Halogenfrei flammwidrige Polymerwerkstoffe für die Elektronik: Fid-Bau Portal

Halogenfrei flammwidrige Polymerwerkstoffe für die Elektronik

Gentzkow, W. von

In der Elektronik müssen alle unter elektrischer Spannung stehenden Materialien flammwidrig sein. Das gilt in besonderem Maße für das funktionelle Kernstück der Elektronik, die Leiterplattenflachbaugruppe. Die zu ihrer Herstellung verwendeten Werkstoffe müssen im allgemeinen die Brennprüfung UL 94 V mit einer V-0 Einstufung bestehen, d.h. nach einer Beflammungszeit von 10 s im Mittel in weniger als 5 s verlöschen. Zur Entwicklung von halogenfrei flammwidrigen Preßmassen wurde auf dem Befund aufgebaut, daß die Umsetzung von Epoxidharzen mit Isocyanatharzen zu EP/IC-Polymernetzwerken mit einem hohen Anteil flammwidriger heterocyclischer Isocyanurat- und Oxazolidinon-Strukturen führt. Insbesondere Oxazolidinon-Strukturen setzen bei der Verbrennung Kohlendioxid als Löschgas frei und reduzieren damit den Anteil brennbarer Gase erheblich. Die chemische Verbindung PAAIC (Polyaminoarylisocyanurat) verleiht als aminischer Härter Epoxidharzen besonders gute thermisch-mechanische Eigenschaften und bewirkt eine deutlich meßbare Schwerbrennbarkeit. PAAIC kann ausgehend von dem großtechnisch verfügbaren Toluylendiisocyanat über die Trimerisierung desselben und Hydrolyse der NCO-Gruppen sehr einfach und kostengünstig synthetisiert werden. In eigenen Untersuchungen wurde gefunden, daß die Wirksamkeit flammschützender Phosphorverbindungen dann besonders gut ist, wenn sie in der Polymermatrix chemisch verankert sind. Um diese Phosphorkomponenten in das Epoxidharznetzwerk einzubauen, wurden sowohl phosphorhaltige Epoxidharze als auch phosphorhaltige Härter und Kombinationen aus beiden Verbindungsklassen synthetisiert und eingesetzt. Es wurde gefunden, daß je nach Schichtdicke der Prüfkörper 2 bis 4 % Phosphor in der Reaktionsharzmatrix genügen, um eine UL 94 V-0-Einstufung zu erreichen.