итог

Вода обычно не протекает.черезЗатвердевший силикон в жидком состоянии — большинство проблем возникает из-за плохой адгезии, зазоров или дефектов. Но водяной пар может проникать сквозь силикон, поэтому понятия «водонепроницаемый» и «влагостойкий» не всегда совпадают в защите электроники. Если вы сообщите мне о вашем сценарии использования (наружный корпус, заливка печатной платы, глубина погружения, диапазон температур), я смогу порекомендовать подходящий тип силиконового герметика, целевую толщину и испытания на надежность (степень защиты IP, испытание на погружение, термоциклирование), соответствующие вашим требованиям.