Teaser Komponentenschutz 2000x701px
Ako zabezpečiť ochranu komponentov

Správny postup, správny konektor

Ako zabezpečiť ochranu komponentov – správny postup, správny konektor

Odvetvie elektroniky prechádza zmenami: či už v automobilovom priemysle, v solárnej a veterná energia alebo v priemyselnej automatizácii – elektrifikácia prebieha vo všetkých oblastiach. S neustále rastúcou prepojenosťou však v posledných rokoch stúpol aj počet porúch elektroniky – podľa Center for Automotive Research až o 29 %. V závislosti od očakávaných vplyvov prostredia je preto potrebná ochrana elektronických komponentov. Vďaka nej je možné elektroniku spoľahlivo chrániť – na to však používatelia potrebujú aj príslušné riešenie pripojenia kompatibilné s zalievaním.

Rastúci dopyt po metódach ochrany komponentov

Rôzne postupy chránia elektronické súčiastky pred nárazmi, vibráciami, vlhkosťou, nečistotami, vysokými teplotami, dlhodobými teplotnými výkyvmi a následnými poškodeniami. Ochrana komponentov tak môže podstatne prispieť k zlepšeniu životnosti, funkčnej bezpečnosti a spoľahlivosti konečných výrobkov.

Z tohto dôvodu sa metódy ochrany komponentov už pravidelne využívajú v mnohých aplikáciách: v elektromobilite, priemyselnej automatizácii, železničnej technike, v oblasti zdravotníckej techniky (zdravotnícka technika), veterných elektrární (veterná energia) a solárnej techniky (Solartechnik), komunikačnej elektronike, v poľnohospodárstve a v domácich spotrebičoch – elektronika sa dnes používa takmer všade. Rastúcou výzvou je pritom narastajúci trend miniaturizácie. Elektronika je čoraz menšia a vyžaduje rôzne ochranné opatrenia, aby sa opäť zväčšili povrchové cesty a eliminovali vzdušné vzdialenosťe.

V závislosti od zaťaženia a prevádzkových podmienok komponentov sa preto volí medzi rôznymi postupmi: najpopulárnejšie z nich sú Potting-zalievanie, ochranný lak a nízkotlakové vstrekovanie.

Máte konkrétne otázky?

mail
Radi vám pomôžeme s vašimi otázkami. Stačí nás kontaktovať!

K kontaktnému formuláru »

Metódy ochrany komponentov: Potting – zalievanie

Tabelle Potting Vergussstoffe
Tabuľka 1: Najbežnejšie zalievacie hmoty a ich vlastnosti
Veľmi často sa používajú jedno- a dvojzložkové zalievacie hmoty, tzv. potting compounds. Pri dvojzložkových zalievacích hmotách sa živica a tvrdidlo zmiešavajú v určitom pomere pomocou príslušnej strojovej techniky a štandardne sa vlievajú do dutiny cez statickú miešaciu trubicu. Tento proces studenej zalievanie je teda neformovací a vyžaduje si puzdro, do ktorého sa zalievacia hmota vlieva.
Pottingový zalievanie ponúka pritom mnoho výhod: nielenže zabezpečuje vynikajúcu elektrickú izoláciu, vysoký odvod tepla a tlmenie vibrácií a nárazov, ale vyznačuje sa aj odolnosťou voči chemikáliám, vlhkosti, tepelný šok a cyklickým zaťaženiam, chráni elektroniku pred prachom a vlhkosťou a navyše má nehorľavé vlastnosti.
 
Štandardne sa v závislosti od konkrétnych požiadaviek používajú epoxidové, polyuretánové a silikónové živice. Všetky sa líšia svojimi vlastnosťami (tabuľka 1). 

Okrem uvedených materiálov existujú aj špeciálne zalievacie hmoty a liate živice. Tie sa však používajú len za extrémnych podmienok. V súlade s požiadavkami ATEX tak napríklad chránia pred výbuchmi tým, že zabraňujú chemickej reakcii medzi zdrojom vznietenia, horľavou látkou a kyslíkom. Okrem toho umožňujú elektrickú izoláciu proti vysokému napätiu (až do 30 kV/mm), chránia pred prehriatím spôsobeným lokálnym uvoľňovaním tepla a vďaka triede ochrany IP68 poskytujú ochranu proti prachu, ako aj proti trvalému ponoreniu. zalievanie

ponúka používateľovi mnoho možností. Typickými výrobkami, pri ktorých sa táto metóda používa, sú akumulátorové batérie, výkonová a riadiaca elektronika, nabíjačky, elektronika s ochranou proti výbuchu, senzory, monitory a displeje.

