-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines teilweise hochleitfähig beschichteten Bauteils, insbesondere aus der Hochfrequenztechnik, sowie die Verwendung eines Tintenstrahldruckers bei dieser Herstellung.
-
TECHNISCHER HINTERGRUND
-
Bauteile im Bereich der Hochfrequenztechnik (HF) müssen für ihre technische Funktionalität, beispielsweise Abschirmung, oftmals hochleitfähig beschichtet werden. Dies trifft insbesondere für sogenannte HF-Dichtbleche oder HF-Schirmdeckel zu. Oftmals werden für derartige hochleitfähige Beschichtungen sehr teure Edelmetalle, insbesondere Gold, eingesetzt.
-
Zumeist werden entsprechende Bauteile bisweilen vollständig beschichtet. Um das teure Material der Beschichtung zu sparen können einzelne Flächen des Bauteils, an welchen die Beschichtung nicht notwendig ist, abgedeckt oder abgeklebt werden. Dazu werden, in der Regel manuell, die entsprechenden Stellen abgeklebt. Da dieser Arbeitsaufwand jedoch, insbesondere bei kleineren Bauteilen, oftmals das Einsparpotenzial durch das eingesparte Material kompensiert oder überkompensiert, wird dies nur selten bzw. nur an sehr großflächigen Bauteilen vorgenommen.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum teilweisen hochleitfähigen Beschichten eines Bauteils anzugeben.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
-
Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Verfahren zum Herstellen eines teilweise hochleitfähig beschichteten Bauteils, insbesondere auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik, mit den Schritten: Bereitstellen eines Bauteils mit zumindest abschnittweise ebener Oberfläche; zumindest teilweises Bedrucken der ebenen Oberfläche mit einer Maskierung mittels Tintenstrahldruck; und Beschichten unmaskierter Abschnitte des Bauteils mit einer hochleitfähigen Schicht.
- - eine Verwendung eines Tintenstrahldruckers zum Aufbringen einer Maskierung bei der Herstellung eines teilweise hochleitfähig beschichteten Bauteils, insbesondere mit einem erfindungsgemäßen Verfahren.
-
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, anstatt herkömmlicher Abklebungen einen Tintenstrahldrucker bzw. die Technik des Tintenstrahldrucks zum Maskieren eines teilweise hochleitfähig zu beschichtenden Bauteils zu nutzen.
-
Auf diese Weise ist eine Automatisierung des Maskierungsvorganges ermöglicht, was den Arbeitsaufwand zur Maskierung stark verringert. Ferner ist eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit und ein im Vergleich zur Handarbeit des manuellen Maskierens auch vergleichsweise schnelles Maskieren ermöglicht. Somit kann die Maskierung auf wirtschaftliche Weise aufgebracht werden und somit das Material zum Beschichten des Bauteils an maskierten Stellen eingespart werden. Insbesondere im Falle von besonders teuren Beschichtungen, beispielsweise Goldbeschichtungen, kann dies die Herstellungskosten eines hochleitfähig beschichteten Bauteils deutlich senken.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.
-
Gemäß einer Ausführungsform wird die Maskierung nach dem Beschichten entfernt und die maskierte Oberfläche freigelegt. Auf diese Weise wird das für die Bauteilfunktion und unnötige Maskierungsmaterial abgetragen, was einerseits zu Maßhaltigkeit des Bauteils beiträgt und andererseits das Bauteilgewicht senkt.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Maskierung in Form einer aushärtbaren Tinte aufgebracht. Insbesondere existieren Drucksysteme, deren Patronen mit gewünschten Materialien selbst befüllbar sind. Beispielsweise kann es sich um Piezo basierte Tintenstrahl-Druck Patronen handeln, welche benutzerbefüllbar sind. In diesem Fall ist dem Schritt des Bedruckens ein Schritt des Aushärtens der Tinte nachgelagert.
