Tako uspešno zaščitite komponente – pravi postopek, pravi konektor
Elektronska industrija se spreminja: naj gre za avtomobilski sektor, sončno invetrna energija energijo ali industrijsko avtomatizacijo – elektrifikacija poteka na vseh področjih. Vendar pa se je s stalno naraščajočo povezanostjo v zadnjih letih povečalo tudi število elektronskih okvar – 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
Različni postopki ščitijo elektronske komponente pred udarci, vibracijami, vlago, umazanijo, visokimi temperaturami, dolgotrajnimi temperaturnimi nihanji in posledičnimi poškodbami. Zaščita komponent lahko torej bistveno prispeva k podaljšanju življenjske dobe, funkcionalne varnosti in zanesljivosti končnih izdelkov.
Zaradi tega se postopki zaščite komponent že redno uporabljajo v številnih področjih: e-mobilnost, industrijska avtomatizacija, železniške aplikacije, medicinska tehnika, vetrna energija in sončna tehnologija, komunikacijska elektronika, kmetijstvo in gospodinjski aparati – elektronika se danes uporablja skoraj povsod. Vse večji izziv pri tem predstavlja naraščajoči trend miniaturizacije. Elektronika postaja vedno manjša in zahteva različne zaščitne ukrepe, da se ponovno povečajo plazilne razdalje in odpravijo zračne razdalje.
Glede na obremenitve in pogoje uporabe komponent se zato izbira med različnimi postopki: »Potting-zalivanje«, »zaščitni lak« in »nizkotlačno brizganje« so med njimi najbolj priljubljeni.
Zaradi tega se postopki zaščite komponent že redno uporabljajo v številnih področjih: e-mobilnost, industrijska avtomatizacija, železniške aplikacije, medicinska tehnika, vetrna energija in sončna tehnologija, komunikacijska elektronika, kmetijstvo in gospodinjski aparati – elektronika se danes uporablja skoraj povsod. Vse večji izziv pri tem predstavlja naraščajoči trend miniaturizacije. Elektronika postaja vedno manjša in zahteva različne zaščitne ukrepe, da se ponovno povečajo plazilne razdalje in odpravijo zračne razdalje.
Glede na obremenitve in pogoje uporabe komponent se zato izbira med različnimi postopki: »Potting-zalivanje«, »zaščitni lak« in »nizkotlačno brizganje« so med njimi najbolj priljubljeni.
Imate konkretna vprašanja?
Z veseljem vam bomo pomagali pri vaših vprašanjih. Preprosto se obrnite na nas!
K kontaktnemu obrazcu »
K kontaktnemu obrazcu »
Postopki za zaščito komponent: potting – zalivanje

Zelo pogosto se uporabljajo eno- in dvo-komponentne zalivne mase, tako imenovane »potting compounds«. Pri dvo-komponentnih zalivnih masah se smola in utrjevalec v ustreznem mešalnem razmerju zmešata s pomočjo ustrezne strojne opreme in se standardno vlijejo v votlino prek statične mešalne cevi. Tako je ta hladni 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 odporen proti kemikalijam, vlagi, toplotni šok in cikličnim obremenitvam, ščiti elektroniko pred prahom in vlago ter ima poleg tega tudi protipožarne lastnosti.
Standardno se pri tem, odvisno od specifičnih zahtev, uporabljajo epoksi, poliuretanske in silikonske smole. Vse se med seboj razlikujejo po svojih lastnostih (tab. 1).
Potting zalivanje ponuja pri tem številne prednosti: ne zagotavlja le odlične električne izolacije, visokega odvajanja toplote ter zmanjšanja vibracij in udarcev, ampak je tudi odporen proti kemikalijam, vlagi, toplotni šok in cikličnim obremenitvam, ščiti elektroniko pred prahom in vlago ter ima poleg tega tudi protipožarne lastnosti.
Standardno se pri tem, odvisno od specifičnih zahtev, uporabljajo epoksi, poliuretanske in silikonske smole. Vse se med seboj razlikujejo po svojih lastnostih (tab. 1).
Poleg navedenih materialov obstajajo tudi posebne zalivne mase in livne smole. Te se sicer uporabljajo le v ekstremnih pogojih. Tako na primer v skladu z zahtevami ATEX 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 ter z zaščitnim razredom IP68 zagotavljajo zaščito pred prahom in trajnim potopom v vodo.
Potting zalivanje uporabniku ponuja številne možnosti. Tipični izdelki, pri katerih se ta postopek uporablja, so akumulatorski sklopi, močnostna in krmilna elektronika, polnilniki, elektronika z zaščito pred eksplozijami, senzorji, monitorji in zasloni.
Potting zalivanje uporabniku ponuja številne možnosti. Tipični izdelki, pri katerih se ta postopek uporablja, so akumulatorski sklopi, močnostna in krmilna elektronika, polnilniki, elektronika z zaščito pred eksplozijami, senzorji, monitorji in zasloni.
Postopek zaščite komponent: zaščitni lak

