Oikea menetelmä, oikea liitin
Näin onnistuu komponenttien suojaus – oikea menetelmä, oikea liitin
Elektroniikkateollisuus on murroksessa: olipa kyseessä sitten autoteollisuus, aurinko- ja tuulivoima (tuulivoima) tai teollisuusautomaatio – sähköistyminen etenee kaikilla aloilla. Verkottumisen jatkuvan lisääntymisen myötä elektroniikkahäiriöiden määrä on kuitenkin kasvanut viime vuosina – Center for Automotive Researchin mukaan peräti 29 %. Odotettavissa olevien ympäristövaikutusten mukaan elektroniikkakomponenttien suojaus on siksi välttämätöntä. Sen avulla elektroniikka voidaan suojata luotettavasti – tätä varten käyttäjät tarvitsevat kuitenkin myös vastaavan, valukompatibelin liitäntäratkaisun.
Komponenttien suojausmenetelmien kasvava tarve
Erilaiset menetelmät suojaavat elektronisia komponentteja iskuilta, tärinältä, kosteudelta, lialta, korkeilta lämpötiloilta, jatkuvilta lämpötilanvaihteluilta ja niiden aiheuttamilta vaurioilta. Komponenttien suojaus voi siis merkittävästi parantaa lopputuotteiden käyttöikää, toimintavarmuutta ja luotettavuutta.
Tästä syystä komponenttien suojausmenetelmiä käytetään jo säännöllisesti monissa sovelluksissa: sähköajoneuvoissa, teollisuuden automaatiossa, rautatiesovelluksissa, lääketieteen tekniikassa (lääketieteellinen tekniikka), tuulivoimassa ja aurinkotekniikassa (tuulivoima), viestintäelektroniikassa, maataloudessa sekä kodinkoneissa – elektroniikkaa käytetään nykyään lähes kaikkialla. Kasvava haaste liittyy miniaturisoinnin yleistymiseen. Elektroniikka pienenee jatkuvasti, mikä edellyttää erilaisia suojatoimenpiteitä pintavirtamatkojen pidentämiseksi ja ilmavälijen poistamiseksi.
Komponenttien rasitus- ja käyttöolosuhteiden mukaan valitaan eri menetelmiä: Potting-valukapselointi, suojapinnoite ja matalapaineruiskuvalu ovat niistä suosituimpia.
Tästä syystä komponenttien suojausmenetelmiä käytetään jo säännöllisesti monissa sovelluksissa: sähköajoneuvoissa, teollisuuden automaatiossa, rautatiesovelluksissa, lääketieteen tekniikassa (lääketieteellinen tekniikka), tuulivoimassa ja aurinkotekniikassa (tuulivoima), viestintäelektroniikassa, maataloudessa sekä kodinkoneissa – elektroniikkaa käytetään nykyään lähes kaikkialla. Kasvava haaste liittyy miniaturisoinnin yleistymiseen. Elektroniikka pienenee jatkuvasti, mikä edellyttää erilaisia suojatoimenpiteitä pintavirtamatkojen pidentämiseksi ja ilmavälijen poistamiseksi.
Komponenttien rasitus- ja käyttöolosuhteiden mukaan valitaan eri menetelmiä: Potting-valukapselointi, suojapinnoite ja matalapaineruiskuvalu ovat niistä suosituimpia.
Onko sinulla konkreettisia kysymyksiä?
Komponenttien suojausmenetelmä: Potting- valukapselointi
Hyvin usein käytetään 1- ja 2-komponenttisia valumateriaaleja, niin sanottuja potting-yhdisteitä. Kaksikomponenttisissa valumassoissa hartsi ja kovete sekoitetaan sopivassa sekoitussuhteessa asianmukaisella konetekniikalla ja valetaan vakiona staattisen sekoitusputken kautta onteloon. Näin ollen tämä kylmävalukapselointi on muotoilematon menetelmä, joka vaatii kotelon, johon valumassa kaadetaan.
Potting-valukapselointiilla on monia etuja: se takaa paitsi erinomaisen sähköeristyksen, korkean lämmönjohtavuuden sekä tärinän ja iskujen vaimennuksen, myös kemikaali-, kosteus-, lämpöshokki- ja syklikestävyyden, suojaa elektroniikkaa pölyltä ja kosteudelta sekä omaa palonesto-ominaisuuksia.
Vakiintuneesti käytetään erityisvaatimusten mukaan epoksi-, polyuretaani- ja silikonihartseja. Ne kaikki eroavat toisistaan ominaisuuksiltaan (taulukko 1).
