Kunststoff-Spritzgießen Direktumspritzung zur Einhausung elektronischer Baueinheiten

Zum Einhausen elektronischer Baugruppen in ein Kunststoffgehäuse bietet sich das Direktumspritzen auf Spritzgießmaschinen an. Basis dafür ist, dass sich die mechanische und thermische Beanspruchung der Elektronik in Grenzen hält. Eine elektronische Einheit mit LED-Elementen zeigt die wirtschaftliche Umsetzbarkeit.

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Hans Huonker GmbH

Die Einbettung elektronischer Bauelemente in eine Kunststoffmatrix ist heute Stand der Technik. So werden Spulen und Sensoren, aber auch gesamte elektronische Baugruppen in Kunststoff eingebettet, um sie vor Umgebungseinflüssen wie Feuchtigkeit, chemisch aggressiven Medien, Mikroorganismen sowie mechanischer Belastung zu schützen.

Kleber sind bei hoher Temperaturbelastung nur bedingt verwendbar

Zum Einsatz kommen dabei üblicherweise Lackier- und Vergussverfahren. Für sie ist eine niedrige Temperatur- und Druckentwicklung während der Verarbeitung charakteristisch. Nachteilig bei diesen Verfahren erweist sich jedoch bei entsprechenden Fertigungsstückzahlen die Kostenstruktur.

Eine weitere Verarbeitungstechnik, die bei der kunststofftechnischen Einhausung von Elektronikkomponenten zur Anwendung kommt, ist das Hotmelt Moulding. Bei diesem Verfahren werden die elektronischen Bauteile in einer Werkzeugkavität mit einem Schmelzekleber umspritzt. Die Verarbeitung des Hotmelts erfolgt im Spritzgießprozess. Aufgrund der aktiven Werkzeugkühlung wird der Spritzmasse Wärme entzogen, wodurch sie sich verfestigt.

Infolge der Prozessführung lassen sich kurze Zykluszeiten bei akzeptabler Bauteilbelastung erzielen. Jedoch sind die Eigenschaften der verfügbaren Schmelzeklebertypen eingeschränkt. So sind diese Kleber bei hoher Temperaturbelastung oder bestimmter Chemikalieneinwirkung nur bedingt verwendbar oder schlichtweg ungeeignet.

Mehrstufiges Verfahren umspritzt elektronische Bauteile mediendicht

Dennoch bietet das Spritzgießen den wirtschaftlichsten Lösungsansatz zur Einbettung elektronischer Bauelemente. Als innovativer Entwickler und Hersteller hochpräziser Bauteile aus Kunststoff und Metall hat sich die Hans Huonker GmbH, Villingen-Schwenningen, daher der Herausforderung gestellt, elektronische Komponenten wie LED-Bauelemente mit Standardkunststoffen direkt zu umspritzen. Bereits vor sechs Jahren wurde bei Huonker ein mehrstufiges Spritzgießverfahren entwickelt, das elektronische Bauteile mediendicht umspritzt (Bild 1).

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