DE3779644T2

DE3779644T2 - Abziehbare, durch strahlung aushaertbare loetmaske.

Info

Publication number: DE3779644T2
Application number: DE19873779644
Authority: DE
Inventors: F Drain; A Nativi; Robert Summers
Original assignee: Henkel Loctite Corp
Current assignee: Henkel Loctite Corp
Priority date: 1986-07-02
Filing date: 1987-07-01
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2007-07-02
Also published as: DE3779644D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer zeitweiligen Maskierung auf elektrischen/elektronischen Komponenten und in diesem Verfahren eingesetzte Zusammensetzungen. Solche Zusammensetzungen sind photopolymerisierbar und erzeugen Beschichtungen mit beschränkt adhäsiven Eigenschaften, so daß sie ein Maß an Adhäsion geben, das ausreicht, der Behandlung der Komponente standzuhalten, dagegen nicht ausreicht, die leichte mechanische Entfernung der Beschichtung zu verhindern. Typische Anwendungen schließen das Maskieren von speziellen Flächen von Druckschaltungsplatten während des Lötens, Plattierens oder bei konformen Beschichtungsoperationen ein, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

Technischer Hintergrund

Bislang waren Verfahren zur Erzeugung eines Schutzes auf Druckschaltungsplatten auf Bandprodukte und durch Abdampfung entstehende Beschichtungen beschränkt.
Bandprodukte, wie sie anhand von Temp-R-Band M727 und M737 von CHR Industries, Inc. beispielhaft belegt sind, werden durch Zuschneiden und manuelles Aufbringen auf die Platte angewandt. Als solche geben sich diese Produkte nicht für die Automation her und benötigen ein hohes Naß an Arbeitseinsatz. Die Entfernung des Bandes geschieht meistens durch Abziehen, obwohl mehrere wasser- oder lösungsmittellösliche Versionen auf dem Markt erhältlich sind.
Typische, durch Abdampfung entstehende Produkte sind die von Chemtronics, Inc. erhältlichen Masken, beispielsweise Chemask W, Chemask S und Chemask Peelable. Solche Produkte haben eine Latexbasis und werden als niederviskose Flüssigkeiten auf die Leiterplatten angewandt. Nach der Verarbeitung der Platte wird die Maske durch Abziehen oder Waschen in Wasser oder Freon, je nach Art, von der Platte entfernt. Obwohl es möglich ist, solche Produkte automatisch auf Leiterplatten anzuwenden, verhindert die lange Trocknungszeit, die zur weiteren Verarbeitung der Platte benötigt wird, ihre Verwendung in Herstellungsverfahren mit hoher Geschwindigkeit und geringem Arbeitsaufwand.
Obwohl photopolymerisierbare zeitweilige Masken in der Elektronikindustrie bekannt sind, wurden sie als Prozeßhilfe bei der Entwicklung von permanenten Lacken und polymeren Innenschichten eingesetzt. Die Verwendung als flüssiger polymerisierbarer Lack, der nach der Photopolymerisation mechanisch entfernt werden kann, wurde bislang nicht vorgeschlagen.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend liegt ein Aspekt der Erfindung in der Bereitstellung einer Zusammensetzung und eines Verfahrens zur Erzeugung einer zeitweiligen Maske auf elektrischen oder elektronischen Komponenten, die mit einem Hochgeschwindigkeits-Produktionsverfahren vereinbar ist. Die Zusammensetzung ist eine durch Strahlung härtbare viskose flüssige Zusammensetzung, die geringe Adhäsionseigenschaften bei im wesentlichen kohäsiven Eigenschaften ergibt, so daß sie in gehärtetem Zustand einfach auf die Weise eines Klebebandes entfernt werden kann.
Die Erfindung stellt eine Zusammensetzung für eine zeitweilige Maske zur Verwendung bei Arbeitsgängen bei der Herstellung elektrischer oder elektronischer Teile bereit, welche Zusammensetzung
a) eine strahlungshärtbare Monomerformulierung, die eine vorherrschende Menge eines acryl-endverkappten Präpolymers einschließt, und
b) einen Radikalphotoinitiator umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung weiterhin
