Teaser Komponentenschutz 2000x701px
Kako zagotoviti zaščito komponent

Pravilen postopek, pravi konektor

Kako zagotoviti zaščito komponent – pravi postopek, pravi konektor

Elektronska industrija se spreminja: naj gre za avtomobilski sektor, sončno in vetrno energijo ali industrijsko avtomatizacijo – elektrifikacija poteka na vseh področjih. Vendar pa se je s stalnim povečevanjem povezanosti v zadnjih letih povečalo tudi število okvar elektronike – po podatkih Centra za avtomobilsko raziskovanje za celih 29 %. Glede na pričakovane vplive okolja je zato potrebna zaščita elektronskih komponent. S tem je mogoče elektroniko zanesljivo zaščititi – za to pa uporabniki potrebujejo tudi ustrezno rešitev priključkov, združljivo z zalivanjem.

Naraščajoče potrebe po postopkih za zaščito komponent

Različne metode ščitijo elektronske komponente pred udarci, vibracijami, vlago, umazanijo, visokimi temperaturami, dolgotrajnimi temperaturnimi nihanji in posledičnimi poškodbami. Zaščita komponent lahko tako bistveno prispeva k izboljšanju življenjske dobe, funkcionalne varnosti in zanesljivosti končnih izdelkov.

Zaradi tega se postopki za zaščito komponent že redno uporabljajo v številnih aplikacijah: e-mobilnost, industrijska avtomatizacija, železniške aplikacije, medicinska tehnika, vetrna in sončna energija, komunikacijska elektronika, kmetijstvo in gospodinjski aparati – elektronika se danes uporablja skoraj povsod. Vse večji izziv pri tem predstavlja naraščajoči trend miniaturizacije. Elektronika postaja vse manjša in zahteva različne zaščitne ukrepe, da se ponovno povečajo dielektrične razdalje in odpravijo zračne razdalje.

Glede na obremenitev in uporabno situacijo komponent se zato izbira med različnimi postopki: zalivanje s smolo, konformno premazovanje in oblikovanje s toplotno taljivo maso so najbolj priljubljeni med njimi.

Imate konkretna vprašanja?

mail
Z veseljem vam bomo pomagali pri vaših vprašanjih. Preprosto se obrnite na nas!

K obrazcu za stik »

Postopek zaščite komponent: zalivanje

Tabelle Potting Vergussstoffe
Tab. 1: Najpogostejše zalivne mase in njihove lastnosti
Zelo pogosto se uporabljajo eno- in dvo-komponentne zalivne mase, tako imenovane »potting compounds«. Pri dvosestavnih zalivnih masah se smola in utrjevalec v ustreznem razmerju zmešata s pomočjo ustrezne strojne tehnike in se standardno vlijejo v votlino prek statične mešalne cevi. Tako je to hladno zalivanje postopek, ki ne oblikuje, in zahteva ohišje, v katerega se vlije zalivna masa.
Potting-zalivanje ponuja pri tem številne prednosti: ne zagotavlja le odlične električne izolacije, visokega odvajanja toplote ter zmanjšanja vibracij in udarcev, ampak je tudi odporno proti kemikalijam, vlagi, toplotnim šokom in ciklom, ščiti elektroniko pred prahom in vlago ter ima poleg tega tudi protipožarne lastnosti.
 
Standardno se glede na specifične zahteve uporabljajo epoksi, poliuretanske in silikonske smole. Vse se razlikujejo glede na svoje lastnosti (tab. 1). 

Poleg navedenih materialov obstajajo tudi posebne zalivne mase in livarske smole. Te se sicer uporabljajo le v ekstremnih pogojih. V skladu z zahtevami ATEX na primer ščitijo pred eksplozijami, saj preprečujejo kemično reakcijo med vžigalnim virom, vnetljivo snovjo in kisikom. Poleg tega omogočajo električno izolacijo proti visoki napetosti (do 30 kV/mm), ščitijo pred pregrevanjem zaradi delnega nastajanja toplote in s stopnjo zaščite IP68 zagotavljajo zaščito pred prahom ter trajnim potopom.

Zalivanje ponuja uporabniku številne možnosti. Tipični izdelki, pri katerih se ta postopek uporablja, so akumulatorski paketi, močnostna in krmilna elektronika, polnilniki, elektronika z zaščito pred eksplozijo, senzorji, monitorji in zasloni.

