Pintakäsittely ja eristys

Pintakäsittely: pinnan hapettumisen estäminen

Kuten kaikki muutkin metallit, kupari hapettuu ajan myötä. Kun kuparioksidia muodostuu pinnalle, elektronit eivät enää voi liikkua vapaasti, mikä heikentää sähkönjohtavuutta.

Väliaikaiset tai pysyvät pintakäsittelyt voivat suojata metallia hapettumiselta ja säilyttää halutun sähkönjohtavuuden. Sähköisissä sovelluksissa tyypillinen valinta on pysyvä pintakäsittely. Hapettuminen tapahtuu nopeammin, kun osa ei johda virtaa, joten pysyvä pintakäsittely on hyvä tapa suojata sähköliitintä  koko sen käyttöiän ajan.

Pysyvä pintakäsittely on tyypillisesti toisen metallin päällystys, kuten hopeointi, kultaus, tinaus tai nikkelöinti  tai näiden yhdistelmä.

Nikkeliä käytetään yleensä pohjapinnoitteena kuparisen kappaleen ja lopullisen pinnoitteen välissä, mutta on myös sovelluksia, joissa nikkelöinti on ainoa pintakäsittely.

Tinaus ja tinaviikset

Tina on erittäin pehmeä metalli, joka maksimoi kahden tinatun komponentin välisen sähköisen kosketuksen. Tinalla on myös se etu, että se hapettuu hyvin hitaasti. Tämä tekee tinasta ihanteellisen pintakäsittelyn koskettimille ja komponenteille, jotka jäävät pitkäksi aikaa ilman sähköistä kosketusta ja ovat siksi alttiimpia hapettumiselle.

Tinaus voi olla joko matta tai kiiltävä. On suositeltavaa valita mattatinaus tinaviiksien (Whisker-ilmiö) riskin vähentämiseksi.

Tinaviikset ovat ohuita kidemäisiä tinalankoja, joita voi esiintyä tinapinnalla. Ne työntyvät pinnasta esiin kuin viikset, kun tuotteet altistuvat staattiselle sähkölle. Langat voivat kasvaa suhteellisen pitkiksi, ja ne lisäävät oikosulun riskiä asennuksen muihin osiin.

Tinapinnoitteen alle lisätty nikkelikerros mahdollistaa ohuemman tinakerroksen, mikä vähentää tinaviiksien muodostumisen riskiä. Nikkelipohjakerros on erityisen hyödyllinen silloin, kun sähkökomponentit asennetaan lähelle toisiaan, jolloin tinaviiksien aiheuttaman oikosulun riski on suurempi.

Väliaikaiset pintakäsittelyt

Väliaikaisten pintakäsittelyjen tarkoituksena on pääasiassa suojata tuotetta hapettumiselta kuljetuksen tai varastoinnin aikana. Virtajohtimet käsitellään usein ohuella öljykerroksella (BTA) valmistuksen jälkeen, minkä jälkeen niitä voidaan varastoida ilman merkittävää hapettumista.

On myös suositeltavaa kääriä tuotteet muoviin kuljetuksen ja varastoinnin ajaksi, jotta metallin ympärillä tapahtuva ilmankierto vähenee.

Kolmas vaihtoehto on voidella tuote vaseliinilla, joka muodostaa metallin ympärille suhteellisen ilmatiiviin kalvon.

Kuparin eristys

Sähköasennusten kupariosien eristäminen on tehokas tapa estää sähköinen kosketus muihin osiin. Eristys voi olla pysyvä, kuten jauhemaalaus tai kutistesukka, tai se voidaan asentaa irtonaisena, kuten verkkomateriaalina.

Eristystä on saatavana eri väreissä, koissa ja paksuuksissa kulloisenkin käyttökohteen mukaan. Eristystyyppien ominaisuudet vaihtelevat mittojen, tilavaatimusten, lämpötilan, sähköisen eristävyyden ja asennusympäristön suhteen.

Seuraavat eristystyypit tarjoavat kaikki suojan ei-toivottua sähköistä kosketusta, kosteutta, kemikaaleja ja muita ympäristötekijöitä vastaan. Tämä vähentää korroosion riskiä ja sitä kautta sähköjohtavuuden heikkenemistä.

Lasikuitu

Lasikuitu on kestävä eristemateriaali. Sen lisäksi, että lasikuitu suojaa sähköiseltä kosketukselta muihin osiin oikosulkujen tai sähköiskujen välttämiseksi, se tarjoaa myös mekaanista suojaa iskuilta ja tärinältä. Tämä on erityisen hyödyllistä punottujen virtakiskojen yhteydessä, sillä erittäin ohuet langat vaurioituvat helposti.

Pinta on päällystetty silikonilla, joka on itsestään sammuva ja palonkestävä.

Lasikuitueriste on sylinterin muotoinen ja se voidaan leikata haluttuun pituuteen ja asentaa virtakiskoon sukan tavoin.

Lämpökutistus

Lämpökutistuva sukka on lasikuitua kompaktimpi ja paremmin muotoon sopeutuva eriste. Tämä on erityisen hyödyllistä virtakiskojen kiinnikkeissä, joissa osat on sijoitettu erittäin tarkasti ja lähelle toisiaan. Lasikuitueristeen tavoin myös lämpökutistuva sukka tarjoaa mekaanista suojaa iskuilta ja tärinältä.

Sukka asennetaan löyhästi virtakiskon ympärille ja kutistetaan lämmön avulla noin 50 %:iin alkuperäisestä koostaan. Jotta sukka istuu tiukasti virtakiskon ympärille, on tärkeää valita oikea letkun halkaisija ja kutistussuhde.

Jauhemaalaus

Jauhemaalaus on erittäin kompakti eristystapa, mutta se tarjoaa vain vähän mekaanista suojaa.

Eristyskerros koostuu epoksipinnoitteesta, joka levitetään sähköstaattisesti ja kovetetaan uunissa. Tuloksena on erittäin tasainen ja muotoon sopiva eristyskerros, joka soveltuu asennuksiin, joissa tilaa on rajoitetusti.

Jauhemaalauksella on huomattavasti suurempi läpilyöntilujuus kuin lasikuitueristeellä ja lämpökutistuvalla sukalla, jolloin se soveltuu erityisen hyvin suurjänniteasennuksiin.