c) eine aus polymeren Plastifizierern und Acrylestern von gesättigten Fettalkoholen, Vinylestern von gesättigten Fettsäuren, Monoacrylestern von Polyalkylenoxiden und Mischungen davon ausgewählte, die Haftung vermindernde Komponente in einer Menge umfaßt, die ausreicht, die Zugscherhaftung der Zusammensetzung, wenn auf dem elektronischen oder elektrischen Teil ausgehärtet, auf etwa 379,2 kPa (55 psi) oder weniger zu vermindern, wobei die Zusammensetzung über ausreichende Kohäsionskraft verfügt, daß die ausgehärtete Zusammensetzung mechanisch oder von Hand in im wesentlichen einem Stück vom Substrat abgezogen werden kann.
Insbesondere weist die strahlungshärtbare Zusammensetzung in gehärtetem Zustand als Eigenschaften a) eine positive Haftung an das Substrat, auf das die Zusammensetzung angewandt wurde, jedoch eine unzureichende Haftung bei von Hand angewandten Abziehkräften; und b) eine ausreichende kohäsive Festigkeit auf, die es ermöglicht, im wesentlichen die gesamte ausgehärtete Zusammensetzung mechanisch oder von der Hand in einem einzigen Stück abzuziehen. Geeigneterweise liegt die Haftung der gehärteten Zusammensetzung an das Substrat, gemessen im Zug-Scher-Modus, zwischen etwa 34,5 und 379,2 kPa (5 und 55 psi). Dieser Adhäsionsgrad reicht aus, den Eintritt von Lösungsmittel, Lötmasse, Plattiermasse oder Beschichtungsmaterialien zu verhindern, ist jedoch niedrig genug, um das einfache trockene Abziehen mechanisch oder von Hand zu ermöglichen.
Im allgemeinen umfaßt das Verfahren zur Erzeugung eines zeitweiligen Schutzes die Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auf die zu maskierenden Flächen. Werden solche Flächen aktinischer Strahlung ausgesetzt, wird eine trockene Schicht erzeugt, die dem Ablösen bei Löt-, Plattierungs- oder Reinigungsarbeitsgängen widersteht, jedoch nach Durchführung aller notwendigen Arbeitsgänge einfach vom Substrat abgezogen werden kann.
Ein Aspekt der Erfidnung ist das Verfahren zur Bereitstellung einer konform beschichteten Leiterplatte mit wenigstens einer diskreten unbeschichteten leitenden Kontaktfläche, welches Verfahren das Bereitstellen einer unbeschichteten Leiterplatte mit der Kontaktfläche, die Anwendung einer zeitweiligen Maskenformulierung, wie zuvor beschrieben, auf die Kontaktfläche, das Überschichten der gesamten Platte unter Einschluß der maskierten Kontaktflächen mit einer UV-härtbaren konformen Beschichtungszusammensetzung, das Bestrahlen der Platte zur Aushärtung der konformen Beschichtung und temporären Maske und das Abziehen der Maske mechanisch oder von Hand von der Kontaktfläche umfaßt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur zeitweiligen Maskierung eines Teils einer elektronischen Komponente (etwa einer Schaltungsplatte oder einer Komponente auf einer Schaltungsplatte), die anschließenden Verarbeitungsschritten unterworfen werden soll, etwa Plattierungs-, Löt- und Reinigungsschritten, welches Verfahren das Anwenden einer Maskenzusammensetzung, wie zuvor beschrieben, auf diesen Teil der elektronischen Komponente, das Bestrahlen zur Härtung der Maskenzusammensetzung, das Durchführen der anschließenden Verarbeitungsschritte und danach das Abziehen der gehärteten Maske mechanisch oder von Hand von diesem Teil der elektronischen Komponente umfaßt.
Es versteht sich, daß der mechanisch oder von Hand durchgeführte Abziehschritt ein Trockenabziehschritt ist, das heißt, es werden weder Lösungsmittel noch Lösungsmitteldämpfe noch Entwicklerlösungen benötigt, um das Abziehen der gehärteten Maske zu bewirken.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Draufsicht auf eine konform beschichtete elektronische Druckschaltungsplatte mit leitenden Zungen, die sowohl mit einer zeitweiligen Maskenformulierung als auch der konformen Beschichtung beschichtet ist.
