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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftragen einer Schutzschicht auf einer Leiterplattenanordnung, wobei die Leiterplattenanordnung mindestens einen Schutzschichtbereich aufweist, auf welcher die Schutzschicht aufgetragen werden soll. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Beschichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie eine Leiterplattenanordnung.
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In einem modernen Kraftfahrzeug werden Elektromotoren in vielfältiger Weise als Antriebe für unterschiedliche Stellelemente eingesetzt. Elektromotoren werden beispielsweise als Fensterheber-, Schiebedach- oder Sitzverstellantriebe, als Lenkungsantriebe (EPS, Electrical Power Steering), als Kühlerlüfterantriebe oder als Getriebeaktuatoren eingesetzt. Derartige Elektromotoren müssen eine relativ hohe Drehmoment- oder Leistungsdichte aufweisen und auch bei hohen Temperaturen betriebssicher sein.
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Bei einem bürstenlosen Elektromotor wird der zur Speisung der Statorwicklung vorgesehene Wechselstrom üblicherweise von einem Umrichter (Wechselrichter) erzeugt. Bei kleineren Elektromotoren ist dieser Umrichter zusammen mit einer zugeordneten Steuerelektronik häufig in einem Elektronikfach aufgenommen, welches in das Motorgehäuse integriert ist. Die (Steuer-)Elektronik ist dabei vor Feuchtigkeit zu schützen, weshalb bei solchen, beispielsweise als Kühlmittelverdichter in Kraftfahrzeugen eingesetzten Elektromotoren vergleichsweise hohe Anforderungen an die Dichtigkeit des Elektronikfaches gestellt werden.
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Mittels Beschichtungsvorrichtungen können zusätzlich Schutzschichten auf die Elektronik beziehungsweise auf eine Leiterplattenanordnung, beispielsweise auf eine Leiterplatte (Platine, Schaltungsträger) und/oder auf eine darauf angeordnete elektronische Komponente, aufgetragen werden. Derartige Schutzschichten sind insbesondere als thermische und/oder elektrische Isolationsschichten ausgeführt, um die Leiterplatte oder die Komponenten vor äußeren Einflüssen zu schützen. Solche Schutzschichten werden in der Regel als ein flüssiger (Schutz-)Lack oder als eine flüssige Vergussmasse aufgetragen, wobei die Schutzschicht anschließend gehärtet wird.
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Neben der Beschichtung der gesamten Leiterplattenanordnung kann auch eine Beschichtung von Teilbereichen oder einzelnen elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte gewünscht sein. Aufgrund einer hohen Präzision und Reproduzierbarkeit wird hierbei in der Regel eine maschinelle oder robotergestützte Applikation mittels eines geeigneten Dosierkopfs zum Aufsprühen der Schutzschichten auf die zu beschichteten Teilbereiche der Leiterplatte verwendet. Beispielsweise wird ein Applikator mit einer Lackiernadel zum Auftragen oder Aufsprühen der Schutzbeschichtung beziehungsweise des Schutzlacks verwendet.
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Zu Beginn eines solchen Beschichtungs- oder Lackierungsprozesses befindet sich häufig Luft in der Lackiernadel des Applikators. Diese Luft wird beim Start des Beschichtungsprozesses auf die im zu beschichtenden Bereich befindlichen elektronischen Komponenten appliziert und führt letztlich zu Luftblasen (Gasblasen) in der Schutzbeschichtung, welche auch nach dem Aushärten der Schutzbeschichtung vorhanden sein können. Insbesondere bei Anwendungen im Hochvoltbereich (größer 60 V, beispielsweise 470 V oder 810 V) stellen solche Luftblasen ein sicherheitskritisches Problem dar, da sie die elektrische Isolationsfähigkeit der beschichteten Flächen negativ beeinflussen.