-
Die aushärtbare Tinte ist vorteilhaft zum Aushärten aktivierbar, sodass die Aushärtung sehr schnell durchführbar ist. Zur Aktivierung kann entweder ein geeignetes Licht oder Hitze eingesetzt werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Aushärten auch durch Trocknen vorgenommen werden. In diesem Fall ist eine schnelltrocknende und/oder selbsttrocknende Tinte zum Bedrucken mit einer Maskierung vorgesehen, wobei dem Schritt des Bedruckens in diesem Fall ein Schritt des Trocknens nachgelagert ist. Gegebenenfalls kann das Bauteil zum Trocknen mit Wärme behandelt werden.
-
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die aushärtbare Tinte als Fotolack aufgebracht und das Aushärten wird mittels UV-Strahlung vorgenommen. Beispielsweise kann dazu ein so genannter UV-Vorhang vorgesehen bzw. eingesetzt werden. Vorteilhaft ist auf diese Weise eine besonders schnelle Auswertung der Maskierung ermöglicht. Somit kann ohne größere Verzögerung direkt nachgelagert die Beschichtung vorgenommen werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Aushärten dem Schritt des Beschichtens vorgelagert. Somit ist die Maskierung bei dem Beschichten vollständig ausgehärtet.
-
Gemäß einer Ausführungsform wird das Beschichten unmaskierter Teile galvanisch vorgenommen. Auf diese Weise kann der gesamte unmaskierte Bereich des Bauteils vollständig und hochwertig beschichtet werden, insbesondere mit einer edelmetallischen Schicht, beispielsweise mit einer Vergoldung.
-
Gemäß einer Ausführungsform kann auch eine andere hochleitende chemische Beschichtung vorgenommen werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die hochleitfähige Schicht edelmetallisch vorgesehen, insbesondere enthaltend Silber und/oder Gold. Es kann sich insbesondere um eine Vergoldung handeln. Auf diese Weise wird eine höchstmögliche Leitfähigkeit bereitgestellt.
-
Gemäß einer Ausführungsform wird als Bauteil ein HF-Dichtblech oder ein HF-Schirmdeckel beschichtet. Vorteilhaft ist das Verfahren damit in der HF-Technik eingesetzt, wo hochleitfähige Beschichtungen besonders stark benötigt werden. Es kann sich ferner auch um eine Mikrowellenbaugruppe handeln.
-
Gemäß einer Ausführungsform wird das Bauteil zum zumindest teilweisen Bedrucken der ebenen Oberfläche in einen Tintenstrahldrucker eingelegt. Insbesondere handelt es sich um einen Tintenstrahldrucker, dessen Patronen mit unterschiedlichen Materialien selbst befüllbar sind. Beispielsweise kann es sich um eine Piezo basierte Tintenstrahl-Druck Patrone handeln, welche ein Reservoir und eine Mehrzahl von Druckdüsen aufweisen.
-
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
-
Figurenliste
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
- 1A ein HF-Bauteil mit einer ebenen Oberfläche;
- 1B das Bauteil nach 1A mit teilweise maskierter Oberfläche;
- 2A einen Abschnitt eines maskierten Bauteils 1 vor dem Beschichten;
- 2B das Bauteil gemäß 2A nach dem Beschichten;
- 3A ein Bauteil mit einer großen ebenen Oberfläche;
- 3B das Bauteil 3A mit vollständig maskierter Oberfläche;
- 4 eine perspektivische Darstellung des Bauteils nach 3B nach dem Beschichten;
- 5 eine perspektivische Darstellung eines Bauteils mit teilweise beschichteter Oberfläche; und
- 6 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines teilweise hochleitfähig beschichteten Bauteils.
-
Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
-
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
-
1A zeigt ein HF-Bauteil 1 mit einer ebenen Oberfläche 2.
-
Es handelt sich dabei um ein blankes Bauteil, insbesondere aus Metall, aus welchem durch eine hochleitende Beschichtung ein sogenanntes HF-Dichtblech 7 hergestellt werden soll.
-
Derartige HF-Dichtbleche wurden in der Vergangenheit meist vollständig vergoldet, da sich der Arbeitsaufwand zum manuellen Maskieren im Vergleich zu Materialeinsparung an nicht benötigten Flächen meist nicht lohnt. Erfindungsgemäß werden nun aber derartigen nicht benötigte Flächen durch Tintenstrahl-Druck, insbesondere automatisiert oder teilautomatisiert, maskiert.
