DE102021115876A1 - Process for producing a printed circuit board cast with a casting compound for a field device in automation technology - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen einer mit einer Vergussmasse vergossenen Leiterplatte (1) für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik, aufweisend die Folgenden Schritte:- Bereitstellen einer mit elektronischen Bauteilen (4) versehenen Leiterplatte (1);- Bereitstellen eines Vergussbechers (2) zum Aufsetzen auf die elektronischen Bauteile (4) oder bereitstellen eines Gehäuses für das Feldgerät in das die Leiterplatte (1) mit den elektronischen Bauteilen eingebracht werden soll;- Oberflächenbehandlung zumindest der Wand- und/oder Deckenbereiche des Vergussbechers (2) oder des Gehäuses, die später den elektronischen Bauteilen (4) zugewandt sein sollen, derartig, dass eine Oberflächenenergie der Wand- und/oder Deckenbereiche kleiner ist als eine Oberflächenenergie der Vergussmasse;- Aufsetzen des Vergussbechers (2) auf die Leiterplatte (1) oder Einbringen der Leiterplatte (1) in das Gehäuse derartig, dass die oberflächenbehandelten Wand- und/oder Deckenbereiche den elektronischen Bauteilen zugewandt sind;- Befüllung des Vergussbechers (2) oder des Gehäuses mit der Vergussmasse (3), wobei der Vergussbecher (2) oder das Gehäuse nicht vollständig mit der Vergussmasse (3) befüllt wird.Method for producing a printed circuit board (1) cast with a casting compound for a field device in automation technology, comprising the following steps: - providing a printed circuit board (1) provided with electronic components (4); - providing a casting cup (2) for placing on the electronic Components (4) or providing a housing for the field device into which the printed circuit board (1) with the electronic components is to be inserted;- surface treatment of at least the wall and/or ceiling areas of the potting cup (2) or the housing that will later accommodate the electronic components (4) should be facing, such that a surface energy of the wall and/or ceiling areas is less than a surface energy of the casting compound;- placing the casting cup (2) on the printed circuit board (1) or introducing the printed circuit board (1) into the housing such that the surface-treated wall and / or ceiling areas zugew the electronic components andt are;- Filling of the potting cup (2) or the housing with the potting compound (3), wherein the potting cup (2) or the housing is not completely filled with the potting compound (3).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer mit einer Vergussmasse vergossenen Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik, eine Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren sowie eine Leiterplatte für ein Feldgerät der AutomatisierungstechnikThe invention relates to a method for producing a printed circuit board cast with a casting compound for a field device used in automation technology, a printed circuit board for a field device used in automation technology obtainable by the method, and a printed circuit board for a field device used in automation technology
Die Leiterplatte dient vornehmlich dazu, in einem Feldgerät der Automatisierungstechnik eingesetzt zu werden. Als Feldgerät werden im Rahmen dieser Anmeldung im Prinzip alle Messgeräte zur Bestimmung und/oder Überwachung von Prozessgrößen bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Dabei handelt es sich beispielsweise um Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessgrößen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen.The printed circuit board primarily serves to be used in a field device of automation technology. In principle, all measuring devices for determining and/or monitoring process variables that are used close to the process and supply or process process-relevant information are referred to as field devices in the context of this application. These are, for example, filling level measuring devices, flow measuring devices, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc., which record the corresponding process variables filling level, flow rate, pressure, temperature, pH value or conductivity.
Feldgeräte weisen oftmals eine, insbesondere zumindest zweitweise und/oder zumindest abschnittsweise mit einem Prozessmedium in Kontakt stehende Sensoreinheit auf, welche der Erzeugung eines von der Prozessgröße abhängigen Signals dient. Ferner weisen diese oftmals eine in einem Transmittergehäuse angeordnete Elektronikeinheit auf, wobei die Elektronikeinheit der Verarbeitung und/oder Weiterleitung von von der Sensoreinheit erzeugten Signalen, insbesondere elektrischen und/oder elektronischen Signalen, dient. Typischerweise umfasst die Elektronikeinheit zumindest eine Leiterplatte mit darauf angeordneten Bauteilen.Field devices often have a sensor unit that is in contact with a process medium, in particular at least twice and/or at least in sections, and which is used to generate a signal dependent on the process variable. Furthermore, these often have an electronics unit arranged in a transmitter housing, with the electronics unit serving to process and/or forward signals generated by the sensor unit, in particular electrical and/or electronic signals. The electronics unit typically includes at least one printed circuit board with components arranged thereon.
