-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flachbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Verwendung
-
Flachbaugruppen zum Einsatz in Messgeräten der Prozessmesstechnik benötigen für bestimmte Einsatzbereiche eine spezielle Beschichtung.
-
Nachteilig an den bisherigen Beschichtungssystemen war dass die Beschichtung teilweise nicht in Hinterschneidungsbereiche auf dem bestückten Schaltungsträger eindringen konnte. Dadurch gab es vereinzelt Luftbereiche zwischen der Beschichtung und dem Schaltungsträger, welche es grundsätzlich zu vermeiden gilt.
-
Weiterhin ist ein Problem bisheriger Systeme, dass beim Aushärten, dass beim Reagieren nachteilige Spaltprodukte wie z.B.: CO2 oder H20 entstehen können.
-
UV-dual härtende Schutzbeschichtungs-Systeme sind aus anderen Anwendungsbereichen bereits bekannt. Diese härten unter UV-Bestrahlung und unter Feuchteentwicklung und/oder bei Wärme zu einer festen Beschichtungsschutzschicht aus. Bei der Anwendung auf Flachbaugruppen stellt jedoch die Schattenhärtung insbesondere bei der vorgenannten Feuchtenachhärtung, bspw. unter IC Komponenten, Bauteilen mit Schalterbereichen oder abgedeckten Elementen eine Herausforderung dar.
-
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Flachbaugruppe bereitzustellen, welche gegenüber bisherigen Flachbaugruppen einen besseren Schutz in Hinterschneidungsbereichen bietet.
-
Die vorliegende Aufgabe wird durch eine Flachbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die erfindungsgemäße Flachbaugruppe umfasst zumindest einen Schaltungsträger und eines oder mehrere diskrete elektronische und/oder elektromechanischer Bauelemente, welche an oder auf dem Schaltungsträger angeordnet sind, wobei die Flachbaugruppe mit einer Beschichtungsschutzschicht, die auf einem UV-härtenden Schutzbeschichtungssystem, vorzugsweise und vorteilhaft auf einem UVhärtendem A/B - Schutzbeschichtungssystem, beruht, beschichtet ist.
-
Der Nachweis des UV- härtenden A/B Schutzbeschichtungs-Systems kann durch das Vorhandensein von Photoinitiatoren und/oder charakteristische funktionelle Gruppen analytisch nachgewiesen werden.
-
Das besagte A/B Schutzbeschichtungs-System kann bevorzugt jedoch nicht ausschliesslich ein Lacksystem, ein Vergusssystem und/oder ein Hybridsystem sein.
-
UV- härtende A/B-Schutzbeschichtungs-Systeme im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Schutzbeschichtungs-Systeme in welchen eine Aushärtung durch UV-Strahlung initiiert wird. Bevorzugt kann eine weitergehende Aushärtung aufgrund einer Folgereaktion, insbesondere einer Polyaddition, erfolgen. Somit muss die komplette Aushärtung nicht ausschließlich durch die UV-Bestrahlung erfolgen, sondern durch eine Kombination mehrerer nacheinander oder teils auch zeitgleich ablaufender Reaktionen.
-
In Schattenbereichen, so z.B. Hinterschneidungs- und/oder Überdeckungsbereichen zwischen den Bauelementen und dem Schaltungsträger, weist die Beschichtungsschutzschicht mit einer Shore-Härte von zumindest 1 Shore A, vorzugsweise von zumindest 5 Schore A über die gesamte Schichtdicke auf, so dass auch diese sonst schwierig erreichbaren Bereiche gut vor mechanischer, elektrischer und chemischer Schädigung geschützt sind.
-
Durch eine „kalte Reaktion“, d.h. bei üblicher Raumtemperatur, können alle Nachteile einer thermischen Nachhärtung aus dem Stand der Technik vermieden werden, wie z.B. Viskositätseinbruch im Ofen, undefiniertes Kriechen und/oder beschleunigte Alterung der Bauelemente.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die Flachbaugruppe ist vorteilhaft hergestellt durch Auftrag des UV- härtenden A/B Schutzbeschichtungssystems, welches als Gemisch auf den bestückten Schaltungsträger auftragbar ist, wobei das Gemisch zumindest eine erste Verbindung umfasst, welche unter Einfluss von UV-Licht oder Ozon eine chemische Reaktion ausführt, und mit zumindest einer zweiten Verbindung, welche durch Polyaddition polymerisierbar ist.