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Zur Vermeidung dieses Luftblasen-Problems ist es beispielsweise möglich, den Beschichtungs- oder Lackierungsprozess und/oder die dafür verwendete Beschichtungsvorrichtung derart zu optimieren, bis keine Luftblasen mehr in die Lackiernadel hineingezogen werden. Nachteiligerweise bedingt eine solche Optimierung einen hohen Zeit- und Kostenaufwand, wobei weiterhin eine gewisse Fehleranfälligkeit durch Änderung von Beschichtungsmaterial, Bediener, Applikator, oder dergleichen gegeben ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Auftragen einer Schutzschicht auf einer Leiterplattenanordnung anzugeben. Insbesondere soll auf einfache und zuverlässige Weise sichergestellt werden, dass in der aufgetragenen Schutzschicht keine Luftblasen in einem zu schützenden Bereich der Leiterplattenordnung auftreten. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Beschichtungsvorrichtung sowie eine besonders geeignete Leiterplattenanordnung anzugeben.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Beschichtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie hinsichtlich der Leiterplattenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 5 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf das Verfahren angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf die Beschichtungsvorrichtung und/oder die Leiterplattenanordnung übertragbar und umgekehrt.
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Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
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Sofern nachfolgend Verfahrensschritte beschrieben werden, ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen für die Beschichtungsvorrichtung insbesondere dadurch, dass diese ausgebildet ist, einen oder mehrere dieser Verfahrensschritte auszuführen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Auftragen einer Schutzschicht auf eine Leiterplattenanordnung vorgesehen sowie dafür geeignet und ausgestaltet.
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Unter einem „Auftragen einer Schutzschicht“ ist insbesondere das Aufbringen oder Applizieren einer Schutzschicht, also ein Beschichtungs- oder Lackierungsprozess, zu verstehen. Das Verfahren ist also insbesondere ein Beschichtungs- oder Lackierungsverfahren.
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Unter einer „Schutzschicht“ ist insbesondere eine elektrische und/oder thermische Isolationsschicht zu verstehen, welche beispielsweise als flüssiger (Schutz-)Lack oder als flüssige Vergussmasse auf die Leiterplattenanordnung aufgebracht und anschließend gehärtet wird. Die Schutzschicht beziehungsweise das Schutzschichtmaterial (Lack, Vergussmasse) wird beispielsweise mittels eines bewegbaren Applikators aufgetragen. Der Applikator weist hierbei eine Düse oder eine Lackiernadel aus Austrittsöffnung für die Schutzschicht auf. Die Schutzschicht ist mittels des Applikators auf die Leiterplattenanordnung beispielsweise mittels Sprühen, Dispensen, Jetten oder Film-Coaten auftragbar.
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Unter einer „Leiterplattenanordnung“ ist hier und im Folgenden insbesondere eine Leiterplatte (Platine) oder Flachbaugruppe oder Stanzgitter, insbesondere einem umspritzten Stanzgitter, als Schaltungsträger zu verstehen, welcher mit mindestens einer elektronischen Komponente bestückt ist. Das Verfahren wird hierbei insbesondere im Zuge einer Leiterplattenbestückung oder Leiterplattenherstellung (engl.: Printed Circuit Board Assembly, PCBA) durchgeführt. Die Leiterplattenanordnung ist beispielsweise Teil einer Elektronik eines elektromotorischen Antriebs, insbesondere eines elektromotorischen Kältemittelverdichters.
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Die Leiterplattenanordnung weist hierbei mindestens einen Schutzschichtbereich und mindestens einen außerhalb des Schutzschichtbereichs angeordneten Freibereich auf.
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Unter einem „Schutzschichtbereich“ ist hier und im Folgenden insbesondere ein (Teil-)Bereich oder eine Fläche der Leiterplattenanordnung zu verstehen, auf welcher eine Schutzschicht zum Zwecke einer thermischen und/oder elektrischen Isolation aufgetragen werden soll (Lackierbereich). Ein Schutzschichtbereich ist also ein Bereich der Leiterplattenanordnung, auf welchem aus konstruktionstechnischen oder verschaltungstechnischen Gründen eine Schutzschicht notwendig oder gewünscht ist. Mit anderen Worten ist der Schutzschichtbereich ein bezüglich der Isolation kritischer Bereich der Leiterplattenanordnung, welcher mit der aufzutragenden Schutzschicht geschützt oder isoliert werden soll.