Potting-valukapselointiilla on monia etuja: se takaa paitsi erinomaisen sähköeristyksen, korkean lämmönjohtavuuden sekä tärinän ja iskujen vaimennuksen, myös kemikaali-, kosteus-, lämpöshokki- ja syklikestävyyden, suojaa elektroniikkaa pölyltä ja kosteudelta sekä omaa palonesto-ominaisuuksia.
Vakiintuneesti käytetään erityisvaatimusten mukaan epoksi-, polyuretaani- ja silikonihartseja. Ne kaikki eroavat toisistaan ominaisuuksiltaan (taulukko 1).
Mainittujen materiaalien lisäksi on olemassa myös erikoisvalumateriaaleja ja valuhartseja. Niitä käytetään kuitenkin vain ääriolosuhteissa. Ne suojaavat esimerkiksi ATEX-vaatimusten mukaisesti räjähdyksiltä estämällä syttymislähteen, palavan aineen ja hapen välisen kemiallisen reaktion. Lisäksi ne mahdollistavat sähköeristyksen suurjännitteitä vastaan (jopa 30 kV/mm), suojaavat paikallisesta lämmönkehityksestä johtuvalta ylikuumenemiselta ja tarjoavat suojaluokan IP68 mukaisen suojan pölyltä sekä jatkuvalta upotukselta.
Potting-valukapselointi-menetelmä tarjoaa käyttäjälle monia mahdollisuuksia. Tyypillisiä tuotteita, joissa menetelmää käytetään, ovat akkupaketit, teho- ja ohjauselektroniikka, laturit, räjähdyssuojattu elektroniikka, anturit, monitorit ja näytöt.
Potting-valukapselointi-menetelmä tarjoaa käyttäjälle monia mahdollisuuksia. Tyypillisiä tuotteita, joissa menetelmää käytetään, ovat akkupaketit, teho- ja ohjauselektroniikka, laturit, räjähdyssuojattu elektroniikka, anturit, monitorit ja näytöt.
Komponenttien suojausmenetelmä: suojapinnoite
suojapinnoite -menetelmällä piirilevyt pinnoitetaan joko kokonaan tai vain valikoivasti. selektiivinen pinnoitus -menetelmässä vain piirilevyn tarvittavat alueet peitetään suojakerroksella. Yleensä pinnoituksessa erotetaan kaksi vaihtoehtoa: ohutkalvopinnoitus takaa nopean kovettumisensa ja sopivan viskositeettinsa ansiosta valmistusprosessien korkean taloudellisuuden. Paksukerrospinnoituksella saavutetaan puolestaan erityisen korkeatasoinen reuna- ja pintasuojaus, joka suojaa elektronisia kokoonpanoja erityisesti äärimmäiseltä kosteudelta. Molemmissa tapauksissa suojapinnoitteiden kerrospaksuus kuivumisen jälkeen on vain 30–2000 µm. Näin ollen elektroninen kokoonpano voidaan edelleen asentaa ahtaisiinkin tiloihin.
Suojalakkien erilaisen viskositeetin ja siten erilaisen virtausominaisuuksien vuoksi asennettuihin elektronisiin komponenttiryhmiin sovelletaan mielellään DAM & FILL -periaatetta. Tässä menetelmässä tiksotrooppisesti säädetyllä suojalakkailla muodostetaan ”Dam” (suom. ”pato”), esimerkiksi niiden komponenttien ympärille, joita ei saa valaa, kuten liittimien (liitin) ympärille. Loput komponentit kostutetaan sen jälkeen matalaviskositeettisella suojalakkailla (”Fill”, suom. ”täyttö”). suojapinnoiteissa käytetään erilaisia polymeerimateriaaleja. Käyttäjät
voivat valita muun muassa silikonipohjaisten ja UV-kovettuvien tuotteiden välillä. Ensimmäiset sopivat erinomaisesti ankarisiin käyttöolosuhteisiin, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuudessa tai offshore-sovelluksissa, laajan lämpötila-alueensa (-40 °C – +200 °C) ansiosta. Jälkimmäiset koostuvat akrylaateista ja polyuretaaneista tai näiden materiaalien hybrideistä. Niiden tärkeimpiä ominaisuuksia ovat erittäin nopea kovettuminen UV-valon vaikutuksesta sekä erinomainen lämpöshokkikestävyys. Suojapinnoitteiden
käyttöalueet ovat monipuoliset ja ulottuvat autoteollisuudesta rautatieraideliikenne, anturitekniikkaan, teollisuuselektroniikkaan, lääketieteelliseen tekniikkaan (lääketieteellinen tekniikka) sekä edellä mainittuun merituulivoimaan (Offshore-tuulivoima) ja ilmailu- ja avaruusteknologiaan.
