Die Lohnfertiger aus Dornbirn bieten ihren Industriekunden im Dreiländereck Deutschland, Österreich und der Schweiz für das Dichtungsschäumen, Kleben und Vergießen von Bauteilen unterschiedlichster Industrieanwendungen ein umfassendes Leistungsangebot an, von der Bemusterung von Prototypen über Klein- bis Großserien im Produktionsmaßstab. Unter Verwendung der konzerneignen Misch- und Dosieranlagen sind sie quasi die verlängerte Werkbank für ihre Industriekunden. Sie können flexibel auf die jeweiligen Kundenwünsche reagieren, decken Fertigungsspitzen ab oder überbrücken geringe Produktionskapazitäten, ohne dass der Kunde in eigene Maschinen investieren muss.
Lohnschäumen und -vergießen im Miniaturmaßstab
Da im Dreiländereck viele Kunststoff verarbeitende Unternehmen aus der Medizintechnik und Elektronikindustrie liegen, für die besonders das Abdichten und Versiegeln von Kleinstteilen wichtig ist, hat sich Sonderhoff PSA vor allem auf Schaumdichtungs- und Vergussapplikationen im Mikrobereich spezialisiert. Durch die zunehmende Verkleinerung von Bauteilen und die immer höheren Anforderungen an kleinste Untereinheiten von Gesamtbauteilen werden in den letzten Jahren verstärkt kleine und kleinste Gehäusedichtungen, die so genannten Mikrodichtungen, aber auch Mikroverguss von Kleinstbauteilen nachgefragt.
Der Entwicklung eines Mischkopfes zur präzisen Dosierung von Kleinstmengen für kleinformatige Bauteile sind bei dem Maschinenbauer Sonderhoff Engineering in Hörbranz/Vorarlberg mehrere Jahre technischer Innovationen vorangegangen. Das Unternehmen gehört wie PSA zur Sonderhoff Gruppe mit Hauptsitz in Köln/Deutschland. Einen weiteren großen Schritt hin zu immer kleineren Applikationen macht der Mischkopf MK 650, ausgestattet mit technischen Innovationen wie der druckgeregelten Rezirkulationstechnik und der Hochdruckwasserspülung zum wartungsfreien Reinigen der Mischkammer. Durch konsequente Weiterentwicklung der Mischkopftechnik kann PSA mit dem neuen Mischkopf MK 650 auch Kleinstmengen bis zu einer Untergrenze von 0,1 g/s für geschäumte Dichtungen oder sogar nur 0,05 g/s bei Vergussmassen realisieren.
Damit die Dichtungsschäume, Klebstoffe und Vergussmassen in der industriellen Serienfertigung zuverlässig und kostengünstig aufgebracht werden können, bedarf es eines hohen Automatisierungsgrades und des jeweils am besten geeigneten Verfahrens.
Für das präzise Ausbringen von Dichtungs- und Vergussmaterial von 0,05 bis 0,2 g/s in den sehr engen Kontur-verläufen von Kleinstteilen ist vor allem die punktgenaue Führung des Mischkopfes der vollautomatischen Misch- und Dosiermaschinen verantwortlich. Die von Sonderhoff Engineering gebauten Linearroboter sorgen hierbei mit einer maximalen Toleranz von +/- 0,1 mm für eine Wiederholgenauigkeit der Bahnsteuerung, wodurch es möglich ist, den Mischkopf immer punktgenau an die gleiche Stelle zu positionieren. Das Zusammenspiel von Wiederholgenauigkeit und hoher Präzision der Sonderhoff Mischkopftechnik ist die optimale Voraussetzung für einen konstanten und konturgenauen Dichtungsauftrag und seien die Austragsmengen auch noch so klein.
Mit Hilfe der Mischkopftechnik des MK 650 ist die Applikation von flüssig aufgetragenen, sehr schmalen Schaumdichtungen direkt vor Ort auf dem Bauteil mit allen Vorteilen des FIPFG-Verfahrens (Formed in-place foam gasketing) möglich. Dieses Verfahren hat sich in den vergangenen Dekaden flächendeckend durchgesetzt und gilt mittlerweile in verschiedenen Branchen als Standardverfahren zum Auftrag von Gehäusedichtungen aller Art. Gerade komplizierte, dreidimensionale Dichtungskonturen sind maschinell schnell und prozesssicher sowie in reproduzierbarer Qualität zu beschäumen.