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Unter einem „Freibereich“ ist hier und im Folgenden insbesondere ein (Teil-)Bereich oder eine Fläche der Leiterplattenanordnung zu verstehen, welche(r) bezüglich der Isolation unkritisch ist. Mit anderen Worten ist ein Freibereich ein Bereich der Leiterplattenanordnung, auf welchem die Auftragung einer Schutzschicht im Wesentlichen weder positive noch negative Auswirkungen auf die Funktion der Leiterplattenanordnung oder deren Komponenten hat. Eine Auftragung oder Aufbringung der Schutzschicht ist im Freibereich also nicht relevant. Der Freibereich kann hierbei eine freie Fläche auf einer Leiterplatte sein. Alternativ kann in dem Freibereich auch eine oder mehrere elektronische Komponenten angeordnet sein. Ein Freibereich ist hierbei zu unterscheiden von einem sogenannten „Sperrbereich“ der Leiterplattenanordnung, auf welchem keine Schutzschicht aufgetragen werden darf, da diese sonst die Funktion der Leiterplattenanordnung nachteilig beeinflusst. Mit anderen Worten liegt der Freibereich außerhalb des Schutzschichtbereichs und außerhalb von gegebenenfalls vorhandenen Sperrbereichen der Leiterplattenanordnung.
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Verfahrensgemäß wird in einem ersten Verfahrensschritt eine vorgegebene Menge der Schutzschicht, also des Schutzschicht- oder Lackmaterials, in dem Freibereich aufgetragen. Dies kann beispielsweise durch das Auftragen eines vorgegebenen Volumens oder durch das Auftragen für eine vorgegebene Zeitdauer realisiert werden. Die vorgegebene Menge ist hierbei derart gewählt, dass nach dem Auftragen der vorgegebenen Menge eine hinreichend niedrige Wahrscheinlichkeit für auftretende Luftblasen in einer anschließend aufgetragenen Schutzschicht vorliegt. Welche Wahrscheinlichkeit hierbei als hinreichend gilt und wie klein die Wahrscheinlichkeit konkret ist, ist dabei zunächst nebensächlich. Dies lässt sich beispielsweise aus vergangenen Beschichtungsdaten oder aus entsprechenden Versuchen oder Erprobungen ermitteln. Für unterschiedliche Schutzschichtmaterialien, Betriebs- und Umgebungsbedingungen oder Anwendungsszenarien ergeben sich unter Umständen unterschiedliche vorgegebene Mengen, welche in dem Freibereich appliziert werden.
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In einem anschließenden zweiten Verfahrensschritt wird die Schutzschicht auf den Schutzschichtbereich aufgetragen. Die vorgegebene Menge im ersten Verfahrensschritt ist hierbei vorzugsweise stets geringer als die im Schutzschichtbereich aufgetragene Menge der Schutzschicht. Dadurch ist ein besonders geeignetes Verfahren zur Auftragung einer Schutzschicht auf eine Leiterplattenanordnung realisiert.
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Erfindungsgemäß wird somit zur Vermeidung von Luft- und Gasblasen im relevanten Lackierbereich (Schutzschichtbereich) der Startpunkt der Lackierung, also des Beschichtungsprozesses, in einen benachbarten Bereich (Freibereich) gelegt, welcher bezüglich der Isolation unkritisch ist. Der Freibereich ist somit beispielsweise als eine Startfläche für den Lackierungs- oder Beschichtungsprozess (Lackapplikationsstartfläche, LASF) ausgeführt. Dieser Bereich liegt zudem außerhalb des Sperrbereiches, in den kein Lack gelangen darf. Erfindungsgemäß wird vor dem eigentlichen Lackier- oder Beschichtungsvorgang eine definierte Menge Lack in dem Freibereich beziehungsweise der LASF appliziert. Diese Menge ist dabei vorzugsweise um ein Vielfaches kleiner als die im Lackierbereich aufgetragene Menge. Dadurch wird die Luft innerhalb des Applikators während der Auftragung im Freibereich entfernt, so dass sich während der darauffolgenden Auftragung im Schutzschichtbereich keine Luft im Applikator befindet. In der Folge werden im Wesentlichen keine Luftbläschen in dem relevanten Schutzschichtbereich appliziert. Dadurch wird Prozessentwicklungszeit eingespart und die Fehleranfälligkeit reduziert, was zu einer Reduktion von Schrottkosten führt.
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Das Auftragen oder Aufbringen der Schutzschicht kann hierbei beispielsweise als ein sogenanntes „Conformal Coating“ ausgeführt sein, bei welchem eine flächendeckende Schutzschicht mit gleichmäßiger Schichtdicke, beispielsweise durch Gießen, Sprühen oder Film-Coaten, aufgetragen wird. Im Lackierbereich können hierbei vereinzelt Luftblasen auftreten, welche beispielsweise unter den Komponenten hervortreten oder bei der Applikation eingeschlossen werden. Diese Luftblasen sind jedoch in der Regel verhältnismäßig klein und unkritisch. Insbesondere treten die Luftblasen nicht in der Größe und Menge wie in der LASF auf.