S konformnim premazom (zaščitni lak) se tiskane plošče premazajo v celoti ali le selektivno. V primeru selektivnega premaza (selektivna prevleka) se z zaščitnim slojem prekrijejo le potrebna območja tiskane plošče. Običajno razlikujemo med dvema različicama premaza: tanek sloj premaza s hitrim strjevanjem in prilagojeno viskoznostjo zagotavlja visoko ekonomičnost proizvodnih procesov. Z debeloplastnim zaščitnim lakom pa se doseže posebej visoka zaščita robov in površin, ki elektronske sklope ščiti predvsem pred ekstremno vlago. V obeh primerih zaščitni laki po sušenju tvorijo debeline slojev med 30 in 2000 µm. Tako je mogoče elektronski sklop še vedno vgraditi v omejenih prostorskih razmerah.
Zaradi različne viskoznosti zaščitnih lakov in s tem različnega toka se na opremljenih elektronskih sklopih pogosto uporablja načelo »DAM & FILL«. Pri tem se s tixotropno nastavljeno zaščitno barvo (zaščitni lak) oblikuje »Dam« (slovensko »pregrada«), npr. okoli komponent, ki jih ni dovoljeno zaliti, na primer okoli priključnikov (konektor). Preostale komponente se nato prepojijo z zaščitno barvo z nizko viskoznostjo (»Fill«, slovensko »polnilo«).
Za konformno premazovanje (zaščitni lak) se uporabljajo različni polimerni materiali. Uporabniki lahko med drugim izbirajo med izdelki na osnovi silikona in izdelki, ki se strjujejo pod vplivom UV-svetlobe. Prvi so zaradi širokega temperaturnega območja od -40 °C do +200 °C odlično primerni za zahtevne pogoje uporabe, kot so v letalstvu in vesolju ali na morju. Drugi so sestavljeni iz akrilatov in poliuretanov ali hibridov obeh materialov. Odlikujejo jih predvsem zelo hitro strjevanje z UV-iniciacijo ter odlična odpornost proti toplotnim šokom.
Področja uporabe zaščitnega laka so raznolika in segajo od avtomobilske industrije do železniške tehnike (železniška tehnika), senzorike, industrijske elektronike, medicinske tehnike (medicinska tehnika) ter že omenjenih področij vetrne energije na morju (Offshore-vetrna energija) ter letalske in vesoljske tehnike.
Zaradi različne viskoznosti zaščitnih lakov in s tem različnega toka se na opremljenih elektronskih sklopih pogosto uporablja načelo »DAM & FILL«. Pri tem se s tixotropno nastavljeno zaščitno barvo (zaščitni lak) oblikuje »Dam« (slovensko »pregrada«), npr. okoli komponent, ki jih ni dovoljeno zaliti, na primer okoli priključnikov (konektor). Preostale komponente se nato prepojijo z zaščitno barvo z nizko viskoznostjo (»Fill«, slovensko »polnilo«).
Za konformno premazovanje (zaščitni lak) se uporabljajo različni polimerni materiali. Uporabniki lahko med drugim izbirajo med izdelki na osnovi silikona in izdelki, ki se strjujejo pod vplivom UV-svetlobe. Prvi so zaradi širokega temperaturnega območja od -40 °C do +200 °C odlično primerni za zahtevne pogoje uporabe, kot so v letalstvu in vesolju ali na morju. Drugi so sestavljeni iz akrilatov in poliuretanov ali hibridov obeh materialov. Odlikujejo jih predvsem zelo hitro strjevanje z UV-iniciacijo ter odlična odpornost proti toplotnim šokom.
Področja uporabe zaščitnega laka so raznolika in segajo od avtomobilske industrije do železniške tehnike (železniška tehnika), senzorike, industrijske elektronike, medicinske tehnike (medicinska tehnika) ter že omenjenih področij vetrne energije na morju (Offshore-vetrna energija) ter letalske in vesoljske tehnike.
Postopek zaščite komponent: nizkotlačno brizganje