Derartige Feldgeräte, die auch in explosionsgefährdeten Bereichen (Ex-Bereiche) betrieben werden sollen (bzw. deren Elektronikeinheit) müssen sehr hohen Sicherheitsanforderungen hinsichtlich des Explosionsschutzes genügen. Dabei geht es im Besonderen darum, die Bildung von Funken sicher zu vermeiden oder zumindest sicherzustellen, dass ein im Fehlerfall entstandener Funke keine Auswirkungen auf die Umgebung hat. Hierfür sind entsprechende Normen definiert, insbesondere in der europäischen Norm IEC 600079-11 und/oder EN60079-11 mit einer Reihe von dazugehörigen Schutzklassen.Field devices of this type, which are also to be operated in potentially explosive areas (Ex areas) (or their electronics unit) must meet very high safety requirements with regard to explosion protection. In particular, it is a matter of reliably avoiding the formation of sparks or at least ensuring that a spark that occurs in the event of a fault has no effect on the environment. Corresponding standards are defined for this, in particular in the European standard IEC 600079-11 and/or EN60079-11 with a series of associated protection classes.
In der Schutzklasse mit dem Namen „Erhöhte Sicherheit“ (Ex-e) wird der Explosionsschutz dadurch erzielt, dass die räumlichen Abstände zwischen zwei verschiedenen elektrischen Potentialen so groß sind, dass eine Funkenbildung auch im Fehlerfall aufgrund der Distanz nicht auftreten kann. Bei der Verwendung einer Vergusskapselung elektronischer Bauteile wird im Rahmen der o.g. Norm von der Schutzklasse „Ex-m“ gesprochen. In der Schutzklasse mit dem Namen „Eigensicherheit“ (Ex-i) wird der Explosionsschutz dadurch erzielt, dass die Werte für eine elektrische Größe (Strom, Spannung, Leistung) zu jeder Zeit jeweils unterhalb eines jeweils vorgegebenen Grenzwertes liegen, damit auch im Fehlerfall kein Zündfunken erzeugt wird.In the protection class called "Increased safety" (Ex-e), explosion protection is achieved by the fact that the spatial distances between two different electrical potentials are so great that sparking cannot occur even in the event of a fault due to the distance. When using an encapsulation of electronic components, the above-mentioned standard speaks of the protection class "Ex-m". In the protection class called "intrinsic safety" (Ex-i), explosion protection is achieved by the fact that the values for an electrical variable (current, voltage, power) are always below a specified limit value, so that there is no limit value even in the event of a fault ignition spark is generated.
Vergleichbare Schutzklassen sind in der amerikanischen Norm FM3610 und/oder der ANSI/UL60079-11 und/oder der kanadischen Norm CAN/CAS C22.2 No. 60079-11 definiert.Comparable protection classes are in the American standard FM3610 and/or ANSI/UL60079-11 and/or the Canadian standard CAN/CAS C22.2 no. 60079-11 defined.
Eine weitere Anforderung ist, dass die Feldgeräte in einer explosionsfähigen Atmosphäre nur betrieben werden dürfen, wenn deren Oberflächentemperatur unterhalb einer Zündtemperatur des umgebenden explosionsfähigen Gemisches bleiben. Hierzu wurden Temperaturklassen definiert. Beispielsweise darf bei der Temperaturklasse T6 die Oberflächentemperatur von 85°C nicht überschritten werden.A further requirement is that the field devices may only be operated in an explosive atmosphere if their surface temperature remains below the ignition temperature of the surrounding explosive mixture. Temperature classes have been defined for this. For example, in temperature class T6, the surface temperature must not exceed 85°C.
Um die in der o.g. Norm erwähnten notwendigen räumlichen Abstände reduzieren zu können, können so genannte feste Isolationen vorgesehen sein, die in den erforderlichen Bereichen an- bzw. aufgebracht sind.In order to be able to reduce the necessary spatial distances mentioned in the above-mentioned standard, so-called fixed insulation can be provided, which is attached or applied in the required areas.
