Direktumspritzung zur Einhausung elektronischer Baueinheiten

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Direktumspritzung stellt hohe Ansprüche an Bauteil- und Werkzeugkonstruktion

Des Weiteren ermöglichten sowohl die hohen Stückzahlen als auch die Kostenvorgaben keinen mehrstufigen Prozess. Eine Vergusslösung kam ebenso nicht in Frage. Aus diesem Grund wurde eine Direktumspritzung auf einer Spritzgießmaschine eingehender geprüft und letztendlich favorisiert.

Die Direktumspritzung stellt enorme Herausforderungen an die Bauteil- und Werkzeugkonstruktion, die Werkstoffauswahl sowie den Verfahrensprozess:

• Die mechanische Beanspruchung der elektronischen Komponenten während der Einspritz- und der Nachdruckphase muss reduziert werden. Außerdem ist eine Verringerung der thermischen Beanspruchung der elektronischen Komponenten erforderlich. Die Fixierung der Einlegteile in der Kavität während des Einspritzprozesses muss individuell angepasst werden. Um Bauteilspannungen zu vermeiden, kann eine Anpassung der Wanddicken notwendig sein. LED-Bauelemente und Steckeranschlüsse sind abzudichten. Eine wesentliche Aufgabe der Schmelzeführung in der Kavität ist die Vermeidung von Lufteinschlüssen. Wichtig ist eine effektive Werkzeugentlüftung

• Die Auswahl des Kunststoffs wird prinzipiell von der Bauteilspezifikation (Gehäusefunktion) bestimmt. Weiterhin darf die thermische Prozessführung die maximale Temperaturbelastbarkeit der Elektronik nicht übersteigen. Die Änderungen der Bauteilvolumina infolge von Schwindung und Temperaturausdehnung sind zu beachten.

• Eine wesentliche Aufgabe bei der Prozesserarbeitung und -optimierung ist die Umsetzung einer entsprechenden Serienprozessfähigkeit. Die Bauteilqualität muss bei Sicherstellung der Funktionsfähigkeit der Elektronik innerhalb der angelieferten Fertigungstoleranzen für das Verfahren sichergestellt sein. Der Bauteilausschuss – insbesondere beim Anfahren des Prozesses – ist zu minimieren (Kostenfaktor Elektronik). Die thermische Prozessführung muss auf die Baugruppe abgestimmt werden.

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