DE10030757A1 - Verfahren zum Schutz gedruckter Leiterplatten oder elektronischer Vorrichtungen,und Beschichtungswalze und bei dem Verfahren verwendete,schützende Zusammensetzung auf Harzbasis - Google Patents

Verfahren zum Schutz gedruckter Leiterplatten oder elektronischer Vorrichtungen,und Beschichtungswalze und bei dem Verfahren verwendete,schützende Zusammensetzung auf Harzbasis

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DE10030757A1 DE2000130757 DE10030757A DE10030757A1 DE 10030757 A1 DE10030757 A1 DE 10030757A1 DE 2000130757 DE2000130757 DE 2000130757 DE 10030757 A DE10030757 A DE 10030757A DE 10030757 A1 DE10030757 A1 DE 10030757A1
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Yutaka Kawanabe
Toyoki Mawatwri
Hiroyoshi Tojima
Yoshiro Sakamoto
Tsuyoshi Yoneoka
Daisaku Akiyama
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Schützen einer gedruckten Leiterplatte oder von auf eine solche zu montierenden elektronischen Bauteilen angegeben, die die folgenden Schritte aufweist: DOLLAR A - Bereitstellen einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis, die ein thermoplastisches Harz enthält; DOLLAR A - Schmelzen der Schutzzusammensetzung auf Harzbasis durch Erwärmen und DOLLAR A - Auftragen der geschmolzenen Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf die zu schützende Fläche der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile. DOLLAR A Durch dieses Verfahren kann ein dünner Film einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis mit gleichmäßiger Dicke auf der Oberfläche metallischer Teile einer gedruckten Leiterplatte oder elektronischer Bauteile, die zu verlöten sind, ohne Verwendung eines Lösungsmittels hergestellt werden, wodurch die Arbeitsumgebung nicht verschmutzt wird.

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schützen einer gedruckten Leiterplatte oder elektronischer Bauteile, und spezieller betrifft sie ein Verfahren zum Auftragen einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis, die zum Schützen der Elektroden (Anschlussflächen) und Durchgangslöcher gedruckter Leiterplatten sowie der Elektroden von Halbleiterbauteilen und anderen auf gedruckte Leiterplatten montierten Bauteilen verwendet wird, eine beim Ausführen des Verfahrens verwendete Walzenbeschichtungseinrichtung und eine Schutzzusammensetzung auf Harzbasis, die bei Anwendung des Verfahrens aufgetragen wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Elektroden (Anschlussflächen) und Durchgangslöcher auf gedruckten Leiterplatten bestehen im Allgemeinen aus Kupfer, dessen Oberfläche im Verlauf der Zeit oxidiert, was zu einem Absinken der Lötfähigkeit führt. Darüber hinaus werden elektronische Bauteile durch Aufschmelzlöten auf eine gedruckte Leiterplatte gelötet. Da nicht alle Teile gleichzeitig gelötet werden können, werden sie gesondert auf zwei oder mehrere Male gelötet. Um Teile auf zwei oder mehrere Male zu löten, müssen Anschlussflächen und Durchgangslöcher, mit denen die Teile beim zweiten oder einem späteren Lötvorgang verlötet werden, gegen Erwärmung beim ersten oder den vorangehenden Lötvorgängen geschützt werden. Daher wird eine Schutzzusammensetzung aufgetragen, um Oxidation der Kupferoberfläche zu verhindern und dadurch gute Lötfähigkeit aufrechtzuerhalten.
Die herkömmlicherweise verwendete Schutzzusammensetzung ist eine Lösung aus einem in einem Lösungsmittel gelösten thermoplastischen Harz, die auf gedruckte Leiterplatten aufgetragen wird und erwärmt wird, um durch Entfernen des Lösungsmittels einen Film auszubilden (siehe die Dokumente JP-A-157766 (1990) und JP-A-186713 (1993).