Die Figuren 2 bis 5 zeigen eine seitliche Schnittansicht der Platte von Fig. 1 entlang der Linie 2-2 bei der Einführung der Platte in eine Abziehmaschine, die die ausgehärtete zeitweilige Maske und die darüberliegende Beschichtung von den leitenden Lötzungen der Leiterplatte entfernt und die darunterliegende leitende Oberfläche freilegt.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorstehend beschrieben.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Zusammensetzungen können auf einer Reihe von Wegen formuliert werden, unter Einschluß der Verwendung von Monomeren, wie Vinylstearat, in strahlungshärtbaren Formulierungen zur Verminderung der normalerweise erzielten Haftung, sowie der Verwendung von hohen Anteilen an Plastifizierern oder Füllstoffen für den gleichen Zweck. Beispiele von strahlungshärtbaren Formulierungen schließen die auf Basis von Acrylmonomeren; ungesättigten Polyestern; Thiol-en-Formulierungen und auf anderen Vinylmonomeren basierenden Formulierungen, wie N-Vinylpyrrolidon; N-Vinylcarbazol; Vinylacetat; Styrol; etc. ein. Am besten enthalten die strahlungshärtbaren Formulierungen eine vorherrschende Menge eines acrylverkappten Präpolymers, wie ein acryliertes oder methacryliertes Polyesterurethan; ein acryl- oder methacrylverkapptes Polybutadienurethan; einen durch Reaktion von (Meth)acrylsäure mit einem Polyepoxidharz hergestellten Acrylat- oder Methacrylatester; ein (meth)acrylat-terminiertes Butadienpolymer, wie Hycar VTB oder VTBN; oder ein acrylat- oder methacrylat-verkapptes Silicon.
Entgegen der früheren Verwendung von strahlungsgehärteten Lackmaterialien bei der Herstellung elektronischer Bauteile erfordert die Erfindung, daß die Zusammensetzung nur eine minimale Haftung ergibt, die ausreicht, dem Eintritt von Löt-, Beschichtungs- oder Plattierungsmaterialien während der Anwendung und bei Verarbeitungsschritten zu widerstehen, dagegen aber nicht ausreicht, den Abzug vom Hand zu verhindern. Bei der Formulierung von Zusammensetzungen gemäß dieser Vorgaben wurde entdeckt, daß wesentliche Verbesserungen bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen erzielt werden können. Insbesondere können die Formulierungen innerhalb weniger Minuten in einem automatisierten Verfahren ausgebracht und gehärtet werden, was die Anwendung von Bändern von Hand oder lange Trocknungszeiten bei Latexformulierungen eliminiert. Die Kostenvorteile bei der Automatisierung dieser Arbeitsgänge sind ausreichend, die wesentlich höheren Kosten der Monomerformulierungen selbst gegenüber Bändern oder Latices auszugleichen.
Die bevorzugten Formulierungen gemäß der Erfindung haben in gehärtetem Zustand eine ausreichende Kohäsivkraft, daß im wesentlichen alles gehärtetes Material in einem Stück abgezogen werden kann. Weiterhin sind sie vorzugsweise innerhalb 5 Sekunden härtbar, wenn sie UV-Licht von 365 nm einer Intensität von wenigstens 20 000 µW/cm² ausgesetzt werden.
0bwohl die Adhäsion gering sein muß, muß das ausgehärtete Produkt hohen Streßbedingungen standhalten können, darunter:
(1) Dem Wellenlöten oder Dampfphasenlöten, das heißt dem Eintauchen in geschmolzene Lötmasse von 273,3ºC (525ºF) über 10 bis 30 Sekunden oder der Einwirkung von Fluorinert - Dampf von 218,33ºC (425ºF) über 10 bis 30 Sekunden. Diese Eigenschaft ist wichtig für die Leiterplattenmaskierung mit nicht-konformen Beschichtungen.
(2) Der Reinigung mit Lösungsmitteln, wie Freon TMS oder Fluorinert . Diese Eigenschaft ist relevant für die Maskierung von Komponenten.
(3) Dem Einfluß hoher Temperaturen, beispielsweise 148,9ºC (300ºF) für 30 Minuten. Diese Eigenschaft ist wichtig, wenn Transformatoren mit einem hitzehärtenden Firniß beschichtet werden.
Es können mehrere Strategien verwandt werden, um eine Zusammensetzung für eine zeitweilige Maske gemäß der Erfindung mit der geforderten geringen Adhäsion und relativ hoher Kohäsionskraft zu formulieren. Typischerweise wird eine herkömmliche UV-härtbare Zusammensetzung auf Acrylbasis, die eine flexible zähe Folie ergibt, durch Zugabe von einem oder mehreren Comonomeren mit sehr schlechten Adhäsionseigenschaften modifiziert. Vinylester von gesättigten Ölsäuren, etwa Vinylstearat oder Vinylpalmitat, wie Acrylester von gesättigten Kohlenwasserstoffen (C&sub1;&sub0; oder höher) oder von Poly(alkylenoxid)en mit drei oder mehr Alkoxy-Wiederholungseinheiten, wie Ethoxyethoxyethylacrylat, können zur Verminderung der Adhäsion der Zusammensetzung verwandt werden. Plastifizierer, die keinen Rückstand auf dem Leiterplattensubstrat zurücklassen, wenn die gehärtete Maske abgezogen wird, können auch (oder alternativ) in die Formulierung zur Verminderung der Adhäsion eingebracht werden. Geeigneterweise