Ohne Schalter geht es in vielen Bereichen nicht. Ob als Türöffner, in Anlagen, in Medizinalgeräten: Sichere Schalter sind häufig gefragt. Unterstützt vom Klebtechnik-Experten CREDIMEX, setzt SCHURTER für das zuverlässige Abdichten seiner neuen Schalter-Generation auf eine Systemlösung aus Klebstoffen, Dosier- und Aushärtungsequipment von DELO.
Als führender Anbieter von elektronischen Komponenten, Eingabesystemen und Gesamtlösungen entwickelt und produziert SCHURTER unter anderem Mikro- und Piezoschalter, mechanische Taster sowie berührungslose Schalter in zahlreichen Varianten. Das 1993 gegründete Technologieunternehmen mit Hauptsitz in Luzern ist mit seinen 1.800 Mitarbeitenden weltweit tätig. 17 Gesellschaften in 15 Ländern, davon 10 mit eigenem Produktionsstandort, gehören inzwischen zur SCHURTER-Gruppe. Das Unternehmen versteht sich als Innovationsführer, der auch smarte, intelligente Gerätesteckverbindungen und Stecker aus biobasiertem Kunststoff im Angebot hat.
SCHURTER-Hauptsitz in Luzern (Bild: SCHURTER)
Regelmässig weiterentwickelt werden auch die Schalter MSMII. Dabei handelt es sich um extrem widerstandsfähige Modelle, die für raue Umgebungsbedingungen drinnen wie draussen konzipiert sind und dadurch beispielsweise in der Medizinal-, Food- und Automobilindustrie oder auch im Maschinenbau zum Einsatz kommen. Auch dank einer IP67-Zertifizierung, mit der die Geräte ihre Staub- und Wasserdichtigkeit nachweisen, sowie durch die Verklebung, die höchste ESD-Festigkeit erreicht (Kontaktentladung ±8 KV; Luftentladung ±15 KV), können sie ihr Leistungsversprechen von bis zu 20 Millionen Betätigungen selbst unter anspruchsvollen Verhältnissen erfüllen.
Schalter der MSMII-Reihe, konzipiert für raue Umgebungsbedingungen drinnen wie draussen (Bild: SCHURTER)
Vielfältige Anforderungen an den Klebstoff
Um das zu erreichen, muss das Innere des Schalters hermetisch verschlossen werden. Dazu muss auch eine Leiterplatte aus FR4 mit Klebstoffen vergossen und abgedichtet werden, um die erwähnte ESD-Festigkeit zu erzielen. Die genauen Anforderungen sind eine sehr gute Haftung auf FR4, IP67-Zertifizierung des Schalters, Dichtigkeit im kompletten Temperatureinsatzbereich von -40 °C bis +85 °C, hohe Medienbeständigkeit sowie eine transparente Optik des Vergusses, damit die Farbe des Schalters gut zu erkennen ist und eine optimale Signalisation erreicht wird.
Mit dem Ziel, den vielfältigen Kundenbedürfnissen gerecht zu werden, produziert SCHURTER die neue Schaltergeneration in zahlreichen Varianten. Daher kam prozessseitig die Anforderung hinzu, dass die zu findende klebtechnische Lösung einfach automatisierbar und auch für Stückzahlen in Millionenhöhe pro Jahr geeignet sein sollte.
Um die beste Lösung für diese vielfältigen Anforderungen zu finden, unterzogen die Alpnacher (CH) Klebspezialisten von CREDIMEX mehrere in Frage kommende Produkte in ihrem hauseigenen Labor vielfältigen Tests. Zudem prüfte SCHURTER die Festigkeit nach 15 h Kältelagerung bei -45 °C, nach 15 h Wärmelagerung bei +85 °C sowie nach einem sechsfachen Temperaturwechsel von -45 °C zu +85 °C und zurück. Dazu kamen weitere Versuche unter Wärme und Luftfeuchtigkeit. So untersuchte SCHURTER zum Beispiel die Festigkeit nach 21 Tagen Lagerung bei +40 °C und 55 % relativer Luftfeuchtigkeit.
Nach all diesen Tests empfahl CREDIMEX den Einsatz eines dualhärtenden Produkts. Konkret handelt es sich um ein modifiziertes, farbloses und lösungsmittelfreies UV-Acrylat, das auf FR4 und Glas Druckscherfestigkeiten von 9 MPa erreicht. Als zusätzliche Features bietet es Flammschutz nach ANSI/UL 94 HB und einen sekundären Härtungsmodus mit Luftfeuchtigkeit. Dieser ist besonders für die zuverlässige Aushärtung in Schattenzonen nützlich, die beim Belichten kein Licht erreicht – wie es bei Vergussanwendungen häufig der Fall ist.
Die typische Belichtungszeit beträgt 3 Sekunden bei einer Wellenlänge von 400 nm. Nach dieser sehr kurzen Zeit ist die Vergussmasse ausgehärtet und die gesamte Baugruppe kann weiterverarbeitet werden. Damit war sie auch für die Integration in die neue, von SCHURTER komplett selbst entwickelte vollautomatisierte Produktionslinie geeignet, in die auch das nötige Dosier- und Aushärtungsequipment integriert sind.
Dosiert wird die Vergussmasse vom volumetrischen Dosiersystem DELO-DIV VD600, das dank seines Endloskolbens eine Dosiergenauigkeit von bis zu 99 % erzielt. So entsteht unabhängig von Viskositätsschwankungen eine saubere, tropffreie und reproduzierbare Dosierung. Die Aushärtung der Vergussmasse übernehmen zwei aktiv luftgekühlte Flächenlampen vom Typ DELOLUX 202 / 400 A1, die über eine Maximalintensität von 1.000 mW / cm²verfügen. SCHURTER steuert sie über ein kompaktes DELOLUX pilot A2i profinet Gerät an, das ebenfalls in die Anlage integriert ist.
Mit der gefundenen Lösung wurden alle Anforderungen im Hinblick auf Klebstoff und Fertigungsprozess erfüllt. Indem der gesamte Prozess aus Dosieren, Klebstoff und Aushärten aus einer Hand kommt, profitiert SCHURTER zusätzlich davon, dass das System aufeinander abgestimmt ist und reibungslos funktioniert. Auch deshalb läuft die Herstellung der neuen Schaltergeneration seit „SoP“ (Start of Production) im Herbst 2023 zuverlässig und effizient auf Hochtouren.