Turck duotec GmbH

Elektronisches Bauteil mit einem versiegelten und mit Goldschicht belegten Messingkontakt.

Bild: AdobeStock

Hält dicht: versiegelte, metallische Kontaktstifte (Promotion) Besserer Schutz bei Reinigung und Sterilisation

01.01.2021

Mit der wasserbeständigen und autoklavierbaren Abdichtung der Anschlussstelle zwischen metallischen Kontakten und dem Kunststoffgehäuse bietet Turck duotec Herstellern von medizintechnischen Geräten jetzt einen noch besseren Schutz und Komfort bei der Reinigung und Sterilisation.

Vor etwa zwei Jahren hat der Technologie-Dienstleister eine neue Basistechnologie, nämlich die Herstellung von PCBA und sterilisationsfähigem Schutz durch Umspritzen, auf den Markt gebracht. Seitdem kommt dieses Verfahren in der Serienproduktion für medizinische Produkte zum Einsatz. Seit etwa einem Jahr besteht in der Serienfertigung außerdem die Möglichkeit, PTFE-Verbindungen technologisch abzudichten. Nun ist auch die technologische Option zum Abdichten von Metallkontakten marktreif.

Vollständig dichte Stand-alone Lösung

Der Sterilisation medizinischer Geräte geht in der Regel eine intensive Reinigung voraus. Um diese Prozesse möglichst einfach und effizient zu gestalten, setzt Turck duotec auf einen Stand-alone-Schutz der Elektronik, also einer kompletten Lösung für den gesamten Prozess ohne die Kombination mit zusätzlichen Elementen, wie zum Beispiel einem externen Gehäuse. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurden Module entwickelt, die keine Mikroatmosphäre im Inneren enthalten und deren Außenhüllen völlig flüssigkeitsdicht und mechanisch robust sind. Sie müssen zum einen den Temperatur-, Druck- und Dampfeinflüssen im Autoklaven standhalten und zum anderen beständig gegenüber dem Eindringen von Flüssigkeiten und aggressiven Chemikalien sein, wie sie beim Waschen vor der Sterilisation verwendet werden.

Gehäuse dicht. Anschlusselement ebenfalls?

Bei Modulen mit einem Anschlusselement, wie zum Beispiel Metallkontakten, ist die Dichtheit der Schnittstelle zwischen dem Gehäuse und dem Anschlusselement entscheidend für die Lebensdauer. Genau diese Schnittstelle hat Turck duotec untersucht und weiterentwickelt, um Kunden aus dem Medizinbereich einen zusätzlichen Vorteil in der Anwendung ihrer Geräte zu bieten, damit bei der Reinigung und Sterilisation keine weiteren Komponenten, wie zum Beispiel O-Ringe, oder Handgriffe erforderlich sind.

Bisher existiert keine ISO- oder IEC-Norm, die die Alterung von Elektronik durch Sterilisationsprozesse regelt. Der Elektronikspezialist Turck duotec hat sich daher auf der Grundlage entsprechender Untersuchungen ein umfassendes Know-how angeeignet und passende Tests entwickelt, um Vorhersagen zur Widerstandsfähigkeit der entwickelten Lösungen zu treffen. Geeignete Verfahren sind das Eintauchen in Chemikalien, Sterilisationskampagnen und thermische Schockzyklen, insbesondere in Kombination miteinander. Mit Hilfe dieser Tests wurde die neue technologische Möglichkeit der versiegelten Metallkontakte überprüft.

Versiegelte Metallkontakte halten stand

Aufgeführt ist ein Beispiel für eine Lecktestkampagne, durchgeführt an elektronischen Bauteilen mit einem Messingkontakt, der mit einer einige μm dicken Goldschicht beschichtet ist. Ein dielektrischer Test bei 1500 V, dem ein 30-minütiges, beziehungsweise 7-tägiges Eintauchen (IP 67 beziehungsweise IP 68) in Flüssigkeit sowie mehrere hundert Temperaturschockzyklen an der Luft von maximal -75° bis +150°C vorausgingen, zeigt die Qualität der Dichtheit vor und nach der beschleunigten Alterung durch die Messung des Leckstroms.

Die Abdichtung eines durch das Gehäuse geführten Metallelements bietet weitere Möglichkeiten: Die neue Technologie ist unabhängig von Form, Funktion und Größe der abzudichtenden Metallelemente. Es ist also denkbar, statt Kontakten Kühlkörper zu integrieren, um die, zum Beispiel von einer LED oder einem Mikrocontroller, erzeugte Wärme abzutransportieren und dabei das Gehäuse elektrisch isolierend und dicht zu halten. Alternativ lässt sich durch das Einfügen eines metallischen Elements auch ein optimaler Wärmepfad, zum Beispiel zu einem Temperatursensor auf dem PCBA, erstellen.

Bildergalerie

  • Dichtheitstest von versiegelten Metallkontakten nach beschleunigter Alterung.

    Bild: Turck duotec

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