Metóda ochrany komponentov: konformné lakovanie (ochranný lak)

WW Trilogie Text 2022 new
Obr. 1:  Porovnanie tenkovrstvového povlaku (vľavo), hrubovrstvového povlaku (uprostred) a zalievanie (vpravo)  Zdroj: Werner Wirth
Pomocou konformného povlaku (ochranný lak) sa dosky s plošnými spojmi pokrývajú buď úplne, alebo len selektívne. V prípade selektívneho povlaku (selektívne pokovovanie) sa ochrannou vrstvou pokryjú len potrebné oblasti dosky s plošnými spojmi. Zvyčajne sa rozlišujú dve varianty povlaku: tenkovrstvový povlak sľubuje vďaka rýchlemu vytvrdzovaniu a prispôsobenej viskozite vysokú hospodárnosť výrobných procesov. Naopak, mimoriadne vysoká ochrana hrán a plôch, ktorá chráni elektronické zostavy najmä pred extrémnou vlhkosťou, sa dosahuje pomocou hrubovrstvového ochranného laku. V oboch prípadoch dosahujú ochranné laky po vyschnutí hrúbku vrstvy iba v rozmedzí 30 – 2000 µm. Vďaka tomu je možné elektronickú zostavu inštalovať aj v stiesnených priestoroch.  

Vzhľadom na rôznu viskozitu ochranných lakov a tým aj rôzne tečenie sa na osadených elektronických zostavách často uplatňuje princíp DAM & FILL. Pri tomto postupe sa pomocou tixotropného ochranný lak vytvorí „Dam“ (nem. „hrádza“), napríklad okolo komponentov, ktoré nesmú byť zalité, ako sú napríklad konektor. Zvyšné komponenty sa následne pokryjú ochranný lak s nízkou viskozitou („Fill“, nem. „výplň“).

Na ochranný lak sa používajú rôzne polymérne materiály. Používatelia si tak môžu vybrať okrem iného medzi produktmi na báze silikónu a produktmi vytvrdzovanými UV žiarením. Prvé z nich sa vďaka širokému teplotnému rozsahu od -40 °C do +200 °C výborne hodia pre náročné prevádzkové podmienky, ako napríklad v letectve a kozmonautike alebo v pobrežných oblastiach. Druhé pozostávajú z akrylátov a polyuretánov alebo z hybridov oboch materiálov. Vyznačujú sa predovšetkým tým, že vďaka UV iniciácii veľmi rýchlo vytvrdzujú a vyznačujú sa veľmi dobrou odolnosťou voči tepelným šokom.

Oblasti použitia ochranných lakov sú rôznorodé a siahajú od automobilového priemyslu cez železničnú techniku (železničná technika), senzoriku, priemyselnú elektroniku, medicínsku techniku (zdravotnícka technika) až po spomínanú pobrežnú veternú energetiku (Offshore-veterná energia) a leteckú a kozmickú techniku.

Metóda ochrany komponentov: nízkotlakové vstrekovanie

Ausschnitt Draeger
Obr. 2:  Technológia nízkotlakové vstrekovanie na príklade hasičskej prilby. Uprostred sú viditeľné: konektor, ktoré boli vyrezané pomocou techniky Dam & Fill.  Zdroj: Werner Wirth
Špeciálnou formou zalievania je nízkotlakové vstrekovanie. Pri tomto postupe sa v jednom pracovnom kroku obalí zostava materiálom, čím vznikne konštrukcia puzdra a zároveň sa zostava ochráni. Elektronika sa pritom nepoškodí, pretože nízkoviskózne termoplastické materiály majú nízku spracovaciu teplotu a spracovávajú sa s oveľa nižším vstrekovacím tlakom ako pri bežnom vstrekovaní plastov. To na jednej strane šetrí komponenty, zároveň umožňuje rýchle vytvrdzovanie termoplastov a robí tento proces relatívne cenovo výhodným.

Vstrekovanie pri nízkom tlaku (nízkotlakové vstrekovanie) tak umožňuje, aby aj citlivé komponenty, ako sú kontakty, senzory, dosky s plošnými spojmi a cievky, boli ekologicky obalené, zlepené alebo utesnené podľa normy IP68, a boli tak chránené aj pred najsilnejšími namáhaniami.

Jedným z odvetví, ktoré je výrazne ovplyvňované vonkajšími vplyvmi, je napríklad poľnohospodárstvo. Stroje sú tu denne vystavené rôznym poveternostným podmienkam. Na ochranu ich elektroniky sa technológia nízkotlakové vstrekovanie dokonale hodí: spoľahlivo a dlhodobo chráni pred vlhkosťou, teplotnými výkyvmi, koróziou a otrasmi. 

