Un nouveau procédé pour le surmoulage de modules électroniques stérilisables

Le nouveau procédé mis au point par l’entreprise delémontaise TURCK duotec pour le surmoulage de modules électroniques stérilisables, permet d’étancher complètement l’interface entre les contacts métalliques et le boîtier plastique surmoulé.

Depuis plusieurs années, la société TURCK duotec s’est spécialisé dans le développement et la fabrication de composants électroniques stérilisables spécifiques aux clients. Les compétences développées dans ce domaine sont basées sur la longue expérience de cette entreprise avec le surmoulage d’électronique. La technologie de base – fabrication de circuits imprimés assemblés (PCBA) et surmoulage pour directement créer la protection compatible avec la stérilisation –, qui a été mise sur le marché il y a deux 2 ans, est aujourd’hui appliquée en série à des dispositifs médicaux. Y est venue se greffer, il y a un an, la possibilité d’étancher les éléments de connexion en PTFE, également en série depuis peu. Aujourd’hui, c’est au tour de l’option technologique permettant d’étancher des contacts métalliques, d’arriver à maturité et d’être proposée sur le marché.

Une solution autonome totalement étanche

Il est bien connu que la stérilisation est généralement précédée d’un lavage intensif du dispositif médical. La stratégie de l’entreprise TURCK duotec consiste à proposer à ses clients des modules stérilisables «autonomes», c’est-à-dire que le concept de protection de l’électronique ne nécessite pas d’être associé à d’autres éléments (comme un boîtier externe, par exemple) pour résister au processus complet de stérilisation.
L’idée générale est de former un module qui ne contienne pas de «microclimat», et dont l’enveloppe extérieure est complètement étanche aux liquides et résiste aux contraintes. C’est-à-dire qu’au-delà des besoins de résistance à la température et à la pression de vapeur d’eau en autoclave, les modules électroniques doivent aussi résister aux infiltrations des produits chimiques liquides et agressifs utilisés lors du lavage avant la stérilisation.

Une interface entre le surmoulage et le contact métallique

Dans le cas de modules dotés d’un élément de connectique, comme des contacts métalliques, l’étanchéité de l’interface entre le boitier et l’élément de connectique est déterminante pour la durée de vie du module électronique. C’est justement cette interface entre le surmoulage et le contact métallique que la société Turck duotec a conçue pour offrir des performances accrues.
Les normes de vieillissements accélérés ne sont pas légion dans le domaine de la stérilisation. Pour combler cette absence, l’entreprise delémontaise dispose de plusieurs tests et moyens pour pronostiquer la résistance des solutions développées. Les immersions en température dans les produits chimiques, les stérilisations à la chaîne et les chocs thermiques sont de très bons indicateurs, surtout lorsqu’ils sont associés. C’est ainsi qu’a été testée la nouvelle option technologique des contacts métalliques étanches.

Niveau d’étanchéité de contacts métalliques après vieillissement accéléré.

Un exemple de campagne de tests d’étanchéité

À titre d’exemple, une campagne de tests d’étanchéité a été menée sur des pièces intégrant un contact en laiton revêtu d’une couche d’or d’une épaisseur de 2 à 3 μm. Un test diélectrique à une tension de 1500 V, précédé d’une immersion de trente minutes et de sept jours (respectivement IP 67 et IP 68) sous 1 m d’eau pure révèle la qualité de l’étanchéité avant et après le vieillissement accéléré, en mesurant le courant de fuite.
Les résultats positifs sur l’étanchéité d’un élément métallique traversant le boîtier, laissent entrevoir d’autre pers­pectives. En effet, cette technique est indépendante de la forme, de la fonction et de la taille des éléments métalliques à étancher. On pourrait donc imaginer intégrer non plus des contacts, mais des radiateurs thermiques pour, par exemple, évacuer la chaleur produite par une LED ou un microcontrôleur.