Da die herkömmliche Schutzzusammensetzung eine in einem Lösungsmittel gelöste Lösung ist, ruft sie ein Problem dahingehend hervor, dass sie die Arbeitsumgebung und Sicherheit beeinträchtigt, wenn das Lösungsmittel verdampft und diffundiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Auftragen einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis, die die Arbeitsumgebung nicht verunreinigt und dadurch das oben genannte Problem bei den herkömmlichen Verfahren überwinden kann, eine für das Verfahren verwendete Walzenauftrageinrichtung und eine Schutzzusammensetzung auf Harzbasis, die bei der Anwendung des Verfahrens aufgetragen wird, zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Lötfähigkeit von auf gedruckte Leiterplatten aufzulötenden elektronischen Bauteilen, z. B. Elektroden von Halbleiterbauteilen, Widerständen, Verbindern und dergleichen, zu erhöhen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfinder haben diese Aufgaben in erfolgreicher Weise durch das folgende Verfahren der Anwendung einer Schutzzusammensetzung, die zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Mittel sowie die Schutzzusammensetzung, die angewendet wird, wenn das Verfahren durchgeführt wird:
  • 1. Verfahren zum Schützen einer gedruckten Leiterplatte oder von auf eine solche zu montierenden elektronischen Bauteilen, mit den folgenden Schritten:
    • - Bereitstellen einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis, die ein thermoplastisches Harz enthält;
    • - Schmelzen der Schutzzusammensetzung auf Harzbasis durch Erwärmen und
    • - Auftragen der geschmolzenen Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf die zu schützende Fläche der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile.
    • - Verfahren zum Schützen einer gedruckten Leiterplatte oder von auf diesen montierten elektronischen Bauteilen, mit den folgenden Schritten:
    • - Bereitstellen eines Klebers und eines Pulvers einer ein thermoplastisches Harz enthaltenden Schutzzusammensetzung auf Harzbasis;
    • - Auftragen des Klebers auf die zu schützende Fläche der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile;
    • - Auftragen des Pulvers der Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf den Kleber und
    • - Schmelzen der Schutzzusammensetzung auf Harzbasis durch Erwärmen.
    • - Walzenauftrageinrichtung, die zum Auftragen einer ein thermoplastisches Harz enthaltenden Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf eine gedruckte Leiterplatte verwendet wird, mit einer Auftragwalze (1), die auf eine Temperatur zwischen 50°C und 200°C erwärmbar ist und eine Walzenoberfläche (2) aus Kautschuk aufweist.
    • - Schutzzusammensetzung auf Harzbasis für gedruckte Leiterplatten oder auf diesen zu montierende elektronische Bauteile, die ein thermoplastisches Harz und eine oder mehrere Komponenten enthält, die aus der aus einem die Viskosität senkenden Mittel, einem Antioxidationsmittel, einer Metallchelatverbindung und einem Rostverhinderungsmittel bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf Figuren gestützten Beschreibung besser erkennbar werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Walzenauftrageinrichtung, die dazu verwendet wird, die erfindungsgemäße Schutzzusammensetzung auf eine Seite einer gedruckten Leiterplatte aufzudrucken.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erfindungsgemäße Schutzzusammensetzung auf eine doppelseitige gedruckte Leiterplatte mit Durchgangslöchern aufgetragen wird.
Beschreibung der Erfindung in Einzelheiten sowie bevorzugte Ausführungsformen
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird ein thermoplastisches Harz, das bei normaler Temperatur fest ist, durch Erwärmen aufgeschmolzen, um es auf eine gedruckte Leiterplatte oder elektronische Bauteile aufzutragen. In dieser Beschreibung bezeichnet "elektronische Bauteile" Halbleiterbauteile, Widerstände, Kondensatoren, Verbinder und andere Teile mit Elektroden, die bei der Herstellung elektronischer Anordnungen zu löten sind.
Als Beispiele für das thermoplastische Harz können Terpenharz, Petroleumharz, hydriertes Petroleumharz, Styrolharz, Terpentinharz und Derivate von Terpentinharz genannt werden. Ferner sind thermoplastische Harze mit einem Erweichungspunkt zwischen 50°C und 200°C, insbesondere 60°C und 120°C, bevorzugt.
Wenn der Erweichungspunkt unter 50°C liegt, zeigt das thermoplastische Harz nach dem Auftragen auf eine gedruckte Leiterplatte oder elektronische Bauteile Klebrigkeit, was die Handhabung der gedruckten Leiterplatte oder elektronischen Bauteile erschwert.
Wenn der Erweichungspunkt über 200°C liegt, werden andererseits die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile durch die hohe Temperatur beim Auftragen des thermoplastischen Harzes auf sie nachteilig beeinflusst. Darüber hinaus schmilzt die ein thermoplastisches Harz mit hohem Erweichungspunkt enthaltende Schutzzusammensetzung bei einem Lötvorgang nicht auf einfache Weise, und sie kann das Löten behindern.