Záver

icon info r

Potting, ochranný lak alebo nízkotlakové vstrekovanie: Ktorá metóda ochrany komponentov je najvhodnejšia, vždy závisí od konkrétnej oblasti použitia elektroniky a s ňou súvisiacich požiadaviek. Univerzálne riešenie neexistuje.

Problémová oblasť: konektor

Schliffbild Verguss
Obr. 3:  metalografický výbrus (rez) dvojdielneho konektor vs. jednodielneho flexilinkb-t-b Zdroj: ept GmbH
Extrémne teploty, nečistoty a vlhkosť, chemické alebo mechanické namáhanie: Vďaka vhodnému postupu ochrany komponentov je elektronika chránená pred takmer akýmkoľvek vonkajším vplyvom. Je však potrebné zohľadniť jeden aspekt: „zalievanie“ je možný len vtedy, ak použité materiály neobmedzujú funkčnosť zabudovaných komponentov. Na to je však potrebné aj príslušné riešenie pripojenia kompatibilné s zalievaním – použitie bežných doskových konektorov je teda vylúčené. Dôvodom je väčšinou dvojdielna technológia pružinovo-nožových kontaktov, pri ktorej môže zalievacia hmota (zalievacia hmota) preniknúť do citlivej oblasti zasúvania (oblasť spájania) a tým brániť kontaktu.

Pri bežných konektoroch je preto potrebné pred zalievanie utesniť kontaktnú oblasť metódou „Dam & Fill“, aby sa predišlo riziku ovplyvnenia zalievacia hmota (obr. 2). Ide o to, že zalievacia hmota v kontaktnej oblasti môže na jednej strane narušiť kontaktné body a tým prerušiť prenos signálu. Na druhej strane by brzdila relaxačné vlastnosti pružiny.

Aby bolo napriek tomu možné použiť zalievanie (zalievanie) a zároveň zabezpečiť požadovanú spoľahlivosť, odporúča sa zvoliť jednodielne pripojovacie riešenie, teda konektor, ktorý sa zaobíde bez tradičnej zásuvnej časti (oblasť spájania). Pri takomto jednodielnom konektore je vniknutie zalievacej hmoty (zalievacia hmota) do kontaktnej oblasti nemožné.  

technológia press-fit ako preferovaná technika pripojenia

UEbersichtsbild flexilink btb
Obr. 4:  Spojka dosiek flexilinkb-t-b s ept Tcom press® v zóne vtláčania (zalisovacia zóna). Zdroj: ept GmbH
konektor stupeň ochrany zalievanie Dôležitú úlohu tu zohráva aj výber „ technika pripojenia “. Vďaka obojstranným zalisovacím zónam sa „ oblasť pripojenia “ v dôsledku „ zváranie za studena “ medzi medenou objímkou a „ zalisovacia zóna “ „ plynotesný “ a vytvára tak odlievateľné spojenie medzi dvoma doskami s plošnými spojmi, ktoré sa v praxi osvedčilo už miliardy krát.

Lochspezifikation Flexilink
Obr. 5:  Špecifikácia otvorov v zalisovacia zóna spoločnosti ept Zdroj: ept GmbH
Na zabezpečenie tohto plynotesného spojenia je však absolútne nevyhnutné realizovať priechodové otvory (prekovený otvor) v súlade so špecifikáciou ept:


Vďaka absencii oblasti spájania je konektor (konektor) v kombinácii s technológiou vtláčania (technológia press-fit) schopný odolávať nárazom až do 200 g. Spojenie neovplyvňujú ani pohyby materiálu v dôsledku veľkých teplotných výkyvov, ani vplyv škodlivých plynov. Technológia vtláčania (technológia press-fit) mnohonásobne zvyšuje spoľahlivosť v porovnaní s technikou spájkovania (spájkovací vývod), keďže nemôžu vzniknúť ani studené, ani zlomené spájkované spoje. Okrem toho sa tak dajú vyhnúť náročným selektívnym spájkovacím prácam, drahým káblovým riešeniam a dištančný stĺpik, vďaka čomu vývojári nielen ušetria miesto na doske s plošnými spojmi, ale môžu navyše znížiť náklady až o 50 percent.  

Pomocou jediného komponentu sa vytvorí mechanické aj elektrické spojenie. Práve pri modulárne navrhnutých zostavách s konfigurovateľnými funkciami alebo rôznymi úrovňami výkonu sa proces vtláčania dá vynikajúco začleniť na koniec procesu montáže. Tu je možné podľa výberu umiestniť rôzne moduly na základné dosky s plošnými spojmi. Týmto spôsobom je možné v jednom rýchlom pracovnom kroku vyrobiť širokú škálu produktov. Keďže je možné aj záverečné zalievanie zostavy, elektrické a mechanické spojenie zostáva spoľahlivo zachované.  