ESD-konforme Lohnfertigung
Die beim Lohnfertiger Sonderhoff PSA eingesetzten Misch- und Dosieranlagen sind nach der DIN EN 61340-5-1 für den „Schutz von elektronischen Bauelementen gegen elektrostatische Phänomene“ zertifiziert. Damit können die steigenden Kundenanforderungen nach ESD-Schutz für elektrostatisch gefährdete Bauteile erfüllt werden. Gerade bei bestimmten Kunststoffen können Ladungspotenziale entstehen, die bei falscher Handhabung zu Funktionsstörungen der Elektronik führen können. PSA stellt durch das Tragen ableitfähiger Sicherheitsschuhe, Mäntel und Handschuhe im Fertigungsbereich sicher, dass die sensiblen Bauelemente nicht durch elektrostatische Entladungen beschädigt werden. In der Lohnfertigung von PSA wird jeder ESD-Auftrag individuell behandelt. Für jeden Kundenauftrag ist eine spezifische Fertigungsanweisung hinterlegt, die während der Produktion durch Messungen überprüft wird. Die in der Lohnfertigung von PSA geschäumten, geklebten oder vergossenen Bauteile dürfen in die und aus der ESD-Schutzzone nur in normgerechter Verpackung oder speziellen Transportbehältern, so genannte Trays, ein- bzw.- ausgeschleust werden.
Elektronikausfälle aufgrund elektrostatischer Aufladungen
Besonders im Winter bei kalter und trockener Luft kennt jeder das Phänomen, dass einem die Haare zu Berge stehen, weil sie elektrostatisch aufgeladen sind. Oder wenn wir beim Anfassen einer Türklinke einen leichten elektrischen Schlag wahrnehmen. Das Phänomen elektrostatischer Entladungen (Electro Static Discharge, kurz ESD) beschreibt die Auswirkungen beim Ausgleich von elektrischen Ladungen zwischen zwei unterschiedlich geladenen Materialien. Kommen diese miteinander in Berührung, werden positive und negative Ladungen ausgetauscht (Potenzialdifferenz) und verursachen einen sehr kurzen, aber hohen elektrischen Stromimpuls. Ursache der Potenzialdifferenz ist meist eine Aufladung durch Reibungselektrizität oder elektrische Influenz. Reibungselektrizität tritt z. B. auch beim Laufen über einen Teppichboden auf, wobei ein Mensch auf ca. 30.000 V aufgeladen werden kann.
Elektrische Influenz ist beispielsweise eins der größten Elektrostatik-Probleme in der Elektronikindustrie. Wenn leitfähige ungeladene Körper (Leiter) isoliert in ein statisches Feld gelangen, findet auf ihnen eine Ladungsverschiebung statt. Durch diese Ladungsverschiebung entstehen eine positive Ladung des Leiters und eine negative, wenn dieser Leiter keine galvanische Verbindung zu anderen elektrischen Leitern hat. In sich selbst bleibt dieser Leiter elektrisch neutral. Beim kurzzeitigen Erden im Feld fließt eine Teilladung ab (erste Entladung), beim Herausnehmen des Körpers aus dem Feld ist er dann um den Fehlbetrag aufgeladen und es besteht die Gefahr einer unerwarteten zweiten Entladung, die zu Beschädigungen an den elektronischen Bauteilen führen können.
ESD verursacht jährlich Millionenschäden in der Wirtschaft. Fehler in der IT- Steuerung automatisierter Fertigungsstraßen haben ihre Ursache nicht immer in der Software. Vielmehr sind bei integrierten Schaltkreisen auf Halbleiterbasis elektrostatische Entladungen eine der häufigsten Ausfallursachen. Die wirtschaftlichen Schäden dadurch sind beträchtlich, zumal der Anteil an Elektronik von 1993 bis 2003 um das Vierfache gestiegen ist. 60% der liegen gebliebenen Fahrzeuge sind Elektronikausfälle. Die zunehmende Komplexität der Halbleiterbauelemente bei immer höheren Taktraten und die kontinuierliche Verringerung von Strukturen elektronischer Bauelemente von 1,5μm (1985) hin zu 32nm (2008) sowie eine rapide steigende Leistungsfähigkeit der Steuergeräte und ihrer zunehmenden Vernetzung untereinander führen zu einer höheren Anfälligkeit durch die Gefahr einer elektrostatischen Entladung. Heute wird davon ausgegangen, dass 10% der „ESD-gestressten“ Halbleiterbauelemente Fehler verursachen. Diese können ein Totalausfall oder eine Beschädigung des Bauelements sein. Letzteres bleibt oft unerkannt und kann zu teuren Rückruf-Aktionen führen. Daher ist der Schutz vor elektrostatischen Entladungen heute in allen Bereichen der Mikroelektronik unverzichtbar.