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Alternativ kann das Auftragen oder Aufbringen der Schutzschicht auch beispielsweise in einem „Dam and Fill“-Verfahren erfolgen. Hierbei werden einzelne Bereiche auf der Leiterplattenanordnung vergossen oder beschichtet, ohne die umliegenden Flächen und Komponenten zu beeinträchtigen. Dafür werden bei dem auch als „Frame and Fill“ bezeichneten Verfahren zwei Vergussmedien oder Schutzschichtmaterialien mit unterschiedlicher Viskosität verwendet. Um den zu schützenden Bereich auf der Leiterplattenanordnung wird in einem ersten Schritt ein Damm oder Rahmen aus höherviskosem Material dosiert. Die so entstandene „Mulde“ wird anschließend beispielsweise mit einem flüssigen Gießharz als Schutzschicht gefüllt, bis der Schutzschichtbereich vollständig abgedeckt ist. Hierbei startet die Lackierung erfindungsgemäß jeweils in einem nicht kritischen Teil innerhalb des Damms (Freibereich), sodass bis zum Erreichen des isolationsmäßig kritischen Bereichs (Schutzschichtbereich) keine Blasen mehr appliziert werden. Der Damm ist hierbei also insbesondere so aufgetragen, dass er sowohl den Schutzbereich als auch den Freibereich einfasst.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist der Freibereich benachbart oder angrenzend zu dem Schutzschichtbereich angeordnet. Beispielsweise wird der Freibereich so gewählt oder platziert, dass er an den Schutzschichtbereich angrenzt, insbesondere unmittelbar angrenzt.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung schließt sich der zweite Verfahrensschritt unterbrechungsfrei oder pausenlos an den ersten Verfahrensschritt an. Der zweite Verfahrensschritt wird also unterbrechungsfrei nach dem ersten Verfahrensschritt ausgeführt. Der Übergang zwischen Freibereich und Schutzschichtbereich, also LASF und Lackierfläche, erfolgt somit ohne eine Unterbrechung der Lackierung beziehungsweise des Beschichtungsprozesses. Dadurch wird sichergestellt, dass zwischen dem ersten und zweiten Verfahrensschritt keine neue Luft in den Applikator gelangen kann.
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Der erste Lackierbereich (Schutzschichtbereich) wird hierbei vorzugsweise so gewählt, dass direkt daran angrenzend ausreichend Platz für die LASF (Freibereich) zur Verfügung steht. Der Start der Lackapplikation erfolgt in dieser LASF und geht unterbrechungsfrei in den Lackierbereich über. Die sich noch im Applikator befindliche Luft wird damit im LASF appliziert, und der durch die Isolationskoordination definierte Lackierbereich wird im Wesentlichen blasenfrei aufgetragen.
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Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung ist zum Auftragen oder Aufbringen einer Schutzschicht auf eine Leiterplattenanordnung vorgesehen sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Beschichtungsvorrichtung weist hierbei einen bewegbaren Applikator und ein damit gekoppeltes Schutzschichtreservoir auf. Der Applikator ist beispielsweise mittels eines Roboters bewegbar, und somit an unterschiedliche Positionen auf der Leiterplattenanordnung verfahrbar. In dem Schutzschichtreservoir ist flüssiges Schutzschichtmaterial aufgenommen, wobei der Applikator Schutzschichtmaterial aus dem Schutzschichtreservoir fördert und auf die Leiterplattenanordnung aufträgt. Der Applikator ist signaltechnisch mit einem Controller (das heißt einer Steuereinheit) gekoppelt.