Posebna oblika zalivanja je »nizkotlačno brizganje«. 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 (nizkotlačno brizganje) tako omogoča, da se tudi občutljive komponente, kot so kontakti, senzorji, tiskane vezje in tuljave, okolju prijazno obložijo, zalepijo ali zatesnijo v skladu s standardom IP68 ter so s tem zaščitene tudi pred najmočnejšimi obremenitvami.
Ena od panog, ki jo zunanji vplivi močno prizadenejo, je na primer kmetijstvo. Stroji so tu vsak dan izpostavljeni različnim vremenskim razmeram. Za zaščito njihove elektronike je tehnologija »nizkotlačno brizganje« idealna: zanesljivo in dolgotrajno ščiti pred vlago, temperaturnimi nihanji, korozijo in tresljaji.
Nizkotlačno brizganje (nizkotlačno brizganje) tako omogoča, da se tudi občutljive komponente, kot so kontakti, senzorji, tiskane vezje in tuljave, okolju prijazno obložijo, zalepijo ali zatesnijo v skladu s standardom IP68 ter so s tem zaščitene tudi pred najmočnejšimi obremenitvami.
Ena od panog, ki jo zunanji vplivi močno prizadenejo, je na primer kmetijstvo. Stroji so tu vsak dan izpostavljeni različnim vremenskim razmeram. Za zaščito njihove elektronike je tehnologija »nizkotlačno brizganje« idealna: zanesljivo in dolgotrajno ščiti pred vlago, temperaturnimi nihanji, korozijo in tresljaji.
Sklep
Potting, zaščitni lak ali nizkotlačno brizganje: Kateri postopek zaščite komponent je najprimernejši, je vedno odvisno od posameznega področja uporabe elektronike in s tem povezanih zahtev. Univerzalne rešitve, ki bi ustrezala vsem, ni.
Problematična točka: konektor

Ekstremne temperature, umazanija in vlaga, kemični ali mehanski stres: z ustreznim postopkom zaščite komponent je elektronika zaščitena pred skoraj vsakim zunanjim vplivom. Pri tem pa je treba upoštevati en vidik: »zalivanje« je mogoč le, če uporabljeni materiali ne omejujejo funkcionalnosti vgrajenih komponent. Za to pa je potrebna tudi ustrezna rešitev priključkov, združljiva z zalivanjem – uporaba običajnih konektorjev za tiskane plošče je zato izključena. Razlog za to je večinoma dvodelna tehnologija stikov tipa »peresno-nožno«, pri kateri lahko zalivna masa (zalivna masa) prodre v občutljiv območje vstavljanja (območje spajanja) in tako ovira stik.
Pri običajnih konektorjih je zato treba pred zalivanje z metodo »Dam & Fill« zatesniti kontaktno območje, da se ne tvega vpliva zalivna masa (sl. 2). Pri tem gre za to, da lahko zalivna masa v kontaktnem območju po eni strani ovira kontaktne 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 delovanja, priporočamo izbiro enodelne priključne rešitve, torej konektorja, ki ne potrebuje običajnega vstavnega območja (območje spajanja). Pri takšnem enodelnem konektorju je prodor zalivne mase (zalivna masa) v stično območje nemogoč.
Pri običajnih konektorjih je zato treba pred zalivanje z metodo »Dam & Fill« zatesniti kontaktno območje, da se ne tvega vpliva zalivna masa (sl. 2). Pri tem gre za to, da lahko zalivna masa v kontaktnem območju po eni strani ovira kontaktne 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 delovanja, priporočamo izbiro enodelne priključne rešitve, torej konektorja, ki ne potrebuje običajnega vstavnega območja (območje spajanja). Pri takšnem enodelnem konektorju je prodor zalivne mase (zalivna masa) v stično območje nemogoč.
tehnologija press-fit kot tehnika priključevanja izbire