-
1B zeigt das Bauteil 1 nach 1A mit teilweise maskierter Oberfläche 2.
-
Dabei ist der größte Teil der Oberfläche 2 mit der im Tintenstrahldrucker aufgedruckten Maskierung 3 versehen. Lediglich die Ränder von Öffnungen und die äußeren Ränder des Bauteils verbleiben als unmaskierte Abschnitte 4, an welchen die hochleitende Beschichtung für die HF-Dichtfunktion des Bauteils 1 notwendig ist.
-
2A zeigt einen Abschnitt eines maskierten Bauteils 1 vor dem Beschichten.
-
An den unmaskierten Abschnitten 4 ist das Bauteil 1 dementsprechend noch blank und kann galvanisch beschichtet werden. 2B zeigt das Bauteil 1 gemäß 2A nach dem Beschichten.
-
Die vormals unmaskierten Abschnitte 4 sind nun mit einer hochleitfähigen Schicht 5, insbesondere einer Vergoldung, beschichtet.
-
Die Maskierung 3 kann nun abgenommen werden, sodass dann an den zuvor maskierten Abschnitten wieder die blanke Oberfläche 2 zum Vorschein kommt. Die hochleitende Schicht 5 verbleibt dabei an den damit beschichteten Stellen.
-
Somit ist ein teilweise hochleitfähig beschichtetes Bauteil 1 geschaffen, welches nur an den technisch benötigten Stellen mit der hochleitfähigen Schicht 5 versehen ist. Auf diese Weise wird bei der Herstellung das in der Regel sehr teure Material, insbesondere Gold, für die hochleitfähige Beschichtung eingespart, ohne dazu hohe Arbeitsaufwände zu generieren. Auf diese Weise wird die Materialersparnis durch den nun deutlich geringeren Maskierungsaufwand nicht kompensiert, sodass Herstellungskosten eingespart werden können.
-
3A zeigt ein Bauteil 1 mit einer großen ebenen Oberfläche 2.
-
Beispielhaft handelt es sich bei dem Bauteil um einen Deckel einer Eichleitung, aus welchem mittels einer hochleitfähigen Beschichtung ein sogenannter HF-Schirmdeckel 6 hergestellt werden soll. Auch derartige vergleichsweise großflächige Bauteile wurden bisweilen zur Reduzierung des Maskierungsaufwandes oftmals vollständig vergoldet, sodass bei derartigen Bauteilen mit einer erfindungsgemäßen Maskierung durch Tintenstrahl-Druck der Einspareffekt für das Beschichtungsmaterial noch deutlich größer ist.
-
3B zeigt das Bauteil 3A mit vollständig maskierter Oberfläche.
-
Da eine hochleitfähige Beschichtung technisch nur an der Leitungsseite notwendig ist, wird eine gesamte äußere Seite des Bauteils 1 maskiert.
-
4 zeigt eine perspektivische Darstellung des Bauteils 1 nach 3B nach dem Beschichten und Entfernen der Maskierung 3.
-
Von den hier dargestellten Oberflächen sind lediglich die zuvor nicht maskierten Seiten des Bauteils 1 sind mit der hochleitfähigen Beschichtung 5 versehen. Das gesamte Material zu Beschichtung der maskierten Oberfläche 2 wurde somit eingespart, was bei derart flächigen Bauteilen bei den Herstellungskosten durchaus ins Gewicht fällt.
-
Die zuvor maskierte Oberfläche 2 ist nun wieder freigelegt und blank.
-
5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Bauteils 1 mit teilweise beschichteter Oberfläche 2.
-
Es handelt sich insbesondere um eine Darstellung der Unterseite des als Deckel für eine Eichleitung ausgebildeten Bauteils 1 nach 4.
-
Die hier dargestellten mit einer hochleitfähigen Schicht 5 versehenen beschichteten Bereiche wurden vor dem Beschichten nicht maskiert, während die nun blanken Oberflächen 2 vor dem Beschichten maskiert wurden.