Dies geschieht für gewöhnlich mit Hilfe einer Vergussmasse. Um diese flüssige Vergussmasse auf die Leiterplatte aufzubringen ist jedoch ein Vergussbecher bzw. -gehäuse erforderlich damit die Vergussmasse bis zum Ausgehärteten Zustand in Form bleibt.This is usually done with the help of a potting compound. In order to apply this liquid casting compound to the printed circuit board, however, a casting cup or housing is required so that the casting compound remains in shape until it has hardened.
Aus der Schutzklasse „Eigensicherheit“ (Ex-i; EN60079-11) geht hervor, dass die Überdeckung mit einer Vergussmasse mindestens 1mm betragen muss.The "intrinsic safety" protection class (Ex-i; EN60079-11) indicates that the covering with a casting compound must be at least 1mm.
Nachteilig an der Verwendung einer Vergussmasse ist, dass diese ihr Volumen in Abhängigkeit der Temperatur ändert. Bei einer Abnahme der Temperatur zieht sich die Vergussmasse zusammen und bei einer Zunahme der Temperatur dehnt sich die Vergussmasse entsprechend aus.The disadvantage of using a potting compound is that it changes its volume as a function of the temperature. If the temperature decreases, the potting compound contracts and if the temperature increases, the potting compound expands accordingly.
Dies hat zur Folge, dass in dem Vergussbecher Kräfte entstehen, sofern der Verguss keinen Freiraum hat, um die Volumenänderung umzusetzen. Somit wirken durch das Zusammenziehen des Vergusses und zusätzlich auch noch durch Anhaftungseffekte bzw. Klebeeffekte des Vergusses an Wand- und/oder Deckenbereichen des Vergussbechers bei Temperaturzunahme Druckkräfte und bei Temperaturabnahme Zugkräfte auf die elektronischen Komponenten. Zu hohe Zug- oder Druckkräfte können die Risse im Vergussmasse verursachen, da beispielsweise Silikonkautschuk als Vergussmasse eine beschränkte Dehnbarkeit besitzt.The consequence of this is that forces are generated in the potting cup if the potting does not have any free space to implement the change in volume. Thus, due to the contraction of the encapsulation and additionally also due to adhesion effects or adhesive effects of the encapsulation on wall and/or ceiling areas of the encapsulation cup, compressive forces act on the electronic components when the temperature increases and tensile forces act on the electronic components when the temperature decreases. Excessive tensile or compressive forces can cause cracks in the casting compound Chen, since, for example, silicone rubber as a potting compound has limited extensibility.
Ein weiterer Nachteil ist, dass bei Temperaturabnahme die notwendige 1 mm Überdeckung, welche für die EX-Zulassung erforderlich ist, aufgrund der Verformung der Vergussmasse und/oder Rissentwicklung nicht mehr gegeben sein kann.Another disadvantage is that when the temperature drops, the necessary 1 mm overlap, which is required for the EX approval, can no longer be given due to the deformation of the casting compound and/or the development of cracks.
Ebenfalls können, durch die Volumenänderung der Vergussmasse und dadurch entstehende Zug- und Druckkräfte, die elektronischen Bauteile nicht nur mechanisch belastet werden, sondern auch ganz abreißen.Likewise, due to the change in volume of the casting compound and the resulting tensile and compressive forces, the electronic components can not only be mechanically stressed, but also tear off completely.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art mentioned at the outset.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren zum Herstellen einer mit einer Vergussmasse vergossenen Leiterplatte gemäß Patentanspruch 1, eine Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 7 sowie eine Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik gemäß Patentanspruch 8.The object is achieved according to the invention by the method for producing a printed circuit board cast with a casting compound according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer mit einer Vergussmasse vergossenen Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik, sieht die Folgenden Schritte vor:
- - Bereitstellen einer mit elektronischen Bauteilen versehenen Leiterplatte;
- - Bereitstellen eines Vergussbechers zum Aufsetzen auf die elektronischen Bauteile oder bereitstellen eines Gehäuses für das Feldgerät, in das die Leiterplatte mit den elektronischen Bauteilen eingebracht werden soll;
- - Oberflächenbehandlung zumindest der Wand- und/oder Deckenbereiche des Vergussbechers oder des Gehäuses, die später den elektronischen Bauteilen zugewandt sein sollen, derartig, dass eine Oberflächenenergie der Wand- und/oder Deckenbereiche kleiner ist als eine Oberflächenenergie der Vergussmasse;
- - Aufsetzen des Vergussbechers auf die Leiterplatte oder Einbringen der Leiterplatte in das Gehäuse derartig, dass die oberflächenbehandelten Wand- und/oder Deckenbereiche den elektronischen Bauteilen zugewandt sind;
- - Befüllung des Vergussbechers oder des Gehäuses mit der Vergussmasse, wobei der Vergussbecher oder das Gehäuse nicht vollständig mit der Vergussmasse befüllt wird.