Dem thermoplastischen Harz kann ein die Viskosität senkendes Mittel zugesetzt werden, um die Viskosität des thermoplastischen Harzes beim Schmelzen zu senken, um dadurch ein gleichmäßiges Auftragen des geschmolzenen thermoplastischen Harzes zu erleichtern. Die Viskosität des durch Wärme geschmolzenen thermoplastischen Harzes beträgt vorzugsweise 1000 cps oder weniger, insbesondere und vorzugsweise 500 cps oder weniger.
Als Beispiele für das die Viskosität senkende Mittel werden Wachse wie pflanzliches Wachs, tierisches Wachs, Mineralwachs, Petroleumwachs und synthetisches Wachs angegeben.
Ferner kann dem thermoplastischen Harz ein Antioxidationsmittel oder eine Metallchelatverbindung zugesetzt werden. Antioxidantien und Metallchelatverbindungen sind Komponenten, die Sauerstoff gut absorbieren können. Der Zusatz dieser Komponenten erhöht die Fähigkeit der Schutzzusammensetzung, Oxidation der Oberfläche von Kupfer während des Aufschmelzlötprozesses zu verhindern, bei dem gedruckte Leiterplatten einer hohen Temperatur ausgesetzt werden.
Als Antioxidationsmittel können Phenol-Antioxidantien und schwefelhaltige Antioxidantien verwendet werden. Als Phenol- Antioxidantien können beispielhaft die folgenden genannt werden: 1,3,5-tris(3',5'-di-t-Butyl-4- Hydroxybenzyl)Isocyanursäure, 1,1,3-tris(2-Methyl-4-Hydroxy- 5-t-Butylphenyl)Butan, Butyliden-bis(Methylbutylphenol), 3- (4'-Hydroxy-3',5'-di-t-Butylphenyl)Propionsäure-n- Octadecyl, Tetrakis[Methylen-3-(3',5'-di-t-Butyl-4- Hydroxyphenyl)Propionat]Methan, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6- tris(3',5'-di-t-Butyl-4-Hydroxybenzyl)Benzol, 4-4'- Butyliden-bis-(6-t-Butyl-3-Methylphenol), 2,2'-Methylen-bis- (6-t-Butyl-4-Methylphenol), 4,4'-thio-bis-(6-t-Butyl-3- Methylphenol), alkyliertes Phenol und alkyliertes Bisphenol. Als schwefelhaltige Antioxidantien können beispielhaft die folgenden genannt werden: Pentaerythritoltetra[β-Alkyl(C12-18)­ Thiopropionat], Dialkyl(C12-18)-3,3'- thio- Dipropionsäure, bis[2-Methyl-4-{3-n-Alkyl(C12-14)­ Thiopropionyl-Oxy}-5-t-Butylphenyl]Sulfid und 2,2-thio- Diethylen-bis-[3-(3,5-di-t-Butyl-4-Hydroxyphenyl)Propionat].
Als Metallchelatverbindungen können Chelatverbindungen eines Metalls wie Eisen, Blei, Zinn, Nickel, Kobalt, Cadmium, Chrom, Zink, Magnesium, Calcium, Natrium oder Kalium genannt werden, und es können Verbindungen wie die folgenden verwendet werden: Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Triaminotriethylamin, Tetrakis(β- Aminoethyl) Ethylendiamin, N-Hydroxyethylethylendiamin, N,N'-Dihydroxyethylethylendiamin, Triethanolamin, N,N'- Dimethylethylendiamin, 1,3-Diaminopropan, 1,2-Diaminopropan, Pyridin, Bipyridin, O-Phenanthrolin, Glycin, Asparaginsäure, N-Dihydroxyethylglycin, Iminodiessigsäure, Nitriloessigsäure, N-Hydroxyethyliminodiessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Ascorbinsäure, Thioglycolsäure, 1,2-Dimercaptopropanol, Thioharnstoff, 8-Hydroxychinolin, Dimethylglyoxim, Glyoxal­ bis(Methylimin), Acetylaceton oder Dithizon.
Ferner kann der Schutzzusammensetzung ein mit Kupfer reagierendes Rostverhinderungsmittel zugesetzt werden, um die Langzeitkonservierung der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile, auf die die Schutzzusammensetzung aufgetragen wurde, zu erhöhen, oder um die Fähigkeit der Schutzzusammensetzung zu verbessern, gute Lötfähigkeit aufrechtzuerhalten.