-
Es ist von Vorteil, wenn die erste Verbindung ein Photoinitiator, vorzugsweise ein radikalischer Photoinitiator, insbesondere ein aromatischer radikalischer Photoinitiator, ist.
-
Es ist zudem von Vorteil, wenn die zweite Verbindung ein Monomer, Dimer, Trimer, Oligomer und/oder Präpolymer ist, zur Ausbildung eines Polyurethans, eines Polyesters und/oder besonders bevorzugt eines Poly-(urethanacrylat)-Copolymers.
-
Alternativ kann als zweite Verbindung des Schutzbeschichtungs-Systems ein Epoxidharz genutzt werden.
-
Das Schutzbeschichtungs-System und/oder die Beschichtungsschutzschicht sind vorzugsweise frei von Lösemitteln, insbesondere frei von Wasser.
-
Das Material der Beschichtungsschutzschicht kann an allen beschichteten Bereichen des bestückten Schaltungsträgers eine Härte (Shore A nach DIN 53505) von zumindest 1 Shore A, vorzugsweise 5 Shore, aufweisen. Die dadurch erreichten Vorteile zeichnen sich durch erhöhte Temperatur-Zyklenbeständigkeit aus, sowie durch reduzierten mechanischen Stress für die Einzelkomponenten.
-
Die Beschichtungsschutzschicht kann vorteilhaft als eine durchstrahlbare Beschichtungsschutzschicht ausgebildet sein.
-
Die Beschichtungsschutzschicht kann zudem und für den Einsatz im Elektronikbereich besonders vorteilhaft ein Flammschutzmittel, vorzugsweise ein phosphorbasiertes Flammschutzmittel, aufweisen.
-
Das Material der Beschichtungsschutzschicht kann eine Löslichkeit in Wasser unter Standardbedingungen von weniger als 4 g/l, vorzugsweise weniger als 1 g/l, aufweist und eine Löslichkeit in DMSO unter Standardbedingungen von mehr als 10 g/l aufweist. Somit kann die ausgehärtete Beschichtungsschutzschicht nicht durch Luftfeuchte aber durch DMSO angelöst und ggf. repariert werden.
-
Das Material der Beschichtungsschutzschicht kann vorteilhaft Amidgruppen, Estergruppen, Urethan-Gruppen und aromatische Gruppen aufweisen.
-
Die Beschichtungsschutzschicht kann vorteilhaft blasenfrei ausgebildet sein, wodurch die mechanische, elektrischer und chemische Stabilität der Beschichtungsschutzschicht zusätzlich erhöht wird.
-
Das UV-härtende A/B-Schutzbeschichtungs-System kann, insbesondere beim Auftrag auf den bestückten Schaltungsträger und beim anschließenden Anfließen, eine Viskosität von weniger als 120 mPa*s aufweisen.
-
Vorteilhaft können alle elektronischen und/oder elektromechanische Bauelemente und sämtliche Anschlussstellen der elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelemente auf dem Schaltungsträger mit der Beschichtungsschutzschicht überdeckt sein, wobei die Schichtdicke der Beschichtungsschutzschicht an allen Stellen der Beschichtungsschutzschicht zumindest 20 µm, vorzugsweise zumindest 200 µm, besonders bevorzugt zumindest 300 µm, beträgt.
-
Das Schutzbeschichtungs-System und die Beschichtungsschutzschicht können vorteilhaft frei von Silikonverbindungen sein. Silanverbindungen können hingegen optional vorgesehen sein.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Flachbaugruppe weißt die folgenden Schritte auf:
- a) Bereitstellen der ersten und der zweiten Verbindung, sowie des mit den diskreten elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelementen bestückten Schaltungsträgers
- b) Mischung der ersten und der zweiten Verbindung und Auftrag des Gemisches auf die mit Bauelementen bestückte Seite des Schaltungsträgers;
- c) Anfließen des Gemisches auf dem Schaltungsträger
- d) UV-Bestrahlung mit einer Strahlungsquelle eines UV-Belichtungsgerätes oder Ozon-Bestrahlung; und
- e) Optionales Aushärten von Temperaturen von weniger als 300°C, vorzugsweise weniger als 70°C mit oder ohne UV-Bestrahlung
-
Der Auftrag kann vorteilhaft durch ein vollflächiges und/oder selektives Beschichtungsverfahren erfolgen.
