DE19650255C2 - Verfahren und Vorrichtung zur selektiven Umhüllung von Flachbaugruppen od.dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen einer Kunststoff­ schutzschicht auf ein Werkstück, vorzugsweise in Form einer mindestens einseitig mit elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatte, auf der auch mit sol­ chen Bauelementen bestückte Bereiche vorhanden sind, die beschichtungsfrei zu halten sind, z. B. Steckeranschlüsse, Relais od. dgl., mit einem Formbad, in das in fließfähigem Zustand befindliches Beschichtungsmaterial eingebracht wird, mit dem die zu beschichtenden Flächen der Leiterplatte in benetzenden Kontakt ge­ bracht werden, wonach die solchermaßen benetzte und flächenhaft beschichtete Leiterplatte einem Trocknungsvorgang ausgesetzt wird, in dem die Beschichtung aushärtet, wobei zunächst ein Formbadmantel hergestellt wird, dessen freie Stirn­ flächen teilweise einen dem Umriß der zu beschichtenden Flächen entsprechen­ den Verlauf haben und in einer Ebene verlaufen, und wobei die Leiterplatte mit ihrer teilweise zu beschichtenden Seite nach innen weisend an den koplanar an­ geordneten freien Stirnflächen zur Anlage gebracht wird.

Bei einer Vielzahl von Werkstücken, insbesondere bei sog. Flachbaugruppen aus einer Leiterplatte mit daran befestigten Bauelementen, wird eine Umhüllung benö­ tigt, um die sichere Funktion einer Komponente auch unter ungünstigen klimati­ schen Bedingungen zu gewährleisten. Durch die zunehmende Integration sowie bei dem Einsatz von Steuerungen im Außenbereich werden zahlreiche Ausfälle verursacht, die klimatischer Ursache sind. Kriechströme, Migration, Korrosion, Kurzschlüsse bzw. Unterbrechungen sind nur einige der möglichen Ursachen.

Die einfachste und preiswerteste Methode um eine Flachbaugruppe - im folgen­ den wird die Erfindung anhand einer Flachbaugruppe erläutert, obgleich selbst­ verständlich auch andere Bauteile mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtung beschichtet werden könnten - ist die Tauchlackierung in einem mit Schutzmittel gefüllten Bad. Um lohnintensive Maskierungsarbeiten zu vermeiden, muß in diesem Fall die Flachbaugruppe so konstruiert werden, daß das Eintauchen im Schutzmittel keine Stecker oder son­ stigen Kontaktstellen benetzt. Bei niedrigen Stückzahlen kann eine Maskierung der ausgesparten Teile (Stecker, Sockel, Schalter, Potentiometer od. dgl.) durch­ aus gerechtfertigt sein, muß jedoch durch wirtschaftliche Berechnungen jeweils genauestens überprüft werden.

In einer mit auszusparenden Kontakten, wie Steckern, Prüfflächen, Sensoren, Schaltern usw., bestückte Flachbaugruppe muß jedoch zwangsläufig selektiv be­ schichtet werden. Durch die Geometrie des Gehäuses vorgegeben werden heute die Flachbaugruppen entsprechend dem Gehäuse entflechtet. Sollte die Flach­ baugruppe auszusparende Bereiche besitzen, so ist eine partielle bzw. sog. se­ lektive Beschichtung unausweichlich. Dieses selektive Beschichten bei einer Tauchlackierung ist arbeitsintensiv und nicht automatisierbar. Es ergeben sich zahlreiche Fehlerquellen beim Handling und nach Härten des Lacks und der an­ schließenden Demaskierung besteht die Gefahr einer Ablösung der Schicht. Schließlich ist auch häufig ein Nacharbeiten und eine Reinigung erforderlich.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden ist auch bereits vorgeschlagen worden, ein Koordinatengießen oder Koordinatensprühen vorzusehen, bei dem ein Gieß/Sprühkopf mit der Schließeinheit (als vierte Achse) und einer Koordinaten­ steuerung für die drei Raumachsen versehen ist. Mittels der Düse des Gieß/Sprühkopfes, die nach allen Richtungen geführt werden kann, wird an ent­ sprechenden Stellen Schutzmittel aufgetragen. Ob dabei der Gieß/Sprühkopf oder die Flachbaugruppe bewegt wird, ist verfahrenstechnisch gleichbedeutend. Je nach Ausführung der Anlage kann der Gießstrahl auch seitlich abgelenkt werden, um so unter Umständen auch unter Bauelementen bedingt zu beschichten. Die Programmierung der zu beschichtenden Fläche erfolgt im Teach In oder kann aus den Layout daten übernommen und angepaßt werden.

