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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur teilweisen Benetzung der
Oberfläche eines Werkstückes mittels Maske und
Zerstäuber gemäß dem Patentanspruch 1.
Weiterhin betrifft die Erfindung, gemäß Patentanspruch
9, ein Verfahren hierzu.
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Zum
Schutz von Platinen bzw. bestückten Leiterplatten vor Feuchtigkeit
und elektrischen Kriechströmen und um die Anhaftung von
Staub und Schmutz weitgehend zu verhindern ist es seit langem bekannt,
diese mit einer dünnen isolierenden Lackschicht zu überziehen.
Dabei ist es erforderlich elektrische Bauelemente, wie z. B. Potentiometer,
Drehkondensatoren, Anzeigen, Relais usw., von der Lackierung auszunehmen,
da diese Bauelemente für nachträglich vorzunehmende
Abstimmungen oder Einstellungen von außen frei zugänglich
oder einsehbar sein müssen.
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Beispielsweise
ist aus der
DE 43 00
012 C1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selektiven
Lackierung einer bestückten Leiterplatte bekannt, bei dem
bei einer Unterbrechung des Lackstrahles (die bei einem nicht zu
lackierenden Bauteil stattfindet) die sonst entstehende ”Verwirbelung” der
Lackierflüssigkeit in der Umgebung des von der Lackierung auszusparenden
Bauteils vermieden wird. Hierzu wird eine Düse mittels
eines Portal-Koordinatensystems über die Fläche
geführt und diese an bestimmten Orten mit Schutzmittel
besprüht. Weil der Tisch unter den stillstehenden Lackierdüsen
bewegt wird, wirken auf die Strahlen keine (horizontalen) Trägheitskräfte
und diese Strahlen gelangen immer in zur Leiterplatte senkrechter
Position auf diese Platten. Auf diese Weise kann man Leiterplatten
ohne den Einfluss der oben erwähnten Verwirbelungen, die durch
die Bewegung der Lackierdüsen entstehen, lackieren und
dabei bestimmte Bauteile der Leiterplatten aussparen. Die Lackierdüsen
sind über Lackierflüssigkeitsleitungen mit einem
Vorratstank verbunden, der als Vorratsbehälter für
die Lackierflüssigkeit dient und welcher mit einer Heizung
versehen ist. Über elektrische Steuerleitungen sind jeweils
der Tisch, die Lackierdüsen und die Heizung des Vorratstanks
mit einer zentralen Steuereinheit verbunden. Die zentrale Steuereinheit
ist zur Eingabe und Ausgabe von Daten mit einer Tastatur und einem Bildschirm
versehen. Schließlich sind am Tisch mit einer Reinigungsflüssigkeit
gefüllte Behälter angeordnet, in welche die Lackierdüsen
nach Beendigung des Lackiervorgangs durch entsprechende Bewegung
des Tisches zur Reinigung eingetaucht werden können. Der
Nachteil des aus der der
DE
43 00 012 C1 bekannten Verfahrens bzw. der Vorrichtung
ist jedoch die Geschwindigkeit sowie die Genauigkeit des Systems/der
Steuerung. Zusätzlich ist eine Beschichtung unterhalb der
zu beschichtenden Komponenten grundsätzlich nicht möglich.
Ferner ist bei der Sprühlackierung mit Over-Spray zu rechnen,
der unter Umständen auch auf unzulässige Bereiche
gelangen kann.
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Weiterhin
ist aus der
DE 42 11
342 C2 ein Verfahren zum Aufbringen einer Kunststoffschutzschicht
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
bekannt, bei dem/der die einseitig bestückte Leiterplatte/Baugruppe
partiell getaucht wird. Bei diesem Verfahren wird die Baugruppe
wie ein Deckel auf einem mit flüssigem Schutzmittel gefüllten Trog
positioniert und dicht mittels Niederhalter andrückt. Anschließend
wird die Anordnung gedreht. Im Einzelnen wird, während
der Trog und die eine Begrenzung desselben bildende Leiterplatte
in einer Schräglage gehalten werden, in der die Leiterplatte die
obere Begrenzung der mit Beschichtungsmaterial befüllbaren
Kammer bildet, diese Kammer mit Beschichtungsmaterial geflutet,
bis die Kammer vollständig mit dem Beschichtungsmaterial
verfüllt ist. Während hierbei der Flüssigkeitsspiegel
des Beschichtungsmaterials in der Kammer ansteigt, werden nacheinander,
zunächst die tiefer und danach die höher gelegenen
Flächenbereiche der zu beschichtenden Fläche(n)
der Leiterplatte mit dem Beschichtungsmaterial benetzt und dadurch
deren Beschichtung erzielt. Um sicherzustellen, dass die gesamte Fläche
von dem Beschichtungsmaterial erreicht werden kann, werden kaminförmige
Kammerbereiche, die durch in sich geschlossene Trogwände
begrenzt sind und durch diese gegen weitere solcher Kaminbereiche
abgesetzt sind, über in die höchstgelegenen Teile
solcher Kaminbereiche mündende Kanäle entlüftet,
wodurch die Entstehung von Luftblasen, die ansonsten unvermeidbar
wäre und eine Beschichtung der höchstgelegenen
Teile der zu beschichtenden Fläche zumindest behindern
würden, vermieden wird. Der Vorteil des Flutens des Trogs
(wenn eine Entlüftung an der höchsten Stelle vorhanden
ist) ist, dass die Komponenten innerhalb des Troges wie in einem
Tauchprozess vollständig umhüllt werden. Da die
Kapillare die eigentliche treibende Benetzungskraft ist, ist somit
auch eine Beschichtung unterhalb des Bauteils möglich.
Soweit während des Beschichtens – während
die Kammer vollständig geflutet ist – Beschichtungsmaterial
zwischen den plattenseitigen Stirnrändern der Druckwände
und der Leiterplatte hindurch tritt, kann dieses nach unten abfließen
und daher außerhalb der zu beschichtenden Flächen
der Leiterplatte angeordnete Bereiche derselben nicht erreichen,
wodurch auf einfache Weise sichergestellt wird, dass die Beschichtungsqualität
auch über viele Beschichtungszyklen hinweg gleichbleibend
ist. Nachteilig ist hierbei, dass wenn die freie Stirnfläche Schäden
in Form von Deformationen aufweist, dann dort eine Undichtigkeit
entsteht (Lack läuft raus) oder wenn die Deformation auf
einen Bauteil verläuft, so wird das Bauteil zerstört,
da die gesamte Kraft des Niederhalters auf das Bauteil (Erhebung) übertragen wird.
