Niederohmig alt werden

Der Autor Oliver Unfug ist Mitarbeiter im Vertrieb der Kitagawa GmbH, Rodgau

Die ersten mit einer leitfähigen Hülle umgebenen EMV-Abschirmdichtungen mit Schaumstoffkern stehen den Konstrukteuren erst seit ca. zehn Jahren zur Verfügung. Damit die Langzeitkonstanz dieser relativ neuen Produkte effektiv beurteilt werden kann, müssen einige kritische Fragen beantwortet werden:

n Wie hoch ist die funktionelle Lebensdauer von umhüllten EMV-Dichtungen ?

n Wie verhalten sich die gängigen Kombinationen aus Dichtung und Kontaktoberfläche im Laufe der Zeit ?

n Welche besonderen mechanischen und elektrischen Eigenschaften empfehlen den Einsatz dieser EMV-Dichtungsmaterialien?

Die EMV-Abschirmleistung einer Dichtung kann durch die mechanischen Eigenschaften des elastischen Schaumstofkernes beeinträchtigt werden. Dieses wird auch als Umkehrlast bezeichnet. Bei einigen Schaumstoffarten kann die wiederholte Ausübung von Druck oder Überdruck zu bleibenden Verformungen führen. In diesem Zustand kann der Schaumstoff seine Elastizität teilweise oder ganz verlieren. Diese Situation führt zu einer geringeren Anpreßkraft, was wiederum den Kontaktwiderstand erhöht und die EMV-Abschirmleistung der Dichtung mindert.

Die Leistungsmerkmale des von der Firma Schlegel verwendeten hochelastischen Polyurethan-Schaumkernes sind seit mehr als 30 Jahren gut bekannt. Er hat in Tausenden von Anwendungen (mit bleibenden Verformungen von weniger als 1%) unter extremen Bedingungen seine Qualitäten bewiesen.

Um hohe Schirmdämpfungswerte von mehr als 60 dB und geringe Oberflächenwiderstände (kleiner als 0,5 (V/u) zu erreichen, werden von Schlegel für die textile Hülle metallisierte Nylongewebe (faserveredelt) verwendet.

Die Auswahl der Metallisie-rung richtet sich nach der Art des Einsatzes und der erforderlichen Abschirmleistung. Möglich sind: Silber/Kupfer/Nickel-Kupfer.

Ein primärer Faktor, welcher die Abschirmleistung der leitfähigen EMV-Dichtungen beeinträchtigt, ist die galvanische Korrosion. Durch den Kontakt der verschiedenen metallischen Werkstoffe, die für die leitenden Dichtungs-und Kontaktoberflächen verwendet werden, wird eine galvanische Wechselwirkung verursacht. Diese wiederum führt zu einer galvanischen Korrosion und verringert so, durch den erhöhten Übergangswiderstand, die Abschirmleistung innerhalb des Systems. Selbst bei alltäglichen Betriebsbedingungen mit einem normalen Luftfeuchtigkeitsgrad ist die galvanische Korrosion im wesentlichen unvermeidbar, sobald elektrochemisch ungleiche Metalle miteinander in Berührung kommen. Je nach Werkstoff weisen derartige Metallpaarungen bekanntlich unterschiedlich starke galvanische Aktivitäten auf. Diese Faktoren stellen für die Entwickler beim Entwurf einer EMV-gerechten Gehäusekonstruktion einen kritischen Wert dar. Eine spezielle Beschichtung, die auf dem metallisierten Nylongewebe der Schlegel-Dichtung aufgetragen wird, führt zu einem bestimmten Grad an galvanischer Korrosionskontrolle. Diese dünne, von Schlegel patentierte, Korro-sionsschutzschicht arbeitet als Hemmstoff. Sie verringert die Unterschiede (galvanische Spannungen) zwischen Kontaktoberfläche und Dichtungsmaterial, die Ursache der galvanischen Korrosion sind. Durch das Aufbringen dieser speziellen Korrosionsschutzschicht wird neben der elektrischen Langzeitkonstanz auch eine sehr hohe Abriebfestigkeit von mehr als 600.000 Zyklen gewährleistet. Durch verschiedene Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß nicht die EMV-Dichtungen, sondern die mit ihnen in Kontakt stehenden Metallkombinationen oft das größere Problem darstellen. Dabei bleiben Gold, Zink, Zinn und chromatierter Stahl über einen langen Zeitraum hinweg an oder unter der erwünschten Widerstandsgrenze von einem Ohm, wenn sie mit einer beschichteten Schlegel-Dichtung kombiniert wurden.

Um galvanische Reaktionen der metallischen Kontaktflächen zu verhindern, hat Schlegel ein Klebeband ent-

wickelt, das die beschriebenen galvanischen Reaktionen innerhalb des geschlossenen Gehäusekonzeptes verhindert. Dieses Klebeband basiert auf dem gleichen veredelten Nylongewebe wie die EMV-Dichtungen und ist ebenfalls mit einer Korro-sionsschutzschicht veredelt.

Darüberhinaus ist das Band mit einem leitfähigen Kleber versehen, der das Trägermaterial (Gehäuse) nach dem Aufkleben gegen Umwelteinflüsse schützt und somit eine langzeitstabile EMV-Fläche schafft. Eine modifizierte Variante dieses Klebebandes ist mit einer Schutzmaskierung erhältlich, die den Einsatzbereich des Bandes für Beschichtungsprozesse (z.B. Pulverbeschichtung mit anschließender Trocknung) erweitert. Der Einsatz der hier beschriebenen leitfähigen Textildichtungen von Schlegel Inc./ Kitaga-wa GmbH ermöglicht dem Konstrukteur einen sicheren und langfristigen EMV-Schutz für seine Gehäusesysteme. Im Test der Abschirmleistung für einen zuverlässig simulierten Zeitraum von 30 Jahren – in Umgebungsbedingungen, die beträchtlich härter waren, als sie in typischen Benutzeranwendungen normalerweise angetroffen werden – wiesen diese EMV-Dichtungen einen Verlust von weniger als 2% ihrer ursprünglichen Abschirmwerte auf.

Die langjährige Erfahrung des Herstellers Schlegel Inc. auf dem Gebiet der EMV bietet dem Konstrukteur die Sicherheit für eine fundierte Zusammenarbeit. Über ein weltweites Vertriebsnetz – in Deutschland repräsentiert durch die Firma Kitagawa GmbH, Rodgau –kann der Anwender für seine Applikationen das EMV-Know-how dieses Herstellers schnell und unkompliziert nutzen. Dafür stehen ihm über 50 Standardprofile zur Verfügung. Sämtliche EMV-Dichtungen tragen das Zeichen der Underwriters Laboratories Inc. bezüglich der Flammwidrigkeit (UL94HB/UL94VO). Darüberhinaus fertigt Schlegel eine breite Palette an I/O-Abschirmdichtungen, wie z.B. D-Sub-Dichtungen oder I/O-Dichtungen, nach Vorgabe des Kunden.