Enodelni konektor zato zagotavljajo potrebno stopnjo IP-stopnja zaščite za te materiale, da omogočijo zalivanje – in s tem trajno ter robustno rešitev priključitve. Tudi izbira tehnika priključevanja imajo pri tem pomembno vlogo. S pomočjo obojestranskih konov vtiskanja postane priključno območje (priključno območje) zaradi hladnega varjenja (hladno varjenje) med bakreno tuljavo in konom vtiskanja (cona vtiskanja) plinotesen in tako tvori zalivljivo povezavo med dvema tiskanima vezjema, ki se je v praksi že milijardokrat izkazala za zanesljivo.

Da bi zagotovili plinotesen položaj, je nujno potrebno izvesti prebojno povezavo (metalizirana izvrtina) v skladu s specifikacijo ept:
Odprava območja spajanja omogoča, da »konektor« v kombinaciji z vtiskovalno tehnologijo (tehnologija press-fit) prenese tudi udarne obremenitve do 200 g. Tudi premiki materiala zaradi velikih temperaturnih nihanj ter vpliv škodljivih plinov ne vplivajo na povezavo. Vtiskovalna tehnologija (tehnologija press-fit) večkratno poveča zanesljivost v primerjavi s tehnologijo spajkanja (spajkalni priključek), saj ne more priti do hladnih ali zlomljenih spajkanih spojev. Poleg tega se na ta način lahko izognejo zahtevnim selektivnim spajkalnim delom, dragim kabelskim rešitvam in distančnik, s čimer razvijalci ne le prihranijo prostor na tiskanem vezju, ampak lahko dodatno znižajo stroške tudi 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 procesa sestavljanja. Tukaj je mogoče po izbiri namestiti različne module na osnovne tiskane plošče. Tako je mogoče v enem hitrem delovnem koraku izdelati široko paleto izdelkov. Ker je mogoče sklop na koncu tudi zaliti, ostane električna in mehanska povezava zanesljivo ohranjena.
Z zalivanjem (zalivanje) 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 (tehnika priključevanja). Enodelni konektor, vtisnjeni in zaliti – v tej kombinaciji so elektronske sklopne enote zaščitene pred (skoraj) vsemi vplivi.
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 procesa sestavljanja. Tukaj je mogoče po izbiri namestiti različne module na osnovne tiskane plošče. Tako je mogoče v enem hitrem delovnem koraku izdelati široko paleto izdelkov. Ker je mogoče sklop na koncu tudi zaliti, ostane električna in mehanska povezava zanesljivo ohranjena.
Z zalivanjem (zalivanje) 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 (tehnika priključevanja). Enodelni konektor, vtisnjeni in zaliti – v tej kombinaciji so elektronske sklopne enote zaščitene pred (skoraj) vsemi vplivi.
Več o temi »tehnologija press-fit« v brezplačnem belem dokumentu

Želite pridobiti še podrobnejše strokovno znanje o tehniki vtiskovanja (tehnologija press-fit)?
Za podrobnejše informacije o osnovah tehnike vtiskovanja vam z veseljem pošljemo naš brezplačen strokovni dokument:
Zahtevajte strokovni dokument »
Za podrobnejše informacije o osnovah tehnike vtiskovanja vam z veseljem pošljemo naš brezplačen strokovni dokument:
Zahtevajte strokovni dokument »
Primeren vtisni konektor

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

Imate še kakšno vprašanje?
V tem primeru nas prosimo kontaktirajte!
Pošljite povpraševanje prek obrazca
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
V tem primeru nas prosimo kontaktirajte!
Pošljite povpraševanje prek obrazca
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de