Die durch die Leiterplatte und den Trog gebildete Kammer kann während
des Befüllens und/oder während des Entleerens
mindestens einmal geschwenkt werden. Beispielsweise wird der Neigungssinn
der Leiterplatte während des Befüllens insbesondere
in der Endphase umgekehrt, um schon, bevor die Kammer vollständig
geflutet ist, eine Benetzung der gesamten Beschichtungsfläche
zu erreichen und während des Entleerens, um ein gleichmäßiges
Abströmen des Beschichtungsmaterials von der Platte zu
begünstigen. Das Entleeren der Kammer kann auf einfache
Weise durch Evakuieren des Luftraumes des Vorratsbehälters
gesteuert und/oder unterstützt werden. Alternativ hierzu,
aber auch in Kombination hiermit kann die Kammer während
des Entleerens mit erhöhtem Druck beaufschlagt werden. Das
Fluten der Kammer kann auch dadurch gesteuert werden, dass der Vorratsbehälter
für das Beschichtungsmaterial mit einem erhöhten
Druck beaufschlagt wird. Um eine gute Gleichmäßigkeit
der Qualität der Beschichtung über eine große
Anzahl von Beschichtungszyklen hinweg sicher zustellen wird nach
einer wählbar vorgebbaren Anzahl von Beschichtungszyklen
ein Reinigungszyklus durchgeführt, indem der Trog mit einer
Abschlussplatte abgedeckt und sämtliche von der Platte
abgedeckten Bereich mit einem Reinigungsmittel durchgespült
werden, wobei es wiederum vorteilhaft ist, wenn während eines
solchen Reinigungszyklus die Flussrichtung des Reinigungsmittels
mehrmals umgekehrt wird. Alternativ ist der eine Beschichtungsfläche
der Leiterplatte eingrenzende Kamin durch ein Zwischenwand in zwei
Teilkammern etwa gleicher Größe unterteilt, welche über
einen hochgelegenen, durch den oberen Rand der Zwischenwand und
die an die Kaminstirnfläche angedrückte Leiterplatte
begrenzten Spalt miteinander in kommunizierender Verbindung stehen. Diese
Zwischenwand verläuft etwa parallel zu einer Kippachse,
um die der Trog kippbar ist. Die eine Teilkammer steht mit der Verteilerkammer
und die andere Teilkammer mit der Auffangkammer in kommunizierender
Verbindung, welche in den beiden Kipplagen des Troges alternierend
mit dem Vorratsbehälter verbunden sind. Weiter ist eine
Ventilsteuereinrichtung vorgesehen, die in den beiden Kipplagen
des Troges die Beflutung der jeweils tiefer gelegenen Teilkammer
vermittelt und die höher gelegene Teilkammer des Kamins
mit dem Vorratbehälter der Beschichtungsvorrichtung verbindet,
so dass in den alternativen Kipplagen des Troges, in denen jeweils eine
der Kammern geflutet ist, die andere gleichsam als Entlüftungskanal
wirkt. Diese Gestaltung der Vorrichtung ist insbesondere dann geeignet,
wenn die Platte auf ihrer gesamten Fläche beschichtet werden soll
und daher nur zwei Teilkammern vorgesehen werden müssen.
Die Vorrichtung ist dann insgesamt mit einer niedrigeren Bauhöhe
realisierbar als wenn die Befüllung und Flutung nur in
einer einzigen Schwenklage durchgeführt werden muss. Eine
einfache Reinigungsvorrichtung kann dadurch realisiert werden, dass
mittels einer Pumpe ein Lösungsmittelstrom durch die mit
Beschichtungsmaterial in Kontakt gelangenden Bereiche des Troges
förderbar ist. Hierfür hat der Trog einen vom
Rand seiner Basisplatte aufragenden, äußeren Mantel,
der höher ist als der Kamin, und es ist ein durch diesen
Mantel und die Basisplatte insgesamt topfförmiges Oberteil
des Troges gebildet, das mittels einer Deckplatte flüssigkeitsdicht
nach oben verschließbar ist. Mittels eines Umschaltventils
kann auf einfache Weise die Strömungsrichtung des durch
den Trog geförderten Lösungsmittelstromes umgekehrt
und dadurch eine besonders wirksame Reinigung des Troges erzielt
werden. Schließlich ist eine elektropneumatische Flutungs-Steuereinrichtung
vorgesehen, mittels derer zum Fluten des Troges der Vorratsbehälter
und/oder der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnete Innenraum
des Vorratsbehälters mit Druck beaufschlagbar ist. Zum
Entleeren des Troges ist der Vorratsbehälter absenkbar
und/oder sein oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneter
Raumbereich evakuierbar; auch ist die Verteilerkammer des Troges mit
Druck beaufschlagbar. Der Nachteil dieses so genannten Milli-coat-Verfahrens
bzw. dieser aus der
DE 42
11 342 C2 bekannten Vorrichtung ist, dass der Werkstück-Trog
beim Drehen keinerlei Undichtigkeiten aufweisen darf, ansonsten
würde die Flüssigkeit herauslaufen und das Werkstück
an unzulässigen Stellen benetzen. Ein solches dichtes Anliegen
erfordert aber hohe Andruckkräfte und ist selbst dann nicht
immer erreichbar. Durch die hohen Andruckkräfte erfolgt
eine Verformung der Platine und mögliche Beschädigungen
von Leiterbahnen sowie in der Nähe liegender Bauteile.
Hinzu kommt, dass mit diesem Verfahren grundsätzlich nur
innenliegende Bereiche der Platine selektiv beschichtet werden können,
während eine Beschichtung bis zum Rand der Platine grundsätzlich
nicht möglich ist. Des Weiteren ist es nachteilig, dass
offene Durchkontaktierungen ein Durchlaufen des Schutzmittels auf
die Gegenseite bewirken und die Undichtigkeiten grundsätzlich eine
unnötige Verschmutzung der gesamten Anlage mit sich bringen.
Etwaige Durchbrüche und Bohrungen innerhalb der Lackierung
haben hohe Werkzeugkosten zur Folge. Die Verarbeitung dünnflüssiger Lacksysteme
ist nur durch starkes Anpressen der Platine an den Formbecher möglich,
wodurch, wie bereits ausgeführt wurde, die Gefahr einer
Leiterbahnbeschädigung an den Anpressstellen gegeben ist.
Schließlich erweist es sich als ungünstig, dass
die Formbecher je nach Materialverbrauch ca. alle 10 bis 20 Beschichtungsvorgänge
manuell nachgefüllt werden, wobei dies bei Anlagen mit
automatischer Beschichtungsmittelnachführung zwar vermieden
werden kann, dann aber die Konstruktion stark verkompliziert wird,
da immer die Schwenkbarkeit mit eingerechnet werden muss.