-
Eine erfindungsgemäße Verwendung der vorgenannten Flachbaugruppe kann in zugelassenen Geräten, welche der Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 2017), insbesondere in Ex-i-(DIN/ISO/IEC 60079-11)zugelassenen Messgeräten der Prozessmesstechnik, erfolgen. Des Weiteren erfüllt die erfindungsgemäße schutzbeschichtete Flachbaugruppe die Normen UL746 C/E, mind. UL 94-V1 oder besser, DIN/ISO/IEC 61010-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 2017).
-
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und unter Zuhilfenahme der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematische Darstellung einer Flachbaugruppe mit einer Beschichtungsschutzschicht.
-
Die 1 zeigt eine Flachbaugruppe 1 mit einem Schaltungsträger 2 in Form einer Leiterplatte. Es ist jedoch auch möglich dass der Schaltungsträger eine Folie oder ein Flex-Print-Element ist.
-
An oder auf dem Schaltungsträger 2 sind mehrere diskrete elektrische Bauelemente 3 angeordnet. Typische Bauelemente der vorgenannten Art sind Widerstände, Spulen, Recheneinheiten, Wandler, z.B. DC-DC-Wandler, sowie Datenspeicher, Multiplexer und dergleichen.
-
Auf dem Schaltungsträger 2 und auf den Bauelementen 3 ist eine Beschichtungsschutzschicht 4 angeordnet. Diese dient dem Schutz der Bauelemente vor Umwelteinflüsse sowohl vor mechanischer, elektrischer und chemischer und biologischer Art.
-
In 1 sind schematisch einige der Anforderungen dargestellt, welche die Beschichtungsschutzschicht 4 erfüllen muss, wobei diese Anforderungen u.a. in der Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 2017), insbesondere in Ex-i-(DIN/ISO/IEC 60079-11) und in den Normen UL746 C/E, mind. UL 94-V1 oder besser, DIN/ISO/IEC 61010-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 2017) beschrieben werden.
-
Je nach Baugröße stehen die Bauelemente 3 in unterschiedlicher Höhe vom Schaltungsträger 2 ab. Bei einer Reihe von Schutzbeschichtungs-Systemen kommt es nach dem Auftrag und beim Anfließen vor dem Aushärten zu einem sogenannten Kantenabriss an Ecken und Kanten von Bauelementen 3. Durch den Kantenabriss kann es zu einem Unterwandern der Beschichtungsschutzschicht 4 z.B. durch Luftfeuchte kommen, so dass die Bauelemente 3 gefährdet sind.
-
Eine weitere Anforderung ist die Konturgenauigkeit. Dies wir vorzugsweise durch eine UV-Primärhärtung erreicht. So ist es teilweise nicht erwünscht, dass das Schutzbeschichtungs-System nach dem Auftrag noch weiter verfließt und sich so in Bereichen des Schaltungsträgers 2 verteilt, welche beschichtungsfrei bleiben sollen. Dies ist besonders vorteilhaft mit Hinblick auf den Trend der Miniaturisierung im Elektronikbereich.
-
Eine weitere Anforderung ist die Materialverträglichkeit des Schutzbeschichtungs-Systems mit den Bauelementen 3 und mit dem Material des Schaltungsträgers 2. So ist es beispielsweise unerwünscht, dass durch Polykondensationsreaktion beim Aushärten Wassermoleküle auf der Oberfläche der Bauelemente 3 und des Schaltungsträgers 2 abgeschieden werden. So sollte das Schutzbeschichtungs-System sowohl chemisch als auch mechanisch (z.B. bei Schrumpfung) die Bauelemente 3 und das Material des Schaltungsträgers nicht angreifen.
