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productronica 2021 Die offizielle Messezeitung 23 www markttechnik de Baugruppen-Beschichtung Maskierung überflüssig Schicht aufsprühen – Baugruppenschutz fertig Elektronische Baugruppen müssen vor Umwelteinflüssen gut geschützt werden – sonst kann schon ein verschütteter Kaffee das ganze Auto lahmlegen Damit dies nicht passiert gibt es verschiedene Möglichkeiten die Baugruppen zu schützen Sie einfach in Gehäuse zu setzen ist in den meisten Fällen schon aus Platzgründen nicht möglich – von den zusätzlichen Kosten ganz zu schweigen Doch es funktioniert auch mit Schutzschichten beispielsweise Lacken Hier wiederum gibt es unterschiedliche Methoden – jede eignet sich für ganz bestimmte Einsatzbedingungen und Anforderungen der Elektronik Sowohl tiefes Wissen im Bereich der Chemie der Lacke und verwandter Schutzschichten als auch der Elektronik sind erforderlich um sicher auswählen zu können welche Substanz für welche elektronische Baugruppen für die jeweiligen Anforderungen am besten geeignet ist Genau darauf hat sich die in Owen bei Kirchheim unter Teck ansässige Puretecs spezialisiert Denn es gibt viele verschiedene Möglichkeiten aus den vielen unterschiedlichen Materialien und den verschiedenen Verfahren die Kombination zu finden die die Baugruppen optimal schützt – und war zu einem erschwinglichen Preis »Wir schauen uns die jeweiligen Einsatzfälle und die Baugruppen genau an um zu ermitteln und zu erklären welche Probleme sich stellen und welche Schutzmaßnamen mit welchen Materialien und welchen Prozessen infrage kommen« erklärt Stephan Ballhaus der sich seit 2005 mit Schutzbeschichtungen für die Elektronik beschäftigt So hat er schon vor Jahren ein in Europa damals völlig neues Verfahren etabliert über das sich in einem Tauchbad eine dünne Schicht von Fluorpolymeren auf die Baugruppe aufbringen lässt Dazu entwickelte er die entsprechenden Anlagen sodass die Kunden den gesamten Produktionsprozess einführen konnten 2012 gründete Stephan Ballhaus Puretecs um neben dem Vertrieb der Beschichtungsmaterialien auch die Anlagenund Prozesstechnik zu entwickeln und den Anwendern die gesamte Prozesstechnik zur Verfügung stellen zu können Das Geschäft wächst weil mehr und mehr Baugruppen in Bereiche wandern die mit Elektronik bisher nichts zu tun hatten Besonders schnell ist der Anteil der Elektronik im Auto gestiegen Die meisten Anwender haben inzwischen erkannt dass es auf die entsprechenden Schutzschichten ankommt die eine Baugruppe vor dem Ausfall und den Hersteller vor hohen Kosten schützt Dabei gibt es viel zu beachten Soll die Schutzschicht entfernbar oder lösungsmittelfrei sein soll die Kontaktfähigkeit erhalten werden kommt es auf die schnelle Trocknung an müssen Bauteile ausgespart werden oder sollen sie entfernbar sein? Die Antworten auf solche Fragen legen nur den Ausgangspunkt der Betrachtung fest Es kommen weitere Anforderungen hinzu Die Schutzbeschichtungen müssen beispielsweise für LEDs durchsichtig sein Teilweise müssen sie silikonfrei temperaturbeständig über bis 150 °Chochfrequenztauglich und temperaturschockbeständig sein Außerdem muss ermittelt werden welche mechanischen Belastungen auf die Baugruppe zukommen Müssen sie etwa kratzund schlagfest sein? Welchen Schadstoffen sind sie ausgesetzt? Welcher Schutz vor Wasser muss bestehen? Und schließlich müssen das Verfahren und die entsprechenden Anlagen ausgewählt werden von denen ebenfalls verschiedene Einsatz finden können von selektiven Beschichtungsanlagen über Tauchbeschichtungsanlagen Dispenser Spraydose bis zu manuellen Verfahren ohne Anlagen Unter anderem arbeitet Purtecs mit der französischen ABchimie zusammen die unter anderem einen