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Weiterhin
ist aus der
DE 196
50 255 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selektiven
Umhüllung von Flachbaugruppen bekannt, bei dem/der praktisch
keine Beschränkungen hinsichtlich der Formen der zu beschichtenden
Teilflächen gegeben sind, die Gefahr eines Beschichtens
von freizuhaltenden Bereichen der Flachbaugruppe sicher verhindert und
ein Beschichten der Flachbaugruppe auch bis zu den Rändern
der Platine möglich ist. Dabei wird das Werkstück
derart auf die Stirnkante des Troges aufgesetzt, dass die nicht
zu beschichtenden Bereiche des Werkstückes über
die sog. Formbadwände hinausragen und das Formbad das Werkstück
teilweise seitlich überragt. Die Flüssigkeit wird
innerhalb des Troges (Formbad) durch ein Pumpsystem angehoben bis
die Flächen des Werkstückes innerhalb des Troges
auf einer 2D-Ebene benetzt werden. In diesem benetzten Zustand hat
die Flüssigkeit die Möglichkeit auch unter den
Bauteilen oder in den Porositäten zu kapillieren. Die Entlüftung,
z. B. beim Hochpumpen des Beschichtungsmittels bis zur Benetzung der
Platine der Flachbaugruppe, kann dadurch erfolgen, dass die Leiterplatte
der Flachbaugruppe das Formbad nicht vollständig abdeckt.
Die Luftblasen können einfach seitlich unter dem Rand der
Leiterplatte in den seitlich überstehenden Trogbereich
ausgedrückt werden, und gleichzeitig erfolgt ein Abfließen
des Beschichtungsmaterials über die freien Stirnkantenabschnitte
des Trogmantels. Dabei kann sich auch bei einem Hochpumpen des Beschichtungsmittels
innerhalb der Formbades kein Druck ausbilden, durch den etwa Beschichtungsmittel
aus etwaigen Spalten zwischen der Platine und den Stirnkanten des
Formbades ausgedrückt werden könnte. In weiterer
Ausgestaltung wird ein Formbadmantel verwendet, der im Bereich der
freien Stirnkantenabschnitte, also im Bereich der Abschnitte, auf
denen die Platine nicht aufliegt, mit Ablaufkerben versehen ist.
Durch diese Ablaufkerben lässt sich ein gezielteres Abfließen
erreichen und damit die Gefahr eines Druckaufbaus unterhalb der
Flachbaugruppe ausschließen. Um zu vermeiden, dass nach
jedem Tauchen ein entsprechendes exaktes Nachfüllen notwendig
ist, kann in weiterer Ausgestaltung auch vorgesehen sein, dass das
Formbad einen Becher bildet, der aus einer getauchten Position in
einem Überlaufbad bis zum darüber fest gehalterten
Werkstück angehoben wird. Um ständig reproduzierbare
Ergebnisse zu erzielen, müssen die Prozessparameter des Systems
frei programmierbar und abrufbar sein. Das Niveau des Beschichtungsmittels
wird über die Fördermenge der Pumpe (Volumenstrom
im Formbad) eingestellt. Dieser Parameter muss so eingestellt werden,
dass beim Absenken des Schutzmittelniveaus alle Tropfen durch die
Oberflächenspannung mit angesaugt werden. Dadurch wird
vermieden, dass Lackansammlungen entstehen, die sich nachteilig
auf die Beschichtungsqualität auswirken. Nach dem Entnetzen
ist eine Abtropfzeit nicht mehr erforderlich, da die Tropfen durch
die Oberflächenspannung mit angesaugt werden. Anstelle
eines flüssigen Beschichtungsmittels könnten auch
quasi fließfähige Beschichtungsmittelpulver verwendet
werden. Das Beschichtungsmittel wird nur bis zu einem Niveau unterhalb
der Stirnkante des Formbades eingefüllt und durch einen
im Formbad angeordneten Kapillarsaugkörper, beispielsweise
eine Art Schwamm oder einen Borstenkörper mit einer Vielzahl
eng benachbarter Borsten, dessen Oberfläche im wesentlichen
in der Ebene der Stirnkanten liegt, erfolgt die Benetzung des Werkstücks
gesteuert durch Kapillarwirkung. Je nach Art der Ausbildung des
Kapillarsaugkörpers und der Höhe des Niveaus des
Beschichtungsmittels lässt sich genau und gezielt auf die
jeweilige Viskosität des Beschichtungsmittels einstellen,
wie stark und wieviel Beschichtungsmittel durch Kapillarwirkung
an die zu beschichtende Fläche der Flachbaugruppe angesaugt
wird. Bei der Pulverbeschichtung, bei der durch Lufteinpumpen eine
quasi ”gekräuselte” Oberfläche
der Pulverschicht erzielt wird, muss selbstverständlich
das Werkstück auf eine entsprechende Temperatur gebracht
werden, so dass das benetzende Pulver beim Kontakt mit der Oberfläche
schmilzt. Der Tauchbereich wird bei Verwendung reaktiv vernetzender
Materialien (Oxydations-, Feuchtevernetzung) unter einer inerten
Atmosphäre gehalten, vorzugsweise Stickstoff oder Lösemitteldämpfe,
die schwerer als Luft sind. Die Gefahr, dass die Flüssigkeit
aus dem Trog auf unzulässige Bereiche gelangt, wird bei
den aus der
DE 196
50 255 C2 bekannten Verfahren beseitigt, jedoch besteht
hier die große Gefahr, dass praktisch durch unterschiedliche
Benetzungspunkte und Krümmungen des Werkstückes
Kavitationsstellen entstehen, so dass die Beschichtung irreproduzierbar
unvollständig sein kann. In der Regel ist hier die beschichtete
Fläche durch die Kavitationsbildung mit enormen Kontrollaufwand
und Nacharbeit verbunden oder mit Abweichungen von der vorgegebenen
Spezifikation zu rechnen. Weiterhin ist das Verfahren hinsichtlich
seiner Einsatzmöglichkeiten Beschränkungen unterworfen,
da es in denjenigen Plattenrandbereichen, über die zur
Entlüftung notwendige Becherbereiche hinausragen, nicht
möglich ist, den Plattenrand beschichtungsfrei zu halten. Weiterhin
ist es in diesem Fall schwierig, in dem durch die Leiterplatte abgedeckten „Innen”-Raumbereich,
der entfernt von dem zur Entlüftung vorgesehenen, von der
Platte nicht überdeckten Bereich des Lackierformbechers
angeordnet ist, die erforderliche weitestmögliche Entlüftung
zu garantieren.
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Ein ähnlicher
Weg zur selektiven Beschichtung eines Rotationskörpers
wird bei der Beschichtungsvorrichtung gemäß der
FR 2.178.443 eingeschlagen.
