Das thermoplastischem Polyimid (TPI) Extem von Sabic, Sittard (Niederlande), wird jetzt zu Produktion von Infrarot-Linsen für optische Näherungs- und Gestenerkennungssensoren in Smartphones und anderen elektronischen Geräten eingesetzt. Der Schweizer Spritzgießverarbeiter […]
Beispiel eines Näherungssensors mit IR-Abstrahl- und separater Linse für das Empfangssignal. Beide Linsen aus sind aus dem TPI Extem. (Foto: Sabic)
Das thermoplastischem Polyimid (TPI) Extem von Sabic, Sittard (Niederlande), wird jetzt zu Produktion von Infrarot-Linsen für optische Näherungs- und Gestenerkennungssensoren in Smartphones und anderen elektronischen Geräten eingesetzt.
Der Schweizer Spritzgießverarbeiter Soprod SA, wählte das IR-durchlässige Hochleistungsmaterial zur Großserienfertigung von Sensorlinsen im Mikrospritzgießverfahren mit einem Mehrfachwerkzeug. Das wirtschaftliche Spritzgießen hoher Stückzahlen mit dem TPI bietet mehrere Vorteile gegenüber dem Schleifen und Polieren von Quarzglas oder dem Vergießen und Aushärten von Epoxidharz. Dazu zählen kurze Spritzgießzyklen, wiederholgenaue hohe Qualität und die Vermeidung aufwändiger sekundärer Arbeitsschritte. Die Entwicklung von Soprod erschließt der Elektronikindustrie eine neue effiziente Lösung für den steigenden Bedarf an IR-optischen Sensoren.
„Dank der außergewöhnlichen Eigenschaften von Extem ist dieses Projekt – unsere erste Erfahrung im Mikrospritzguß mit einem thermoplastischen Polymer – ein großer Erfolg“, sagt Jean-Camil Pitteloud, COO bei Soprod. „Mit seiner hohen Fließfähigkeit und geringen Schwindung eignet sich das Sabic-Material ideal zur Großserienfertigung kleiner, präziser Teile. Außerdem hält es den hohen Temperaturen typischer bleifreier Lötprozesse in der Gerätemontage stand. Wir freuen uns sehr darüber, dass wir mit unserer langjährigen Erfahrung in der Produktion feiner Uhrwerke eine Vorreiterrolle im Umsetzen dieser richtungsweisenden Fertigungslösung spielen konnten, die uns einen klaren, bedeutenden Wettbewerbsvorteil gebracht hat.“
„Infrarot-optische Sensoren erweitern die Funktionalität zahlreicher elektronischer Geräte, von Mobiltelefonen über Videospielekonsolen bis hin zu Flugdrohnen“, ergänzt Andy Verheijden, Global Extem Business Manager bei Sabic. „Unsere Zusammenarbeit mit Soprod hat den Nutzen und die Machbarkeit des Mikrospritzgießens derartiger Linsen mit Extem unter Beweis gestellt. Mit dieser neuen Technik können unsere Kunden in der Elektronikindustrie die erforderlichen Komponenten für innovative Geräte der nächsten Generation ebenso schnell wie wirtschaftlich herstellen.“
IR-Durchlässigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit
Das TPI sichert die unerlässlichen optischen Kerneigenschaften für IR-Sensorlinsen, einschließlich IR-Durchlässigkeit, hoher Brechnungsindex, geringe Trübung und fehlerfreie Oberflächenqualität. Das Material ist naturfarben und schwarz lieferbar, wobei die schwarze Ausführung zwar für IR-Strahlen durchlässig ist, aber das sichtbare Licht absorbiert, was zur Genauigkeit von Näherungssensoren beiträgt.
Die mit einer Glasübergangstemperatur von 267 °C äußerst hohe Wärmebeständigkeit des Kunststoffs ermöglicht den Einsatz von Komponenten aus Extem in bleifreien Reflow-Lötprozessen, die in der Montage miniaturisierter Bauelemente weit verbreitet sind.
Hohe Designfreiheit
Das TPI bietet einen großen Konstruktionsspielraum im Vergleich zu Epoxidharz und Glas. So lässt sich das Material zu Linsen mit Freiformflächen spritzgießen, während Epoxidharz geometrische Einschränkungen mit sich bringt und gewöhnlich eine Substratschicht benötigt. Die hohe Strukturviskosität erleichtert das Füllen des Werkzeugs, was vor allem bei kleinen Präzisionsteilen grundlegend ist. Aufgrund der Designfreiheit und des höheren Brechungsindexes können bei modernen Linsen mit Extem gegenüber Epoxidharz ein bis zwei Schichten entfallen.