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Der Controller ist hierbei allgemein - programm- und/oder schaltungstechnisch - zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Der Controller ist somit konkret dazu eingerichtet, den Applikator zu einem Freibereich zu verfahren und den Applikator so anzusteuern und/oder zu regeln, dass eine vorgegebene Menge von Schutzschichtmaterial aus dem Schutzschichtreservoir auf den Freibereich aufgetragen wird. Der Controller ist weiterhin dazu eingerichtet den Applikator anschließend zu dem Schutzschichtbereich zu bewegen, und dort eine Schutzschicht aufzutragen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Controller zumindest im Kern durch einen Mikrocontroller mit einem Prozessor und einem Datenspeicher gebildet, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form einer Betriebssoftware (Firmware) programmtechnisch implementiert ist, so dass das Verfahren - gegebenenfalls in Interaktion mit einem Vorrichtungsnutzer - bei Ausführung der Betriebssoftware in dem Mikrocontroller automatisch durchgeführt wird. Der Controller kann im Rahmen der Erfindung alternativ aber auch durch ein nicht-programmierbares elektronisches Bauteil, wie zum Beispiel einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) oder durch einem FPGA (Field Programmable Gate Array), gebildet sein, in dem die Funktionalität zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit schaltungstechnischen Mitteln implementiert ist.
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Die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung ist für eine Elektronik eines elektrischen Kältemittelantriebs vorgesehen sowie dafür geeignet und eingerichtet. Die Leiterplattenanordnung weist hierbei mindestens einen Schutzschichtbereich und mindestens einen Freibereich auf, wobei eine Schutzschicht in dem Schutzschichtbereich und dem Freibereich aufgetragen ist. Die Schutzschicht ist hierbei mit einem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren aufgetragen. Die Schutzschicht kann im Freibereich Luftblasen aufweisen, ist jedoch im Schutzschichtbereich im Wesentlichen blasenfrei.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in perspektivischer Ansicht einen elektrischen Kältemittelverdichter mit einer Elektronik,
- 2 in schematischer Darstellung eine Leiterplattenanordnung der Elektronik, mit einer bestückten Leiterplatte,
- 3 in schematischer Darstellung einen Beschichtungsprozess eines Freibereichs auf der Leiterplatte, und
- 4 in schematischer Darstellung einen Beschichtungsprozess eines Schutzbereichs auf der Leiterplatte.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt ein elektrischen oder elektromotorischen Kältemittelverdichter 2, welcher beispielsweise in einem nicht näher dargestellten Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verbaut ist. Der beispielsweise modular aufgebaute Kältemittelverdichter 2 weist einen elektrischen (elektromotorischen) Antrieb (Antriebsmodul) 4 und einen mit diesem gekoppelten Verdichterkopf (Verdichtermodul) 6 auf. Zwischen dem Antrieb 4 und dem Verdichterkopf 6 ist ein A-seitiges Lagerschild (Center Plate) 8 als mechanische Schnittstelle vorgesehen, mittels welchem der Verdichterkopf 6 antriebstechnisch an den Antrieb 4 angebunden ist.
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Das Lagerschild 8 bildet eine Zwischenwand zwischen einem Antriebsgehäuse 10 und einem Verdichtergehäuse 12. Der Verdichterkopf 6 ist mittels umfangsseitig verteilten, sich in eine Axialrichtung A des Kältemittelverdichters 2 erstreckenden Flanschverbindungen 14 mit dem Antrieb 4 verbunden (gefügt, geschraubt), welche in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind.
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Ein verdichterseitiger Gehäuseteilbereich des Antriebsgehäuses 10 ist als ein Motorgehäuse zur Aufnahme eines Elektromotors ausgebildet und durch eine nicht gezeigte, integrierte Gehäusezwischenwand zu einer in das Antriebsgehäuse 10 integrierten Elektronikeinheit 16 fluid- und drucktechnisch getrennt. Die Elektronikeinheit 16 weist ein mit einem Gehäusedeckel versehenes Elektronikgehäuse 18 auf, wobei ein Gehäuseboden des etwa topfförmigen Elektronikgehäuses 18 durch die Gehäusezwischenwand gebildet ist. In dem Elektronikgehäuse 18 ist eine den Elektromotor ansteuernde Motorelektronik (Elektronik) 20 aufgenommen.
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Das Antriebsgehäuse 10 weist im Bereich des Elektronikgehäuses 18 einen Anschlussabschnitt 22 zur elektrischen Kontaktierung der Elektronik 20 an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs auf.
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Der Kältemittelverdichter 2 weist einen (Kältemittel-)Einlass oder (Kältemittel-)Zulauf 24 zum Anschluss an den Kältemittelkreislauf und einen (Kältemittel-)Auslass 26 auf. Der Einlass 24 ist in einem dem Elektronikgehäuse 18 zugewandten Bereich des Antriebsgehäuses 10 angeformt. Der Auslass 26 ist an einem Boden eines Verdichtergehäuses 12 angeformt. Im angeschlossenen Zustand bildet der Einlass 24 die Niederdruck- oder Saugseite (Sauggasseite) und der Auslass 26 die Hochdruck- oder Pumpseite (Pumpenseite) des Kältemittelverdichters 2.