können polymere Plastifizierer als nicht-wandernde Plastifizierer eingesetzt werden. Gemäß einer weiteren Alternative kann die Adhäsion dadurch vermindert werden, indem die Zusammensetzung stark mit Füllstoff aufgeladen wird, etwa pyrogenem Kieselgel, um die Benetzung des Substrats durch die Zusammensetzung zu vermindern. Letztere Alternative ist jedoch die am wenigstens bevorzugte, da die Benetzung sehr starken Schwankungen unterliegt und eine schlechte Benetzung zu einem schlechten Maskenverhalten führen kann, was den Eintritt von Löt-, Beschichtungs- oder anderen nachfolgenden Verarbeitungsmaterialien erlaubt.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind typischerweise hoch viskose Materialien. Geeigneterweise sind sie gel-ähnliche Materialien mit Viskositäten von mehr als 100 000 MPas (100 000 cps), vorzugsweise etwa 300 000 bis 400 000 MPas (300 000 bis 400 000 cps). Diese hohe Viskosität geht teilweise auf die Notwendigkeit zurück, hohe Anteile an Monomeren zu verwenden, die selbst mit Acryl- oder Vinylgruppen verkappte Polymere sind, um eine Formulierung mit einer ausreichenden Kohäsivkraft zu erzeugen, die von der Plattenoberfläche leicht abgezogen werden kann. Vorzugsweise stellen solche Monomere die Komponente mit dem höchsten Gewichtsprozentanteil in der Formulierung dar. Gleichwohl ergibt die hohe Viskosität der Formulierung gleichzeitig einen Verarbeitungsvorteil. Insbesondere ist es möglich, die Verwendung als Maske für konforme Beschichtungsoperationen selbst vor dem Aushärten der Maskenzusammensetzung zu verwenden. Nach der Anwendung der Maskenzusammensetzung auf die Plattenflächen, die vor der konformen Beschichtung geschützt werden müssen, wird die gesamte Platte in einer Sprühoder Tauchoperation mit einer UV-härtbaren permanenten Beschichtungsformulierung konform beschichtet. Die Platte wird dann in einen UV-Ofen gegeben, wo sowohl die Beschichtung als auch die Maskenzusammensetzung simultan gehärtet werden. Die Maske kann dann mechanisch oder von Hand abgezogen werden, was den Teil der konformen Beschichtung entfernt, der über der Maske liegt, jedoch die Beschichtung über dem Rest der Platte intakt läßt.
Für Anwendungszwecke kann es wünschenswert sein, die Viskosität mit einem flüchtigen Lösungsmittel zu vermindern, so daß beispielsweise das Produkt versprüht werden kann. Bei Verdampfung des Lösungsmittels kehrt der hoch viskose, nicht-wandernde Charakter des Produkts zurück.
Bevorzugte Formulierungen umfassen:
50 bis 65 % eines (meth)acrylierten Urethans, eines (meth)acrylierten Polyesterurethans, eines (meth)acrylierten Polyepoxids, eines (meth)acrylierten Polybutadiens oder Mischungen davon;
10 bis 30 % eines monofunktionellen ethylenisch ungesättigten verdünnenden Monomers;
0 bis 3 % eines Monomers mit mehrfacher (Meth)acrylfunktionalität;
0,5 bis 5 % eines aus Vinylestern von gesättigten Ölsäuren ausgewählten Monomers;
0 bis 20 % eines Poly(alkylenoxid)(meth)acrylats mit drei oder mehr Alkoxy-Wiederholungseinheiten oder eines gesättigten Kohlenwasserstoff(meth)acrylats mit C&sub1;&sub0; oder mehr sowie
0 bis 10 % (vorzugsweise 2 bis 6 %) eines Kieselgel-Thixotropierers.
Die Zusammensetzung kann weiterhin herkömmliche Mengen an Stabilisatoren, Füllstoffen, nicht reaktiven Verdünnungsmitteln, Pigmenten und dergleichen enthalten.
Geeignete verdünnende Monomere schließen Monomere mit einzelnen (Meth)acrylat- oder Vinylgruppen ein, wie Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Vinylacetat, Styrol, Isobornylacrylat, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcarbazol, etc.. Vorzugsweise ist das verdünnende Monomer aus der aus Isobornylacrylat, N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylcarbazol bestehenden Gruppe ausgewählt, da diese Monomere verwendende Formulierungen einfach mit UV-Strahlung niedriger Intensität gehärtet werden können.