Hierbei sind zwei Formbadmäntel vorgesehen, wobei diese
ineinander geschachtelt sind und die Flüssigkeit im inneren
Formbadmantel mit einer Pumpe beaufschlagbar ist.
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Weiterhin
ist aus der
DE 101
36 571 B4 ein Verfahren zum partiellen Schutzbeschichten
von Leiterplatten und eine Lackieranlage zur Durchführung des
Verfahrens bekannt, bei dem ungeachtet der Größe
und Form der zu beschichtenden Bereiche einer Leiterplatte eine
hohe Qualität und Formtreue der zu erzielenden Beschichtung
gewährleistet wird und die Lackieranlage bei vergleichsweise
einfacher Gestaltung eine rationelle Anwendung des Verfahrens auch
bei relativ geringen Stückzahlen wirtschaftlich ermöglicht.
Bei dem daraus bekannten Verfahren wird ein Lackierformbecher über
sein geometrisches Volumen hinaus so weit mit Flüssiglackmaterial
befüllt, dass sich ”oberhalb” der koplanaren
Stirnränder des Lackierformbechers ein konvexer Meniskus
ausbildet, innerhalb dessen eine zur Schutzbeschichtung ausreichende
Lackierflüssigkeitsmenge enthalten ist. Das Befüllen
des Lackierformbechers mit dieser Flüssiglackmenge erfolgt,
während die Leiterplatte sich in einem Abstand von dem
oberen Rand des Lackierformbechers befindet, der signifikant größer ist
als die von dem Rand des Bechers aus gemessene größte
Höhe des Flüssigkeitsmeniskus. Sodann wird der
Benetzungsvorgang durch stetige Verringerung des Abstandes der Leiterplatte
von dem Lackierformbecher ausgelöst, wobei sich, ausgehend von
der ersten Stelle, an der die Leiterplatte in Kontakt in dem Meniskus
gelangt, die Ausbreitung der Lackierflüssigkeit zum Rand
der Leiterplatte hin vollzieht. Die Abstandsverringerung erfolgt
bis auf einen Wert Δh des Abstandes der Leiterplatte vom
Rand des Lackierformbechers, bei dem der sich ausbildende konvexe äußere
Randmeniskus des oberhalb des Becherrandes angeordneten Flüssigkeitsvolumens möglichst
genau zwischen der Leiterplatte und den oberen Endstirnflächen
der Becherwände verläuft, so dass die Kontur der
beschichteten Fläche in einem weitestmöglichen
Maß exakt mit dem Verlauf des Randes der Becherwände übereinstimmt.
Diese Konfiguration der Gesamtanordnung wird für einige Sekunden
lang aufrechterhalten, während derer sich eine an der Leiterplatte
gut haftende Flüssigkeitsschicht bildet. Sodann erfolgt – durch
Absenken des Lackierformbechers oder durch Anheben der Leiterplatte – wieder
eine Vergrößerung des Abstandes der Platte von
dem Lackierformbecher, wodurch eine Trennung der an der Leiterplatte
haftenden Flüssigkeitsschicht von der in dem Lackierformbecher
enthaltenen Flüssigkeit erfolgt. In dieser Konfiguration von
Leiterplatte und Lackierformbecher kann überschüssiges
Material von der Leiterplatte in den Lackierformbecher hinein abtropfen,
ohne dass dieser überfließen kann. Die Befüllung
des Lackierformbechers erfolgt bis zu dessen oberem Rand durch Befüllen
eines Flutausgleichsbeckens, z. B. zylindrischer Form, das mit dem
Lackierformbecher über eine flexible Leitung in kommunizierender
Verbindung steht und danach das Flutausgleichsbeckens um einen Hub Δp
angehoben wird. Nach dieser Befüllung des Lackierformbechers
kann die Benetzung der Beschichtungsfläche der Leiterplatte
entweder dadurch erfolgen, dass die Abstandsverringerung zwischen
Leiterplatte und Lackierformbecher durch Absenken der Leiterplatte
gegenüber dem Lackierformbecher bis auf den definierten
Abstand Δh erfolgt oder – alternativ – dadurch,
dass die Verringerung des Abstandes der Leiterplatte und des Lackierformbechers
durch Anheben des Lackierformbechers gegenüber der in definierter
Position gehaltenen Leiterplatte erfolgt. Bei dem aus der
DE 101 36 571 B4 bekannten
Verfahren wird die Baugruppe nicht teilweise bündig mit
dem Trog verbunden, sondern wird um ein sog. Meniskusabstand über
dem Trog angehoben. Aber auch hier ist die Gefahr der Kavitationsbildung gegeben,
da die Flüssigkeit und das Werkstück völlig parallel
sein müssen.
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Weiterhin
ist aus der
EP 0 526
455 B1 ein Verfahren zum Aufbringen einer Kunststoffschutzschicht
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
bekannt, bei dem eine rationelle und zuverlässige Beschichtung
auch kompliziert gestalteter Beschichtungsflächen von Leiterplatten
ermöglicht wird. Hierzu wird ein Trogmantel hergestellt,
bei dem die freien Stirnflächen seiner Mantelwände
bzw. Mantelwandabschnitte einen dem Umriss der zu beschichtenden
Fläche(n) entsprechenden Verlauf haben und in einer Ebene
oder Fläche verlaufen, die nach ihrer Verlaufsform derjenigen
Ebene oder Fläche entspricht, in der die Konturen der zu
beschichtenden Fläche(n) verlaufen. Die Leiterplatte ist
mit ihrer teilweise zu beschichtenden Seite nach innen weisend an
den koplanar angeordneten freien Stirnflächen zur Anlage
gebracht und an wird diesen entsprechend dem Konturenverlauf der Beschichtungsfläche(n)
angedrückt gehalten. Danach werden der Trogmantel und die
an diesem angesetzte Leiterplatte in eine Position gebracht, in
der die Leiterplatte den Boden des Troges bildet und in den Trog
eingebrachtes Beschichtungsmaterial die Beschichtungsflächen
benetzend sich über diese ausbreiten kann. Hiernach wird
der Trog mit noch angesetzter Leiterplatte in eine Position gebracht,
in der überschüssiges Beschichtungsmaterial von
der Leiterplatte abfließt und abtropft und diese wird hiernach
abgenommen und dem Trocknungs- bzw. Aushärtungsvorgang
unterworfen. Das aus der
EP
0 526 455 B1 bekannte Verfahren ist mit Taktzeiten durchführbar,
die wesentlich kürzer sind als die beispielsweise mit Koordinaten-Vergussmaschinen
oder dergleichen erreichbaren Taktzeiten. Es ist sowohl für
Leiterplatten anwendbar, die mit relativ hochbauenden elektronischen
Bauelementen bestückt sind als auch für Leiterplatten,
die mit nur relativ flachbauenden elektronischen Bauelementen bestückt
sind, da der senkrecht zur Beschichtungs-Grundfläche gemessene
Beschichtungsbereich sehr einfach durch geeignete Wahl der Tiefe
einstellbar ist, mit der der Trog mit Beschichtungsmaterial verfüllt
wird. Die Qualität der Beschichtung ist sehr gut, da keinerlei ”Schattenkanten” auftreten
und z. B. auf Anschlussbeinen stehende Bauelemente allseitig von
dem Beschichtungsmaterial umschlossen und benetzt werden können.
