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Leitfähige Lacke schützen die empfindlichen Bauteile

Kunststoffgehäuse: Auf die richtige Abschirmung kommt es an

31. Januar 2011, 15:09 Uhr | Nicole Wörner

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Stromloses Beschichten, leitfähige Lacke

Stromloses Beschichten

Stromloses Beschichten ist ein chemischer Prozess, der Duplexbeschichtungen bestehend aus einer Schicht stromlos aufgetragenem reinem Kupfer mit einer Schicht stromlos aufgetragenen Nickel-Phosphor-Legierung überzieht. »Jede Schicht bietet bestimmte Vorteile«, verdeutlicht Loret. »Die dünne Kupferschicht sorgt für eine hohe Leitfähigkeit bei der Abschirmung elektrischer Felder und ebener elektromagnetischer Wellen. Die Nickel-Phosphor-Oberschicht schützt dabei das Kupfer vor Oxidation und Korrosion. Die Nickel-Beschichtung sorgt aufgrund ihrer Härte zudem für einen Abrieb- und Abnutzungsschutz.«

Stromlose Abschirmungsprozesse können über das gesamte Kunststoffteil hinweg angewendet werden – oder nur teilweise, um bestimmte Stellen zu metallisieren. Bei der teilweisen Metallisierung muss eine spezielle organisch-leitfähige Schicht durch Aufsprühen an den Stellen aufgetragen werden, wo die Beschichtung gewünscht ist. Der Rest des Gehäuses wird abgedeckt.

Die Abschirmeffizienz und Leitfähigkeit des Bauteils sind Funktionen der Kupferdicke. Bei einer Beschichtungsdicke von 5,2 µm lässt sich eine Abschirmeffizienz von 80 bis 90 dB (bei 30 bis 1000 MHz) erzielen. Der Oberflächenwiderstand (bzw. die Oberflächenimpedanz) wird durch die Ebenheit der Oberfläche bei einer bestimmten Kupferdicke beeinflusst.

Leitfähige Lacke

»Leitfähige Lacke stellen eine effiziente und einfache Art zur Abschirmung von Kunststoffgehäusen dar«, ist Loret überzeugt. »Vor allem größere Bauteile eignen sich für diesen Prozess. Materialien wie die CHO-SHIELD-Reihe von Chomerics bieten Entwicklern die Wahl zwischen Epoxy-, Polyurethan- und Acryl-Beschichtungen, um verschiedenen Substraten zu entsprechen. Füllpartikel aus Silber, silber-beschichtetem Kupfer, Kupfer und Nickel bieten eine Reihe von Abschirm-Performance- und Kostenoptionen. Damit lässt sich bei 50 MHz bis 10 GHz eine Abschirmeffizienz von mehr als 75 dB erzielen.«

Ein wesentlicher Vorteil leitfähiger Lacke ist nach Lorets Meinung deren einfaches Aufbringen: Handelsübliche und erschwingliche High-Volume-/Low-Pressure-Sprühanlagen (HVLP) und Druckbehälter mit Propeller-Vermischung verteilen die Farbe auf das Substrat. Je nach Produktionsumfang können sich OEMs für ein manuelles Aufbringen des leitfähigen Lacks oder für Robotertechnik entscheiden, die einen höheren Durchsatz und maximale Reproduzierbarkeit unterstützt. Wird die leitfähige Beschichtung von Bauteilen innerhalb des Unternehmens durchgeführt, ergeben sich unter anderem Kostenvorteile. Fortschrittliche Lackzusammensetzungen ermöglichen sehr ebene und gleichförmige Flächen, was wiederum die Abschirmeffizienz des Bauteils erhöht. »Die Zusammensetzung des Lacks führt zu einem sehr niedrigen Widerstand, wobei eine Beschichtung von 25 µm den gewünschten Abschirmeffekt erzielt«, führt Loret aus. »Fortschrittlichere Lacke, die sich derzeit noch in der Entwicklung befinden, müssen dann nur noch 10 bis 15 µm dick aufgetragen werden, was weitere Einsparungen für den bereits kosteneffizienten Ansatz zur Abschirmung von Kunststoffgehäusen mit sich bringt.«

Die große Auswahl leitfähiger Lacke ermöglicht je nach Anwendung eine optimale Materialauswahl. Die Wahl des richtigen Lacks für das jeweilige Kunststoffgehäuse kann zeitraubende und teure Oberflächenbehandlungen vor der eigentlichen Beschichtung vermeiden. Die meisten anderen Beschichtungstechniken erfordern eine Art Oberflächenbehandlung oder Vorbehandlung, um ein entsprechendes Haften der Beschichtung auf dem Kunststoffbauteil zu gewährleisten.