- - Providing a printed circuit board provided with electronic components;
- - Providing a potting cup for placing on the electronic components or providing a housing for the field device, in which the printed circuit board with the electronic components is to be introduced;
- - Surface treatment of at least the wall and/or ceiling areas of the potting cup or the housing, which are later to face the electronic components, in such a way that a surface energy of the wall and/or ceiling areas is smaller than a surface energy of the potting compound;
- - Placing the potting cup on the printed circuit board or introducing the printed circuit board into the housing in such a way that the surface-treated wall and/or ceiling areas face the electronic components;
- - Filling the potting cup or the housing with the potting compound, whereby the potting cup or the housing is not completely filled with the potting compound.
Um ein Anhaften der Vergussmasse an der Leiterplatte aber nicht den Wand- und/oder Deckenbereichen des Vergussbechers oder des Gehäuses zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Oberflächenenergie an diesen Bereichen zu reduzieren, und zwar derartig, dass die Oberflächenenergie kleiner ist als die Oberflächenenergie der Vergussmasse. In order to ensure that the potting compound adheres to the printed circuit board but not to the wall and/or ceiling areas of the potting cup or the housing, it is proposed according to the invention to reduce the surface energy in these areas in such a way that the surface energy is smaller than the surface energy of the potting compound.
Dies hat den Vorteil, dass Volumenänderungen der Vergussmasse besser umgesetzt werden, so dass weniger mechanische Spannungen bzw. Kräfte, welche die elektronischen Bauteile oder die Leiterplatte beschädigen können, entstehen.This has the advantage that changes in the volume of the casting compound are implemented better, so that fewer mechanical stresses or forces that can damage the electronic components or the printed circuit board arise.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Oberflächenbehandlung durch ein Beschichtungsverfahren, in dem eine Beschichtung auf die Wand- und/oder Deckenbereiche aufgebracht wird, durchgeführt wird.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the surface treatment is carried out by a coating method in which a coating is applied to the wall and/or ceiling areas.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Oberflächenbehandlung mit einer trockenen Beschichtung durchgeführt wird.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the surface treatment is carried out with a dry coating.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Beschichtungsverfahren im Vakuum durchgeführt.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the coating method is carried out in a vacuum.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Beschichtung ein Feststoff, wie insbesondere Parylene, Polytetrafluorethylen Paraffin und/oder ähnliche Stoffe, eingesetzt wird.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that a solid, such as in particular parylene, polytetrafluoroethylene, paraffin and/or similar substances, is used as the coating.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Beschichtung durch Lackieren mittels eines niederenergetischen Lacks, welcher im ausgetrockneten Zustand eine Oberflächenenergie kleiner 30 mJ/m2 aufweist, aufgebracht wird.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the coating is applied by painting using a low-energy paint which, when dry, has a surface energy of less than 30 mJ/
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Oberflächenbehandlung derartig durchgeführt wird, dass die Oberflächenenergie der Wand- und/oder Deckenbereich des Vergussbechers kleiner 30 mJ/m2, vorzugsweise kleiner 25 mJ/m2, besonders bevorzugt kleiner 20 mJ/m2 ist.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the surface treatment is carried out in such a way that the surface energy of the wall and/or ceiling area of the potting cup is less than 30 mJ/m2, preferably less than 25 mJ/m2, particularly preferably less than 20 mJ/m2 .