Es wird eine Qualität der Beschichtung erzielt, die einer
im gängigen Tauchverfahren erzielbaren Qualität
entspricht. Das Verfahren ist für die Leiterplatten hinreichend
schonend, um Beschädigungen derselben zuverlässig
auszuschließen. Das aus der
EP 0 526 455 B1 bekannte Verfahren weist
die gleichen Nachteile wie bei der
DE 42 11 342 C2 auf, insbesondere Undichtigkeit,
hoher Anpressdruck und komplizierte Werkzeuge.
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Weiterhin
ist aus der
DE 42 28
805 A1 ein Beschichtungswerkzeug zum Aufbringen einer Schutzschicht
aus Kunststoff auf eine Leiterplatte bekannt, das bei gleichwohl
hoher Qualität der zur erzielenden Beschichtungen wesentlich einfacher
und kostengünstiger herstellbar ist. Hierbei bestehen mindestens
die senkrecht von dem Bodenteil aufragenden Mantelabschnitte des
Troges aus einem Karton-Material mit einem Flächengewicht
von mindestens 200 g/m
2 und sind an das
Bodenteil des Troges angeklebt. Das Beschichtungswerkzeug ist aus
Kartonstücken, die in der erforderlichen Präzision
ohne Schwierigkeit zugeschnitten werden können und durch
Biegen und/oder Falten sehr leicht in die mit den Rändern
der Beschichtungsfläche der Leiterplatte konforme Konfiguration
gebracht, sowie durch Kleben mit dem Bodenteil verbunden werden
können. Das aus der
DE 42 28 805 A1 bekannte Beschichtungswerkzeug
ist sehr viel einfacher und schneller herstellbar als ein aus Metallblech
hergestelltes Beschichtungswerkzeug, so dass sich seine Anfertigung
auch dann schon lohnt, wenn nur verhältnismäßig
kleine Stückzahlen identischer Leiterplatten vorliegen,
die mit einer Schutzlackierung zu versehen sind.
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Weiterhin
ist aus der
DE 197
36 273 A1 eine Vorrichtung zum partiellen Schutzlackieren
von ein- oder beidseitig bestückten Leiterplatten durch
Anfluten der Leiterplatten mit flüssigem Schutzmaterial mittels
eines Formbechers, der vom Boden aufragende Becherwände
hat, deren mindestens abschnittsweise koplanare Stirnränder
die Konturenränder der Lackierfläche markieren,
wobei der Flüssigkeitsspiegel des Schutzmaterials beim
Fluten bis zum benetzenden Kontakt mit der Leiterplatte anhebbar
ist und sodann überschüssiges Material durch einen
zwischen der Platte und dem oberen Becherrand verbleibenden Spalt überlaufen
kann, bekannt. Um den technischen Aufwand für eine automatisch
arbeitende Lackieranlage zu reduzieren, ist im Einzelnen vorgesehen,
dass die Becherwand koplanare Stirnkantenbereiche als Auflager für
die Leiterplatte hat, mit denen die zu lackierende Leiterplatte
während des Flutens in dichtender Anlage gehalten werden
kann. Die Becherwand hat zwischen Abschnitten ihrer koplanaren Stirnkantenbereiche
mindestens eine Überlaufkante, die in einem kleinen vertikalen
Abstand von den Auflagebereichen unterhalb derselben verläuft.
Eine solche Überlaufkante, die zusammen mit der Leiterplatte
einen schmalen Überlaufschlitz zur Entlüftung
des Becherinnenraumes und zum Überlaufen überschüssigen
Materials bildet, wird zweckmäßigerweise dort
angeordnet, wo ein nicht vollkommen exakter Randverlauf der lackierten
Fläche ohne weiteres hinnehmbar ist, während im übrigen
der Konturenverlauf der Beschichtungsfläche sehr exakt definiert
ist. Mittels einer Kippeinrichtung, mittels derer der Formbecher
innerhalb eines kleinen Winkelbereiches schräg angestellt
werden kann, vorzugsweise so, dass sich die Überlaufkante
im höchstgelegenen Bereich des Formbechers befindet, ist
auf einfache Weise eine Anordnung einstellbar, die im Lackierbetrieb
eine sichere Entlüftung des Innenraumes des Formbechers
gewährleistet. Zur zuverlässigen Fixierung der
Leiterplatte in ihrer am Formbecher abgestützten Position
genügt ein einfacher Niederhalter, der sich z. B. über
eine Druckfeder an der Leiterplatte abstützt und diese
gegen die Wirkung des sich während des Flutens im Becher-Innenraum
aufbauenden Druckes und der daraus resultierenden Kraft sicher in
Position zu halten vermag. Wenn der Formbecher durch Anheben und
Absenken eines Schutzmaterial-Vorratsbehälters, der mit
dem Formbecher über eine flexible Leitung in kommunizierender
Verbindung steht, flutbar und entflutbar ist oder durch Eintauchen
eines Stempels in den in einem feststehenden Vorratsbehälter
enthaltenen Schutzmittelvorrat, können zur Steuerung der
diesbezüglich erforderlichen Relativbewegungen einfache
Linearantriebe, z. B. pneumatische Antriebszylinder verwendet werden,
die mittels einer z. B. elektrisch vorgesteuerten und pneumatisch
betätigten Ventilanordnung zuverlässig steuerbar
sind. Schließlich können Abtropfhilfen, die das
Abfließen überschüssigen Schutzmaterials
von der Beschichtungsseite der Leiterplatte begünstigen,
vorgesehen werden, wodurch eine Verkürzung des Beschichtungsvorganges
insgesamt erzielbar ist.