Postopek zaščite komponent: konformni premaz

WW Trilogie Text 2022 new
Sl. 1: Primerjava tankoplastnega premaza (levo), debeloplastnega premaza (v sredini) in zalivanja (desno)  Vir: Werner Wirth
Pri konformnem premazu se tiskane vezje premazajo v celoti ali le selektivno. Pri selektivnem premazu se z zaščitnim slojem prekrijejo le potrebni deli tiskanega vezja. Običajno razlikujemo med dvema različicama premaza: tanek sloj premaza zaradi hitrega strjevanja in prilagojene viskoznosti zagotavlja visoko ekonomičnost proizvodnih procesov. Z debeloplastnim premazom pa se doseže posebej visoka zaščita robov in površin, ki elektronske sklope ščiti predvsem pred ekstremno vlago. V obeh primerih konformni premazi po sušenju tvorijo le debeline sloja med 30 in 2000 µm. Tako je elektronski sklop še vedno mogoče vgraditi v omejenih prostorskih razmerah. 

 Zaradi različne viskoznosti zaščitnih lakov in s tem različnega toka se na opremljenih elektronskih sklopih pogosto uporablja princip DAM & FILL. Pri tem se s tixotropno nastavljenim zaščitnim lakom oblikuje »Dam« (slovensko »jez«), npr. okoli komponent, ki se ne smejo zaliti, na primer okoli konektorjev. Preostale komponente se nato premažejo z zaščitnim lakom z nizko viskoznostjo („Fill“, v slovenščini „polnilo“).

Za konformno premazovanje se uporabljajo različni polimerni materiali. Uporabniki lahko tako med drugim izbirajo med izdelki na osnovi silikona in izdelki, ki se strjujejo z UV-žarki. Prvi so zaradi širokega temperaturnega območja od -40 °C do +200 °C odlični za zahtevne pogoje uporabe, kot so v letalstvu in vesoljski industriji ali na morju. Drugi so sestavljeni iz akrilatov in poliuretanov ali hibridov obeh materialov. Odlikujejo jih predvsem zelo hitro strjevanje z UV-iniciacijo in zelo dobra odpornost proti toplotnim šokom.

Področja uporabe konformnega premaza so raznolika in segajo od avtomobilske industrije do železniške tehnike, senzorike, industrijske elektronike, medicinske tehnike ter omenjene offshore vetrne energije in letalske in vesoljske tehnike.

Postopek zaščite komponent: Hotmelt Moulding

Ausschnitt Draeger
Slika 2:  Hotmelt Moulding na primeru gasilske čelade. V sredini so vidni: vtični konektorji, ki so bili izrezani s tehnologijo Dam & Fill.  Vir: Werner Wirth
Posebna oblika zalivanja je Hotmelt Moulding. Pri tem postopku se sklop v enem delovnem koraku obda z materialom, pri čemer nastane ohišje, ki hkrati ščiti sklop. Elektronika pri tem ni poškodovana, saj imajo nizkoviskozni termoplastični materiali nizko obdelovalno temperaturo in se obdelujejo z veliko manjšim vbrizgovalnim tlakom kot pri običajnem brizganju plastike. To na eni strani ščiti komponente, hkrati pa omogoča hitro strjevanje termoplastov in naredi postopek relativno cenovno ugodnega.

Nizkotlačno brizganje tako omogoča, da se tudi občutljivi sestavni deli, kot so kontakti, senzorji, tiskane vezje in tuljave, okolju prijazno obložijo, zalepijo ali zatesnijo v skladu s standardom IP68 in so tako zaščiteni tudi pred najmočnejšimi obremenitvami.

Ena od panog, ki je močno izpostavljena zunanjim vplivom, je na primer kmetijstvo. Stroji so tu vsak dan izpostavljeni različnim vremenskim razmeram. Za zaščito njihove elektronike je Hotmelt Moulding kot nalašč: zanesljivo in dolgotrajno ščiti pred vlago, temperaturnimi nihanji, korozijo in tresljaji. 

Sklep

icon info r

Zalivanje, konformno premazovanje ali oblikovanje s toplotno taljivo maso: Kateri postopek zaščite komponent je najprimernejši, je vedno odvisno od konkretnega področja uporabe elektronike in s tem povezanih zahtev. Univerzalne rešitve ni.