Von den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Druckschaltungsplatte 10 mit einer erhabenen elektronischen Komponente 12, von der sich eine Serie leitender Kontakte, nicht dargestellt, erstreckt. Die Kontakte sind mit leitenden Kissen, ebenfalls nicht gezeigt, auf der Platte verlötet. Die Platte ist ein Laminat, wie am besten aus Fig. 2 bis 5 zu ersehen, aus einem Epoxyglas-Verbundwerkstoff oder einem anderen Isolator, der mit einer leitenden Metallschicht überlagert ist. Die leitende Schicht wurde bildweise geätzt, um diskrete leitende Wege 14 von den einzelnen Kontakten der Komponente 12 zu einzelnen Anschlußzungen 16 und dadurch eine Verbindung zur Komponente auszubilden.
Bei der Beschichtung der Platte 10 wurde zuerst eine Schicht der zeitweiligen Maskenformulierung gemäß der Erfindung auf die Anschlußzungen aufgebracht und dann die gesamte Platte mit einer herkömmlichen UV-härtbaren konformen Beschichtung versehen. Am besten ist die konforme Beschichtung eine, die sowohl nach einem UV- als auch einem sekundären Feuchtigkeits- oder Oxidationsmechanismus aushärtet, wie in US-4 415 604, 4 424 252 und US- 4 551 523 beschrieben. Die Platte wurde dann zur Härtung sowohl der zeitweiligen Maske als auch der konformen Beschichtungsformulierung gehärtet. Die konforme Beschichtung und die gehärtete Maske werden in Fig. 2 bis 5 jeweils durch die Ziffern 20 und 22 bezeichnet.
Nachdem die Beschichtung und die Maske voll ausgehärtet sind, können die leitenden Oberflächen der Zunge 16 durch einfaches Abziehen der Beschichtung und der Maske in einem Stück ohne die Verwendung von Lösungsmittel leicht freigelegt werden. Dieser Arbeitsgang kann von Hand durchgeführt werden, wird jedoch stärker bevorzugt mechanisch ausgeführt, wie in Fig. 2 bis 5 gezeigt. Fig. 2 zeigt die beschichtete Platte in seitlichem Schnitt in einer Maschine zur Entfernung der Maske und der Beschichtung von der Lötzunge 16. Die Maschine besitzt ein Paar mechanischer Backen 18, nicht gezeigte Einrichtungen zum Öffnen und Schliessen der Backen, und ebenfalls nicht gezeigte Einrichtungen zur Bewegung der Platte unter die und zwischen den Backen heraus. Beim Betrieb werden die Backen 18 geöffnet und die Lötzungen 16 der Platte unter die Backen geschoben (Fig. 3). Die Backen werden dann um die Platte geschlossen (Fig. 4) und die Platte zwischen den Backen herausgezogen (Fig. 5). Die Maske und die die Maske überlagernde konforme Beschichtung werden sauber von den Lötzungen 16 abgezogen, so daß die Oberfläche 25 der Verbindung freigelegt wird, ohne die Integrität der konformen Beschichtung auf dem verbleibenden Teil der Platte zu beschädigen.
Andere Anwendungen der zeitweiligen Maske sind als zeitweilige Versiegelung zum Schutz von elektronischen Komponenten vor anschließenden Löt- oder Dampfreinigungsschritten und als Maske für Verbindungskontakte einer Transformatoranordnung vor der Verbindung der Drahtwicklung des Transformators mit einer Lack- oder Firnisformulierung.
Bei der Dampfreinigung von Leiterplatten werden aggressive Lösungsmittel gebraucht, wie Freon TMS und Fluorinert , die einige auf die Platte aufgelötete Komponenten schädigen können, insbesondere nicht versiegelte Komponenten, wie Dip-Schalter und einstellbare Potentiometer. Solche Komponenten können durch zeitweilige Versiegelung der Komponente mit einer Schicht aus einer gehärteten Formulierung für eine zeitweilige Maske geschützt werden (beispielsweise über Hebelelementen von Dip- Schaltern). Alternativ können bei einer Verbesserung gegenüber herkömmlichen Verfahren vorgeformte Polyethylenkappen unter Verwendung einer Formulierung für eine zeitweilige Maske gemäß der Erfindung anstelle von herkömmlich verwandten Klebstoffen auf Lösungsmittelbasis über der Komponente verklebt werden. Die zeitweilige Maske härtet durch das Polyethylen, so daß die Formulierung sowohl innerhalb als auch außerhalb der Kappe vollständig ausgehärtet werden kann.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die folgenden, nicht beschränkenden Beispiele näher erläutert, wobei sich versteht, daß der Fachmann ohne weiteres weitere strahlungshärtbare Zusammensetzungen formulieren kann, die für das erfindungsgemäße Verfahren unter Berücksichtigung seiner eigenen Fähigkeit zu formulieren und der hier beschriebenen erwünschten Eigenschaften geeignet sind.

