DE19541030A1 - Verfahren zum Beschichten von Leiterplatten, elektrischen Baugruppen, Flachbaugruppen oder Hybridschaltungen - Google Patents
Verfahren zum Beschichten von Leiterplatten, elektrischen Baugruppen, Flachbaugruppen oder HybridschaltungenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist allgemein bekannt.
Bei bestückten Leiterplatten tritt häufig das Problem auf, daß die Leiterbahnen
in feuchter Umgebung korrodieren, wie dies insbesondere bei einem Einsatz
in Fahrzeugen der Fall ist. Liegen die Leiterbahnen sehr eng beieinander,
kann es infolge der Korrosion zu Kurzschlüssen oder Kriechströmen zwischen
benachbarten Leiterbahnen kommen. Um einer Korrosion vorzubeugen, wird
üblicherweise auf die fertig bestückte Leiterplatte mittels Tauchlackierung ein
Schutzlack aufgetragen. Falls bestimmte Leiterbahnen oder Leiterzonen
unbeschichtet bleiben sollen, weil beispielsweise an diesen Bereichen ein
elektrisch leitender Kontakt mit einer später aufgesetzten Abschirmhaube
gegen elektromagnetische Fremdfelder hergestellt werden soll, werden im
Falle einer Tauchlackierung derartige Bereiche mit Lackiermasken o. ä.
abgedeckt, die nach erfolgter Lackierung entfernt werden müssen.
Das Aufbringen und spätere Entfernen von Lackiermasken oder ähnlichen
Abdeckungen ist bei einem Massenprodukt, um das es sich bei Leiterplatten
in der Regel handelt, mühsam, zeitraubend und unwirtschaftlich. Man ist
daher mit dem Aufkommen von Lackierrobotern dazu übergegangen, die
unbeschichtet zu belassenden Bereiche der Leiterplatte mit einer roboter
geführten Schlitzdüse zu umfahren. Da der Schutzlack auch unter den aufge
löteten Bauelementen aufgebracht werden muß, werden üblicherweise neben
einer senkrecht zur Leiteroberfläche orientierten Schlitzdüse zwei weitere, um
45° zur Vertikalen geneigte Schlitzdüsen bei dieser sogenannten Selektiv
lackierung benutzt.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Schichtdicke und die Lackränder bei der
Selektivlackierung ungleichmäßig ist, und zwar insbesondere an der Ecken der
unbeschichtet gelassenen Bereiche, da es schwierig ist, die Änderung der
Vorschubgeschwindigkeit der Lackierdüsen an den Ecken dieser Bereiche
exakt mit der erforderlichen Änderung des Sprühdrucks zu koordinieren. Die
unvermeidlichen Schwankungen der Schichtdicke führen zu entsprechend
ungleichen Schutzwirkungen des so aufgebrachten Schutzlacks, was dazu
führen kann, daß die weniger dicken Lackstellen schneller korrodieren als die
überigen lackierten Bereiche der Leiterplatte.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein technisch und wirtschaftlich
effizienteres Verfahren zum Beschichten von Leiterplatten, elektrischen
Baugruppen, Flachbaugruppen oder Hybridschaltungen mit Schutzlack zu
schaffen, bei welchem größere Schwankungen der Lackschichtdicke vermieden
werden und ein randgenauerer Lackauftrag ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die zu lackierenden Bereiche der
Leiterplatte mit einem Schutzwall aus thixotropiertem Lack zu umgeben und
anschließend die umgrenzte Fläche innerhalb jedes Schutzwalls mit einem
Schutzlack gleicher chemischer Zusammensetzung, jedoch niedriger Viskosi
tät, zu besprühen. Dieses Zweilacksystem läßt sich mit einem Lackierrobotor
wesentlich schneller und randgenauer anwenden als die Selektivlackierung
nach dem Stand der Technik und besitzt den weiteren Vorteil, daß die mit dem
niederviskösen Lack besprühten Oberflächenbereiche eine gleichförmige
Schichtdicke aufweisen.
Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen veranschaulichten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Rückseite einer
doppelseitig bestückten Leiterplatte, welche an den markierten
Oberflächenbereichen mit einem Schutzlack beschichtet werden
soll;
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Leiterplatte gemäß Fig. 1
nach erfolgtem Aufbringen eines Randwalls aus thixotropiertem
Lack mit innenliegender Schutzlackschicht, und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines zum Aufbringen des
Randwalls gemäß Fig. 2 verwendeten Schlauchquetschventils.