Der Vorteil dieses Koordinatengießens/-Sprühens ist die leichte Automatisierbar­ keit, die Integrierbarkeit in eine Fertigungslinie und die Flexibilität durch Pro­ grammierung. Die Nachteile dieses Verfahrens liegen darin, daß eine Beschich­ tung im Sprühschatten nicht oder nur bedingt möglicht ist und somit nicht alle Flachbaugruppen auf diese Art und Weise zufriedenstellend beschichtet werden können. Es ergibt sich eine Einschränkung bezüglich der verarbeitbaren Materiali­ en, da nur geringe Viskositäten verarbeitbar sind. Die Genauigkeit ist gegeben durch die Strahldicke bzw. Strahlbreite und kann somit nicht allzuweit getrieben werden. Es besteht stets die Gefahr eines sog. Overspays und darüber hinaus benötigt eine solche Anlage sehr hohe Investitionskosten.

Zur Verbesserung ist bereits ein selektirves Tauchverfahren mittels dichtschlie­ ßender Formbecher (das sog. Millicoat-Verfahren) der eingangs genannten Art vorgeschlagen worden, bei dem - man vergleiche hierzu beispielsweise die Offen­ legungsschrift DE 40 12 903 A1 und die Offenlegungsschrift DE 42 11 342 A1 - die Flachbaugruppe auf einem dichtschließenden Formbecher positioniert wird. Das im Formbecher befindliche Schutzmittel fließt nun bei langsamer Drehung oder Schwenkung der gesamten Anordnung und flutet alle Bereiche innerhalb des Formbechers. Damit die Flachbaugruppe beim Wenden nicht vom Formbecher fällt und die Anordnung dicht bleibt, muß die Platine mittels eines Niederhalters an den Formbecher dichtschließend fest angepreßt werden. Beim Drehen werden alle Bauelemente überflutet, so daß Ergebnisse erzielt werden wie beim Tauchen. Nach dem Drehen kann die Flachbaugruppe vom Formbecher entnommen und gedreht, werden mit der lackierten Fläche nach oben.

Gegenüber einem selektriven Gieß/-Sprühverfahren ist diese Methode verfahren­ stechnisch eine bessere Alternative. So ergibt sich zum einen eine vollständige Umhüllung von Bauelementen wie beim Tauchen, man ist in der Materialauswahl flexibler, da auch hochviskose Materialien applizierbar sind. Es erfolgt eine gleich­ zeitig Verklebung von Bauelementen und es ergibt sich eine sehr genaue Abgren­ zung zwischen den zu beschichtenden Bauelementen und Steckern.

Der Nachteil dieses Verfahrens, unabhängig davon, ob der Formbecher vollstän­ dig gedreht wird oder in einer Schrägstellung allmählich von unten gefüllt wird, so daß die Benetzung von der tiefsten Stelle zur höchsten Stelle wandert, wobei dort eine Entlüftung stattfinden muß, besteht darin, daß durch den Druck des flüssigen Beschichtungsmittels die Gefahr eines Auslaufens an den Aufsetzkanten des Formbechers besteht, wenn dieser nicht dicht anliegt. Ein solches dichtes Anlie­ gen erfordert aber hohe Andruckkräfte und ist selbst dann nicht immer erreichbar. Durch die hohen Andruckkräfte erfolgt eine Verformung der Platine und mögliche Beschädigungen von Leiterbahnen sowie in der Nähe liegender Bauteile. Hinzu kommt, daß mit diesem Verfahren grundsätzlich nur innenliegende Bereiche der Platine selektiv beschichtet werden können, während eine Beschichtung bis zum Rand der Platine grundsätzlich nicht möglich ist. Des weiteren ist es nachteilig, daß offene Durchkontaktierungen ein Durchlaufen des Schutzmittels auf die Ge­ genseite bewirken und die Undichtigkeiten grundsätzlich eine unnötige Ver­ schmutzung der gesamten Anlage mit sich bringen. Etwaige Durchbrüche und Bohrungen innerhalb der Lackierung haben hohe Werkzeugkosten zur Folge. Die Verarbeitung dünnflüssiger Lacksysteme ist nur durch starkes Anpressen der Pla­ tine an den Formbecher möglich, wodurch, wie bereits ausgeführt wurde, die Ge­ fahr einer Leiterbahnbeschädigung an den Anpreßstellen gegeben ist. Schließlich erweist es sich als ungünstig, daß die Formbecher je nach Materialverbrauch ca. alle 10 bis 20 Beschichtungsvorgänge manuell nachgefüllt werden, wobei dies bei Anlagen mit automatischer Beschichtungsmittelnachführung zwar vermieden wer­ den kann, dann aber die Konstruktion stark verkompliziert wird, da immer die Schwenkbarkeit mit eingerechnet werden muß.