-
Schließlich ist eine Anforderung speziell für zugelassene Geräte, welche der Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 2017), insbesondere in Ex-i-(DIN/ISO/IEC 60079-11) für zugelassenen Messgeräten der Prozessmesstechnik, als auch die Normen UL746 C/E, mind. UL 94-V1 oder besser, DIN/ISO/IEC 61010-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 2017), dass auch Hinterschnitte durch die Überdeckung des Lackes erfasst werden.
-
Die vorliegende Flachbaugruppe erfüllt die vorgenannten Anforderungen und weist darüber hinaus weitere bevorzugte Eigenschaften auf. Dies wird durch den Auftrag eines Schutzbeschichtungs-Systems erreicht, welches UV-A/B aushärtend ist.
-
Hierfür weist das Schutzbeschichtungs-System zumindest zwei Komponenten auf. Eine erste Komponente (Komponente A) dient dabei der Initiierung der Polymerisationsreaktion, vorzugsweise durch eine UV-Primärhärtung. Dabei handelt es sich um eine organische Verbindung, welche bei UV-Bestrahlung Radikale bereitstellt. Insbesondere kann es sich bei der organischen Verbindung eine aromatische Verbindung handeln. Diese erste Komponente initiiert die Polymerisationsreaktion der zweiten Komponente des Schutzbeschichtungs-Systems welche nachfolgend näher erläutert wird:
-
Eine zumindest zweite Komponente (Komponente B) des Schutzbeschichtungs-Systems ist eine polymerisierende Komponente bzw. Verbindung, welche durch Polyaddition, insb. zeitgleich mit der ersten Komponente (Komponente A), aushärtet. Hierbei kann es sich um Monomer-Einheiten, Dimer-Einheiten und/oder Trimer-Einheiten handeln aber auch um Oligomer-Einheiten und/oder Prepolymer-Einheiten.
-
Durch Polymerisation verbinden sich diese polymerisierenden Komponenten zu der fertigen Polymerverbindung, alternativ zu der UV-Primärhärtung. Bei der Polymerverbindung kann es sich um ein Polyurethan, einen Polyester und/oder besonders bevorzugt ein Poly-(urethanacrylat)-Copolymer handeln.
-
Die zweite Komponente kann alternativ auch ein Epoxidharz sein.
-
Einige ausgesuchte Polyadditionsreaktionen sind nachfolgend dargestellt.
-
Der besondere Vorteil der Polyadditions-Polymerisation beim Aushärten der Beschichtungsschutzschicht ist, dass anders als bei der Polykondensation keine nachteiligen Spaltprodukte abgeschieden werden, welches sich auf Leiterbahnen des Schaltungsträgers anlagern.
-
Das Schutzbeschichtungs-System und die ausgehärtete Beschichtungsschutzschicht sind vorzugsweise silikonfrei.
-
Das Schutzbeschichtungs-System kann vorteilhaft auf den bestückten Schaltungsträger aufgebraucht werden. Anschließend wird vorzugsweise eine Anfließzeit von zumindest 30 Sekunden gewählt, damit das Schutzbeschichtungs-System sich auch in den Bereich von Hinterschneidungen auf dem Schaltungsträger verteilen kann.
-
Für ein bevorzugtes Anfließen sind die Komponenten des Schutzbeschichtungs-System derart abzustimmen, dass es eine dynamische Viskosität bei der Applikation von vorzugsweise weniger als 120 mPa*s, vorzugsweise zwischen 60 mPa*s und 115 mPa*s aufweist. Diese wird vorzugsweise mittels Platte-Kegel-Rheometer bei einer Scherrate von vorzugsweise 400/s gemessen.
-
Die Bestrahlungszeit des Schutzbeschichtungs-Systems bei UV-Bestrahlung sollte zumindest 1 Sekunde erfolgen, kann jedoch in weniger als 60 Sekunden, besonders bevorzugt weniger als 30 Sekunden, erfolgen. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Schutzbeschichtungs-System um eine durchstrahlbare Schutzbeschichtung, also z.B. um ein transparenten oder zumindest transluzenten Lack.
-
Das Schutzbeschichtungs-System kann bevorzugt durch ein vollflächiges- und/oder selektives-Beschichtungsverfahren auf den mit den Bauelementen versehenen Schaltungsträger aufgetragen werden. Dieses Verfahren ermöglicht eine gleichmäßige Schichtstärke der Beschichtungsschutzschicht auch auf unebenen Beschichtungselementen, wie vorliegend auf bestückten Schaltungsträgern.
