DE19539582C2 - Verfahren zum Bearbeiten von an einer Transportvorrichtung befestigten Gegenständen - Google Patents

Verfahren zum Bearbeiten von an einer Transportvorrichtung befestigten Gegenständen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von an einer mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit bewegten Transportvorrichtung be­ festigten Gegenständen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie es aus der DE 91 00 895 U1 bekannt ist.
Im Rahmen des Herstellungsprozesses von elektronischen Schaltungsanord­ nungen (bsp. von Hybridschaltungen oder integrierten Schaltungen) wer­ den diese oftmals zum Schutz gegen Umwelteinflüsse (Feuchtigkeit, Luft) ganzflächig oder teilflächig mit einer Schutzschicht bedeckt; dies ist insbe­ sondere bei elektronischen Schaltungsanordnungen mit breitem Anwen­ dungsspektrum oder sicherheitsrelevantem Einsatzbereich (bsp. Airbag-, ABS-Schaltungsanordnungen) von Bedeutung.
Das die Schutzschicht bildende flüssige Beschichtungsmaterial mit hoher Viskosität (i. d. R. ein Lack) wird mittels stationärer Tauchvorrichtungen auf die elektronischen Schaltungsanordnungen aufgebracht: hierzu werden üb­ licherweise die vereinzelten elektronischen Schaltungsanordnungen mit ih­ ren Anschlußbeinchen in einen Rahmen eingehängt und dieser bis zu einer der gewünschten Beschichtungshöhe entsprechenden Tiefe vertikal in die Tauchvorrichtung abgesenkt. Problematisch hierbei ist die Vielzahl der er­ forderlichen manuellen Arbeitsschritte (Vereinzeln, Einhängen, Eintauchen), die mit einem hohen Aufwand an Zeit und Kosten verbunden sind.
Bei dem aus der gattungsgemäßen DE 91 00 895 U1 bekannten Verfahren wird eine Oberflächenbehandlung von Leiterplatten in einer bestimmten hierzu geeigneten Vorrichtung vorgenommen (bsp. in einer Reinigungsvor­ richtung); zur Oberflächenbehandlung wird eine Behandlungsflüssigkeit ge­ ringer Viskosität verwendet (bsp. eine Elektrolytflüssigkeit oder ein flüssiges Reinigungsmittel), bei der die Fließrichtung keine Rolle spielt. Weiterhin ist aus der DE 94 19 750 U1 eine Vorrichtung zur Behandlung von elektronischen Leiterplatten mit einer Behandlungsflüssigkeit geringer Viskosität bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten von an einer mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit bewegten Transportvorrichtung befestigten Gegenständen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, bei dem eine automatische Beschichtung von elektronischen Schaltungsanordnungen mit qualitativ guten Eigen­ schaften gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen.
Beim vorgestellten Verfahren werden die elektronischen Schaltungsanord­ nungen (bsp. einzelne elektronische Bauelemente oder Baugruppen oder bestückte Leiterplatten) an einer Transportvorrichtung (bsp. an einem als sog. Stanzkammband ausgebildeten Transportband) fortlaufend angeord­ net und für den Beschichtungsvorgang (bei diesem werden die elektroni­ schen Schaltungsanordnungen zum Schutz gegenüber Umwelteinflüssen mit einem Beschichtungsmaterial hoher Viskosität, bsp. mit einem Lack, be­ schichtet) an dieser Transportvorrichtung belassen, indem die Transportvor­ richtung mit den montierten elektronischen Schaltungsanordnungen voll­ automatisch in einer horizontalen Bewegung durch eine Beschichtungsvor­ richtung hindurchgeführt wird.
Die Beschichtungsvorrichtung besteht aus zwei ineinander angeordneten, vorzugsweise wannenförmigen Behältern: der innere (vorzugsweise voll­ ständig) mit Beschichtungsmaterial gefüllte Behälter besitzt eine Einlaßöff­ nung und eine Auslaßöffnung einstellbarer Tiefe für das Transportband so­ wie eine Einlauföffnung für das Beschichtungsmaterial und dient zur Be­ schichtung der an der Transportvorrichtung angeordneten elektronischen Schaltungsanordnungen mit dem Beschichtungsmaterial; der äußere Behäl­ ter besitzt eine Auslauföffnung als Sammelstelle für das Beschichtungsmate­ rial und dient zur Sammlung und gezielten Rückführung des aus dem inne­ ren Behälter an dessen Oberkante sowie an dessen Einlaßöffnung und Aus­ laßöffnung bei der Bewegung der Transportvorrichtung ausfließenden überschüssigen Beschichtungsmaterials. Weiterhin weist die Beschichtungs­ vorrichtung eine Pumpvorrichtung auf, die zwischen der Auslauföffnung des äußeren Behälters und der Einlauföffnung des inneren Behälters ange­ schlossen ist, und mittels der das Beschichtungsmaterial dem inneren Behäl­ ter zugeführt und im inneren Behälter in Bewegung (in eine horizontale Fließbewegung) versetzt wird.
