Elektronik schützend umschlossen

Gerade beim Einsatz von Elektronik in der Medizintechnik müssen auf kleinstem Raum möglichst viele Funktionen untergebracht werden, um die Anwendung vielseitig und komplex zu machen. Turck duotec hat nicht nur eine hohe Kompetenz bei der Miniaturisierung eben dieser Elektronik, sondern auch bei Verfahren, die Leiterplatten optimal zu schützen.

Äußerer Einfluss auf elektronische Bauteile kann auf Dauer deren Funktion beeinträchtigen. Ein passender Schutz der Elektronik z.B. vor:

  • Schlägen
  • Dauervibrationen
  • aggressiven Medien
  • extremen Temperaturunterschieden

ist daher enorm wichtig.

Auch die auf der Leiterplatte entstehende Wärme, beispielsweise beim Einsatz von LEDs, muss abgeleitet werden, um die nötige Langlebigkeit sicherzustellen. Eine Reihe von Produkten soll noch dazu sterilisierbar sein, beispielsweise in der Medizintechnik. Deshalb ist es für die spätere Verwendung entscheidend, auf welches der optimale Schutz für die Elektronik ist.

6 Varianten Ihre Elektronik zu schützen

Selektivlackierung
  • Tauchlackierung: Das gesamte Bauteil wird mit einer Lackschicht überzogen
  • Selektive Tauchlackierung: Lackieren des gesamten Bauteils mit gezielter Aussparung einzelner Bereiche
  • Selektivlackierung: Eine individuell programmierte Düse verteilt den Lack nur auf ausgewählte Bereiche der Leiterplatte
  • Vergusstechnik: Ein druckloses Ummantelungsverfahren, bei dem die Elektronik in einem vorgefertigten Gehäuse mit Vergussmasse oder Schaum eingebettet wird
  • "Hotmelt": Ein Niederdruckverfahren, bei dem die Elektronik bei moderater Temperatur mit einem wieder verflüssigbaren Kunststoff umhüllt wird
  • Umspritzen: Die Elektronik wird im klassischen Spritzgießverfahren mit hohem Druck und hoher Temperatur ummantelt

Das Umspritzen empfiehlt sich vor allem dann, wenn ein besonders hoher Dichtigkeitsschutz erforderlich wird oder aggressive Medien, z.B. Nässe, Chemikalien oder mechanische Belastungen auf das Bauteil einwirken. Das verspritzte Material (vorwiegend Polypropylen) verfügt sowohl über hohe mechanische als auch thermische Belastbarkeit. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten eignet sich dieses Verfahren wegen seiner kurzen Taktzeiten vor allem für größere Serien.

Konstruktion und Fertigung spezifischer Spritzgussformen

Voll umspritztes Elektronikmodul

Hohe Temperaturen und große Drücke können dazu führen, dass das Lötzinn beim Einspritzen der Schmelze in die Form aufgrund der hohen Temperaturen schmilzt. Bauteile können weggespült oder zerstört werden. Neben der technischen Prozessbeherrschung ist auch die Materialauswahl wichtig zur Erfüllung von Kriterien wie:

  • Wärmeleitfähigkeit
  • hoher Schutzgrad nach IP-Klassifizierung
  • Integration der Anschlusskabel
  • sterilisierbar oder autoklavierbar

Ein typisches Beispiel für eine solche Anwendung ist das Netzteil einer LED-Leuchte. Es sollte die Wärme optimal ableiten und sie vor Umwelteinflüssen schützen. Bei der Konstruktion ergeben sich aber darüber hinaus weitere Vorteile:

  • die Anzahl der mechanischen Einzelteile wird reduziert
  • die umschlossene Elektronik ist sicher geschützt
  • es sind keine weiteren Montageschritte erforderlich, da alle Komponenten im Inneren schon verbunden sind

Der Kunde bekommt von TURCK duotec auf diese Weise ein komplettes Bauteil aus einer Hand und hat gleichzeitig eine erhöhte Sicherheit vor Produktpiraten, da die Einzelkomponenten nicht mehr sichtbar sind.

Der vollständige Artikel ist in der Ausgabe 04-2014 der MEDIZIN+elektronik erschienen.

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