Aus der US 4 794 018 ist zwar bereits ein Verfahren bekannt geworden, bei dem die Platine nur auf ein Formbad aufgelegt ist wird, ohne daß dies gekippt oder umgedreht werden muß. Allerdings ist dabei nur eine Beschichtung möglich, bei der die gesamte Unterseite der Leiterplatte vollflächig beschichtet wird. Entspre­ chend das gleiche gilt aber auch für die Entgegenhaltung (3), die französische Patentschrift 2 178 443, da auch dort - das Verfahren ist ganz offensichtlich hier­ für gar nicht gedacht - bei Beschichtung von Leiterplatten statt der Stäbe oder dergleichen die in der Zeichnung dargestellt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten von Flachbaugruppen od. dgl. der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es bei geringerem konstruktiven Aufwand einfacher durchgeführt werden kann, daß praktisch keine Beschränkungen hinsichtlich der Formen der zu beschichten­ den Teilflächen gegeben sind, daß die Gefahr eines Beschichtens von freizuhal­ tenden Bereichen der Flachbaugruppe sicher verhindert ist, und daß ein Beschich­ ten der Flachbaugruppe auch bis zu den Rändern der Platine möglich ist. Deswei­ teren soll sichergestellt werden, daß die Flachbaugruppen keinem verfahrensbe­ dingten Streß unterworfen sind, d. h. verfahrensbedingte Zerstörungen auszu­ schließen sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Verfahren zum partiellen Beschichten von bestückten Leiterplatten, insbesondere einseitig bestückten Leiterplatten, in einem Formbad vorgesehen, wobei die bestückte Leiterplatte derart auf die Stirnkante der Formbadwände aufgelegt wird, daß die nicht zu beschichtenden Bereiche der Leiterplatte über die Formbadwände hin­ ausragen und das Formbad die Leiterplatte in Randbereichen teilweise seitlich überragt, das Beschichtungsmittel über einen Fördermechanismus in das Form­ bad gebracht wird, wobei das Niveau des Beschichtungsmittels angehoben wird, so daß es die Unterseite der Leiterplatte in den zu beschichtenden Bereichen be­ netzt, das Niveau des Beschichtungsmittels nach einer vorgebbaren Zeit abge­ senkt wird, und die Leiterplatte in eine Trocknungs- oder Härtestation befördert wird.

Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Anhebung des Niveaus des Beschichtungsmittels derart erfolgt, daß Blasen längs der Rand­ bereiche der Leiterplatte entweichen können und Beschichtungsmaterial über die freien Stirnkantenabschnitte des Trogmantels abfließen kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung, bei der weder ein vollständiges Um­ wenden noch eine Schrägstellung des Formbades mit der dichtend aufgesetzten Flachbaugruppe stattfindet, bei dem ja bekanntlich kleinste Undichtigkeiten zu einem Ausfließen des Beschichtungsmittels führen, ergibt sich der große Vorteil, daß ein dichtes Andrücken der Flachbaugruppe bzw. der Platine der Flachbau­ gruppe an die Stirnkanten des Formbades überhaupt nicht notwendig ist. Da die Flüssigkeit an der Benetzungsebene der Flachbaugruppe nicht unter Druck steht, wird das Beschichtungsmittel auch bei etwaigen - stets relativ dünnen - Spalten zwischen der Platine und der Stirnkante des Formbades nicht durch diese Schlitze austreten, da ja bekanntlich solche Beschichtungsmittel, also allgemein Lacke od. dgl., so viskos sind, daß sie solche Spalte im nicht durchdringen können, wie dies ja ohne entsprechenden Druck noch nicht einmal bei Wasser der Fall ist. Al­ lenfalls dringt das Beschichtungsmittel etwas in den Spalt ein, aber um weniger als die Breite der Stirnkanten des Formbades, so daß ein Verschmutzen der frei­ zuhaltenden, außerhalb des Formbades liegenden Teile der Flachbaugruppe auch ohne Abdichtung nicht möglich ist. Die Entlüftung, z. B. beim Hochpumpen des Beschichtungsmittels bis zur Benetzung der Platine der Flachbaugruppe, kann erfindungsgemäß dadurch erfolgen, daß die Leiterplatte der Flachbaugruppe das Formbad nicht vollständig abdeckt, wie bei den eingangs erwähnten Verfah­ ren, die auch in den genannten Offenlegungsschriften beschrieben sind. Die Luft­ blasen können einfach seitlich unter dem Rand der Leiterplatte in den seitlich überstehenden Trogbereich ausgedrückt werden, und gleichzeitig erfolgt ein Ab­ fließen des Beschichtungsmaterials über die freien Stirnkantenabschnitte des Trogmantels. Dabei kann sich auch bei einem Hochpumpen des Beschich­ tungsmittels innerhalb der Formbades kein Druck ausbilden, durch den etwa Be­ schichtungsmittel aus etwaigen Spalten zwischen der Platine und den Stirnkanten des Formbades ausgedrückt werden könnte.

In Weiterbildung der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, daß ein Formbad­ mantel verwendet wird, der im Bereich der freien Stirnkantenabschnitte, also im Bereich der Abschnitte, auf denen die Platine nicht aufliegt, mit Ablaufkerben ver­ sehen ist. Durch diese Ablaufkerben läßt sich ein gezielteres Abfließen erreichen und damit die Gefahr eines Druckaufbaus unterhalb der Flachbaugruppe aus­ schließen.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, daß das Formbad einen Becher bildet, der aus einer getauchten Position in einem Überlaufbad bis zum darüber fest gehalterten Werkstück angehoben wird.

Auf diese Art und Weise erfolgt stets nach dem Beschichten und dem Wiederab­ senken des Formbades in das Überlaufbad eine vollständige Füllung, so daß ein kompliziertes Nachfüllen über eine Pumpe mit den notwendigen Meßfühlern und Steuerungseinrichtungen völlig entfallen kann.

Als besonders geeignet hat sich aufgrund umfangreicher, der vorliegenden Erfin­ dung zugrundeliegender Versuche eine andere Verfahrensausgestaltung erwie­ sen, bei der die Förderung des Beschichtungsmittels derart über eine Düse von unten erfolgt, daß sich über dem Niveau des Beschichtungsmittels eine Erhebung ausbildet, von deren Berührungsstelle mit der Leiterplatte ausgehend die Benet­ zung der Leiterplatte sich nach außen ausbreitet.

Das Werkstück, also speziell die mit der selektiv zu beschichtenden Seite auf der Stirnkante des Formbads aufliegende, das Formbad aber nicht vollständig abdec­ kende Flachbaugruppe, wird dabei selektiv geflutet, wobei das Formbad so in An­ passung an das jeweilige Werkstück gestaltet wird, daß alle auszusparenden Be­ reiche sich außerhalb des Formbades befinden. Das Formbad muß dabei über das Werkstück seitlich überstehen und darf keinesfalls eine dichte Einheit mit dem Werkstück bilden. Nach dem Benetzen der zu beschichtenden Fläche der Flach­ baugruppe und der spezifischen Verweilzeit kann das Niveau des Beschich­ tungsmittels definiert abgesenkt werden, indem die Förderrichtung der Pumpe umgekehrt wird.

Um ständig reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen, müssen die Prozeßparame­ ter des Systems frei programmierbar und abrufbar sein. Das Niveau des Be­ schichtungsmittels wird über die Fördermenge der Pumpe (Volumenstrom im Formbad) eingestellt.

