Isolationsfolien, Klebebänder und Stanzteile für EMS-Fertiger (Electronic Manufacturing Services)

Die Auslagerung der Elektronikfertigung zu einem Dienstleister hat erhebliche Vorteile. Meist verfügen diese EMS-Unternehmen über eine hohe Bauteile-Kompetenz, haben in unterschiedlichsten Anwendungen Erfahrungen gesammelt und können auch im Prototypenbau punkten. Ein eigener Prüfmittelbau ergänzt oft das Angebot von EMS-Dienstleistern.

In vielen Fällen geht das Angebot über die reine Platinen-Bestückung hinaus bis hin zur Elektronik-Entwicklung, Materialmanagement und (End)Montage ganzer Module. Spätestens dann kommen Produkte (Folien, Stanzteile, Beschichtungen) der CMC Klebetechnik mit ins Spiel. Denn die Isolation der Platinen, Transformatoren, Leistungskondensatoren oder Transistoren ist elementarer Bestandteil jeder elektronischen oder mechantronischen Baugruppe. Dabei muß in Abhängigkeit vom Einsatzort und den Rahmenbedingungen wie Temperatur, Vibration, mechanische Belastung, Spannungsniveaus und Frequenz Isolationsfolien individuell abgestimmt gewählt werden.

Am Beispiel einer Kapton®-Folie wird die zuvor getroffene Aussage klarer:

Will man eine elektrische/elektronische Einrichtung besonders kompakt bauen, stößt man an verschiedene Grenzen. Umso kleiner, desto höher wird die Energiedichte. Das bedeutet im simpelsten Fall eine höhere Temperaturbelastung. In gewissen Grenzen können die Bauteile mit entsprechender Temperaturklasse ausgesucht werden.
Für Isolationsfolien bedeutet das zum Beispiel: Überschreitet die Temperaturbelastung regelmäßig oder dauerhaft die Grenze von 130°C, kann man die sehr gute und dabei günstige Polyesterfolie als Isolationsfolie nicht mehr einsetzen. Ihre Obergrenze liegt bei 130°C (class B) und einer Lebensdauer bei dieser Betriebstemperatur von gerade mal 2,5 Jahren. Dann ist die Spannungsfestigkeit alleine aufgrund der Alterung um 50% gesunken. Klebebänder aus Kapton®-Folien dagegen sind für bis zu 180°C ausgelegt und haben eine sehr große Lebensdauer.

Allerdings erreicht man eine kompakte Bauweise nicht nur dadurch, dass man die Energiedichte erhöht und höher temperaturbeständige Bauteile einsetzt. Denn dies ist ein „teures“ Verfahren. Besser ist es, die Wärme effektiv abzuleiten, damit gar nicht erst eine solche Temperaturerhöhung stattfindet. Das erreicht man in der Elektronikfertigung vor allem durch wärmeleitende Produkte wie Thermal Pads, Wärmeleitpaste oder sehr dünne, wärmeleitende Isolationsfolien aus Kapton® MT.
Polyesterfolien wären in diesem Fall kontraproduktiv, da sie einen wesentlich höheren thermischen Widerstand haben, also die Entwärmung eher behindern.

EMS Dienstleister kennen natürlich weitere Möglichkeiten, die Baudichte zu erhöhen. Jedoch müssen dabei die genormten Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden. Diese werden ums kleiner (kompakter), desto sauberer die Umgebung ist (Verschmutzungsklasse) und desto höher die Temperaturklasse ist.  Vor allem muß jedoch die Empfindlichkeit gegenüber einer Kriechwegbildung niedrig sein (cti-Wert, comparative tracking index). Bei dieser Eigenschaft ist die Polyesterfolie klar im Vorteil (cti=1 statt cti=4 bei Kapton®) und erlaubt kürzere Kriechwege.

Folgerung: nicht jede Kunststofffolie ist für jeden elektrotechnischen Einsatz gleich gut geeignet.


Besonders bei der Verwendung von konventionellen Bauelementen (THT) können Isolationsstanzteile zwischen Bauteil und Multilayer-Platinen (PCB, FPC, RPC) einen Beitrag leisten. Sie helfen Platz zu sparen und gewährleisten dennoch eine zuverlässige Isolation. Durch eine wärmeleitende Ausrüstung der Isolationsstanzteile kann neben der elektrischen Funktion auch das Ableiten punktuell entstehender Verlustwärme erreicht werden.

EMS-Produzenten haben Erfahrungen in der Konzeption, dem Design und der Produktion von Leiterplatten,  elektronischen Komponenten und Geräten für Ihre Kunden. CMC Klebetechnik bietet dagegen ein großes Know-How in Bezug auf technische Folien und Beschichtung an. Sie können helfen, elektronische Baugruppen kompakter, zuverlässiger und langlebiger zu machen. Sie können auch die Montage erheblich günstiger gestalten (Stanzteile aus Isolationsfolien) oder die Baugruppenfertigung vereinfachen, weil Kriechstrecken anders erzeugt und Luftstrecken verkleinert werden - vom Prototypen bis zur serienreifen Leiterplatte.

Das oben gesagte trifft natürlich auch für Firmen zu, die andere Arbeiten in Lohn (Auftragsfertigung) durchführen. Zum Beispiel der Schaltschrankbau für die Prozesstechnik, Fördertechnik, Turbinentechnik, die Chemische Industrie oder den Maschinenbau, bei dem Stanzteile aus steifer, stabiler Polyester- oder Polycarbonatfolie eine zuverlässige Isolation zwischen 19" Rackeinschüben sicher stellen.