Als mit Kupfer reagierendes Rostverhinderungsmittel können die folgenden genannt werden: monocyclische oder polycyclische Azole, wie Imidazol, 2-Undecylimidazol, 2- Phenylimidazol, Triazol, Aminotriazol, Pyrazol, Benzothiazol, 2-Mercaptobenzothiazol, Benzimidazol, 2- Butylbenzimidazol, 2-Phenylethylbenzimidazol, 5-Nitro-2- Nonylbenzimidazol, 5-Chlor-2-Nonylbenzimidazol, Benzotriazol, Hydroxybenzotriazol und Carboxybenzotriazol (japanische Patentanmeldungs-Offenlegungen (vorläufige Veröffentlichung) Nr. 218679/1992, 186888/1993, 79061/1995, 54169/1995, 251867/1998, 280162/1998 und 17218/1999), Amine, wie Anilin, p-Butylanilin, p-Chloranilin, Cyclohexylamin, Terpentinharzamin, Butylamin und Laurylamin sowie Aminosäuren.
Ferner können der Schutzzusammensetzung zum Verbessern der Lötfähigkeit eine organische Säure, ein eine oder mehrere Caroboxylgruppen enthaltendes Harz, eine Aminverbindung oder ein Salz einer solchen und dergleichen zugesetzt werden.
Als organische Säure können beispielhaft Propionsäure, n- Caprylsäure, Laurylsäure, Stearinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Zitronensäure, Apfelsäure, Maleinsäure und Oxalsäure genannt werden.
Als eine oder mehrere Carboxylgruppen enthaltendes Harz kann z. B. Acrylsäureharz genannt werden.
Als Amin oder Aminsalz können beispielhaft Isopropylamin, Cyclohexylamin, Terpentinharzamin, Triethanolamin und deren Hydrochloride oder Salze mit Bromwasserstoffsäure genannt werden.
Das thermoplastische Harz und die anderen Komponenten können leicht unter Verwendung einer Mischungserzeugungsmühle, einer Kneteinrichtung, einer Zerreibeeinrichtung, einer Mischeinrichtung oder einer V-Mischeinrichtung durch Schmelzen derselben durch Erwärmen gemischt werden.
Die Temperatur der thermoplastischen Harzzusammensetzung (nachfolgend als Schutzzusammensetzung bezeichnet) beträgt, wenn sie zum Auftragen auf elektronische Bauteile aufgeschmolzen wird, vorzugsweise zwischen 50°C und 200°C, insbesondere und vorzugsweise zwischen 80°C und 140°C.
Als Verfahren zum Auftragen der Schutzzusammensetzung können z. B. Sprühen, Walzenbeschichten, Vertikaleinebnen mit heißer Luft, Horizontaleinebnen mit heißer Luft und Pulverbeschichtung genannt werden. Wenn die Schutzzusammensetzung auf gedruckte Leiterplatten aufgetragen wird, ist Walzenbeschichten wegen der Einfachheit der Herstellung eines gleichmäßigen Films durch Walzbeschichten bevorzugt, wohingegen Pulverbeschichten wegen des einfachen Auftragens auf das Innere von Durchgangslöchern gedruckter Leiterplatten und wegen geringer Wärmebeeinträchtigung der Schutzzusammensetzung bevorzugt ist.
Die Dicke des aufgetragenen Films der Schutzzusammensetzung beträgt vorzugsweise zwischen 0,1 µm und 5 µm, insbesondere zwischen 0,1 µm und 3 µm.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Walzenauftrageinrichtung dargestellt, die dazu verwendet wird, die Schutzzusammensetzung auf eine Seite gedruckter Leiterplatten aufzutragen. In Fig. 1 sind eine Auftragwalze 1, ein Kautschukteil 2, das die Oberfläche derselben bedeckt, eine Abstreifwalze 3, Transportrollen 4, eine Schutzzusammensetzung 5 und eine gedruckte Leiterplatte 6 dargestellt. Die gedruckte Leiterplatte 6 wird in der durch den Pfeil dargestellten Richtung transportiert. Die Auftragwalze 1 und das Kautschukteil 2 werden auf zwischen 50°C und 200°C, vorzugsweise zwischen 80°C und 140°C erwärmt.
In Fig. 2 ist ein Verfahren zum Auftragen der Schutzzusammensetzung auf doppelseitige gedruckte Leiterplatten mit Durchgangslöchern veranschaulicht. In dieser Fig. 2 ist ein Auftragkopf zum Auftragen der Schutzzusammensetzung auf das Innere von Durchgangslöchern mit der Bezugszahl 7 bezeichnet.