Die Bewegungsrichtung und die Fließgeschwindigkeit des Beschichtungsma­ terials im inneren Behälter kann durch Variation von Anordnung und Größe der Einlaßöffnung und Auslaßöffnung des inneren Behälters, von Anord­ nung und Leistung der Pumpvorrichtung sowie von Anordnung und Größe des äußeren Behälters variiert werden. Hierbei soll die Ausbildung einer Bugwelle des zähflüssigen (hochviskosen) Beschichtungsmaterials im inne­ ren Behälter der Beschichtungsvorrichtung vermieden und die Gleichmä­ ßigkeit des auf die elektronische Schaltungsanordnungen aufgebrachten Beschichtungsmaterials gewährleistet werden. Hierzu werden Bewegungs­ richtung und Fließgeschwindigkeit des Beschichtungsmaterials im inneren Behälter so gewählt (d. h. die Leistung der das Beschichtungsmaterial in eine horizontale Fließbewegung versetzenden Pumpvorrichtung wird so ge­ wählt), daß sie mit der Durchlaufrichtung und der Transportgeschwindigkeit (Durchlaufgeschwindigkeit) der Transportvorrichtung durch die Beschich­ tungsvorrichtung übereinstimmen (die Durchlaufrichtung und die Trans­ portgeschwindigkeit der Transportvorrichtung werden im allgemeinen von den vorherigen Prozeßschritten bei der Herstellung der elektronischen Schaltungsanordnungen vorgegeben).
Je nach Höhenniveau des äußeren Behälters bezüglich der Transportvorrich­ tung muß dieser ebenfalls mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung für die Transportvorrichtung versehen sein. Die Dimensionen (insbesondere die Tiefe der Einlaßöffnungen/Auslaßöffnungen) von innerem Behälter und äußerem Behälter sowie die Höhe des Beschichtungsmaterials im inneren Behälter können auf geeignete Art und Weise variiert und so die Erforder­ nisse für die Beschichtung der elektronischen Schaltungsanordnungen er­ füllt werden; zur Variation der Beschichtungshöhe kann das Höhenniveau des inneren Behälters oder das Höhenniveau der Transportvorrichtung vari­ iert werden. Um den Beschichtungsvorgang hinsichtlich Geschwindigkeit und Homogenität zu optimieren, können die elektronischen Schaltungsan­ ordnungen vor dem Eintritt in den inneren Behälter auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden.
Das vorgestellte Verfahren vereinigt mehrere Vorteile in sich:
  • - infolge der automatischen Beschichtung der elektronischen Schaltungs­ anordnungen ergibt sich eine deutliche Reduzierung an Arbeitsaufwand und Kosten,
  • - der Beschichtungsvorgang kann aufgrund einstellbarer und gleichblei­ bender Bedingungen mit hoher Qualität, insbesondere bezüglich der Schichtdicke und der Beschichtungshöhe, durchgeführt werden,
  • - es ist ein flexibler Beschichtungsvorgang der elektronischen Schaltungs­ anordnungen mit vielfältigen Vorgabe- und Variationsmöglichkeiten (bsp. Variation der Beschichtungshöhe und der Beschichtungsgeschwindigkeit) möglich.
Das vorgestellte Verfahren wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben, wobei die Fig. 1 eine Schnittdarstellung und die Fig. 2 eine perspektivische Zeich­ nung der hierfür vorgesehenen Beschichtungsvorrichtung zeigt.
