Zuverlässigkeit kunststoffgekapselter Relais unter silikonhaltigen Umgebungsbedingungen

Abstract:
Der schädliche Einfluss von Silikonen auf die Zuverlässigkeit schaltender elektrischer Kontakte ist lange bekannt: Auf der Kontaktoberfläche angesammelte Silikone (Polyorganosiloxane) können durch die im Schalten auftretende thermische Energie zu anorganischem Siliziumdioxid (SiO2) verbrannt werden und können so den Kontaktwiderstand um Größenordnungen verschlechtern. Die Quellen für Silikone und die Transportmechanismen können dabei sehr unterschiedlich sein. Entscheidend aber ist die Konzentration von Silikon auf der Kontaktoberfläche, welches zur Umwandlung bereitsteht: Bereits geringste Mengen im Bereich der Schaltzonen können durch wiederholtes Umwandeln beim Schalten und nachfolgendes Wiederansammeln eine isolierende Schicht bilden, die die Zuverlässigkeit des Kontakts wirksam herabsetzt. Zur Vermeidung dieser Silikonansammlung wurde daher die Barrierewirkung von Kunststoffgehäusen von Relais unterschiedlicher Dichtheitsklassen untersucht und bewertet. Die unterschiedlichen Relais wurden dabei verschiedenen Konzentrationen an flüchtigen Siloxanen ausgesetzt, bevor elektrische Lebensdauertests durchgeführt wurden. Zusätzlich wurden nach den Tests die Kontaktoberflächen auf das Vorkommen von SiO2 hin analysiert. Dabei hat sich gezeigt, dass waschdichte Relais nur teilweise gegen eindringendes Silikon geschützt waren. Hermetisch dichte Relaisgehäuse hingegen konnten unter allen getesteten Belastungen als wirksame Barrieren gegen flüchtigen Siloxane wirken.