Geschützt durch Silicone - Wacker Chemie AG


Geschützt durch Silicone

Mobiltelefone haben sich zu Alleskönnern der IT-Industrie entwickelt. Damit die vielen Komponenten auf engstem Raum sich nicht gegenseitig beeinflussen, müssen ihre elektromagnetischen Wellen abgeschirmt werden. Das koreanische Unternehmen PANAXEM setzt hierfür einen Siliconklebstoff ein, der mit leitfähigen Metallteilen ausgerüstet wird.

In den Metropolen überall auf der Welt bietet sich in öffentlichen Verkehrsmitteln fast immer das gleiche Bild: Viele Menschen beschäftigen sich mit ihrem Smartphone. Sie telefonieren, chatten, surfen im Internet oder hören Musik.

Wie sich die Bilder gleichen: Ob in der U-Bahn in Seoul, in der Münchner S-Bahn oder in der New Yorker Subway – wenn jüngere Leute in öffentlichen Verkehrsmitteln sitzen, greifen sie fast reflexartig zum Smartphone. Sie schicken sich Nachrichten per WhatsApp, senden ihren Facebook-Freunden die neuesten Fotos, checken die Abfahrtszeit des anschließenden Busses oder hören einfach nur Musik. Laut dem Branchenverband Bitkom besitzen inzwischen rund 40 Prozent aller Deutschen über 14 Jahre ein Smartphone. Im IT-affinen Korea sind es sogar fast 64 Prozent. Die typische Wischbewegung auf dem Touchscreen – sie hat sich in kürzester Zeit zu einem zentralen Symbol unserer Kultur entwickelt.

Laut der Online-Enzyklopädie Wikipedia ist ein Smartphone ein mobiles Telefon, das zugleich eine Reihe von Computerfunktionalitäten aufweist. Es vereint die Funktionen eines tragbaren Tablet-Computers und eines mobilen Mediaplayers mit den Möglichkeiten einer Digital- und Videokamera und eines GPS-Navigationsgeräts. Damit diese verschiedenen Komponenten fehlerfrei funktionieren können, ist eine Abschirmung von elektromagnetischen Wellen zwischen den im Telefon befindlichen Chips notwendig. „Andernfalls kann es zu unerwünschten Interferenzen kommen, was die Funktionalität einzelner Bauteile stören und damit die Gesamtfunktionalität des Geräts selbst beeinträchtigen könnte“, sagt Dr. Klaus Angermaier, Leiter Global Business Development im Bereich Engineering Silicones von WACKER.

Zur Abschirmung der elektromagnetischen Wellen verwenden die Hersteller von Smartphones sogenannte EMI-Dichtungen. Das koreanische Unternehmen PANAXEM stellt solche EMI-Abschirmungsdichtungen auf Basis von WACKER-Siliconen her. Zum Einsatz kommt einkomponentiger, bei Raumtemperatur und Kontakt mit Luftfeuchtigkeit vernetzender Siliconklebstoff der Marke ELASTOSIL®, der als Mehrzweck-Dichtungs und -Bindemittel in zahlreichen Klebeanwendungen verwendet wird.

„Das WACKER-Silicon besitzt hervorragende Klebeeigenschaften bei Plastik, Metall etc. und bietet dadurch den Vorteil, dass wir es auf verschiedenen Materialien anwenden können.“

You Jae-Sung Chief Executive Officer, PANAXEM
Fotografieren und Bilder bearbeiten, Neuigkeiten posten, chatten, twittern, im Internet surfen, Notizen machen, navigieren, spielen, Fahrkarten kaufen und auch telefonieren – das alles und oft noch viel mehr leisten moderne Smartphones.

Abschirmung durch mischen

In ihrer Reinform haben Siliconelastomere keine EMI-abschirmende Wirkung. Diese Funktionalität kommt erst durch das Compoundieren, also das Mischen des Silicons, zustande, das die Kernkompetenz von PANAXEM darstellt. „Durch seine Rheologie, seine gute Abmischbarkeit und seine robuste Haftung im fertigen Compound ist unser Siliconklebstoff für solche Anwendungen besonders geeignet“, ergänzt Klaus Angermaier.