Die Leiterplatte 100 besteht aus einer elektrisch isolierenden Trägerschicht
200, die auf ihrer Vorderseite 101 und auf ihrer Rückseite 102 (Fig. 1) mit
miniaturisierten Leiterbahnen versehen ist, welche beispielsweise durch
Maskenätzung von Kupferkaschierungen hergestellt wurden. Die Leiterbahnen
verbinden eine Vielzahl elektrischer und elektronischer Bauelemente, welche
für die in Fig. 1 sichtbare Rückseite 102 schematisch durch das Bezugszeichen
103 angedeutet sind. Die nicht-schaffierten Oberflächenbereichen 104 mit den
miniaturisierten Leiterbahnen sind zur Beschichtung mit einem Schutzlack
vorgesehen. Die schraffierten Oberflächenbereiche 105 außerhalb der nicht
schraffierten Oberflächenbereiche 104 bleiben ebenso wie die Bauelemente 103
frei von jeglicher Lackbeschichtung, da sie zur Kontaktierung mit
Steckerleisten oder einer metallischen Abschirmhaube 50 gegen
elektromagnetische Fremdfelder (äußerer ringförmiger Leiterbereich) oder als
Meßpunkte vorgesehen sind.
Zum Aufbringen des Schutzlacks werden erfindungsgemäß die zu beschich
tenden Oberflächenbereiche 104 (Fig. 1) an ihren Rändern mit einem
Schutzwall 31 (Fig. 2) aus thixotropiertem Lack umgeben. Anschließend
werden die von dem Schutzwall 31 umschlossenen Zonen mit einem nieder
viskösen Schutzlack 30 besprüht, der aus demselben Lackmaterial besteht wie
der tixotropierte Lack, jedoch durch Weglassen des thixotropierenden Zusatzes
entsprechend dünnflüssiger ist. Unter Thixotropie versteht man die Eigenschaft
bestimmter Mehrstoffsysteme, durch mechanische Beanspruchung wie z. B.
Schütteln oder Auspressen fließfähiger zu werden. In Ruhe verfestigt sich die
Substanz wieder. Bei der Sprühlackierung müssen die innerhalb des Schutz
walls 31 liegenden Bauelemente 103 zwar ausgespart, jedoch unterlackiert
werden. Hierfür kann in herkömmlicher Weise ein drehbar gelagerter Lackier
kopf mit drei getrennt ansteuerbaren Lackierdüsen verwendet werden, von
denen die beiden Seitendüsen unter einem Winkel von +45° bzw. -45°
gegenüber der Mitteldüse geneigt angeordnet sind. Bei allen drei Lackierdüsen
handelt es sich um pneumatisch betätigbare Nadelventile, welche einen
Anschluß für die Steuerluft zur Betätigung der Ventilnadel und einen Anschluß
für die Sprühluft zum Austragen des Lacks aufweisen. Der niedervisköse Lack
wird in einem beheizbaren Tank gelagert und über ein Rezirkulationssystem
dem Lackierkopf zugeführt, um die Lackschichtdicke genau regeln zu können.
Dabei wird aus dem drucklosen Tank über eine Pumpe Lackmaterial mit
einem konstanten Volumenfluß zirkuliert. Ein Druckregler hält den
Förderdruck auf einem konstanten Niveau. Ferner läßt sich durch die
Konstanthaltung der Lacktemperatur eine gleichmäßig reproduzierbare und von
der jeweiligen Umgebungstemperatur unabhängige Qualität des Lackauftrags
erzielen.
Der thixotropierte Schutzlack wird aus einem an einem gesonderten Lackier
kopf befestigten Schlauchquetschventil 10 (Fig. 3) als Raupe auf die
Leiterplattenoberfläche aufgebracht. Wegen seiner thixotropen Eigenschaft
ändert die Raupe ihren etwa halbkreisförmigen oder sinusförmigen Querschnitt
nach dem Auftrag nur noch geringfügig. Wesentlich ist, daß die maximale
Höhe des Schutzwalls 31 (Raupe) ausreichend bemessen ist, um bei der
späteren Sprühlackierung des von dem Schutzwall 31 umschlossenen Ober
flächenbereichs 104 eine wirksame Abschirmung der Oberflächenbereiche 105
gegen Lackpartikel zu gewährleisten. Die Ränder der aufgesprühten
Lackschichten verbinden sich wegen der gleichen Materialbeschaffenheit
homogen mit dem umgebenden Schutzwall 31, wobei sich infolge von
Adhäsionskräften die Ränder der aufgesprühten Lackschichten an den
ansteigenden Flanken des Schutzwalls 31 leicht hochziehen.