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Schließlich
ist aus der
DE 100
06 279 A1 ein Verfahren zum Aufbringen von Beschichtungen
auf einem plattenförmigen Träger z. B. einer Platine
bekannt, bei dem die Platinen in einem wannenförmigen Überlaufbehälter
mit Abstand zum Boden und den Wandflächen mit nach oben
ausgerichteten elektrischen Bauelementen eingestellt werden und
die Bauelemente mindestens über eine Teilhöhe überragenden,
auf der Bodeninnenfläche frei aufgestellten Formbechern
mit Abstand umfasst werden. Selektiv wird zwischen den Formbechern über
eine Teilhöhe der Formbecher auf die Platinen eine Lackmenge flüssig
aufgebracht und der Lack fließt mit einer Teilmenge über
die Randkante der Platinen in den Überlaufbehälter
selbsttätig ab. Nach Erstarren oder Antrocknen des auf
den Platinen verbliebenen Restlacks und Entfernen der Formbecher
werden die Platinen dem Überlaufbehälter entnommen
und der Restlack wird nachfolgend getrocknet oder ausgehärtet.
Die Verfahrensschritte führen zu Platinen mit glattwandigen
Oberflächen, die eine Anhaftung von Staub und Schmutz weitgehend
verhindern. Desweiteren macht der Lackauftrag nachteilige Umwelteinflüsse
wirkungslos, wobei die die Platine abdeckende Lackschicht bevorzugt
mit einem Millimeter Schichtstärke ausgeführt
sein kann. Auf diese Weise ist eine Beschichtung mit hoher Isoliereigenschaft
und sicherem Überhitzungsschutz erreicht, wobei die selektive Beschichtung
der Platinen die Bauelemente selbst frei von Lack hält.
Bevorzugt ist die Trocknung des auf den Platinen verbliebenen Restlacks
kurzzeitig auf thermischem Wege, z. B. mit einer Trocknungstemperatur
von 30–80°Celsius erreichbar. Bei einem alternativen
Verfahren mit einer Anordnung geschlossener Formbecher kann das
Aufbringen des Lacks auf den Platinen beliebig durch Aufspritzen oder
Aufgießen erfolgen. Das in die geschlossenen Formbecher über
die Rohrleitung eingebrachte gasförmige Medium trägt
zusätzlich dazu bei ein Einfließen von Lack in
die Formbecher auszuschließen, so dass ein Freihalten der
elektrischen Bauelemente von Lack sicher gewährleistet
ist. Auch bei dieser Ausführungsform ist durch aufsteigenden
Lack eine Beschichtung der Unterseite der Platine erreichbar. Ein
Aufgießen des Lacks hat den Vorteil, unbeabsichtigte Benetzungen
der elektrischen Bauelemente durch Lackteilchen zu vermeiden. Das
Verfahren ermöglicht weiter den von den Platinen abfließenden Lack
durch entsprechend weites Aufsteigen desselben im Überlaufbehälter
zur gleichzeitigen vollflächigen Beschichtung der Unterseite
der Platinen zu nutzen. Nachteilig ist, dass das erzeugte Vakuum
in dem Becher – im Falle einer kleinsten Undichtigkeit – ein Ansaugen
des Beschichtungsmittels in unzulässigen Bereichen bewirkt,
so dass die technische Ausführung des Merkmals als äußerst
problematisch angesehen wird. Zusätzlich ist ein Abtropfen
des auf der Oberseite des Werkstückes angesammelten überschüssigen
Lackes erforderlich, was einerseits zu langen Prozesszeiten führt,
andererseits zur Bildung von Tropfnasen an den Ablaufstellen.
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Wie
die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt,
sind entsprechend ausgestaltete Vorrichtungen und Verfahren um Platinen bzw.
bestückte Leiterplatten mit einer dünnen isolierenden
Lackschicht ganz oder teilweise zu überziehen bekannt.
Diese Verfahren funktionieren nur dann, wenn das Werkstück
bzw. die zu beschichtende Oberfläche eine 2D-Fläche
besitzt. Höher als der Flüssigkeitsspiegel gelegene
Flächen können nicht beschichtet werden, da der
Lack nicht höher steigen kann als die freie Stirnfläche
des Troges. Deshalb ist in der Praxis zu beobachten, dass Undichtigkeiten
in dem Trog oder unterhalb der freien Stirnfläche des Troges,
ein schwallartiges Herauslaufen des Schutzmaterials zufolge hat.
Aus diesem Grund lassen sich Baugruppen nach den vorstehend beschriebenen Verfahren
nicht beschichten, wenn diese gekrümmt sind, oder die Abgrenzung
der Beschichtung über die 3-te Dimension (Raumform) verlaufen
muss.
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Deshalb
fehlen in der Praxis Verfahren oder Beschichtungsvorrichtungen zur
teilweisen Benetzung einer porösen (zerklüfteten)
und 3D gekrümmten Fläche eines Werkstückes
(mit Schattenzonen und Hinterschneidungen), wobei keine Beschränkungen
hinsichtlich Einsatzmöglichkeit vorliegen. Insbesondere
besteht seit langem ein Bedürfnis nach einem Verfahren
zur partiellen Imprägnierung und/oder Beschichtung einer
gekrümmten Fläche eines Werkstückes,
das entweder eine glatte oder eine zerklüftete Form mit
Schattenzonen und Hinterschneidungen (Porositäten) besitzt.
Ein guter Vertreter einer solchen Fläche ist die Oberfläche
einer elektronischen Baugruppe (Flachbaugruppe), die einerseits mit
Bauteilen bestückt wird die gänzlich (also auch unter
dem Bauteil) beschichtet werden müssen, andererseits befinden
sich auf der Flachbaugruppe bestimmte Bauteile – wie beispielsweise
Steckverbinder – die entweder gänzlich oder nur
teilweise beschichtet werden dürfen. Besonders bedeutsam
ist dies, weil die Fertigungstechnik, insbesondere die Fertigungsanlagen
herstellende Industrie seit vielen Jahren als fortschrittliche,
entwicklungsfreudige Industrie anzusehen ist, die schnell Verbesserungen und
Vereinfachungen aufgreift und in die Tat umsetzt.
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Der
Erfindung liegt gegenüber den bekannten Verfahren oder
Beschichtungsvorrichtungen zur partiellen Schutzbeschichtung die
Aufgabe zugrunde, diese derart weiterzuentwickeln, dass eine partielle
Imprägnierung und/oder Beschichtung einer gekrümmten
Fläche eines Werkstückes, das entweder eine glatte
oder eine zerklüftete Form mit Schattenzonen und Hinterschneidungen
(Porositäten) besitzt ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird, gemäß Patentanspruch 1, durch eine
Vorrichtung zur teilweisen Benetzung der Oberfläche eines
Werkstückes, gelöst, welche aufweist:
- • eine nach mindestens einer Seite hin offene Maske,
deren freie Stirnfläche auf dieser Seite der zu benetzenden
Oberfläche des Werkstücks entspricht und
- • einen zum Werkstück hin gerichteten Zerstäuber zur
Zerstäubung eines Schutzmittels innerhalb der Maske derart,
dass die Summe aller auf der Oberfläche auftreffenden Tröpfchen
eine fließfähige und kapillarfähige Schicht
bildet mit der Fähigkeit auch Porositäten auszufüllen.