Beispiel 1

Die Zusammensetzung von Tabelle I wurde auf die Verbindungszungen einer Druckschaltungsplatte aufgebracht. Die Leiterplatte wurde dann mit einer konformen Beschichtung (Loctite Product 361) sprühbeschichtet. Beide Materialien wurden gleichzeitig ausgehärtet, indem sie ultravioletter Strahlung von 365 nm und 70 000 µW/cm² über 10 Sekunden ausgesetzt wurden. Nach der Härtung wurde die gehärtete Maske einfach durch Abziehen entfernt, wobei eine von einer konformen Beschichtung freie Fläche der Platte freigelegt wurde, die zur elektrischen Leistungsfähigkeit der Einheit beiträgt. TABELLE 1 Gew. % Acryliertes Polyesterurethan(Morton Thiokol Urithane) N-Vinylpyrrolidon Trimethylolpropanethoxylattriacrylat 1-Benzoylcyclohexanol Vinylstearat TABELLE I (Fortsetzung) Pigment Rot 57 Siliciumdioxid Polyester-Plastifizierer(Plasthall P670 CP Hall) Metallchelierer (9 % Na-EDTA-Lösung)

Beispiel 2

Die Zusammensetzung von Tabelle II wurde auf eine Anzahl von durchplattierten Löchern einer Leiterplatte angewandt, die mit einer Anzahl von darin eingebrachten Vorrichtungen belegt waren. Die Platte wurde 5 Sekunden bei 70 000 µW/cm² und 365 nm bestrahlt, um die Maske voll auszuhärten. Die Platte wurde dann durch ein Lötverfahren geschickt, um diese Komponenten permanent auf der Platte zu fixieren. Im Anschluß an dieses Verfahren wurde die gehärtete Maske einfach von der Platte abgezogen, wobei keine Lötverunreinigungen der maskierten Flächen gefunden wurden. TABELLE II Gew .% Acryliertes Polyesterurethan (Morton Thiokol Urithane 782) N-Vinylpyrrolidon Ethoxyethoxyethylacrylat 1-Benzoylcyclohexanol Vinylstearat Siliciumdioxid Pigment Rot 57 Metallchelierer (9 % Na-EDTA-Lösung)

