Direktumspritzung zur Einhausung elektronischer Baueinheiten

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Aufgrund der hohen Belastung der Einleger im Spritzgießprozess galt es, verschiedene Fragen zu klären, um die grundsätzliche Realisierbarkeit der Direktumspritzung elektronischer Bauelemente zu bewerten:

• Können elektronische Komponenten den Verarbeitungseinflüssen der Verfahrenstechnik standhalten?

• Welche Anforderungen muss die Werkzeugtechnik erfüllen, zum Beispiel hinsichtlich der Schmelzeführung, der Kühlung und der Fixierung der Einleger?

• Welche Anforderungen sind an die Prozessführung zu richten?

• Welche Kunststoffe eignen sich für eine Direktumspritzung?

Zur Untersuchung dieser offenen Punkte wurden bei Huonker im Rahmen eigenfinanzierter sowie kundenspezifischer Projekte Machbarkeitsstudien erstellt. Zunächst erfolgte die Ermittlung der Temperaturfestigkeit der elektronischen Komponenten in einem Wärmeofen. Des Weiteren wurde zu Testzwecken eine kleine Werkzeugkavität gefertigt, um die vorselektierten Bauteile mit verschiedenen Kunststoffen zu umspritzen und zu prüfen.

Die Untersuchungsergebnisse ließen den Schluss zu, dass die prinzipielle Umsetzbarkeit einer Direktumspritzung gegeben ist. Zur letztendlichen Bestätigung dieser Einschätzung fehlte jedoch das notwendige Praxiswissen eines konkreten Anwendungsfalls.

„Kunststoff-Housing“ soll Metalldruckgussgehäuse substituieren

Als ein Hersteller von Sensorsystemen an Huonker herantrat, um ein vorhandenes Produkt kostengünstiger zu fertigen, ergab sich die Möglichkeit, das erarbeitete Know-how in einer konkreten Anwendung umzusetzen. Ziel des Projekts war die Substitution eines Metalldruckgussgehäuses durch ein „Kunststoff-Housing“ bei einer Sensoreinheit.

Aufgrund der Substitution wurden Kosteneinsparungen beim Werkstoff und der Montage erzielt. Dadurch konnte man dem Kostendruck des Marktes für die gesamte Baugruppe begegnen. Bis dahin wurde die elektronische Baugruppe, die aus einer Leiterplatte mit LED-Bauelementen besteht, manuell in ein Metallgehäuse montiert und durch Einbringen zusätzlicher Dichtungen gegen Außeneinflüsse abgedichtet. Die dazu erforderlichen Prozessschritte gestalteten die gesamte Fertigung aufwendig und kostenintensiv.

Aufgrund der anwendungsbedingten hohen Anforderungen erschien eine wirtschaftliche Gehäusefertigung mittels üblicher Verfahren zunächst nicht möglich. Weil das Kunststoffteil hinsichtlich der mechanischen Stabilität, der Temperaturbeständigkeit und der Medienresistenz ähnliche Eigenschaften wie das Metallgehäuse haben sollte, schied eine Hotmeltumspritzung aus.

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