-
Durch das Anfließen vor dem Bestrahlen werden auch Schattenbereiche durch die Beschichtungsschutzschicht bedeckt, ohne dass an dieser Stelle größere Lufträume unbedeckt bleiben.
-
Die beiden vorgenannten Komponenten, sowie weitere Verbindungen, insbesondere Flammschutzmittel und/oder Reaktivverdünner werden von dem Auftrag gemischt und anschließend als einkomponentiges System auf die bestückte Flachbaugruppe aufgetragen werden.
-
Das Material ist als 2-Komponenten System mit sehr langer Topfzeit einstellbar, welches vor der Verwendung gemischt wird und dann als 1K-System verarbeitbar und anwendbar ist.
-
Das gemischte Material härtet dann mit UV-Licht in Sekundenschnelle und härtet auch im Schattenbereich bei Raumtemperatur, vorzugsweise bei Temperaturen von unter 90°C, besonders bevorzugt bei Temperaturen von unter 60°C, insbesondere bei Raumtemperatur, also weniger als 40°C, durch die Polyadditionsreaktion aus. Die Nachhärtungszeit kann mit oder ohne UV-Bestrahlung über einen Zeitraum von zumindest 30 Minuten erfolgen.
-
Nachfolgend werden einige bevorzugte Zusammensetzungen der Formulierung für das vorgenannte Schutzbeschichtungs-System beispielhaft genannt:
Beispiel 1a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Urethanacrylate Oligomer | 20,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 3,00 |
| Tricyclodecan Dimethanol Diacrylat | 10,00 |
| Prepolymer mit terminalem NCO (isocyanat) | 50,00 |
| Poly(hexamethylene diisocyanat) | 8,00 |
-
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 1b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Hydroxyethyl methacrylat | 15,40 |
| Acryloyl morpholin | 5,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6- trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Isobornyl acrylat | 4,00 |
| Oligomeric Organophosphat | 50,95 |
| Diazabicyclooctan | 1,50 |
| Lineares Polyester Diol | 13,15 |
| Glycerol Propoxylat | 4,00 |
Beispiel 2a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Bisphenol A Dimethacrylat | 20,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 5,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate | 3,00 |
| Di(ethylene glycol) ethyl ether acrylate | 10,00 |
| Prepolymer terminated with NCO | 47,00 |
| Poly(hexamethylene diisocyanate) | 8,00 |
-
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 2b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Hydroxypropyl methacrylat | 29,50 |
| N,N-Dimethyl acrylamid | 5,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Polyethylene glycol dimethacrylat | 4,00 |
| Oligomeric Organophosphat | 30,00 |
| Diazabicyclooctan | 1,50 |
| Lineares Polyester Diol | 15,00 |
| Glycerol Propoxylat | 9,00 |
Beispiel 3a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Bisphenol A Dimethacrylat | 28,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 5,00 |
| (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6- trimethylbenzoyl)phosphinat | 3,00 |
| Di(ethylene glycol) ethyl ether acrylat | 10,00 |
| Bisphenol A/F Diglycidyl ether | 47,00 |
Beispiel 3b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Ethylene Diamin | 20,00 |
| N,N-Dimethyl acrylamid | 10,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6- trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Bisphenol A dimethacrylat | 4,00 |
| Oligomeric Organophosphat | 60,00 |
Beispiel 4a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Bisphenol A Dimethacrylat | 28,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 5,00 |
| (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 3,00 |
| Pentaerythrol Tetraacrylat | 10,00 |
| Bisphenol A/F Diglycidyl ether | 47,00 |
Beispiel 4b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Ethylen diamin | 20,00 |
| Acryloyl morpholin | 19,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Glycidylacrylat | 4,00 |
| Oligomeres Organophosphat | 51,00 |
Beispiel 5a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Bisphenol A Dimethacrylat | 28,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 5,00 |
| (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 3,00 |
| Pentaerythrol Tetraacrylat | 10,00 |
| Epoxidierter Fettsäureester | 47,00 |
Beispiel 5b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Cyclohexyl diamin | 20,00 |