Das zum Aufbringen des Schutzwalls 31 verwendete Schlauchquetschventil 10
ist in Fig. 3 dargestellt und weist folgende Bauteile auf: Einen Ventilkörper 1,
eine Schlauchverschraubung 2, eine Steuerluftverschraubung 3, eine
Hubbegrenzerschraube 4, einen Luftzylinder 5, einen Stößel 6 mit endseitig
angesetztem Steuerkolben 6A, einen Dosierschlauch 7, ein Kupplungsstück 8
und eine Madenschraube 9. Der Steuerkolben 6a steht mit seiner oberen
Kolbenfläche unter der Vorspannung einer Schließfeder 6B, welche gegen den
Gasdruck der auf die untere Kolbenfläche wirkenden Steuerluft arbeitet, die
aus der Verschraubung 3 in den Luftzylinder 5 einströmt. Die Federkraft der
Schließfeder 6B hält den Dosierschlauch 7 solange verschlossen, bis durch
einen Steuerluftimpuls (größer als 5 bar) diese Schließkraft überwunden wird.
Hierdurch wird der Weg frei für den unter Druck stehenden tixotropierten
Lack. Durch die Hubbegrenzerschraube 4 kann der Hub des Steuerkolbens 6A
und damit die Durchflußmenge des thixoptropierten Lacks eingestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet folgende Vorteile:
- - Partieller Lackauftrag dort, wo er gewünscht ist;
- - exakte Lackiergeometrie, die vom Anwender bestimmt wird;
- - präzise Aussparung der Bauelemente 103 oder Oberflächenbereiche 105, die ebenfalls vom Anwender bestimmt werden;
- - kein Verschmutzen oder Verkleben der Umgebung;
- - optimale Lackmaterialausnützung;
- - reproduzierbare Lackiermuster und Lackschichtstärken.
Claims (4)
1. Verfahren zum Beschichten von Leiterplatten, elektrischen Baugruppen
Flachbaugruppen oder Hybridschaltungen mit einem Schutzlack, wobei
vorgegebene Oberflächenbereiche (105) unbeschichtet bleiben,
dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang eines zu beschichtenden
Oberflächenbereichs (104) ein Randwall (31) aus thixotropiertem Lack
im wesentlichen drucklos aufgebracht wird, und daß innerhalb eines
von dem Randwall (31) umgrenzten Oberflächenbereichs (104) ein
niedervisköser Schutzlack (30) aufgesprüht wird, gegebenenfalls unter
Aussparung und Unterlackierung von dort befindlichen Bauelementen
(103).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
niedervisköse Lack aus demselben Lackmaterial besteht wie der
tixotropierte Lack des Randwalls (31).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum
drucklosen Aufbringen des thixotropierten Lacks ein Schlauchquetsch
ventil (10) verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Aufsprühen des niederviskösen Schutzlacks
(30) ein drehbar gelagerter Lackierkopf mit einem oder mehreren
pneumatisch gesteuerten Nadelventilen verwendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995141030 DE19541030A1 (de) | 1995-11-05 | 1995-11-05 | Verfahren zum Beschichten von Leiterplatten, elektrischen Baugruppen, Flachbaugruppen oder Hybridschaltungen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1995141030 DE19541030A1 (de) | 1995-11-05 | 1995-11-05 | Verfahren zum Beschichten von Leiterplatten, elektrischen Baugruppen, Flachbaugruppen oder Hybridschaltungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19541030A1 true DE19541030A1 (de) | 1997-05-07 |
Family
ID=7776557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995141030 Ceased DE19541030A1 (de) | 1995-11-05 | 1995-11-05 | Verfahren zum Beschichten von Leiterplatten, elektrischen Baugruppen, Flachbaugruppen oder Hybridschaltungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19541030A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023213586A1 (de) * | 2022-05-03 | 2023-11-09 | Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Verfahren zum auftragen einer schutzschicht auf einer leiterplattenanordnung |
-
1995
- 1995-11-05 DE DE1995141030 patent/DE19541030A1/de not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023213586A1 (de) * | 2022-05-03 | 2023-11-09 | Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg | Verfahren zum auftragen einer schutzschicht auf einer leiterplattenanordnung |
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