Wird das Niveau inpositiver Richtung bewegt, also nach oben, so entspricht die­ ses der bei Tauchen bekannten Eintauchgeschwindigkeit. Diese Materialbewe­ gung erfolgt, bis die Gesamtfläche des Werkstückes innerhalb des Formbades vollständig benetzt wird. Nach dem Benetzen fördert die Pumpe weiterhin Be­ schichtungsmittel ins Formbad, das aber durch die Ablaufkeben wieder ablaufen kann, so daß sich eine homogene Strömung im System bildet. Das Werkstück verweilt eine definierte Zeit in diesem Zustand (Verweilzeit). Nach der Verweilzeit wird das Niveau in negativer Richtung (nach unten) definiert bewegt, was der Austauchgeschwindigkeit bei einer Tauchbeschichtung entspricht. In Ausgestal­ tung der Erfindung ist hierfür vorgesehen, daß die Absenkung des Niveaus des Beschichtungsmittels in Abhängigkeit von dessen Viskosität derart erfolgt, daß an den Bauelementen des Werkstücks hängende Tropfen durch die Oberflächen­ spannung des Beschichtungsmittels abgesogen werden. Nach dem Entnetzen ist eine Abtropfzeit nicht mehr erforderlich, da die Tropfen durch die Oberflächen­ spannung mit angesaugt werden.

Anstelle der vorstehend beschriebenen Verfahrensabläufe des erfindungsgemä­ ßen selektiven Beschichtungsverfahrens, bei welchem das Niveau des fließfähi­ gen Beschichtungsmittels - anstelle des zweifellos bevorzugten flüssigen Be­ schichtungsmittels könnten auch quasi fließfähige Beschichtungsmittelpulver ver­ wendet werden - bis zur Benetzung mit der Platine der Flachbaugruppe angeho­ ben wird bzw. eine entsprechende Absenkung der Platine auf das Formbad er­ folgt, kann in einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen sein, daß das Beschichtungsmittel nur bis zu einem Niveau unterhalb der Stirn­ kante des Formbades eingefüllt wird und durch einen im Formbad angeordneten Kapillarsaugkörper, beispielsweise eine Art Schwamm oder einen Borstenkörper mit einer Vielzahl eng benachbarter Borsten, dessen Oberfläche im wesentlichen in der Ebene der Stirnkanten liegt, die Benetzung des Werkstücks gesteuert durch Kapillarwirkung erfolgt. Je nach Art der Ausbildung des Kapillarsaugkörpers und der Höhe des Niveaus des Beschichtungsmittels läßt sich genau und gezielt auf die jeweilige Viskosität des Beschichtungsmittels einstellen, wie stark und wieviel Beschichtungsmittel durch Kapillarwirkung an die zu beschichtende Fläche der Flachbaugruppe angesaugt wird. Bei dieser Verfahrensvariante kann notfalls auch der Überstand des Formbades seitlich über die Platine vermieden werden, da ja hierbei ein Abfließen des hochgepumpten überschüssigen Beschichtungsmittels gar nicht notwendig ist.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß das Formbad einen aus einem Streifen, insbesondere Metallblechstreifen, mit senkrecht zur Auflagestirnkante verlaufenden, abgerundeten oder mit einem fla­ chen Boden versehenen, Biegekerben gebogenen, die zu beschichtenden Flä­ chenbereiche des Werkstücks einschließenden, die Wände des Formbades bil­ denden Formbadmantel aufweist, wobei die Stirnkante außerhalb des Auflagebe­ reichs des Werkstücks wenigstens eine Ablaufkerbe aufweist.

Die Verwendung solcher mit Biegekerben versehener Blechstreifen ermöglicht eine einfache Herstellung der Formbadmäntel auch für komplizierte Umrißformen, also für sehr komplizierte Formen der zu beschichtenden Flächenbereiche. Das Vermeiden von kantigen Kerben hat dabei den Vorteil, daß die Gefahr eines Bre­ chens beim Biegen längs der Kerbe geringer ist und insbesondere auch bei mehrmaligem Hin- und Herbiegen zur Korrektur von Biegefehlern bei der Ferti­ gung ein solches Brechen längs der Biegekerben sicher vermieden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Formbad abgedichtet in einem es vorzugsweise allseits umgebenden Vorratsbehälter angeordnet sein, wobei eine Saugöffnung des Vorratsbehälters über eine Leitung mit einer Füllöffnung des Formbades verbunden ist.

