Beurteilung des Gefährdungspotentials von Porenbildung in Polymeren beim Einbetten elektronischer Komponenten in der Medizintechnik

Für technische Anwendungen werden elektronische Bauteile häufig in Polymer eingegossen, um sie zu isolieren und vor Umwelteinflüssen, welche die Funktion beeinträchtigen können, zu schützen. Üblicherweise entstehen bei diesem Eingießvorgang zufällig verteilte Poren in der Polymermatrix. Diese bleiben auch im erstarrten Zustand bestehen. Wird daraufhin das Bauteil in einem Autoklav sterilisiert, ist es notwendig, das Bauteil von außen mit erhitztem Wasserdampf zu behandeln, um den gewünschten Grad der Reinheit zu erzeugen. Durch die Dehnung des Polymers entstehen thermische Spannungen, welche wegen der Poren zu einer Schädigung des Bauteils führen können. Aus den Spannungen ist ein Maß für die Schädigung abzuleiten, um das Gefährdungspotential dieser Poren in dem Bauteil zu beurteilen und zu analysieren. Hierzu werden randomisierte Porenverteilungen generiert, um daraufhin mittels der Finite Elemente Methode die Spannungsverteilungen zu berechnen. Anschließend werden die Ergebnisse hinsichtlich der Ausfallwahrscheinlichkeit des Bauteils statistisch ausgewertet. Diese Analyse soll eine Grundlage für zerstörungsfreie Prüfmethoden, wie sie etwa in der Medizintechnik angewandt werden, darstellen.