Suojalakkien erilaisen viskositeetin ja siten erilaisen virtausominaisuuksien vuoksi asennettuihin elektronisiin komponenttiryhmiin sovelletaan mielellään DAM & FILL -periaatetta. Tässä menetelmässä tiksotrooppisesti säädetyllä suojalakkailla muodostetaan ”Dam” (suom. ”pato”), esimerkiksi niiden komponenttien ympärille, joita ei saa valaa, kuten liittimien (liitin) ympärille. Loput komponentit kostutetaan sen jälkeen matalaviskositeettisella suojalakkailla (”Fill”, suom. ”täyttö”). suojapinnoiteissa käytetään erilaisia polymeerimateriaaleja. Käyttäjät
voivat valita muun muassa silikonipohjaisten ja UV-kovettuvien tuotteiden välillä. Ensimmäiset sopivat erinomaisesti ankarisiin käyttöolosuhteisiin, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuudessa tai offshore-sovelluksissa, laajan lämpötila-alueensa (-40 °C – +200 °C) ansiosta. Jälkimmäiset koostuvat akrylaateista ja polyuretaaneista tai näiden materiaalien hybrideistä. Niiden tärkeimpiä ominaisuuksia ovat erittäin nopea kovettuminen UV-valon vaikutuksesta sekä erinomainen lämpöshokkikestävyys. Suojapinnoitteiden
käyttöalueet ovat monipuoliset ja ulottuvat autoteollisuudesta rautatieraideliikenne, anturitekniikkaan, teollisuuselektroniikkaan, lääketieteelliseen tekniikkaan (lääketieteellinen tekniikka) sekä edellä mainittuun merituulivoimaan (Offshore-tuulivoima) ja ilmailu- ja avaruusteknologiaan.
Komponenttien suojausmenetelmä: matalapaineruiskuvalu
Erityinen valukapselointi-menetelmä on kuumasulatusvalukapselointi (matalapaineruiskuvalu). Tässä menetelmässä kokoonpano päällystetään materiaalilla yhdessä työvaiheessa, jolloin muodostuu kotelorakenne ja kokoonpano samalla suojataan. Elektroniikka ei vaurioidu, koska matalaviskositeettiset, termoplastiset materiaalit vaativat alhaisen prosessilämpötilan ja ne käsitellään huomattavasti pienemmällä ruiskutuspaineella kuin tavallisessa muovin ruiskupuristuksessa. Tämä säästää komponentteja, mahdollistaa termoplastien nopean kovettumisen ja tekee menetelmästä suhteellisen edullisen.
Matalapaineinen ruiskupuristus (matalapaineruiskuvalu) mahdollistaa siten, että jopa herkät komponentit, kuten koskettimet, anturit, piirilevyt ja kelat, voidaan ympäristöystävällisesti päällystää, liimata tai tiivistää IP68-luokituksen mukaisesti, jolloin ne ovat suojattuja myös kovimmilta rasituksilta.
Yksi ala, johon ulkoiset tekijät vaikuttavat voimakkaasti, on esimerkiksi maatalous. Koneet joutuvat siellä päivittäin alttiiksi vaihteleville sääolosuhteille. matalapaineruiskuvalu sopii täydellisesti niiden elektroniikan suojaamiseen: se suojaa luotettavasti ja pitkäkestoisesti kosteudelta, lämpötilan vaihteluilta, korroosiolta ja tärinältä.
Matalapaineinen ruiskupuristus (matalapaineruiskuvalu) mahdollistaa siten, että jopa herkät komponentit, kuten koskettimet, anturit, piirilevyt ja kelat, voidaan ympäristöystävällisesti päällystää, liimata tai tiivistää IP68-luokituksen mukaisesti, jolloin ne ovat suojattuja myös kovimmilta rasituksilta.
Yksi ala, johon ulkoiset tekijät vaikuttavat voimakkaasti, on esimerkiksi maatalous. Koneet joutuvat siellä päivittäin alttiiksi vaihteleville sääolosuhteille. matalapaineruiskuvalu sopii täydellisesti niiden elektroniikan suojaamiseen: se suojaa luotettavasti ja pitkäkestoisesti kosteudelta, lämpötilan vaihteluilta, korroosiolta ja tärinältä.