Die Auftragwalze 1 ist vorzugsweise eine Walze mit einer Oberfläche aus Kautschuk (die Oberfläche bedeckendes Kautschukteil 2), um Beschichtungsfilme mit gleichmäßiger Dicke herzustellen. Als Beispiele für den Kautschuk zum Herstellen der Oberfläche der Auftragwalze 1 können Synthesekautschuk wie Styrolbutadienkautschuk, Butadienkautschuk, Isoprenkautschuk, Chlorprenkautschuk, Butylkautschuk, Nitrilkautschuk, Ethylenpropylenkautschuk, Hyperon, Acrylkautschuk, Urethankautschuk, Fluorkautschuk, Polysulfidkautschuk, Epichlorhydrinkautschuk, Propylenoxidkautschuk und Alfin-Kautschuk genannt werden.
Als Auftragkopf 7 kann z. B. ein Sprühkopf oder ein Spiralkopf verwendet werden.
Es können auch andere Verfahren zum Auftragen der Schutzzusammensetzung auf das Innere von Durchgangslöchern verwendet werden, wie ein Verfahren, bei dem die Schutzzusammensetzung durch Sprühen auf beide Seiten und Durchgangslöcher gedruckter Leiterplatten aufgetragen wird und dann überschüssige Schutzzusammensetzung durch ein Luftmesser entfernt wird, sowie ein Verfahren, bei dem die Schutzzusammensetzung durch Walzenbeschichten auf beide Seiten gedruckter. Leiterplatten aufgetragen wird, jedoch auf einer Seite dicker, und dann die in Durchgangslöcher eingebrachte Schutzzusammensetzung unter Verwendung von Luft aus einem Luftmesser als Quetscheinrichtung Druck ausgesetzt wird.
Eine gedruckte Leiterplatte 6, auf die die Schutzzusammensetzung aufgetragen wird, wird vorzugsweise auf zwischen 50°C und 100°C vorerwärmt, um zu verhindern, dass sich das aufgetragene Harz schnell abkühlt und ungleichmäßige Filme erzeugt.
Als Nächstes wird das Auftragen der Schutzzusammensetzung durch Pulverbeschichten beschrieben. Als Erstes wird ein Kleber auf die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile aufgetragen.
Als Kleber können beispielhaft die folgenden genannt werden: photoempfindliche Kleberharze und nicht-photoempfindliche Kleberharze, wie sie in der japanischen Patentanmeldungs- Offenlegung Nr. 191019/1993 offenbart sind, Terpentinharz und Terpentinharzderivate, wie sie in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 37687/1993 offenbart sind, Naphthotriazol und Benzotriazol, wie in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegung Nr. 7244/1995 offenbart, Azole, wie Imidazol, Purin, Mercatobenzothiazol und Benzothiazolthio, Aminopyridine wie 2-Aminopyridin, 2,3- Diaminopyridin, 2,6-Diaminopyridin, 2-Amino-6-Methylpyridin, 2-Amino-4-Propylpyridin, 2,2'-Dipyridylamin, 2- Octylaminopyridin, 2-Nonylaminopyridin, 2- Hexadecylaminopyridin, 2-Benzylaminopyridin, 2-(2,2,4,4- Tetramethylbutyl)-Aminopyridin und 2,6-Diphenylaminopyridin, Aminochinoline wie 2-Octylaminochinolin, 2- Butylaminochinolin, 2-Hexadecylaminochinolin und 2- Octylphenylaminochinolin, wie in den japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungen Nr. 218679/1992, Nr. 186888/1993, Nr. 79061/1995, Nr. 54169/1995, Nr. 251867/1998, Nr. 280162/1998 und Nr. 17218/1999 offenbart.
Von den oben genannten Klebersubstanzen ist Azol bevorzugt, da dieses auf einfache Weise selektiv ohne das Erfordernis eines Siebdruckvorgangs oder eines Belichtungs- und Entwicklungsvorgangs auf die Metalloberfläche (zu lötende Teile) aufgetragen werden kann. Aminopyridin und Aminochinolin sind bevorzugt, da sie selektiv auf die Metalloberfläche aufgetragen werden können und da sie darüber hinaus die Lötfähigkeit verbessern.
Um den Kleber selektiv auf die Oberfläche der metallischen Teile der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile aufzutragen, wird eine wässrige Lösung des oben genannten Azols, Aminopyridin oder Aminochinolin, hergestellt; die wässrige Lösung wird auf die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile aufgesprüht, oder die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile werden in die wässrige Lösung eingetaucht; und die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile werden mit Wasser abgewaschen und getrocknet.