Die Füllöffnung ist dabei bevorzugt im Boden des Formbades angeordnet und als Düse zur Ausbildung einer Erhebung auf dem Niveau des Beschichtungsmittels ausgebildet, um eine Benetzung ausgehend von einem zentralen Punkt der zu beschichtenden Platine nach außen sich ausbreiten zu lassen, was - wie bereits weiter oben im einzelnen beschrieben worden ist - verfahrenstechnisch erhebliche Vorteile mit sich bringt.

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, das Formbad mit we­ nigstens einem, in eine entsprechende Öffnung des Werkstücks eintauchenden Positionierstift zu versehen, um eine exakte Zuordnung des Werkstücks beim Auf­ setzen auf das Formbad - unabhängig davon, welches Teil dabei tatsächlich be­ wegt wird - sicherzustellen.

Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, kann das Schutzmittel sowohl flüssig als auch in fester Form als Pulver vorliegen. Bei der Pulverbeschichtung, bei der durch Lufteinpumpen eine quasi "gekräuselte" Oberfläche der Pulverschicht erzielt wird, muß selbstverständlich das Werkstück auf eine entsprechende Temperatur gebracht werden, so daß das benetzende Pulver beim Kontakt mit der Oberfläche schmilzt. Der Tauchbereich wird bei Verwendung reaktiv vernetzender Materialien (Oxydations-, Feuchtevernetzung) unter einer inerten Atmosphäre gehalten, vor­ zugsweise Stickstoff oder Lösemitteldämpfe, die schwerer als Luft sind.

Die Biegekerben in den Blechstreifen zur einfachen durch Biegung erfolgenden Herstellung kompliziertester Formbadmäntel können bevorzugt in die Blechstrei­ fen eingeätzt sein, da sich dabei automatisch ein Radius der eingeätzten Kerbe ergibt, die das Abbrechen beim Abknicken verhindert.

Um eine umweltfreundliche Reinigung des Bades zu ermöglichen, wird die Grundplatte und der Mantel mit einer Schicht versehen, so daß die Oberflächen­ grenzenergie stark erniedrigt wird. Hierzu kann beispielsweise eine Teflonbe­ schichtung zum Einsatz kommen oder man kann Trennmittel einsetzen, die sich in dem verwendeten Beschichtungsmittel nicht lösen.

Das erfindungsgemäße selektive Beschichtungsverfahren, das eine vollständige Umhüllung eines Bauelements wie beim Tauchen gewährleistet, prozeßsicher und In-Line automatisierbar ist und auf preiswerten und wirtschaftlichen Anlagen durchgeführt werden kann, hat gegenüber den eingangs beschriebenen Verfahren folgende weitere Vorteile:
Selektive Beschichtung ohne Klebestreifen und Maskierungsmaterialien,
kein Sprühschatten, wie es beim Spritzen der Fall ist - daher vollständige Umhül­ lung der Bauelemente,
keine Gefahr der Bauteilbeschädigung, da keine mechanische Belastung des Werkstücks notwendig ist,
unempfindlich auf Unebenheiten bis ca. 1000 µm, wie z. B. hohe Leiterbahnen u. dgl.,
prozeßsicher und In-Line automatisierbar (Formbad muß nicht gewendet bzw. ge­ schwenkt werden),
offene Durchkontaktierungen innerhalb der Flutfläche verursachen keine Pro­ zeßeinschränkung (Lack läuft nicht durch),
die Ränder der Platine werden im Bereich der Öffnungen mitbeschichtet, einfache Materialzuführung durch Vorratsbehälter,
einfache Formbäder, da Durchbrüche nicht ausgespart werden müssen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung, wobei zur Verdeutlichung der Funktionsweise die eigentlich unsicht­ bar auf der Unterseite der Platine liegenden Bauelemente sichtbar mit dargestellt sind,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung des Formbades mit der Düse im Bereich der Einfüllöffnung zur Ausbildung einer Erhebung des Be­ schichtungsmittelniveaus,

Fig. 4 einen Detailausschnitt des Blechstreifens mit Biegeeinkerbungen zur Herstellung des Formbadmantels, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Formbades entsprechend dem Schnitt nach Fig. 2 mit einem Kapillarsaugkörper.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Beschichtungsvorrichtung umfaßt einen äußeren Vorratsbehälter 1 mit einer Grundplatte 2 und einem Vorratsbehälterman­ tel 3, in dem das Formbad 4 abgedichtet und vorzugsweise nach allen Seiten frei angeordnet ist. Eine Saugöffnung 5 im Boden des Vorratsbehälters 1 steht dabei über eine Umwegleitung 6 und eine darin eingebaute Pumpe 7 in Verbindung mit einer Füllöffnung 8 des Formbades 4, das im gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer aufgesetzten Düse 9 versehen ist.