Es gibt eine nahezu unbegrenzte Anzahl an Anwendungen von Klebebändern in der Industrieelektronik, Antriebstechnik, Pumpenansteuerungen, Medizintechnik, in der Luftfahrt, bei der Sicherheitstechnik und Weißen Ware, bei der Kommunikationselektronik und ganz allgemein in der Elektrotechnik - fragen Sie uns, wenn Sie das Gefühl haben, eine Folie (Klebeband, Stanzteil) könnte die Lösung für Ihre Aufgabe sein. Als Isolation, Befestigung, zum Wärmeableiten oder zum elektromagnetischen Abschirmen.

Beispiele für Produkte, die EMS-Dienstleister z.B. in Elektronik-Baugruppen einsetzen können:

  • CMC 278xx ist eine Produktreihe von Polypropylen-Folien mit ganz besonderen Eigenschaften. Das Material ist nach UL94 V0 als flammwidrig eingestuft und besitzt einen sehr guten Comparative Tracking Index von cti=0. Das Material lässt sich hervorragend Stanzen und Biegen. Dadurch kann man z.B. Stahlblech-Gehäuse, die als Flammbarriere verwendet werden, durch eine bedeutend leichtere Lösung ersetzen. Durch die sehr gute Isolationseigenschaft kann das selbstklebend ausgerüstete PP-Material auch als Isolation unter großen Bauteilen auf PCB`s (Leiterplatten) eingesetzt werden.
  • CMC 70100 oder CMC 70105 sind Kapton®-Klebebänder, die für Klasse H (180°C Dauertemperatur) ausgelegt sind. Sie dienen in Übertragern, Transformatoren und Spulen als Basisisolation, Zwischenlagenisolation oder Abschlußbandage
  • Wärmeleitende Silikonfolien wie z.B. CMC 15005 werden eingesetzt, um Hochleistungsbauteile der Elektronik thermisch an Wärmesenken (Kühlkörper) anzubinden. Auch unter Leistungskondensatoren oder Supercaps können weichere Silikonfolien und Gapfiller eine thermische Anbindung an Kühlkörper sicher stellen. Gebläseregler von Klimaanlagen, Motoransteuerungen für Stellantriebe, Steuerungen für moderne Elektroherde oder Leistungs-LED-Baugruppen profitieren ebenfalls von einer guten thermischen Anbindung.
  • Stanzteile aus Polyesterfolie, PEN-Folie oder Nomex® und Kapton® (Polyimid) erfüllen vielfältige Isolationsaufgaben in elektronischen Baugruppen oder mechatronischen Lösungen.
  • Stanzteile aus Metallfolien, die auch (teil)isoliert sein können, dienen in vielen Gehäusen und zwischen Leiterplatten als EMV-Schutz. Selbst eine dünne Folie schwächt elektromagnetische Störungen sehr gut ab. Auch Produkte wie CMC 91743 oder CMC 91815 werden für EMV-Schirmungen eingesetzt. Diese Kupferfolien-Klebebänder haben einen elektrisch leitenden Kleber, mit dessen Hilfe Schirmströme an die Erde abgeleitet werden können.
  • Besonders dicke Polyesterfolien, z.B. CMC 29250 (250µm starke PET-Folie; UL-gelistet) haben eine ausreichende Eigensteifigkeit, um z.B. zwischen Elektronikeinschüben in Schaltschränken eine ausreichende Isolation zu bilden, um kompakter bauen zu können (Stichwort Luft- und Kriechstrecken)
  • Doppelseitige Klebebänder wie CMC 10718 oder trägerlose Transferklebebänder wie CMC 15581 ersetzen Fügeverfahren wie Schrauben, Schweißen oder Klemmen. Solche Klebebänder verbinden flächig und spannungsfrei unterschiedliche Oberflächen (z.B. Platine und Gehäuse). Sie sind montagefreundlich und gleichen Unterschiede in der Wärmeausdehnung (z.B. Kunststoff zu Stahl) viel besser aus wie z.B. punktuelle Befestigungen mit Schrauben.
  • Wenn bei Hochspannungsanwendungen (z.B. Medizintechnik) die Gefahr besteht, dass Teilentladungen entstehen, können besonders beständige Klebebänder wie CMC 70300 (Kapton® CR) helfen, die Lebensdauer des Produktes zu erhöhen.
  • Zur Kennzeichnung von Platinen auch bereits vor dem z.B. Wellenlötbad (Reflow) bietet CMC Klebetechnik passende, thermotransfer bedruckbare Etikettenmaterialien mit hoher Wärmebeständigkeit an.
  • Klebebänder ab 0,8 mm Breite werden eingesetzt, um Luft- und Kriechstrecken zu vergrößern
  • Ganz allgemein werden elektrotechnische Klebebänder (z.B. CMC 10966, PET oder CMC 70110, PI) häufig auch zur Fixierung und Befestigung z.B. von Anschlußdrähten in elektronischen Baugruppen eingesetzt.
  • Isolierte Kupferfolien (Produktreihe CMC 38xxx) werden als flache Stromleiter für hohe Frequenzen oder hohe Ströme eingesetzt - oder als Schirmwicklung in Transformatoren. Die Isolation kann einfach, aber auch zwei- und dreifach ausgeführt werden bei Kupferbreiten bis über 150 mm Breite. Dadurch können platzsparend (flach) große Leitungen transportiert werden.
  • Während der Entwicklung und dem Rapid Prototyping (E²MS) können Klebebänder und Stanzteile von CMC Klebetechnik auch in sehr kleinen Mengen geliefert werden, um Machbarkeitsstudien durchzuführen. Vor allem die zwei hochgenauen und sehr großen Schneidplotter von ZÜND ermöglichen Kleinserien ab Stückzahl 1.

Alle Datenblätter und weitergehende Informationen finden Sie hier: www.cmc.de

 


Beispielhafte Liste von EMS/CEM Dienstleistern in der Elektronikfertigung