Dieser Prozess sorgt dafür, dass die Oberfläche der metallischen Teile der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile mit dem Azol, Aminopyridin oder Aminochinolin reagieren, was dafür sorgt, dass ein klebriger Film selektiv nur auf der Metalloberfläche ausgebildet wird.
Als Nächstes wird dafür gesorgt, dass die Schutzzusammensetzung in Pulverform am Kleber anhaftet. Die Teilchengröße der pulverisierten Schutzzusammensetzung beträgt vorzugsweise zwischen 1 µm und 300 µm. Wenn die Teilchengröße kleiner als 1 µm ist, ist der ausgebildete Film der Schutzzusammensetzung zu dünn, und die Wärmebeständigkeit des Films aus der Schutzzusammensetzung kann nicht angemessen sein. Wenn die Teilchengröße größer als 300 µm ist, ist der ausgebildete Film der Schutzzusammensetzung zu dick und kann die Lötfähigkeit senken.
Es bestehen keine speziellen Beschränkungen hinsichtlich des Verfahrens, das dafür sorgt, dass die pulverförmige Schutzzusammensetzung auf den Kleber aufgetragen wird. Es kann jedes Verfahren verwendet werden, wie Aufsprühen des Pulvers der Schutzzusammensetzung auf eine gedruckte Leiterplatte oder elektronische Bauteile, oder Eintauchen einer gedruckten Leiterplatte oder elektronischer Bauteile in das in einem Gefäß aufbewahrte Pulver der Schutzzusammensetzung. Um dafür zu sorgen, dass das Pulver der Schutzzusammensetzung auf eine gedruckte Leiterplatte aufgetragen wird, ist das Verfahren bevorzugt, bei dem die gedruckte Leiterplatte in die pulverförmige Schutzzusammensetzung eingetaucht wird, da durch dieses Verfahren leicht dafür gesorgt werden kann, dass das Pulver gleichmäßig an der Innenseite der Durchgangslöcher anhaftet.
Wenn eine gedruckte Leiterplatte oder elektronische Bauteile in eine pulverförmige Schutzzusammensetzung eingetaucht werden, werden sie vorzugsweise in Schwingung versetzt, oder das Pulver wird gerührt, oder es wird dafür gesorgt, dass es fliegt, wodurch dafür gesorgt wird, dass das Pulver gleichmäßig auf die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile aufgetragen wird.
Ferner ist es zum Erhöhen der Klebrigkeit der Klebersubstanz wünschenswert, die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile vorab zu erwärmen. Wenn der Kleber z. B. ein Azol, ein Aminopyridin-Derivat oder Aminochinolin ist, werden die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile vorzugsweise auf zwischen 20°C und 60°C vorerwärmt.
Die gedruckte Leiterplatte oder die elektronischen Bauteile mit dem an der Metalloberfläche anhaftenden Pulver der Schutzzusammensetzung werden dann erwärmt, um die Schutzzusammensetzung aufzuschmelzen. Die Erwärmungstemperatur und die Erwärmungszeit liegen im Allgemeinen zwischen 80°C und 150°C bzw. zwischen 30 Sekunden und 360 Sekunden.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es die Erfindung, einen dünnen und gleichmäßigen Film einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf der Oberfläche der metallischen Teile einer gedruckten Leiterplatte oder elektronischer Bauteile, die zu verlöten sind, aufzutragen, ohne dass dabei ein Lösungsmittel verwendet wird, wobei deren Lötfähigkeit erhalten wird, bis die elektronischen Bauteile mit der gedruckten Leiterplatte verlötet sind.
Anschlussflächen (Elektroden) und Durchgangslöcher der gedruckten Leiterplatte sowie Elektroden der elektronischen Bauteile bestehen aus Kupfer, Lötmittel (eutektischem Lötmittel oder bleifreiem Lötmittel) oder Gold. Die Lötfähigkeit dieser Metalle kann durch die Erfindung aufrechterhalten werden.
Als Lötmittel für den oben genannten Lötvorgang wird allgemein ein eutektisches Zinn-Blei-Lötmittel verwendet, jedoch können auch bleifreie Lötmittel wie ein solches auf Zinn-Silber-Wismut-Basis, ein solches auf Zinn-Silber- Kupfer-Basis, ein solches auf Zinn-Silber-Wismut-Kupfer- Basis und ein solches auf Zinn-Zink-Basis verwendet werden.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es die Erfindung, einen dünnen Film einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis mit gleichmäßiger Dicke auf der Oberfläche metallischer Teile einer gedruckten Leiterplatte oder elektronischer Bauteile, die zu verlöten sind, ohne Verwendung eines Lösungsmittels herzustellen, wodurch die Arbeitsumgebung nicht verschmutzt wird.