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Weiterhin
wird diese Aufgabe, gemäß Patentanspruch 9, durch
ein Verfahren zur teilweisen Benetzung der Oberfläche eines
Werkstückes mittels einer Vorrichtung, welche eine nach
mindestens nach einer Seite hin offene Maske und einen zum Werkstück
hin gerichteten Zerstäuber aufweist, gelöst, bei dem
- • die Flüssigkeit gerichtet
zu der Fläche innerhalb der Maskenöffnung zerstäubt
wird, bis die Summe aller auf der Fläche auftreffenden
Tröpfchen eine fließfähige und kapillarfähige
Schicht bildet mit der Fähigkeit auch Porositäten
auszufüllen,
- • dass danach das beschichtete Werkstück von der
Maske entnommen wird und
- • in eine Härtungsstation befördert
wird.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen
Verfahren können auf überraschend einfache Art
und Weise räumlich gestaltete elektronische Baugruppen
oder Schaltungsträger aber auch konventionelle Flachbaugruppen
(bei denen die zu beschichtenden Flächen über
die bestückten Bauteile verlaufen muss, um beispielsweise
nur die Steckerrückseite beschichten zu können
und die vorderseitigen Steckerkontakte beschichtungsfrei zu halten
(3te Dimension)) beschichtet werden.
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In
Weiterbildung der Erfindung weist, gemäß Patentanspruch
2, die Maske einen Boden auf, von dem sich senkrecht anordenbare
Wände erheben.
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Diese
Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass allein durch
Auflegen des Werkstücks mit seiner 3D gekrümmten
Oberfläche auf der (flexiblen) Stirnkante der Maske eine
Dichtigkeit (Eigengewicht von Maske und zu beschichtendes Werkstück)
erzielt wird und dass das Material nur innerhalb dieser Maske mit
dem Schutzmittel in benetzenden Zustand kommt.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist, gemäß Patentanspruch
3, der Zerstäuber als Sprühdüse ausgestaltet,
welche über eine Druckleitung an einer Druckquelle angeschlossen
ist, die über eine weitere Druckleitung mit einem Vorratsbehälter
des Schutzmittels in Verbindung steht.
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Diese
Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass der Beschichtungsvorgang – um tauchähnliche
Eigenschaften zu erhalten – automatisiert werden kann.
Durch Einstellung der Prozessparameter einschließlich der
Beheizung von Sprühdüse und/oder Druckleitung
können solchen Schichten ermöglicht werden, die
so dünn sind, dass die Werkstückoberfläche
lediglich „gekräuselt” wird, um bei einem
nachfolgenden zweiten Beschichtungsschritt eine optimale Kantendeckung
der Spitzen des Werkstücks zu erzeugen. Insbesondere kann
die Zerstäubungszeit (Prozessparameter) so kurz gehalten
werden, dass die auftreffenden Flüssigkeitstropfen nicht in
der Lage sind eine kapillarfähige Schicht zu bilden und
dass Tröpfchen an der auftreffenden Stelle stehen bleiben
und – wegen der Strukturviskosität (Thixotropie) – nicht
weiter verfließen. Ist das zerstäubte Material
ein durch Wärme (Prozessparameter) verflüssigter
Beschichtungsstoff, welcher innerhalb der Maske das Werkstück
benetzt, so erstarrt dieser sofort durch die Wärmeabgabe
an der Oberfläche des Werkstückes und verfließt
nicht weiter.
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Die
Dichtigkeit kann, gemäß Patentanspruch 4, noch
weiter verbessert werden, indem mittels eines Niederhalters das
Werkstück gegen die freie Stirnfläche der Maske
gedrückt wird.
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Vorzugsweise
ist, gemäß Patentanspruch 5, die Maske Teil eines
Rezipienten, welcher eine Sammelstelle mit einer Rückführung
für das vom Werkstück abtropfende Schutzmittel
aufweist. Indem die überschüssige Flüssigkeitsmenge
zurück aus der Maske abtropft und aufgesammelt wird, wird
eine nahezu 100%ige Materialausnützung ohne verfahrensbedingte
Materialverluste erhalten.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind, gemäß Patentanspruch
6, Mittel zur Schrägstellung der Kombination aus Maske
und Werkstück vorgesehen.
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Diese
Ausgestaltung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass die überschüssige
Flüssigkeit an der Innenfläche der Wandung beim
Schrägstellen der Anordnung (Maske und benetzte Platine)
in den Rezipienten fließt bzw. abtropft und aufgesammelt
wird.
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In
Weiterbildung der Erfindung, bei dem die Maske Bestandteil eines
Rezipienten ist wird, gemäß Patentanspruch 16,
eine Reinigungsflüssigkeit derart zerstäubt, dass
das Werkstück innerhalb der Maskenöffnung als
auch die Maske (M) und die Rezipienten-Innenwand selbst mit der
Reinigungsflüssigkeit benetzt werden.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf
die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
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1 den
Gesamtaufbau einer Ausführungsform der Vorrichtung mit
Rezipienten, Sammelstelle, Rückführung sowie Ansteuerung
der Prozessparameter,
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2 im
Detail die Beschichtung einer Flachbaugruppe und
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3 im
Detail die Beschichtung einer 3D-Baugruppe gemäß der
Erfindung,
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4 im
Detail die Beschichtung einer Flachbaugruppe mit Bildung einer kapillarfähigen Schicht
und Abtropfen überschüssigen flüssigen Schutzmittels,
auch an den Wänden der Maske,
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5 im
Detail die Beschichtung einer Flachbaugruppe mit, Maske und Werkstück
gekippt während der Abtropfphase,
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6 im
Detail die Beschichtung einer Flachbaugruppe mit kurzer Zerstäubungszeit
zur Anrauung der Oberfläche mit dem Schutzmittel bzw. Zerstäubung
eines durch Temperatur verflüssigten thermoplastischen
Polymerwerkstoff oder pulverartiges Lacksystem und
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7 im
Detail eine Ausführungsform für eine Maske zur
Beschichtung eine 3D-Baugruppe.