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik erhältlich durch das Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen.The invention also relates to a printed circuit board for a field device in automation technology that can be obtained by the method according to one of the previously described embodiments.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik aufweisend mehrere elektronische Bauteile, einen Vergussbecher, der auf zumindest einen Teil der mehreren elektronischen Bauteile aufgesetzt ist und der mit einer Vergussmasse gefüllt ist, wobei zumindest ein Wand- und/oder Deckenbereich des Vergussbechers, der den Bauteilen zugewandt ist auf die der Vergussbecher aufgesetzt ist, eine Oberflächenenergie aufweist, die kleiner ist als eine Oberflächenenergie der Vergussmasse.The invention also relates to a printed circuit board for a field device in automation technology having a plurality of electronic components, a potting cup which is placed on at least some of the plurality of electronic components and which is filled with a potting compound, with at least one wall and/or ceiling area of the potting cup facing the components on which the potting cup is placed , has a surface energy that is smaller than a surface energy of the potting compound.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Leiterplatte sieht vor, dass die Oberflächenenergie zumindest der Wand- und/oder Deckenbereich des Vergussbechers, die den Bauteilen zugewandt ist auf die der Vergussbecher aufgesetzt ist, kleiner 30 mJ/m2, vorzugsweise kleiner 25 mJ/m2, besonders bevorzugt kleiner 20 mJ/m2 ist.An advantageous embodiment of the circuit board according to the invention provides that the surface energy of at least the wall and/or ceiling area of the potting cup that faces the components on which the potting cup is placed is less than 30 mJ/m2, preferably less than 25 mJ/m2, particularly preferably is less than 20 mJ/m2.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 : einen Verfahrensablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens, und -
2 : einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leiterplatte für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik.
-
1 : a process sequence of the process according to the invention, and -
2 : a cross section through a printed circuit board according to the invention for a field device in automation technology.
- In einem ersten Verfahrensschritt wird eine mit elektronischen Bauteilen
versehenen Leiterplatte 1 bereitgestellt. DieLeiterplatte 1 umfasst mehrereelektronische Bauteile 4. Bei denelektronischen Bauteilen 4 kann es sich beispielsweise um SMD-Bauteile (Abkürzung für: Surface-mounted device) handeln, die in einem SMD-Prozess auf dieLeiterplatte 1 aufgebracht werden.
- In a first method step, a printed
circuit board 1 provided with electronic components is provided. The printedcircuit board 1 comprises a plurality ofelectronic components 4. Theelectronic components 4 can be, for example, SMD components (abbreviation for: surface-mounted device), which are applied to the printedcircuit board 1 in an SMD process.
Die elektronischen Bauteile 4 können beispielsweise durch einen Fertigungsautomaten auf die Leiterplatte 1 aufgesetzt werden. Hierfür ist zuvor auf der Leiterplatte 1 Lotpaste und/oder Kleber 5 an der entsprechenden Stelle, an der die elektronischen Bauteile 4 vorgesehen sind, aufgebracht worden, und anschließend wurden die elektronischen Bauteile 4 aufgelötet oder aufgeklebt. Zusätzlich kann auch in dem Bereich, in dem der Vergussbecher 2 später vorgesehen ist, Lotpaste und/oder Kleber 5 vorgesehen werden, damit dieser später auch mechanisch fixiert bzw. festgehalten werden kann.The
In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein, vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigter Vergussbecher 2 zum Aufsetzen auf die elektronischen Bauteile und zum anschließenden Vergießen mit der Vergussmasse bereitgestellt. Um ein Befüllen des Vergussbechers 2 nach dem Aufsetzen auf die Leiterplatte 1 zu ermöglichen, ist zumindest eine Befüllöffnung 2a in dem Vergussbecher vorgesehen, über die die Vergussmasse 3 eingefüllt werden kann. Ergänzend kann zumindest eine Entlüftungsöffnung 2b in dem Vergussbecher 2 vorgesehen sein. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass kein Vergussbecher verwendet wird, sondern ein Gehäuse des Feldgerätes direkt mit der Vergussmasse befüllt wird, d.h. das Gehäuse dient in diesem Fall quasi als Vergussbecher.In a further method step, a