Yhteenveto
Potting, suojapinnoite tai matalapaineruiskuvalu: Se, mikä komponenttien suojausmenetelmä sopii parhaiten, riippuu aina elektroniikan käyttökohteesta ja siihen liittyvistä vaatimuksista. Yhtä kaikille sopivaa ratkaisua ei ole.
liitin-ongelma
Äärimmäiset lämpötilat, lika ja kosteus, kemiallinen tai mekaaninen rasitus: sopivalla komponenttien suojausmenetelmällä elektroniikka on suojattu lähes kaikilta ulkoisilta vaikutuksilta. Yksi seikka on kuitenkin otettava huomioon: komponenttien valuminen (valukapselointi) on mahdollista vain, jos käytetyt materiaalit eivät rajoita asennettujen komponenttien toimivuutta. Tämä edellyttää kuitenkin myös valumenetelmän kanssa yhteensopivaa liitäntäratkaisua – tavallisten piirilevyliittien käyttö on siten poissuljettua. Syynä tähän on useimmiten kaksiosainen jousi-veitsi-kosketintekniikka, jossa valumassa (valumassa) voi tunkeutua haavoittuvaan liitäntäalueeseen (liitosalue) ja siten estää kosketuksen muodostumisen.
Tavanomaisissa liitinissä kosketusalue on siksi tiivistettävä Dam & Fill -menetelmällä ennen valukapselointi, jotta valumassa vaikutus voidaan välttää (kuva 2). Tärkeää on, että valumassa ei toisaalta vaikuta kosketuspisteisiin kosketusalueella ja katkaise siten signaalinsiirtoa. Toisaalta se estäisi jousen relaksaatio-ominaisuuksia.
Jotta valukapselointi-menetelmä olisi kuitenkin mahdollista ja samalla voitaisiin taata vaadittu vikasietoisuus, suositellaan yksiosaisen liitäntäratkaisun valitsemista, eli liitintä, joka ei tarvitse perinteistä liitosalue-aluetta. Tällaisessa yksiosaisessa liitissä valumassa tunkeutuminen kosketusalueelle on mahdotonta.
Tavanomaisissa liitinissä kosketusalue on siksi tiivistettävä Dam & Fill -menetelmällä ennen valukapselointi, jotta valumassa vaikutus voidaan välttää (kuva 2). Tärkeää on, että valumassa ei toisaalta vaikuta kosketuspisteisiin kosketusalueella ja katkaise siten signaalinsiirtoa. Toisaalta se estäisi jousen relaksaatio-ominaisuuksia.
Jotta valukapselointi-menetelmä olisi kuitenkin mahdollista ja samalla voitaisiin taata vaadittu vikasietoisuus, suositellaan yksiosaisen liitäntäratkaisun valitsemista, eli liitintä, joka ei tarvitse perinteistä liitosalue-aluetta. Tällaisessa yksiosaisessa liitissä valumassa tunkeutuminen kosketusalueelle on mahdotonta.
press-fit-tekniikka, ensisijainen liitäntätekniikka (liitäntätekniikka)
Yksiosaiset liittimet (liitin) täyttävät näille materiaaleille vaadittavan IP-kotelointiluokka, mikä mahdollistaa valun (valukapselointi) ja siten kestävän ja vankan liitäntäratkaisun. Myös liitäntätekniikan (liitäntätekniikka) valinta on tässä yhteydessä tärkeää. Kaksipuolisten press-fit-alueiden avulla liitäntäalue (liitäntäalue) muodostuu kupariholkin ja press-fit-alueen (press-fit-alue) välisen kylmähitsauksen (kylmähitsaus) ansiosta kaasutiivis ja muodostaa siten valettavan liitoksen kahden piirilevyn välille, mikä on jo todistanut toimivuutensa kentällä miljardeja kertoja.