Durch die Erfindung kann auch die Lötfähigkeit von Elektroden elektronischer Bauteile, die auf gedruckte Leiterplatten zu löten sind, z. B. Halbleiter-Bauteilen, Widerständen und Verbindern, verbessert werden.
Andere Merkmale der Erfindung werden im Verlauf der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die nur zur Veranschaulichung der Erfindung erfolgt und nicht zu deren Beschränkung vorgesehen ist, ersichtlich.
Beispiele Beispiel 1
78 Gew.-% Terpenharz (bei 120°C gemessene Viskosität: 2000 cps, Erweichungspunkt: 100°C), 20 Gew.-% eines die Viskosität senkenden Mittels ("Paraffin Wax 155", hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.), 1,5 Gew.-% eines Antioxidationsmittels und 0,5 Gew.-% einer Metallchelatverbindung wurden unter Erwärmen gemischt, um eine Schutzzusammensetzung mit einer Viskosität von 120 cps bei 120°C und einem Erweichungspunkt von 70°C zu erhalten. Die Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte 6 wurde mit "MEC BRIGHT CAU-5200", hergestellt von MEC Co., Ltd., gereinigt, und die gedruckte Leiterplatte wurde auf 60°C erwärmt. Dann wurde die oben genannte Schutzzusammensetzung unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Walzenauftrageinrichtung aufgetragen, während die gedruckte Leiterplatte 6 unter Verwendung der Transportrollen 4 in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung verschoben wurde.
Die Auftragwalze 1 der Walzenauftrageinrichtung besteht aus rostfreiem Stahl, und die Oberfläche 2 ist mit Ethylenpropylenkautschuk bedeckt. Die Abstreifwalze 3 und die Transportrollen 4 bestehen aus rostfreiem Stahl. Die Auftragwalze 1 und die Abstreifwalze 3 wurden unter Verwendung eines internen Heizers auf 120°C erwärmt. Die Schutzzusammensetzung 5 wurde zwischen der Auftragwalze 1 und der Abstreifwalze 3 zugeführt.
Auf der gedruckten Leiterplatte 6 wurde ein Film der Schutzzusammensetzung gleichmäßig mit einer Dicke von ungefähr 2 µm hergestellt.
Beispiel 2
88 Gew.-% Terpenharz (bei 120°C gemessene Viskosität: 2000 cps, Erweichungspunkt: 100°C), 10 Gew.-% eines die Viskosität senkenden Mittels ("Paraffin Wax 155", hergestellt von Nippon Seiro Co., Ltd.), 1,5 Gew.-% eines Antioxidationsmittels und 0,5 Gew.-% einer Metallchelatverbindung wurden unter Erwärmen gemischt, um eine Schutzzusammensetzung mit einer Viskosität von 150 cps bei 120°C und einem Erweichungspunkt von 75°C zu erhalten. Die Schutzzusammensetzung wurde unter Verwendung einer Kugelmühle gemahlen und gesichtet, um ein Pulver mit Teilchengrößen zwischen 10 µm und 100 µm zu erhalten.
Es wurde auch eine wässrige Lösung hergestellt, die 0,5 Gew.-% 5-Laurylbenzotriazol, 12 Gew.-% Essigsäure und 87,5 Gew.-% von einem Ionenaustauschvorgang unterzogenem Wasser enthielt.
Als Nächstes wurde die Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte mit auf beiden Seiten ausgebildeten Kupferleitungsbahnen und Durchgangslöchern mit "MEC BRIGHT CAU-5200", hergestellt von MEC Co., Ltd., gereinigt. Dann wurde die gedruckte Leiterplatte in die obige, auf 45°C befindliche wässrige Lösung für 180 Sekunden eingetaucht, mit Wasser gewaschen und durch heiße Luft getrocknet, um den Kleber auf die Kupferleiterbahnen aufzutragen.