| Acryloyl morpholin | 19,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Glycidylacrylat | 4,00 |
| Oligomeres Organophosphat | 50,00 |
| Imidazol | 1,00 |
Beispiel 6a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Bisphenol A Dimethacrylat | 45,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 5,00 |
| (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 3,00 |
| Hydroxypropyl methacrylat | 10,00 |
| Bisphenol A diglycidylether | 30,00 |
Beispiel 6b (Zusammensetzung in Gew.%)
| 1,4-Guanidin | 20,00 |
| Acryloyl morpholin | 19,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Glycidylacrylat | 5,00 |
| Oligomeres Organophosphat | 50,00 |
Beispiel 7a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Urethanediacrylat Oligomer | 19,50 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 5,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 3,00 |
| Di(ethylen glycol) ethyl ether acrylat | 10,00 |
| Prepolymer mit terminalem NCO | 47,00 |
| Poly(hexamethylen diisocyanat) | 8,00 |
| Cumol hydroperoxid | 0,50 |
-
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 7b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Hydroxypropyl methacrylat | 14,00 |
| 1,6-Hexamethylen Diamin | 10,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Polyethylen glycol dimethacrylat | 4,00 |
| Oligomeric Organophosphat | 50,00 |
| Diazabicyclo nonan | 1,00 |
| Glycerol Propoxylat | 15,00 |
Beispiel 8a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Urethanacrylat Oligomer | 20,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphinoxid | 1,00 |
| Tricyclodecan Dimethanol Diacrylat | 10,00 |
| Prepolymer mit terminalem NCO | 30,00 |
| Poly(hexamethylen diisocyanat) | 25,00 |
| Bis-oxazolidin | 5,00 |
-
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 8b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Hydroxyethyl methacrylat | 10,00 |
| N,N-dimethylacrylat | 10,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Isobornyl acrylat | 4,00 |
| Oligomeres Organophosphat | 50,00 |
| Diazabicyclo octan | 2,00 |
| Lineares Polyester Diol | 14,00 |
| Glycerol Propoxylat | 4,00 |
Beispiel 9a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Urethanacrylat Oligomer | 20,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 4,00 |
| Methanon, (1-hydroxycyclohexyl)phenyl- | 3,00 |
| Phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphinoxid | 1,00 |
| Dipentaerithrol hexaacrylat | 10,00 |
| Prepolymer mit rerminalem NCO | 45,00 |
| Poly(hexamethylen diisocyanat) | 10,00 |
| Bis-oxazolidin | 5,00 |
-
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 9b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Hexamethylene diacrylat | 10,00 |
| N,N-dimethylacrylat | 10,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| Trimethoxyvinylsilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphinoxid | 1,00 |
| Isobornyl acrylat | 4,00 |
| Oligomeres Organophosphat | 50,00 |
| Diazabicyclo nonan | 2,00 |
| Lineares Polyester Diol | 14,00 |
| Glycerol Propoxylat | 4,00 |
Beispiel 10a (Zusammensetzung in Gew.%)
| Bisphenol A Dimethacrylat | 28,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 5,00 |
| (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan | 4,00 |
| Methylbenzoylformiat | 3,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat | 3,00 |
| Pentaerythrol Tetraacrylat | 10,00 |
| Limonendiepoxid | 47,00 |
Beispiel 10b (Zusammensetzung in Gew.%)
| Polyetheramin | 20,00 |
| N,N-dimethylacrylamid | 20,00 |
| 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat | 2,00 |
| (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan | 2,00 |
| Methylbenzoylformiat | 1,00 |
| Ethyl phenyl(2,4,6- | |
| trimethylbenzoyl)phosphinat | 1,00 |
| Glycidylacrylat | 4,00 |
| Oligomeres Organophosphat | 50,00 |
-
Als Strahlungsquelle kommt bevorzugt eine oder mehrere UV-LED-Lichtquellen in Betracht. Diese können als Array angeordnet sein und platzsparend im Prozess eingesetzt werden.
-
Alternativ kann auch eine Gasentladungslampe oder dergleichen für eine UV- und/oder Ozonbestahlung zur Initiierung der radikalischen Reaktion genutzt werden. Dabei sind allerdings höhere Sicherheitsanforderungen bei der Fertigung anzuwenden als beim Einsatz von UV-Strahlern.