Vďaka zalievaniu (zalievanie) môžu používatelia maximálne chrániť svoje elektronické zostavy pred agresívnymi vplyvmi prostredia. Kto však pre svoju aplikáciu zvažuje ochranu komponentov, musí zohľadniť aj výber vhodného konektora v kombinácii s vhodnou pripojovacou technikou (technika pripojenia). Jednodielny konektor – v tejto kombinácii sú elektronické zostavy odolné voči (takmer) všetkým vplyvom.

Viac informácií o téme „technológia press-fit“ nájdete v bezplatnej bielej knihe

Icon Whitepaper
Chcete získať ešte podrobnejšie odborné znalosti o technike vtláčania (technológia press-fit)?
Ak máte záujem o podrobné informácie o základoch techniky vtláčania, radi vám zašleme našu bezplatnú odbornú štúdiu:

Vyžiadať odbornú štúdiu »

Vhodný konektor na vtláčanie

Flexilink Produkt Kurzbeschreibung 515x3006
flexilink b-t-b

Náš konektor flexilink b-t-b presne spĺňa tieto požiadavky na odolnosť a spoľahlivosť a je navyše k dispozícii v osvedčenej technike vtláčania (technológia press-fit).
Ďalšie informácie o produkte nájdete tu:


Flexilink »
Motive Web Kurzbeschreibung Kontakt 1640x1195px
Máte ešte otázky?
V tom prípade nás prosím kontaktujte!

Žiadosť prostredníctvom formulára

+49 (0) 8861 2501 0

sales@ept.de
Ďakujeme! Čoskoro sa s vami skontaktujeme, aby

sme s vami prebrali vaše požiadavky. Vypracujeme a zašleme vám podrobnú správu o vysokorýchlostných vlastnostiach, ako aj S-parameter na simuláciu vášho vlastného návrhu.

Vyžiadajte si vlastnosti HighSpeed + S-parameter na simuláciu vášho vlastného návrhu

Polia označené * sú povinné.
Naše vyhlásenie o ochrane osobných údajov si môžete prečítať tu.

Vaša správa bola odoslaná.

Ďakujeme za Váš záujem – Vašu žiadosť vybavíme čo najskôr.

Kontaktný formulár

Polia označené * sú povinné.

Osobné údaje

Vaša správa

Ochrana osobných údajov

Naše vyhlásenie o ochrane osobných údajov si môžete prečítať tu.

Vaša správa bola odoslaná.

Ďakujeme za Váš záujem – Vašu žiadosť vybavíme čo najskôr.

Kontaktný formulár

Polia označené * sú povinné.

Osobné údaje

Stiahnutie z trhu

Vaša správa

Mám záujem o

Informačné materiály

Ochrana osobných údajov

Naše vyhlásenie o ochrane osobných údajov si môžete prečítať tu.

Ďakujeme za Váš záujem

Tu si môžete stiahnuť bielu knihu:

Stiahnuť bielu knihu

Predtým, ako si budete môcť stiahnuť bielu knihu, vyplňte prosím nasledujúce polia. Ďakujeme.

Polia označené * sú povinné.

Osobné údaje

Ochrana osobných údajov

Naše vyhlásenie o ochrane osobných údajov si môžete prečítať tu.

Vaša správa bola odoslaná.

Ďakujeme za váš záujem o naše networkingové podujatie po veľtrhu Electronica. Vašu žiadosť preveríme a čo najskôr vám potvrdíme účasť.

Formulár žiadosti

Polia označené * sú povinné.

Osobné údaje

Ochrana osobných údajov

Naše vyhlásenie o ochrane osobných údajov si môžete prečítať tu.

Ďakujeme za Váš dotaz

Preveríme vaše požiadavky a čo najskôr sa vám ozveme.

Vaše požiadavky na požadované konektorové spojenie

Pole označené * sú povinné, prosím vyplňte ich.

Kontaktná osoba

Vaša požiadavka

Nesprávny formát súboru! Prosím, vyberte súbor PDF alebo JPG.
Naše vyhlásenie o ochrane osobných údajov si môžete prečítať tu.

Ďakujeme za Váš dotaz

Preveríme vaše požiadavky a čo najskôr sa vám ozveme.

Požiadať o individualizáciu konektor

Pole označené * sú povinné, prosím vyplňte ich.

Kontaktná osoba

Vaša požiadavka

Nesprávny formát súboru! Prosím, vyberte súbor PDF alebo JPG.
Naše vyhlásenie o ochrane osobných údajov si môžete prečítať tu.