Problem konektorjev

Schliffbild Verguss
Sl. 3:  Mikroskopski posnetek dvodelnega konektorja v primerjavi z enodelno izvedbo Flexilinkb-t-b. Vir: ept GmbH
Ekstremne temperature, umazanija in vlaga, kemične ali mehanske obremenitve: z ustreznim postopkom zaščite komponent je elektronika zaščitena pred skoraj vsemi zunanjimi vplivi. Pri tem pa je treba upoštevati en vidik: zalivanje je mogoče le, če uporabljeni materiali ne omejujejo funkcionalnosti vgrajenih komponent. Za to je potrebna tudi ustrezna rešitev priključkov, združljiva z zalivanjem – uporaba običajnih priključkov za tiskane vezje je zato izključena. Razlog za to je večinoma dvodelna tehnologija kontaktov z vzmetjo in nožem, pri kateri lahko zalivna masa prodre v občutljivo območje priključka in tako ovira stik.

Pri običajnih konektorjih je zato treba pred zalivanjem z metodo Dam & Fill zatesniti stično območje, da se ne tvega vpliva zalivne mase (sl. 2). Pri tem gre za to, da lahko zalivna masa v stičnem območju po eni strani vpliva na stične točke in s tem prekine prenos signala. Po drugi strani pa bi zavirala relaksacijske lastnosti vzmeti.

Da bi kljub temu omogočili zalivanje in hkrati zagotovili potrebno zanesljivost, priporočamo izbiro enodelne priključne rešitve, torej konektorja, ki ne potrebuje običajnega vstavnega območja. Pri takšnem enodelnem konektorju je prodor zalivne mase v stično območje nemogoč.  

Vtiskovalna tehnika kot najboljša izbira za priključevanje

UEbersichtsbild flexilink btb
Slika 4:  Spojnik za tiskane vezje flexilinkb-t-b z vtiskovalnim območjem ept Tcom press® Vir: ept GmbH
Enodelni konektorji tako zagotavljajo potrebno stopnjo zaščite IP za te materiale, kar omogoča zalivanje – in s tem trajno in robustno rešitev priključitve. Tudi izbira tehnologije priključitve pa pri tem igra pomembno vlogo. S pomočjo obojestranskih vtiskovalnih con postane priključno območje zaradi hladnega varjenja med bakreno tuljavo in vtiskovalno cono neprepustno za plin in tako tvori zalivno povezavo med dvema tiskanima vezjema, ki se je v praksi že milijardokrat izkazala.

Lochspezifikation Flexilink
Sl. 5:  Specifikacija lukenj v območju vtiskovanja ept Vir: ept GmbH
Da bi zagotovili to plinsko neprepustno povezavo, je nujno potrebno izvesti prebojno povezavo v skladu s specifikacijo ept:


Ker ni več vstavnega dela, lahko konektor v kombinaciji s tehnologijo vtiskovanja zdrži tudi udarne obremenitve do 200 g. Tudi premiki materiala zaradi velikih temperaturnih nihanj ter vpliv škodljivih plinov ne vplivajo na povezavo. S tehnologijo vtiskovanja se zanesljivost v primerjavi s tehnologijo spajkanja večkratno poveča, saj ne more priti do hladnih ali zlomljenih spajkanih točk. Poleg tega se s tem izognejo zahtevnim selektivnim spajkalnim delom, dragim kabelskim rešitvam in distančnikom, zaradi česar razvijalci ne le prihranijo prostor na tiskanem vezju, ampak lahko dodatno znižajo stroške za do 50 odstotkov.  

Z enim samim komponentom se vzpostavi tako mehanska kot električna povezava. Zlasti pri modularno zasnovanih sklopih s konfigurativnimi funkcijami ali različnimi ravnmi zmogljivosti se postopek vtiskovanja odlično vključi na koncu postopka sestavljanja. Tu je mogoče po izbiri namestiti različne module na osnovne tiskane plošče. Tako je mogoče v enem hitrem delovnem koraku izdelati veliko raznolikost izdelkov. Ker je mogoče sklop na koncu tudi zaliti, ostane električna in mehanska povezava zanesljivo ohranjena.  