Als Nächstes wurde die gedruckte Leiterplatte, die bei einem Trocknungsprozess mit heißer Luft auf 50°C erwärmt wurde, in das Pulver der Schutzzusammensetzung eingetaucht, um dafür zu sorgen, dass dieses am Kleber anhaftete. Die überschüssige Schutzzusammensetzung wurde durch leichtes Bürsten entfernt. Dann wurde die gedruckte Leiterplatte durch einen auf einer Lufttemperatur von 130°C befindlichen Heizofen während 1 Minute hindurchgeführt, um das Pulver der Schutzzusammensetzung aufzuschmelzen. Auf den Kupferleiterbahnen (einschließlich der Durchgangslöcher) der gedruckten Leiterplatte wurde ein gleichmäßiger Film der Schutzzusammensetzung mit einer Dicke von ungefähr 2 µm ausgebildet.
Angesichts der obigen Lehren sind zahlreiche Modifizierungen und Variationen der Erfindung möglich. Daher ist zu beachten, dass die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche auf andere Weise realisiert werden kann, als es hier speziell beschrieben ist.

Claims (14)

1. Verfahren zum Schützen einer gedruckten Leiterplatte oder von auf eine solche zu montierenden elektronischen Bauteilen, mit den folgenden Schritten:
  • - Bereitstellen einer Schutzzusammensetzung auf Harzbasis, die ein thermoplastisches Harz enthält;
  • - Schmelzen der Schutzzusammensetzung auf Harzbasis durch Erwärmen und
  • - Auftragen der geschmolzenen Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf die zu schützende Fläche der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzzusammensetzung auf Harzbasis ein thermoplastisches Harz ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzzusammensetzung auf Harzbasis ein thermoplastisches Harz und eine oder mehrere Komponenten enthält, die aus der aus einem die Viskosität senkenden Mittel, einem Antioxidationsmittel, einer Metallchelatverbindung und einem Rostverhinderungsmittel bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzzusammensetzung auf Harzbasis ein thermoplastisches Harz und ein die Viskosität senkendes Mittel aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Harz aus der aus Terpenharz, Petroleumharz, hydriertem Petroleumharz, Styrolharz, Terpentinharz und Terpentinharz-Derivaten bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Harz einen Erweichungspunkt zwischen 50°C und 200° aufweist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzzusammensetzung auf Harzbasis bei einer Temperatur zwischen 50°C und 200°C aufgeschmolzen wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geschmolzene Schutzzusammensetzung auf Harzbasis durch Sprühen, Walzenauftragen, Vertikaleinebnen mit heißer Luft, Horizontaleinebnen mit heißer Luft oder Pulverbeschichtung auf die zu schützende Fläche aufgetragen wird.
9. Verfahren zum Schützen einer gedruckten Leiterplatte oder von auf diesen montierten elektronischen Bauteilen, mit den folgenden Schritten:
  • - Bereitstellen eines Klebers und eines Pulvers einer ein thermoplastisches Harz enthaltenden Schutzzusammensetzung auf Harzbasis;
  • - Auftragen des Klebers auf die zu schützende Fläche der gedruckten Leiterplatte oder der elektronischen Bauteile;
  • - Auftragen des Pulvers der Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf den Kleber und
  • - Schmelzen der Schutzzusammensetzung auf Harzbasis durch Erwärmen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber eine Azolverbindung, eine Aminopyridinverbindung oder eine Aminochinolinverbindung ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchengröße des Pulvers der Schutzzusammensetzung zwischen 1 µm und 300 µm beträgt.
12. Walzenauftrageinrichtung, die zum Auftragen einer ein thermoplastisches Harz enthaltenden Schutzzusammensetzung auf Harzbasis auf eine gedruckte Leiterplatte verwendet wird, mit einer Auftragwalze (1), die auf eine Temperatur zwischen 50°C und 200°C erwärmbar ist und eine Walzenoberfläche (2) aus Kautschuk aufweist.
13. Schutzzusammensetzung auf Harzbasis für gedruckte Leiterplatten oder auf diesen zu montierende elektronische Bauteile, die ein thermoplastisches Harz und eine oder mehrere Komponenten enthält, die aus der aus einem die Viskosität senkenden Mittel, einem Antioxidationsmittel, einer Metallchelatverbindung und einem Rostverhinderungsmittel bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
14. Schutzzusammensetzung auf Harzbasis für gedruckte Leiterplatten oder auf diesen zu montierende elektronische Bauteile, die ein thermoplastisches Harz und ein die Viskosität senkendes Mittel umfasst.
DE2000130757 1999-06-24 2000-06-23 Verfahren zum Schutz gedruckter Leiterplatten oder elektronischer Vorrichtungen,und Beschichtungswalze und bei dem Verfahren verwendete,schützende Zusammensetzung auf Harzbasis Withdrawn DE10030757A1 (de)

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