Tämän kaasutiivisen liitoksen varmistamiseksi on kuitenkin ehdottomasti välttämätöntä toteuttaa läpivientiliitännät (läpipinnoitettu reikä) ept-määrityksen mukaisesti:
Liitosalueen puuttuminen yhdessä liitin-liittimen ja press-fit-tekniikka-tekniikan kanssa mahdollistaa jopa 200 g:n iskukuormituksen kestävyyden. Myöskään suurista lämpötilavaihteluista johtuvat materiaalin liikkeet tai haitallisten kaasujen vaikutus eivät heikennä liitosta. press-fit-tekniikka-tekniikka lisää luotettavuutta moninkertaisesti verrattuna juotosliitäntä-tekniikkaan, koska kylmiä tai murtuneita juotosliitosia ei voi syntyä. Lisäksi tällä tavoin voidaan välttää työläät valikoivat juotostyöt, kalliit kaapeliratkaisut jvälike, minkä ansiosta kehittäjät säästävät paitsi tilaa piirilevyllä myös voivat alentaa kustannuksia jopa 50 prosenttia.
Yhdellä ainoalla komponentilla muodostetaan sekä mekaaninen että sähköinen liitos. Erityisesti modulaarisesti suunnitelluissa kokoonpanoissa, joissa on konfiguroitavia toimintoja tai erilaisia suorituskykytasoja, puristusmenetelmä voidaan erinomaisesti sisällyttää kokoonpanoprosessin loppuvaiheeseen. Tällöin peruspiirilevyille voidaan asentaa valinnan mukaan erilaisia moduuleja. Näin voidaan valmistaa laaja valikoima tuotteita yhdellä nopealla työvaiheella. Koska kokoonpanon lopullinen valaminen on myös mahdollista, sähköinen ja mekaaninen liitos säilyy luotettavana. valukapselointi
-menetelmän avulla käyttäjät voivat suojata elektronisen kokoonpanonsa mahdollisimman tehokkaasti aggressiivisilta ympäristövaikutuksilta. Jos kuitenkin harkitset komponenttien suojaamista sovelluksessasi, sinun on otettava huomioon myös sopivan liittimen valinta yhdessä sopivan liitäntätekniikka-tekniikan kanssa. Yksiosainen liitin, puristettu ja valettu – tässä yhdistelmässä elektroniset kokoonpanot ovat suojattuja (lähes) kaikilta vaikutuksilta.
Yhdellä ainoalla komponentilla muodostetaan sekä mekaaninen että sähköinen liitos. Erityisesti modulaarisesti suunnitelluissa kokoonpanoissa, joissa on konfiguroitavia toimintoja tai erilaisia suorituskykytasoja, puristusmenetelmä voidaan erinomaisesti sisällyttää kokoonpanoprosessin loppuvaiheeseen. Tällöin peruspiirilevyille voidaan asentaa valinnan mukaan erilaisia moduuleja. Näin voidaan valmistaa laaja valikoima tuotteita yhdellä nopealla työvaiheella. Koska kokoonpanon lopullinen valaminen on myös mahdollista, sähköinen ja mekaaninen liitos säilyy luotettavana. valukapselointi
-menetelmän avulla käyttäjät voivat suojata elektronisen kokoonpanonsa mahdollisimman tehokkaasti aggressiivisilta ympäristövaikutuksilta. Jos kuitenkin harkitset komponenttien suojaamista sovelluksessasi, sinun on otettava huomioon myös sopivan liittimen valinta yhdessä sopivan liitäntätekniikka-tekniikan kanssa. Yksiosainen liitin, puristettu ja valettu – tässä yhdistelmässä elektroniset kokoonpanot ovat suojattuja (lähes) kaikilta vaikutuksilta.
Lisätietoja aiheesta ”press-fit-tekniikka” ilmaisessa whitepaperissa
Haluatteko saada vielä tarkempaa asiantuntemusta press-fit-tekniikka-tekniikasta?
Lähetämme teille mielellämme ilmaisen whitepaperimme, jossa on yksityiskohtaista tietoa press-fit-tekniikka-tekniikan perusteista:
Pyydä whitepaper »
Lähetämme teille mielellämme ilmaisen whitepaperimme, jossa on yksityiskohtaista tietoa press-fit-tekniikka-tekniikan perusteista:
Pyydä whitepaper »
Sopiva puristusliitin (liitin)
flexilink b-t-b
Flexilink b-t-b -liitinimme täyttää juuri nämä kestävyyttä ja vikasietoisuutta koskevat vaatimukset ja on saatavana myös luotettavalla press-fit-tekniikka-tekniikalla.
Lisätietoja tuotteesta löydät täältä:
Flexilink »
Flexilink b-t-b -liitinimme täyttää juuri nämä kestävyyttä ja vikasietoisuutta koskevat vaatimukset ja on saatavana myös luotettavalla press-fit-tekniikka-tekniikalla.
Lisätietoja tuotteesta löydät täältä:
Flexilink »