Im nächsten Verfahrensschritt wird eine Oberflächenbehandlung zumindest der Wand- und/oder Deckenbereiche 2c des Vergussbechers 2 oder des Gehäuses, die später den elektronischen Bauteilen 4 zugewandt sein sollen, derartig durchgeführt, dass eine Oberflächenenergie der Wand- und/oder Deckenbereiche 2c kleiner ist als eine Oberflächenenergie der Vergussmasse 3. Beispielsweise kann die Oberflächenbehandlung derartig durchgeführt werden, dass die Oberflächenenergie der Wand- und/oder Deckenbereich 2c des Vergussbechers 2 kleiner 30 mJ/m2, vorzugsweise kleiner 25 mJ/m2, besonders bevorzugt kleiner 20 mJ/m2 ist, da übliche Vergussmassen 3, z.B. Silikon-Kautschuk-Vergussmassen, eine Oberflächenenergie von ca. 25 mJ/m2 haben. Die Oberflächenbehandlung kann durch ein Beschichtungsverfahren durchgeführt werden, in dem eine Beschichtung 2d auf die Wand- und/oder Deckenbereiche 2c aufgebracht wird. Hierbei haben sich insbesondere trockene Beschichtungen gegenüber flüssigen Beschichtungen, wie zum Beispiel Ölen, als vorteilhaft erwiesen, da trockene Beschichtungen den Vorteil haben, dass Verschleppungen im weiteren Fertigungsprozess der Leiterplatte 1 vermieden werden können. Als besonders vorteilhafte Beschichtungen haben sich Feststoffe als Beschichtungen erwiesen, wie z.B. Parylene, Polytetrafluorethylen und/oder Paraffin. Um eine möglichst homogene Beschichtung zu erzielen, kann das Beschichtungsverfahren im Vakuum durchgeführt werden. Alternativ kann die Beschichtung 2d auch über ein Tauchverfahren oder durch Lackieren mit einem niederenergetischen Lack, welcher im ausgetrockneten Zustand eine Oberflächenenergie kleiner 30 mJ/m2 aufweist, durchgeführt werden.In the next method step, at least the wall and/or
Nach der Oberflächenbehandlung wird in einem weiteren Verfahrensschritt der Vergussbecher 2 auf die Leiterplatte 1 derartig aufgesetzt, dass die oberflächenbehandelten Wand- und/oder Deckenbereiche 2c den elektronischen Bauteilen 4 zugewandt sind. Alternativ wird die Leiterplatte derartig in das Gehäuse eingebracht, dass die oberflächenbehandelten Wand- und/oder Deckenbereiche den elektronischen Bauteilen zugewandt sind.After the surface treatment, in a further method step, the
Anschließend wird der Vergussbecher 2 oder das Gehäuse durch die Befüllöffnung 2a mit der Vergussmasse 3 befüllt. Um eine gewisse Volumenausdehnung der Vergussmasse 3 aufgrund von Temperaturschwankungen ausgleichen zu können, ist der Vergussbecher 2 nicht vollständig mit der Vergussmasse 3 befüllt. Durch die Beschichtung haftet die Vergussmasse 3 nicht mehr an den beschichteten Wand- und/oder Deckenbereichen 2c des Vergussbechers 2, so dass der Verguss Volumenänderungen besser umsetzen kann und weniger mechanische Spannungen bzw. Kräfte auf die elektronischen Bauteile 4 wirken. Ein weiterer positiver Effekt besteht darin, dass der Verguss sich nicht an dem Wandbereich 2c des Vergussbechers hochziehen kann (Reduzierung der Kapillareffekte), so dass größere Vergusstoleranzen bei der Fertigung akzeptabel sind.Then the
Figure 2 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leiterplatte 1 für ein Feldgerät der Automatisierungstechnik. Wie zuvor beschrieben umfasst die Leiterplatte 1 mehrere elektronische Bauteile 4, wovon exemplarisch aber nur drei Bauteile mit Hilfe eines Vergussbechers 2 mit der Vergussmasse 3 vergossen sind. Der Vergussbecher 2 weist an den Seitenwänden 2c und der Decke 2c eine Beschichtung 2d auf, die wie zuvor beschrieben aufgebracht wurde. Aus Figure 2 wird gut ersichtlich, dass der Vergussbecher 2 nicht vollständig mit der Vergussmasse 3 befüllt ist, sondern ein Spalt zur Aufnahme von temperaturbedingten Volumenänderungen der Vergussmasse 3 unbefüllt bleibt.FIG. 2 shows a cross section through a printed
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Leiterplattecircuit board
- 22
- Vergussbecherpotting cup
- 2a2a
- Befüllöffnungfilling opening
- 2b2 B
- Entlüftungsöffnungvent hole
- 2c2c
- Wand- und/oder Deckenbereich des VergussbechersWall and/or ceiling area of the potting cup
- 2d2d
- Beschichtungcoating
- 33
- Vergussmassepotting compound
- 44
- Elektronische BauteileElectronic components
- 55
- Lotpastesolder paste
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021115876.1A DE102021115876A1 (en) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | Process for producing a printed circuit board cast with a casting compound for a field device in automation technology |
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2021
- 2021-06-18 DE DE102021115876.1A patent/DE102021115876A1/en active Pending
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