Der Formbadmantel 10, der bevorzugt aus einem Blechstreifen gemäß Fig. 4 ge­ bogen ist, der mit einer Vielzahl von zueinander parallelen, zur Auflagestirnkante 11 des Formbadmantels senkrechten runden eingeätzten Biegekerben 12 verse­ hen ist, ist so geformt, daß alle nicht zu beschichtenden Bereiche einer auf einer Platine 13 aufgebauten Flachbaugruppe außerhalb des Formbades liegen. Von besonderer Bedeutung ist dabei darüber hinaus, daß die Platine das Formbad nicht vollständig abdeckt, sondern daß der Formbadmantel - im vorliegenden Fall an vier Stellen - seitlich über die Platine 13 nach außen übersteht. Zur exakten Positionierung der Platine über dem Formbad 4 sind Positionierungsstifte 14 und 15 vorgesehen. Damit liegen die auszusparenden Teile, wie der Stecker 16, der IC-Sockel 17 und der weitere Stecker 18 außerhalb des Formbades. Nach dem Aufsetzen der Platine auf das Formbad 4 wird dieses von unten mit Hilfe der Pumpe 7 geflutet, bis das Niveau des eingebrachten Beschichtungsmittels die Unterseite 19 der Platine 13 benetzt. Durch die Düse 9 in der Einfüllöffnung 8 des Formbades ergibt sich über dem Niveau 20 des meist flüssigen Beschichtungsmit­ tels 21 eine Erhebung 22, die beim Ansteigen des Niveaus als erstes an der Un­ terseite 19 der Platine 13 anstößt. Von diesem Punkt ausgehend breitet sich dann die Benetzung nach außen fort. Dabei wird Luft nach außen gedrückt und kann über die Kantenabschnitte 23 bis 26 der Platine nach außen austreten. Das Be­ schichtungsmittel seinerseits fließt über Ablaufkerben 27, 28, 29 und 30 im Be­ reich der Stirnkanten 11 der Formbadwandung 10 ab und gelangt wieder in den Vorratsbehälter 1. Durch die Ablaufkerben 27 bis 30, die selbstverständlich nicht nur eine langgestreckte Kerbe, sondern auch eine Vielzahl von kleinen beispiels­ weise V-förmigen Kerben sein können und die allenfalls eine Tiefe von etwa 3 mm erreichen sollen, wird zusätzlich sichergestellt, daß beim Hochpumpen des Be­ schichtungsmittels sich kein Druck unter der Platine 13 ausbilden kann. Dadurch kann keinesfalls Beschichtungsmittel über etwaige Spalte zwischen den Stirnkan­ ten 11 und der aufliegenden Platine zu den nicht zu beschichtenden Bereichen nach außen austreten. Es bedarf also keiner dichtenden Auflage, die nur durch ein starkes Zusammenquetschen und damit unter Inkaufnahme der Gefahr einer Beschädigung der aufgedruckten Leiterbahnen bewerkstelligt werden könnte.

In dem nur sehr schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist im Formbad 4 ein Kapillarsaugkörper 31 angeordnet, dessen Grundriß in Draufsicht gesehen zumindest dem zu beschichtenden Flächenbereich der Platine ent­ spricht. Ein solcher Kapillarsaugkörper könnte beispielsweise ein Borstenpinsel sein. Das Formbad 4 ist nur bis zu einem Niveau 20 des Beschichtungsmittels 21 unterhalb der Stirnkante 11 des Formbadmantels 10 gefüllt und dieses Niveau ist, ausgehend von der Viskosität des Beschichtungsmittels und der Ausbildung des Kapillarsaugkörpers 31, so gewählt, daß eine vorgegebene Menge an Beschich­ tungsmittel nach oben gesaugt und in Benetzung mit der Unterseite 19 der Platine 13 gebracht wird. Wenn dabei das Beschichtungsmittel 21 erst nach dem Aufle­ gen der Flachbaugruppe von unten zugeführt wird, so könnte der seitliche Über­ stand der Wandungen über die Randkanten der Platine entfallen, da eine Ver­ drängung von Beschichtungsmittel nicht stattfindet und ein Anfluten unter Auf­ rechterhaltung einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit längs der zu beschich­ tenden Fläche ja hierbei nicht stattfindet. Bevorzugt wird man aber auch in diesem Fall die gleiche Art der überstehenden Ausbildung des Formbadmantels wählen.