Die Beschichtungsvorrichtung 1 besteht aus dem inneren Behälter 10 (Durchlaufwanne), dem äußeren Behälter 20 (Überlaufwanne), der Pumpvor­ richtung 30 (Saugvorrichtung) sowie aus der Transportvorrichtung 40 (Transportband):
  • - der als rechteckförmige Wanne ausgebildete innere Behälter 10 (Durch­ laufwanne) weist eine an der einen Stirnseite 15 angeordnete Einlaßöff­ nung 11 und eine an der entgegengesetzten Stirnseite 16 angeordnete Auslaßöffnung 12 für das Transportband 40 sowie eine an der Stirnseite 15 angeordnete Einlauföffnung 13 für das Beschichtungsmaterial 50 auf; die Durchlaufwanne 10 ist mit dem Beschichtungsmaterial 50 bis zu einer vorgegebenen Höhe hB aufgefüllt, bsp. bis zur Oberkante 14 der Durch­ laufwanne 10.
  • - der als rechteckförmige Wanne ausgebildete äußere Behälter 20 (Über­ laufwanne) umgibt die Durchlaufwanne 10, wobei die Oberkante 24 der schräg geneigten Überlaufwanne 20 soweit unterhalb der Oberkante 14 der Durchlaufwanne 10 liegt, daß keine Einlaßöffnung/Auslaßöffnung für das Transportband 40 vonnöten ist. Die Überlaufwanne 20 weist eine an der Unterseite 27 angeordnete Auslauföffnung 23 auf. Das aus der Durchlaufwanne 10 an der Einlaßöffnung 11, der Auslaßöffnung 12 und der Oberkante 14 ausfließende Beschichtungsmaterial 50 wird in der Überlaufwanne 20 gesammelt; aufgrund der Neigung der Überlaufwanne 20 wird das überschüssige Beschichtungsmaterial 50 an der Auslauföff­ nung 23 angesammelt und kann von hier aus an die Durchlaufwanne 10 rückgeführt werden.
  • - die Pumpvorrichtung 30 ist mittels der Zuführungsleitungen 32 zwischen der Auslauföffnung 23 der Überlaufwanne 20 und der Einlauföffnung 13 der Durchlaufwanne 10 angeordnet; durch die Pumpe 31 der Pumpvor­ richtung 30 wird die Rückführung des Beschichtungsmaterials 50 von der Überlaufwanne 20 zur Durchlaufwanne 10 und ein permanenter Umwälz­ prozeß des Beschichtungsmaterials 50 in der Durchlaufwanne 10 mit der Fließgeschwindigkeit VB gewährleistet.
  • - die bsp. als Transportband ausgebildete Transportvorrichtung 40 dient zur Aufnahme der zu beschichtenden elektronischen Schaltungsanord­ nungen 41, die mit ihren Anschlußbeinchen 42 am Transportband 40 be­ festigt sind. Das Transportband 40 wird mit der Transportgeschwindigkeit vT in horizontaler Bewegungsrichtung durch die Durchlaufwanne 10 hin­ durchgeführt und über die Überlaufwanne 20 hinweggeführt. Die Be­ schichtungshöhe hS der elektronischen Schaltungsanordnungen 41 mit dem Beschichtungsmaterial 50 kann entweder über das Höhenniveau hB des Beschichtungsmaterials 50 in der Durchlaufwanne 10 oder über das Höhenniveau des Transportbandes 40 eingestellt bzw. variiert werden.
In einem Ausführungsbeispiel besitzt die Durchlaufwanne 10 eine Länge von 2,50 m, eine Breite von 0,15 m und eine Höhe von 0,2 m, die Überlaufwanne 20 eine Länge von 2,60 m, eine Breite von 0,22 m und eine Höhe von 0,2 m. Die schlitzförmig ausgebildete Einlaßöffnung 11 der Durchlaufwanne 10 be­ sitzt eine Breite von 2 cm und eine Tiefe hE von 7 cm, die schlitzförmig aus­ gebildete Auslaßöffnung 12 der Durchlaufwanne 10 besitzt ebenfalls eine Breite von 2 cm und eine Tiefe hA von 7 cm. Die Einlauföffnung 13 für das Beschichtungsmaterial 50 in der Durchlaufwanne 10 ist bsp. kreisförmig ausgebildet und besitzt einen Durchmesser dE von bsp. 2,5 cm, die Auslauf­ öffnung 23 für das Beschichtungsmaterial 50 in der Überlaufwanne 20 ist bsp. ebenfalls kreisförmig ausgebildet und besitzt einen Durchmesser dA von bsp. 2,5 cm. Die Überlaufwanne 20 ist bsp. um 5° gegenüber der Durch­ laufwanne 10 (und somit gegenüber der Horizontalen) geneigt.