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Die Elektronik 20 weist eine in 2 schematisch dargestellte Leiterplattenanordnung 28 auf. Die Leiterplattenanordnung 28 weist hierbei eine Leiterplatte 30 auf, welche mit einer Anzahl von elektronischen Komponenten 32 bestückt ist. Die Komponenten 32 sind in der 2 lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.
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Zum Schutz von empfindlichen Komponenten 32 ist die Leiterplattenanordnung 28 bereichsweise mit einer thermisch und/oder elektrisch isolierenden Schutzschicht 34, insbesondere einem Schutzlack, versehen. Mit anderen Worten ist die Leiterplattenanordnung 28 bereichsweise mit einer Schutzschicht 34 beschichtet oder lackiert.
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Auf der Leiterplattenanordnung 28 sind hierbei unterschiedliche (Teil-)Bereiche 36, 38, 40 gebildet. Die Bereiche 36 sind nachfolgend auch als Schutzschichtbereiche bezeichnet, wobei die Bereiche 38 als Freibereiche und die Bereiche 40 als Sperrbereiche bezeichnet sind.
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In den punktiert dargestellten Schutzschichtbereichen 36 ist jeweils eine Schutzschicht 34 aufgebracht. Die Schutzschichtbereiche 36 sind hierbei bezüglich der Isolation kritische Bereiche der Leiterplattenanordnung 28. Dies bedeutet, dass die Schutzschicht 34 in den Schutzschichtbereichen 36 einen zuverlässigen und betriebssicheren Betrieb der Elektronik beziehungsweise der Leiterplattenanordnung 28 gewährleistet.
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In den strich-punktiert dargestellten Freibereichen 38 ist ebenfalls jeweils eine Schutzschicht 34 aufgebracht. Die Freibereiche 38 sind hierbei bezüglich der Isolation unkritische Bereiche der Leiterplattenanordnung 28. Dies bedeutet, dass die Schutzschicht 34 in den Freibereichen 38 im Wesentlichen keinen Einfluss auf den Betrieb der Elektronik beziehungsweise der Leiterplattenanordnung 28 aufweisen.
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In den strichliniert dargestellten Sperrbereichen 40 ist keine Schutzschicht 34 aufgebracht. Die Sperrbereiche 40 sind hierbei Bereiche der Leiterplattenanordnung 28 in welchen eine Schutzschicht 34 einen nachteiligen Einfluss auf den Betrieb der Elektronik beziehungsweise der Leiterplattenanordnung 28 hätte. Mit anderen Worten sind die Sperrbereiche 40 zum Zwecke einer thermischen und/oder elektrischen Leitfähigkeit frei von einer Schutzschicht 34. Sperrbereiche 40 können beispielsweise auch Auflagepunkte für die Montage, Löcher für die Schraubverbindungen, Barcodes, oder ähnliches sein.
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Die Leiterplattenanordnung 28 weist in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise vier rechteckförmige Schutzschichtbereiche 36 auf, in welchen elektronische Komponenten 32 angeordnet sind. An jeden der Schutzschichtbereiche 36 grenzt mindestens ein Freibereich 38 unmittelbar an, wobei in der 2 lediglich zwei rechteckförmige Freibereiche 38 für einen der Schutzschichtbereiche 26 gezeigt sind. In dem Freibereich 38 können Komponenten 32 angeordnet sein, alternativ kann es sich bei dem Freibereich 38 auch um eine freie Fläche auf der Leiterplatte 40 handeln. Die 2 zeigt hierbei sowohl einen Freibereich 38 mit Komponenten 32 als auch einen Freibereich 38 ohne. Vorzugsweise ist jedoch lediglich ein Freibereich 38 je Schutzschichtbereich 36 vorgesehen. Die 2 weist weiterhin acht Sperrbereiche 40 auf, welche beispielsweise rechteckförmig oder kreisförmig ausgeführt sind.
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Die Schutzschicht 34 kann in den Freibereichen 38 eingeschlossene Luftblasen aufweisen, wobei die Schutzschicht 34 in den Schutzschichtbereichen 36 im Wesentlichen blasenfrei ausgeführt ist.