Z zalivanjem lahko uporabniki svojo elektronsko sklopno enoto maksimalno zaščitijo pred agresivnimi vplivi okolja. Kdor pa za svojo aplikacijo razmišlja o zaščiti komponent, mora upoštevati tudi izbiro ustreznega konektorja v kombinaciji z ustrezno priključno tehnologijo. Enodelna, vtisnjena in zalita – v tej kombinaciji so elektronske sklopne enote zaščitene pred (skoraj) vsemi vplivi.

Več o tehniki vtiskovanja v brezplačnem belem dokumentu

Icon Whitepaper
Želite pridobiti še podrobnejše strokovno znanje o tehniki vtiskovanja?
Za podrobnejše informacije o osnovah tehnike vtiskovanja vam z veseljem pošljemo naš brezplačen tehnični dokument:

Zahtevajte tehnični dokument »

Ustrezni vtiskni konektor

Flexilink Produkt Kurzbeschreibung 515x3006
flexilink b-t-b

Naš konektor flexilink b-t-b natančno izpolnjuje te zahteve glede robustnosti in zanesljivosti ter je na voljo tudi v preizkušeni tehniki vtiskovanja.
Več informacij o izdelku najdete tukaj:


Flexilink »
Motive Web Kurzbeschreibung Kontakt 1640x1195px
Imate še kakšna vprašanja?
V tem primeru nas prosimo kontaktirajte!

Pošljite povpraševanje prek obrazca

+49 8861 2501 0

sales@ept.de
Hvala! V

kratkem se bomo javili, da se z vami pogovorimo o vaših zahtevah. Pripravili in vam bomo poslali podrobno poročilo o lastnostih visokih hitrosti ter S-parametrih za simulacijo vašega lastnega projekta.

Zahtevajte podatke o lastnostih HighSpeed in S-parametrih za simulacijo vašega lastnega projekta

Polja, označena z *, so obvezna.
Našo izjavo o varstvu osebnih podatkov si lahko ogledate tukaj.

Vaše sporočilo je bilo poslano.

Hvala za vaše zanimanje – vašo poizvedbo bomo obravnavali v najkrajšem možnem času.

Kontaktni obrazec

Polja, označena z *, so obvezna.

Osebni podatki

Vaše sporočilo

Varstvo osebnih podatkov

Našo izjavo o varstvu osebnih podatkov si lahko ogledate tukaj.

Vaše sporočilo je bilo poslano.

Hvala za vaše zanimanje – vašo poizvedbo bomo obravnavali v najkrajšem možnem času.

Kontaktni obrazec

Polja, označena z *, so obvezna.

Osebni podatki

Odpoklic

Vaše sporočilo

Zanima me

Informativno gradivo

Varstvo osebnih podatkov

Našo izjavo o varstvu osebnih podatkov si lahko ogledate tukaj.

Hvala za vaše zanimanje

Tukaj lahko prenesete belo knjigo:

Prenesi belo knjigo

Preden lahko prenesete belo knjigo, prosimo, izpolnite naslednja polja. Hvala.

Polja, označena z *, so obvezna.

Osebni podatki

Varstvo osebnih podatkov

Našo izjavo o varstvu osebnih podatkov si lahko ogledate tukaj.

Vaše sporočilo je bilo poslano.

Zahvaljujemo se vam za zanimanje za naš dogodek za mreženje po sejmu Electronica. Vašo prijavo bomo pregledali in vam čim prej potrdili udeležbo.

Obrazec za poizvedbo

Polja, označena z *, so obvezna.

Osebni podatki

Varstvo osebnih podatkov

Našo izjavo o varstvu osebnih podatkov si lahko ogledate tukaj.

Hvala za vaše povpraševanje

Preučili bomo vaše zahteve in se vam čim prej oglasili.

Vaše zahteve glede potrebnega priključka

Polja, označena z *, so obvezna, prosimo, jih izpolnite.

Kontaktna oseba

Vaša zahteva

Napačen format datoteke! Izberite datoteko PDF ali JPG.
Našo izjavo o varstvu osebnih podatkov si lahko ogledate tukaj.

Hvala za vaše povpraševanje

Preučili bomo vaše zahteve in se vam čim prej oglasili.

Zahtevajte ponudbo za prilagoditev konektorjev

Polja, označena z *, so obvezna, prosimo, jih izpolnite.

Kontaktna oseba

Vaša zahteva

Napačen format datoteke! Izberite datoteko PDF ali JPG.
Našo izjavo o varstvu osebnih podatkov si lahko ogledate tukaj.