Lack entwickelt hat der unter UV-Licht aushärtet »Ein sehr ausgeklügeltes System inzwischen ist ABchimie zur Nr 1 in Frankreich aufgestiegen« sagt Stephan Ballhaus Das Unternehmen setzt einen besonderen Schwerpunkt auf die Bahntechnik sowie die Luftund Raumfahrt Advanced nanoGard Ein ganz neues Material und Verfahren hat das amerikanische Startup Actnano entwickelt Die Vetretung in Deutschland hat Puretecs übernommen Stephan Ballhaus sieht die Schutztechnologie als eine sehr interessante Alternative an »Automobil-Industrieund Unterhaltungselektronik-Hersteller können jetzt ihre Baugruppen deutlich kostengünstiger vor Umwelteinflüssen schützen « Denn die komplett neue Beschichtungstechnologie – Advanced nanoGuard ANG genannt – unterscheide sich von allen bisherigen Verfahren deutlich Die Schutzschicht „ANG Titan“ kann über die gesamte Fläche direkt aufgesprüht werden ohne dass Kontaktflächen dabei ihre Leitfähigkeit verlieren Das vereinfacht den Schutz solcher Baugruppen entscheidend Zudem ist die Technik skalierbar und lässt sich nahtlos in bestehende Fertigungslinien integrieren Dazu bietet Actnano schlüsselfertige Systeme für die Automobil-Industrieund Unterhaltungselektronikhersteller an Doch was ist daran grundlegend neu? Wie oben schon erwähnt werden in vielen Fällen dazu Lacke verwendet Dabei gibt es aber ein Problem Die ausgehärteten Lacke bilden eine isolierende Schicht über die gesamte Leiterplatte auch über Kontaktflächen die eigentlich offen bleiben sollten damit beispielsweise Steckverbinder eine leitende Verbindung herstellen können Dem lässt sich zwar abhelfen indem die freibleibenden Kontakte vor der Beschichtung abgedeckt werden oder indem selektiv beschichtet wird »Doch beides erfordert zusätzlichen Aufwand und teilweise komplizierte Anlagen was die Kosten nach oben treibt« so Ballhaus Actnano umgehe dieses Problem »Ein Geheimnis von ANG Titan besteht darin dass er nicht wirklich aushärtet sondern dauerhaft eine honigähnliche Konsistenz beibehält Eine Polymerisation findet nicht statt « Wichtig ist auch das Titan als Bestandteil des neuen Materials »Das Einzigartige an Titan ist dass es die Elektronik zu 100 Prozent schützt dass Kontakte von außen aber die Schutzschicht einfach durchdringen können und die elektrische Leitfähigkeit gewährleistet ist Die Dicke der Schutzschicht ist dabei nicht besonders relevant« erklärt Jeremy Garbacik Vice President of Global Sales von Actnano Zudem ist ANG Titan über einen weiten Betriebstemperaturbereich stabil Im Gegensatz zu herkömmlichen Schutzlacken kann ANG Titan damit auf Steckverbinder aufgetragen werden auf Antennen oder LEDs und auch auf Bauelemente die während des Betriebs heiß werden Durch einfaches Aufsprühen über die gesamte Baugruppe spart dies wertvolle Zeit und Kosten weil die zusätzlichen Schritte zum Abdecken und die Sperrzonen überflüssig werden Actnano hat AGN Titan für den Einsatz in der Massenproduktion konzipiert Für Baugruppen die zur Reparatur ausgebaut und dann bearbeitet werden ist die neue Technik weniger geeignet denn die Reparaturarbeiten könnten die Schutzschicht verletzten – der Schutz wäre nicht mehr gewährleistet »Doch überall wo die Baugruppen in relativ hohen Stückzahlen Einsatz finden und im Falle einer Fehlfunktion einfach ausgetauscht werden etwa in Sensoren von Maschinen bietet Actnano jetzt eine kostengünstige Alternative« sagt Stephan Ballhaus ha ABchimie und Puretecs Halle A2 Stand 502 Wasser perlt von der Oberfläche einer mit „ANG Titan“ von Actnano beschichteten Baugruppe ab und kann nicht in Hohlräume eindringen Unter UV-Licht sieht man die Vollständigkeit der Beschichtung Tauchbeschichtung einer Baugruppe Bilder Puretecs Beschichtung im Dam Fill-Verfahren