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Nachfolgend ist anhand der 3 und 4 ein erfindungsgemäßes Beschichtungsverfahren, also ein Verfahren zum Auftragen der Schutzschicht 40 auf der Leiterplattenanordnung 28, näher erläutert.
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Das Beschichtungsverfahren wird mittels einer Beschichtungsvorrichtung 42 durchgeführt. Die nachfolgend auch als Lackieranlage bezeichnete Beschichtungsvorrichtung 42 weist einen bewegbaren Applikator 44 mit einer Lackiernadel 46 auf, welcher an ein Schutzschichtreservoir 48 angeschlossen ist. Der Applikator 44 ist mit einem Controller 50 gekoppelt, welcher das Beschichtungsverfahren steuert und/oder regelt.
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Verfahrensgemäß wird der Applikator 44 zunächst in einen Freibereich 38 bewegt, und eine vorgegebene Menge des flüssigen Schutzschichtmaterials oder Lackmaterials aus dem Schutzschichtreservoir 48 aufgetragen (3), es wird als eine Schutzschicht 34 appliziert. Anschließend wird der Applikator 44 in den jeweils unmittelbar angrenzenden Schutzschichtbereich 36 bewegt, und mit der Schutzschicht 34 beschichtet.
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Das Verfahren trägt hierbei dem Umstand Rechnung, dass sich zu Beginn eines Beschichtungs- oder Lackierungsprozesses häufig Luft in der Lackiernadel 46 des Applikators 44 befindet, welche zu einer Luftblasenbildung in der aufgetragenen Schutzschicht 34 führen kann. Verfahrensgemäß wird zur Vermeidung von Luft- und Gasblasen im relevanten Lackierbereich (Schutzschichtbereich 36) der Startpunkt der Lackierung in einen an den Lackierbereich 36 unmittelbar angrenzenden Freibereich 38 gelegt. Der Freibereich 38 ist somit als eine Startfläche für den Lackierungs- oder Beschichtungsprozess (Lackapplikationsstartfläche, LASF) ausgeführt.
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Der Start der Lackapplikation beziehungsweise des Beschichtungsverfahrens erfolgt in dieser LASF 38 und geht unterbrechungsfrei in den Lackierbereich 40 über. Vor dem eigentlichen Lackier- oder Beschichtungsvorgang des Lackierbereichs 40 wird eine definierte Menge Lack in dem Freibereich 38 beziehungsweise der LASF appliziert. Diese Menge ist dabei vorzugsweise um ein Vielfaches kleiner als die im Lackierbereich 36 aufgetragene Menge. Die vorgegebene Menge ist hierbei derart gewählt, dass die in der Lackiernadel 46 vorhandene Luft vollständig nach außen befördert wird, so dass für den Beschichtungsprozess des Lackierbereichs 40 sichergestellt wird, dass sich keine Luft in der Lackiernadel 46 befindet. Dadurch wird die Auftragung einer im Wesentlichen blasenfreien Schutzschicht 34 auf dem Lackierbereich 40 gewährleistet.
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Die aufgetragene Schutzschicht 34 wird zum Abschluss des Beschichtungsverfahrens vorzugsweise ausgehärtet.
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Die beanspruchte Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus im Rahmen der offenbarten Ansprüche abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale im Rahmen der offenbarten Ansprüche auch auf andere Weise kombinierbar, ohne den Gegenstand der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kältemittelverdichter
- 4
- Antrieb
- 6
- Verdichterkopf
- 8
- Lagerschild
- 10
- Antriebsgehäuse
- 12
- Verdichtergehäuse
- 14
- Flanschverbindung
- 16
- Elektronikeinheit
- 18
- Elektronikgehäuse
- 20
- Elektronik
- 22
- Anschlussabschnitt
- 24
- Einlass
- 26
- Auslass
- 28
- Leiterplattenanordnung
- 30
- Leiterplatte
- 32
- Komponente
- 34
- Schutzschicht
- 36
- Schutzschichtbereich/Lackierbereich
- 38
- Freibereich/Lackapplikationsstartfläche
- 40
- Sperrbereich
- 42
- Beschichtungsvorrichtung
- 44
- Applikator
- 46
- Lackiernadel
- 48
- Schutzschichtreservoir
- 50
- Controller
- A
- Axialrichtung