-
Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein mittiger Streifen des Deckels, an welchem Halterungen für die Eichleitung vorgesehen sind, vergoldet. Seitliche Bereiche des Deckels liegen hingegen frei bzw. blank. Auf diese Weise ist die Beschichtung 5 lediglich an den benötigten Stellen, hier dem mittigen Bereich des Deckels, vorgesehen. Die dazu an den nun blanken Stellen aufgebrachte Beschichtung wurde bedarfsgerecht auf den gewünschten Teilen der Oberfläche 2 durch Tintenstrahl-Druck aufgebracht. Trotz der teilweisen Beschichtung ist der HF-Schirmdeckel 6 daher mit nur geringem Maskierungsaufwand realisiert.
-
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines teilweise hochleitfähig beschichteten Bauteils 1 auf dem Gebiet der Hochfrequenztechnik.
-
Das Verfahren weist einen ersten Schritt S1 des Bereitstellens eines Bauteils 1 mit zumindest abschnittweise ebener Oberfläche 2 auf. Diese ebene Oberfläche 2 wird in einem zweiten Schritt S2 zumindest teilweise mittels Tintenstrahldrucks mit einer Maskierung 3 bedruckt. Vorzugsweise wird dazu eine aushärtbare Tinte, insbesondere ein so genannter Fotolack, eingesetzt. In einem optionalen, dem Bedrucken S2 nachgelagerten Schritt S3 wird die aushärtbare Tinte dann ausgehärtet, beispielsweise mittels UV-Licht. In einem vierten Schritt S4 werden unmaskierte Abschnitte 4 des Bauteils mit einer hochleitfähigen Schicht 5 beschichtet. Sofern ein Aushärteschritt S3 vorgesehen ist, ist der Schritt des Aushärtens S3 dem Beschichten S4 vorgelagert. Dem kann sich optional ein fünfter Schritt S5 anschließen, bei welchem die Maskierung 3 nach dem Beschichten entfernt und die maskierte Oberfläche 2 freigelegt wird.
-
Das Beschichten S4 unmaskierter Teile wird vorzugsweise galvanisch vorgenommen. Dabei wird eine hochleitfähige Schicht 5 aufgebracht, welche edelmetallisch, insbesondere Silber und/oder Gold enthaltend, vorgesehen wird. Bevorzugt wird eine galvanische Vergoldung vorgenommen.
-
Mit einem derartigen Verfahren kann ein HF-Bauteil 1, insbesondere ein HF-Dichtblech 7 oder ein HF-Schirmdeckel 6, kostengünstiger hergestellt werden als mit vollständiger Vergoldung oder manueller Maskierung.
-
Zum zumindest teilweisen Bedrucken der ebenen Oberfläche 2 wird das Bauteil 1 in einen Tintenstrahldrucker eingelegt. Beispielsweise können dabei flexible Tintenstrahldrucker mit selbst befüllbarer Patrone, insbesondere mit Piezo-Technik, eingesetzt werden. Geeignete Drucker werden beispielsweise von der Firma FUJIFILM Dimatix Inc. unter der Bezeichnung Dimatix Materials Printer (DMP) vertrieben. Beispielsweise wäre ein Einsatz des Modells DMP-2831 denkbar. Selbstverständlich können aber vielfältige Tintenstrahl-Druckeinheiten zum Einsatz kommen, beispielsweise Tintenstrahl-Drucker in 3T, wie sie zum Bedrucken von Frontplatten verwendet werden.
-
Die Erfindung bezieht sich daher auch auf die Verwendung eines Tintenstrahldruckers zum Aufbringen einer Maskierung bei der Herstellung eines teilweise hochleitfähig beschichteten Bauteils mit einem solchen Verfahren.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Bauteil
- 2
- Oberfläche
- 3
- Maskierung
- 4
- unmaskierter Abschnitt
- 5
- hochleitfähige Schicht
- 6
- HF-Schirmdeckel
- 7
- HF-Dichtblech
- S1-S5
- Verfahrensschritte