Etablierung eines Spritzgießprozesses zur Umspritzung von Elektronik mit Epoxidharz

Abstract

Zum Schutz elektronischer Baugruppen vor Umwelteinflüssen kommen bei Sensoranwendungen verschiedene Polymersysteme zum Einsatz. Eine vielversprechende Methode ist die Direktumspritzung von Elektronikkomponenten mit rieselfähigen Epoxid (EP)-Harzen. Diese Technologie bietet gegenüber Gießharzen und Hotmelt-MouldingMaterialien sowohl prozesstechnische Vorteile als auch verbesserte Materialeigenschaften. Ziel dieser Arbeit ist, die wichtigsten Aspekte für die Etablierung eines Spritzgießprozesses zur Umspritzung von Elektroniken bei einem österreichischen Elektronikhersteller darzustellen. Im Rahmen der Arbeit wurden zwei EP-Harze unterschiedlicher Hersteller diversen Prüfungen unterzogen, die sowohl für die Verarbeitung als auch für die Anwendung von Sensoren relevant sind. Dazu wurden zwei thermische Analyseverfahren, Wasseraufnahmeprüfungen, Laserbeschriftungstests sowie Bewitterungstests durchgeführt. Zusätzlich erfolgte eine zerstörungsfreie Analyse bereits umspritzter Leiterplatten mittels einer dreidimensionalen Röntgen-Computertomographie (3D-XCT) sowie eine Bewertung von Schnittbildern. Ergänzend wurden zwei Produktkonzepte entwickelt, die sich für die Umsetzung mit dieser Technologie eignen. Weiters wurden Konstruktionshinweise für die Umspritzung mit duromeren Formmassen erstellt. Diese Hinweise beziehen sich auf die Gestaltung von elektronischen Baugruppen als Einlegeteile und die Konstruktion eines Spritzgießwerkzeuges. Die Arbeit beschreibt zudem die Vorgehensweise bei der Etablierung eines Spritzgießprozesses sowie den Umgang mit diversen Fehlerbildern in einem laufenden Produktionsbetrieb. Die Ergebnisse zeigen, dass die Umspritzung mit duromeren Formmassen technisch gut umsetzbar ist, den Fertigungsprozess im Vergleich zu bestehenden Produkten verbessert und die Produktion von robusten Sensorlösungen ermöglicht.

Datum der Bewilligung	2025
Originalsprache	Deutsch (Österreich)
Betreuer/-in	Gernot Zitzenbacher (Betreuer*in)