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Elektrische und elektronische Komponenten
Ionenwanderung

Ionenmigrationshemmende Kunststoffe für elektrische und elektronische Bauteilanwendungen

Was ist Ionenmigration?

Es gibt zwei Arten der Migration: Elektromigration und Ionenmigration (elektrochemische Migration). Auf dieser Seite finden Sie Informationen zur letzteren, die aufgrund externer Faktoren auftritt.

Eine Ionenmigration tritt auf, wenn die Isolierung zwischen den Elektroden aufgrund von Faktoren wie Chemikalien oder Hitze unzureichend ist. Dies führt zur Herauslösung des Elektrodenmetalls und in der Folge zu einem Kurzschluss.

Um die Initiativen unserer Kunden bei der Herstellung von Produkten für elektrische und elektronische Anwendungen zu unterstützen, bieten wir eine Vielzahl technischer Kunststoffe an, die die Ionenmigration hemmen, flammhemmend sind und hinsichtlich verschiedener elektrischer Eigenschaften (Kriechstromfestigkeit (CTI) usw.), Glühdrahtentzündungstemperatur (GWIT usw.), Langzeit-Hitzebeständigkeit (UL 746B RTI usw.) und Witterungsbeständigkeit (UL 746C f1, f2) überlegen sind.
So werden beispielsweise durch die Verwendung eines Materials, das keine Ionenmigration zur Folge hat, Kurzschlüsse zwischen den Anschlüssen verhindert, was zu einer verbesserten Produktsicherheit und kleineren, kompakteren Produktdesigns beiträgt.

Flamme ohne roten Phosphor Flammhemmung Materialien, die die Ionenmigration unterdrücken LEONA™ XYRON™ Flammhemmende Qualität

Asahi Kasei bietet eine Reihe von Produkten an, die für den Einsatz in elektrischen und elektronischen Anwendungen geeignet sind, darunter flammhemmende Harzmaterialien wie LEONA™ und XYRON™, die die durch Flammschutzmittel ausgelöste Ionenmigration verhindern oder im Vergleich zu Produkten, die roten Phosphor verwenden, verlangsamen.

Bewertungsmethoden für Ionenmigrationsbeständigkeit

Dieser Abschnitt behandelt Testmethoden zur Bewertung der Ionenmigrationsbeständigkeit von Harzmaterialien.

Wie in Abbildung 1 dargestellt, werden Kupferelektroden an Platten aus verschiedenen Harzmaterialien befestigt und unter Bedingungen hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit Hochspannung angelegt.

Schematische Darstellung der Bewertung der Ionenmigrationsresistenz
Abbildung 1: Schematische Darstellung zur Bewertung der Ionenmigrationsresistenz

Die Ionenwanderung erfolgt bei diesem Versuch folgendermaßen:

1: Der Flammschutz zerfällt bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit und bildet ätzende Substanzen
2: Kupferelektroden lösen sich auf und erzeugen Kupferionen
3: Kupferionen erhalten ein Elektron und werden als Metall abgeschieden
4: Die Schritte 1 bis 3 werden wiederholt, und das abgeschiedene Kupfer wird allmählich auf die andere Elektrode ausgedehnt

Nachdem die Elektroden für eine bestimmte Zeit den oben genannten Testbedingungen ausgesetzt waren, wurde das über die Elektroden verteilte Kupfer mithilfe einer Elementaranalyse untersucht. Bei der Ionenmigration wird das Kupferelement allmählich von einer Elektrode zur anderen ausgebreitet, wie in Abbildung 2 dargestellt.

Die Elementverteilung von Kupfer
Abbildung 2: Die Elementverteilung von Kupfer

Ergebnisse der Bewertung der Ionenmigrationsresistenz

Die Bewertungsergebnisse für das Produkt mit rotem Phosphor und der Flammschutzmittelreihe XYRON™ sind in Abbildung 3 dargestellt.
In der Flammschutzmittelreihe XYRON™ tritt keine Ionenmigration auf, was die hervorragenden Ergebnisse im Vergleich zu dem allgemeinen Produkt auf Basis von rotem Phosphor bestätigt.

Ergebnisse der Bewertung der Ionenmigrationsbeständigkeit für das allgemeine Produkt aus rotem Phosphor und XYRON™
Abbildung 3: Ergebnisse der Bewertung der Ionenmigrationsbeständigkeit für das allgemeine Produkt aus rotem Phosphor und XYRON™

 

Als nächstes werden in Abbildung 4 die Bewertungsergebnisse für die Flammschutzmittelserie LEONA™ dargestellt.

Es wurde bestätigt, dass es mit dem FR370 keine Ionenmigration gibt. Obwohl bestätigt wurde, dass Ionenmigration im SN11B stattgefunden hat, war die Ausdehnung von Kupfer weniger als halb so groß wie bei dem allgemeinen Produkt, das mit rotem Phosphor hergestellt wurde, was den langsamen Fortschritt bestätigt.

Ergebnisse der Bewertung der Ionenmigrationsbeständigkeit für das allgemeine Produkt aus rotem Phosphor und LEONA™
Abbildung 4: Ergebnisse der Bewertung der Ionenmigrationsbeständigkeit für das allgemeine Produkt aus rotem Phosphor und LEONA™

 

Die oben genannten Auswertungsergebnisse bestätigen, dass die Flammschutzmittelserien LEONA™ und XYRON™ von Asahi Kasei resistent gegen Ionenmigration sind. Und da die Migration im Vergleich zu Produkten mit rotem Phosphor verlangsamt wird, sind diese Materialien für den Einsatz in elektrischen und elektronischen Anwendungen geeignet.

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