Claims (12)

1. Verfahren zum partiellen Beschichten von bestückten Leiterplatten, insbe­ sondere einseitig bestückten Leiterplatten, in einem Formbad, wobei

• 1. die bestückte Leiterplatte derart auf die Stirnkante der Formbadwände aufgelegt wird, daß die nicht zu beschichtenden Bereiche der Leiterplatte über die Formbadwände hinausragen und das Formbad die Leiterplatte in Randbereichen teilweise seitlich überragt,
• 2. das Beschichtungsmittel über einen Fördermechanismus in das Formbad gebracht wird, wobei das Niveau des Beschichtungsmittels angehoben wird, so daß es die Unterseite der Leiterplatte in den zu beschichtenden Bereichen benetzt,
• 3. das Niveau des Beschichtungsmittels nach einer vorgebbaren Zeit abge­ senkt wird, und
• 4. die Leiterplatte in eine Trocknungs- oder Härtestation befördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschich­ tungsmittel nur bis zu einem Niveau unterhalb der Stirnkante des Formba­ des eingefüllt wird und durch einen im Formbad angeordneten Kapillar­ saugkörper, dessen Oberfläche im wesentlichen in der Ebene der Stirnkan­ ten liegt, die Benetzung des Werkstücks gesteuert durch Kapillarwirkung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhebung des Niveaus des Beschichtungsmittels derart erfolgt, daß Blasen längs der Randbereiche der Leiterplatte entweichen können und Beschichtungsma­ terial über die freien Stirnkantenabschnitte des Trogmantels abfließen kann.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Formbad verwendet wird, das im Bereich der freien Stirnkanten der Formbadwände mit Ablaufkerben versehen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formbad einen Becher bildet, der aus einer getauchten Position in einem Überlauf­ bad bis zum darüber fest gehalterten Werkstück angehoben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung des Beschichtungsmittels derart über eine Düse von unten erfolgt, daß sich über dem Niveau des Beschichtungsmittels eine Er­ hebung ausbildet, von deren Berührungsstelle mit der Leiterplatte ausge­ hend die Benetzung der Leiterplatte sich nach außen ausbreitet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung des Niveaus des Beschichtungsmittels in Abhängigkeit von dessen Viskosität derart erfolgt, daß an den Bauelementen des Werk­ stücks hängende Tropfen durch die Oberflächenspannung des Beschich­ tungsmittels abgesogen werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Formbad (4) einen aus einem Streifen, insbesondere Metallblechstreifen, mit senkrecht zur Auflagestirn­ kante (11) verlaufenden, abgerundeten oder mit einem flachen Boden ver­ sehenen, Biegekerben (12) gebogenen, die zu beschichtenden Flächenbe­ reiche des Werkstücks einschließenden, die Wände des Formbades bil­ denden Formbadmantel (10) aufweist, wobei die Stirnkante (11) außerhalb des Auflagebereichs des Werkstücks wenigstens eine Ablaufkerbe (27, 28, 29, 30) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Formbad (4) abgedichtet in einem es vorzugsweise allseits umgebenden Vorratsbe­ hälter (1) angeordnet ist, wobei eine Saugöffnung (5) des Vorratsbehälters (1) über eine Umwegleitung (6) mit einer Pumpe (7) mit einer Füllöffnung (8) des Formbades (4) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllöffnung (8) im Boden des Formbades (4) angeordnet und als Düse (9) zur Ausbil­ dung einer Erhebung (22) auf dem Niveau (20) des Beschichtungsmittels ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Formbad (4) mit wenigstens einem, in eine entsprechende Öffnung des Werkstücks eintauchenden Positionierstift (14, 15) versehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekerben (12) in den Blechstreifen eingeätzt sind.