Bsp. werden für integrierte Hybridschaltungen vorgesehene elektronische Schaltungsanordnungen 41 der Breite 0,7 cm und der Länge 3,8 cm mit ih­ ren Anschlußbeinchen 42 vertikal auf ein als Transportband 40 vorgesehenes Stanzkammband der Länge 100 m in einem Abstand von jeweils 4 cm aufge­ bracht, wobei die als Anschlußbeinchen 42 der elektronischen Schaltungs­ anordnungen 41 fungierenden Stanzkämme einen Rasterabstand von 2,54 mm aufweisen. Als Beschichtungsmaterial 50 ist bsp. Siliconlack vorgesehen, wobei die elektronischen Schaltungsanordnungen 41 vollständig bis zu den Anschlußbeinchen 42 (also mit einer der Breite von 0,7 cm entsprechenden Beschichtungshöhe hS) und mit einer Schichtdicke von 50 µm beschichtet werden. Hierzu enthält die Beschichtungsvorrichtung 1 ein Lackvolumen von bsp. 25 I, von dem bsp. 15 I in der Durchlaufwanne 10 und 10 I in der Überlaufwanne 20 und der Pumpvorrichtung 30 enthalten sind. Die Leistung der Pumpe 31 der Pumpvorrichtung 30 wird so gewählt, daß die Fließge­ schwindigkeit VB des Lacks 50 gerade der Durchlaufgeschwindigkeit VT des Stanzkammbands 40 von bsp. 1 m/min entspricht. Dadurch wird die Ausbil­ dung einer Bugwelle vermieden und die Gleichmäßigkeit des Lackaufbaus gewährleistet.

Claims (6)

1. Verfahren zum Bearbeiten von an einer mit einer bestimmten Transport­ geschwindigkeit (VT) bewegten Transportvorrichtung (40) befestigten Ge­ genständen (41),
  • 1. wobei zur Bearbeitung der Gegenstände (41) ein eine Bearbeitungsflüs­ sigkeit (50) enthaltender innerer Behälter (10) vorgesehen ist, der eine Einlaßöffnung (11) und eine Auslaßöffnung (12) für die Transportvorrich­ tung (40) sowie eine Einlauföffnung (13) für die Bearbeitungsflüssigkeit (50) aufweist,
  • 2. wobei ein den inneren Behälter (10) umgebender äußerer Behälter (20) eine an der Unterseite (27) befindliche Auslauföffnung (23) aufweist, der die aus dem inneren Behälter (10) ausfließende Bearbeitungsflüssigkeit (50) zugeführt wird,
  • 3. und wobei mittels einer zwischen der Auslauföffnung (23) des äußeren Behälters (20) und der Einlauföffnung (13) des inneren Behälters (10) an­ geordneten Pumpvorrichtung (30) die im äußeren Behälter (20) befindli­ che Bearbeitungsflüssigkeit (50) dem inneren Behälter (10) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
  • 1. daß zum Beschichten von elektronischen Schaltungsanordnungen (41) der innere Behälter (10) mit einer als Beschichtungsmaterial hoher Visko­ sität ausgebildeten Bearbeitungsflüssigkeit (50) gefüllt wird,
  • 2. daß mittels der Pumpvorrichtung (30) das im inneren Behälter (10) befind­ liche Beschichtungsmaterial (50) in horizontale Bewegung mit einer be­ stimmten Fließgeschwindigkeit (VB) versetzt wird,
  • 3. und daß die Fließgeschwindigkeit (VB) des Beschichtungsmaterials (50) im inneren Behälter (10) so vorgegeben wird, daß sie mit der Transportge­ schwindigkeit (VT) der Transportvorrichtung (40) übereinstimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Be­ hälter (10) mit einem Lack als Beschichtungsmaterial (50) hoher Viskosität ge­ füllt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Un­ terseite (27) des äußeren Behälters (20) eine bestimmte Schrägneigung auf­ weist, so daß das im äußeren Behälter (20) befindliche Beschichtungsmate­ rial (50) an dessen Auslauföffnung (23) angesammelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Behälter (10) bis zu seiner Oberkante (14) mit Beschichtungs­ material (50) gefüllt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (40) durch ein Stanzkämme (42) aufweisendes Stanzkammband gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stanzkäm­ me (42) des Stanzkammbands (40) durch die Anschlußbeinchen der elektro­ nischen Schaltungsanordnungen (41) gebildet werden.
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