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1 zeigt
den Gesamtaufbau einer Ausführungsform der Vorrichtung
mit Rezipienten, Sammelstelle, Rückführung sowie
Ansteuerung der Prozessparameter und 2 bis 7 zeigen
Details des Beschichtungsvorgangs einer Flachbaugruppe bzw. einer
3D-Baugruppe. Im Rahmen der Erfindung können beliebige
Werkstücke W beschichtet werden auch wenn nachfolgend die
Beschichtung von bestückten Leiterplatten beschrieben wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur teilweisen
Benetzung der Oberfläche des Werkstückes W (in
der Zeichnung eine bestückte Leiterplatte LP) weist eine
nach mindestens einer Seite hin offene Maske M auf, deren freie
Stirnfläche auf dieser Seite der zu benetzenden Oberfläche
des Werkstücks W entspricht. Weiterhin ist ein zum Werkstück
W hin gerichteter Zerstäuber Z zur Zerstäubung
eines Schutzmittels innerhalb der Maske M vorgesehen. Die Maske
M weist einen Boden B auf, von dem sich senkrecht anordenbare Wände
SW erheben. Insbesondere ist im Boden B der Maske M mindestens eine
Ausnehmung A für den Durchtritt des zerstäubten
Schutzmittels vorgesehen. Erfindungsgemäß erfolgt
dabei die Beschichtung beispielsweise hinter dem Stecker aber nicht vorne
auf Kontakten.
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Vorzugsweise
ist der Zerstäuber Z als Sprühdüse ausgestaltet,
welche über eine Druckleitung L1 an einer Druckquelle D
angeschlossen ist, die über eine weitere Druckleitung L2
mit einem Vorratsbehälter V des Schutzmittels in Verbindung
steht. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
wird mittels eines Niederhalters N (durch den Pfeil dargestellt) das
Werkstück W gegen die freie Stirnfläche der Maske
M gedrückt, wobei die Maske M Teil eines Rezipienten R
ist, welcher eine Sammelstelle S mit einer Rückführung
R für das vom Werkstück W abtropfende Schutzmittel
aufweist. Dabei kann das Schutzmittel nach entsprechende Viskositätseinstellung
dem Beschichtungsprozess wieder zurückgeführt
werden. Weiterhin sind Mittel MS zur Schrägstellung der
Kombination aus Maske M und Werkstück W vorgesehen.
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Zur
teilweisen Benetzung der Oberfläche des Werkstücks
W wird die Flüssigkeit gerichtet zu der Fläche
innerhalb der Maskenöffnung zerstäubt, bis die
Summe aller auf der Fläche auftreffenden Tröpfchen
eine fließfähige und kapillarfähige Schicht bildet
mit der Fähigkeit auch Porositäten auszufüllen. Dabei
ist – nach dem Zerstäubungsvorgang – die Verweildauer
des Werkstücks W auf der Maske M derart bemessen, dass
die überschüssige Menge der kapillarfähigen
Schicht von der benetzten Fläche oder Bauteilen abtropft,
so dass nur die Menge an Flüssigkeit auf der Oberfläche
anhaften bleibt, wie die Adhäsionskraft erlaubt. Danach
wird das beschichtete Werkstück W von/aus der Maske M ab-/entnommen
und in eine Härtungsstation befördert.
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Während
des Zerstäubungsvorgangs kann bei einer Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens die Maske M mit dem
Werkstück W gegenüber der Horizontalen um einen
beliebigen Winkel gedreht werden. Nach dem Zerstäubungsvorgang
ist die Verweildauer des Werkstücks W auf der Maske M derart
bemessen, dass die überschüssige Menge der kapillarfähigen
Schicht an den Maskenwänden abtropft bzw. abfließt
(also auch mit der Öffnung nach oben). Dabei kann die Maske
M mit dem Werkstück W gegenüber der Horizontalen
um einen Winkel von bis zu 89° gekippt werden.
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Die
Zerstäubungszeit und Menge (Prozessparameter) können
erfindungsgemäß derart bemessen werden, dass die
auftreffenden Flüssigkeitstropfen nicht in der Lage sind
eine kapillarfähige Schicht zu bilden, so dass die auftreffenden
Tröpfchen stehen bleiben und nicht weiter fließen.
Insbesondere ist das zerstäubte Material ein durch Wärme
verflüssigter Beschichtungsstoff, welcher innerhalb der
Maske M das Werkstück W benetzt, sofort durch die Wärmeabgabe
an die Oberfläche des Werkstücken W erstarrt und
nicht weiter verfließt, wodurch eine stark gekräuselte
bzw. raue Oberfläche entsteht. Hierbei kann ein durch Temperatur
verflüssigter thermoplastischer Polymerwerkstoff oder ein
pulverartiges Lacksystem benutzt werden. In einem weiteren anschließenden
Beschichtungsprozess wird durch diese Oberflächenvergrößerung
eine sehr gute Kantendeckung erzielt.
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren sind – neben
der Viskosität der zerstäubten Flüssigkeit
und dem Materialstrom durch den Zerstäuber Z – weitere Prozessparameter
die Zerstäubungszeit, die Zerstäuberbewegung,
der Kippwinkel, die Schutzmitteltemperatur und die Verweilzeit des
Werkstücks W auf/in der Maske M. In Weiterbildung der Erfindung kann
die Zerstäubung einer Reinigungsflüssigkeit derart
vorgesehen werden, dass das Werkstück W innerhalb der Maskenöffnung
als auch die Maske M und die Rezipienten-Innenwand selbst mit der
Reinigungsflüssigkeit benetzt werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung
gleichwirkende Ausführungen. Im Rahmen der Erfindung kann
die Maske M aus modular aneinanderreihbaren Seitenwandelementen
SW bestehen, welche an einer Stirnseite Verbindungsmittel, insbesondere
Rastmittel zur gelenkartigen Verbindung der Seitenwandelemente SW
aufweisen; die Maske kann biegbare Teilbereiche zur Adaption an die
von der Benetzung auszunehmenden Teilbereiche aufweisen; die Maske
kann an der Stirnfläche angeformte oder anbringbare Dichtlippen/elastische Dichtflächen
aufweisen; die Maske kann aus Metall oder Teflon beschichteten Kunststoff
bestehen; in die Maske können von der Seite her Blenden
eingeschoben werden u. a.. Ferner ist die Erfindung bislang auch
noch nicht auf die im Patentanspruch 1 oder 9 definierte Merkmalskombination
beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere
Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten
Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass jedes Einzelmerkmal
des Patentanspruchs 1 oder 9 weggelassen bzw. durch mindestens ein
an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4300012
C1 [0003, 0003]
- - DE 4211342 C2 [0004, 0004, 0008]
- - DE 19650255 C2 [0005, 0005]
- - FR 2178443 [0006]
- - DE 10136571 B4 [0007, 0007]
- - EP 0526455 B1 [0008, 0008, 0008]
- - DE 4228805 A1 [0009, 0009]
- - DE 19736273 A1 [0010]
- - DE 10006279 A1 [0011]