-
Besonders bevorzugt ist das vorgenannte Schutzbeschichtungs-System aber auch die entstandene Beschichtungsschutzschicht frei von Wasser. Dies ist ein Indiz dafür, dass keine Polykondensation stattgefunden hat. Spuren von Wasser welche im Rahmen von Diffusionsprozesse in das Lackmaterial eingedrungen sind, können jedoch vorhanden sein.
-
Zum mechanischen Schutz der Flachbaugruppe weist das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht auch in Hinterschneidungsbereichen eine Härte (Shore A nach DIN 53505) von 1 Shore A, insbesondere jedoch zumindest 5 Shore A, auf. Entsprechend ist die Bestrahlungszeit, das Verhältnis der ersten zur zweiten Verbindung sowie optionaler Additive zur Härtung einzustellen. Die Bestimmung kann gemäß einem Messgerät nach DIN ISO 7619, ASTM D2240, ISO 7619 und ISO 868 erfolgen.
-
Die Härte des Materials ist über die gesamte Schichtdicke mindestens 1 Shore A. So gibt es keine weichen auf dem Schaltungsträger aufliegenden unteren Beschichtungsbereichen welche noch fließfähig sind. Vielmehr ist die Beschichtungsschutzschicht auch in diesen sogenannten Schattenbereichen bevorzugt komplett durchgehärtet.
-
Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht ist insbesondere in Wasser schlecht löslich. In einem Salzsprühnebeltest zur Simulation von Meerwasser widersteht die Flachbaugruppe den aggressiven Bedingungen über den Zeitraum des Tests (mind. 48 Stunden) ohne erkennbare Veränderungen des Materials.
-
Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht kann jedoch in DMSO (Dimethylsulfoxid) angelöst werden, so dass eine Nachbearbeitung oder eine Reparatur der Beschichtungsschutzschicht z.B. von Kratzern oder dergleichen möglich wird.
-
Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht kann vorzugsweise Amidgruppen, Estergruppen, Urethan-Gruppen und aromatische Gruppen aufweisen. Mehrere diese funktionellen Gruppen können in der Molekülstruktur einer einzigen Verbindung vorgesehen sein. Alternativ kann jede der funktionellen Gruppen jeweils durch eine einzelne Verbindung bzw. Komponente in dem Material vorliegen.
-
Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht kann eine Zugscherfestigkeit von mehr als 4MPa unter Standardbedingungen aufweisen. Die Ermittlung kann mittels des Messgerätes Lumifrac erfolgen.
-
Die Beschichtungsschutzschicht ist vorzugsweise blasenfrei. Dies kann u.a. durch das Auftragsverfahren des sogenannten Vorhangbeschichtens erreicht werden und durch den Auftrieb von Blasen in der Polymermischung.
-
Die Auftragsdicke des Schutzbeschichtungs-Systems unter Berücksichtigung von Schrumpfungseffekten ist derart einzustellen, dass alle elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelemente und sämtliche Anschlussstellen der elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelemente auf dem Schaltungsträger mit der Beschichtungsschutzschicht überdeckt, wobei die Schichtdicke der Beschichtungsschutzschicht an allen Stellen der Beschichtungsschutzschicht zumindest 20µm, vorzugsweise zumindest 200 µm, vorzugsweise zumindest 300 µm, beträgt. Die Schichtdicke kann bspw. durch ein 3D Mikroskop (z.B. von der Firma Leica) bestimmt werden.
-
Die Flachbaugruppe weist vorteilhaft eine Zulassung gemäß IEC 60079-11, IEC 60664-3 und gemäß IEC 61010-1 auf (aktuelle Version zum Zeitpunkt Juni 2017).
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN/ISO/IEC 60079-xx [0031, 0036, 0040]
- DIN/ISO/IEC 60079-11 [0031, 0036, 0040]
- DIN/ISO/IEC 61010-1 [0031, 0036, 0040]
- DIN/ISO/IEC 60664-3 [0031, 0036, 0040]
- DIN 53505 [0066]
- DIN ISO 7619 [0066]
- ASTM D2240, ISO 7619 [0066]
- ISO 868 [0066]