Die koreanischen Chemiker mischen dem Elastomer diverse elektrisch leitfähige Metallteilchen als Füllstoffe bei – dadurch erhält die gebrauchsfertige Mischung die gewünschte Funktionalität zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen. Das fertig abgemischte Compound wird für einzelne Komponenten ebenso wie für den Rand des gesamten Geräts verwendet. Nach dem Vernetzen blockiert es die elektromagnetische Abstrahlung nach außen ebenso wie es unerwünschte Interferenzen zwischen den einzelnen Komponenten verhindert. „Das WACKER-Silicon, das wir verwenden, besitzt hervorragende Klebeeigenschaften bei Plastik, Metall etc. und bietet dadurch den Vorteil, dass wir es auf verschiedenen Materialien anwenden können“, erklärt You Jae-Sung, CEO von PANAXEM. Aufgrund seiner sehr guten rheologischen und thixotropischen Eigenschaften sei das eingesetzte Silicon ideal zur Verarbeitung als Form-in-Place-Gasket (FIPG) geeignet – darunter versteht man eine Klebedichtung, die als Formmasse nass aufgetragen wird.

Auch vor Stößen geschützt

Weiterhin machen sich die Smartphone-Hersteller die typischen Produkteigenschaften von Siliconelastomeren zunutze und setzen das von PANAXEM gemischte Compound außer zur Abschirmung auch zum Dämpfen von Stößen ein. „Weil die Elastizität und die Dehnung bei den Silicon-Produkten von WACKER hervorragend sind, dämpfen sie sehr gut – selbst wenn das Gerät herunterfallen sollte“, betont You Jae-Sung. „Die Dichtungen sind sehr langlebig und lassen sich bei Reparaturen wieder einfach montieren.“

Smartphones sind eigentlich Taschencomputer, mit denen sich auch telefonieren lässt. Damit die verschiedenen Komponenten fehlerfrei funktionieren können, ist die Abschirmung von elektromagnetischen Wellen zwischen den im Gerät befindlichen Chips erforderlich.

Der Herstellungsprozess von EMI-Abschirmungsdichtungen besteht bei PANEXEM aus insgesamt vier Stufen.

  • Wiegen: Gewogen werden die Grundstoffe wie das Silicon als Basismaterial/Bindemittel, der leitfähige Metallfüller, der für die Abschirmung elektromagnetischer Wellen verantwortlich ist, und diverse Zusatzstoffe, die zur rheologischen Regulierung sowie zur Verhinderung der Sedimentation dienen.
  • Mischen: Mit einem speziellen Mixer für hochviskose Materialien werden unter Vakuum der Metallfüller, das Silicon sowie die Zusatzstoffe gleichmäßig verrührt und dispersiert.
  • Entlüfen: Da Luftblasen im Produkt die Qualität der Dichtung beeinträchtigen, wird die Dispersion nach dem Anmischen entlüftet.
  • Verpacken: Nach dem Entlüftungsprozess wird das Produkt in Aluminium-Patronen mit jeweils 625 Gramm gefüllt und verpackt.

PANAXEM

Das koreanische Unternehmen wurde im Oktober 2006 gegründet und produziert leitfähige Dichtungs- und Beschichtungsmaterialien zur Abschirmung der elektromagnetischen Wellen (EMI-Abschirmung) sowie weitere feinchemische Stoffe, die in IT- und Elektroprodukten verwendet werden. Das Unternehmen aus der Provinz Gyeonggi-do, in der auch die südkoreanische Hauptstadt Seoul angesiedelt ist, erwartet im Jahr 2013 einen Umsatz von rund 27 Millionen Dollar und unterhält außerdem eine Vertretung in Shanghai. Zwischen 10 und 15 Prozent seines Umsatzes investiert das Unternehmen in Forschung und Entwicklung. Seit der Gründung hat PANAXEM an sieben nationalen Forschungs- und Entwicklungsprojekten teilgenommen, darunter dem World-Premier-Materials-Projekt des Ministry of Knowledge Economy. Außer in die Produktion von EMI-Abschirmungsmaterialien investiert PANAXEM auch in die Entwicklung sogenannter Color Filter Photoresists, von Hybridfarbstoffen sowie von lichtempfindlichen Materialien für die Photo Dynamic Therapy, PDT.

Die Zukunft seines Unternehmens sieht CEO You Jae-Sung optimistisch – schon angesichts der Tatsache, dass der globale Run auf intelligente mobile Telefone ungebrochen ist. Laut dem IT-Marktforschungsunternehmen Gartner soll die weltweite Versorgung mit Smartphones in diesem Jahr von 15 auf 20 Prozent steigen. Allein im ersten Quartal 2013 wurden weltweit rund 210 Millionen Exemplare der mobilen Alleskönner verkauft – fast doppelt so viele wie im selben Quartal des Vorjahres. „Angesichts dieses massiven Marktwachstums und der steigenden Ansprüche an die Funktionalität der Geräte wird auch der Bedarf an Abschirmungsmaterialien für IT-Multifunktionsgeräte stark zunehmen“, prognostiziert You Jae-Sung.