Beispiel 3

Die Zusammensetzungen von Tabelle I wurden auf sechskantige Strahlsubstrate in Knopfform aufgebracht. Auf die Knöpfe wurden (i) Glasplatten von 5,1 x 5,1 x 0,64 cm (2" x 2" x 0,25") und (ii) FR4-Epoxy-Glasfaser-Laminatplatten von 7,6 x 7,6 x 0,4 cm (3" x 3" x 0,15") aufgebracht. Bestrahlung durch die obere Platte für (i) 10 Sekunden und (ii) 60 Sekunden mit 365 nm und 70 000 µW/cm² härtet die Maskenzusammensetzung vollständig aus. In allen Fällen betrugen die aufgezeichneten Werte für das Drehmoment beim Abziehen weniger als 344,74 kPa (50 psi).
Es wurde gefunden, daß ein Wert von 379,2 kPa (55 psi) die einfache Entfernung der Maske von Leiterplatten-Anschlußzungen mittels in Zug-Scher-Weise betriebener automatischer Ausrüstung garantiert.

Beispiel 4

Die Zusammensetzung von Tabelle II wurde auf die Anschlußzungen einer Druckschaltungsplatte aufgebracht. Die Leiterplatte wurde dann konform beschichtet (mit Loctite Produkt 361). Beide Materialien wurden simultan durch Einwirkung von UV-Strahlung von 365 nm und 70 000 µW/cm² 10 Sekunden ausgehärtet.
Nach der Aushärtung wurde die ausgehärtete Maske in einer automatisch betriebenen Vorrichtung durch Einführen des Eck-Anschlusses zwischen hydraulisch betriebene Stahlbacken und Zurückziehen der Platte gegen die Wirkung der geschlossenen Bakken entfernt. Dieses Verfahren wird in Kenntnis von Fig. 2 bis 5 besser verstanden.
Dieses Beispiel erläutert, daß dieses neue Maskierungsverfahren die völlige Automatisierung des Maskierungsschritts mit automatischer Aufbringung, Härtung und Entfernung erlaubt.

Beispiel 5

Der Test von Beispiel 3 wurde wiederholt, außer daß die Härtungsbedingungen für sowohl das Stahl-auf-Glas- als auch das Stahl- auf-FR4-Epoxy-Glasfaserlaminat 10 Sekunden betrugen. Zwei Formulierungen wurden verwandt, Loctite FMD 57, eine konforme Beschichtungsformulierung für Leiterplatten des Typs, der in US- 4 551 523 beschrieben ist, und eine Zusammensetzung, wie in Beispiel 1. Tabelle III gibt die Ergebnisse des Tests wieder. Die gehärtete Loctite-FMD 57-Formulierung kann von einer sauberen Leiterplatte nicht ohne Verwendung von Lösungsmitteln abgezogen werden. TABELLE III Haftungseigenschaften einer permanenten gegenüber einer zeitweiligen abziehbaren Maske AS Nr. D-3658 Härtungsbedingungen Produkt Zusammensetzung von Beispiel 1 sechskantiger Stahlknopf mit Glas sechskantiger Stahlknopf mit FR4-Epoxyglas

Beispiel 6

Polyethylen und Valox , das herkömmliche Gehäusematerial für DIP-Schalter und dergleichen, sind Kunststoffe mit sehr niedrigem Energieniveau, so daß eine zufriedenstellende Haftung an diesen Materialien (das heißt im Bereich von 34,5 bis etwa 344,74 kPa (5 bis etwa 50 psi)) eine Formulierung erfordern kann, die eine etwas größere Haftung an anderen Materialien zeigt, als die bislang beschriebenen. Eine geeignete Formulierung, die gehärtet gegenüber aggressiven Lösungsmitteln beständig ist und von Leiterplatten oder Valox -DIP-Schaltergehäusen leicht abgezogen werden kann, ist in Tabelle IV angegeben. TABELLE IV Komponenten der Maskenzusammensetzung Bestandteil Acrylat-Urethan-Harz (Interez CMD8850 - 20R) Isobornylacrylat Ethoxyethoxyethylacrylat (Morton Thiokol RC20) 1-Benzoylcyclohexanol Vinylstearat Butyriertes Hydroxytoluol
Tabelle V vergleicht die Haftungseigenschaften der Zusammensetzung von Tabelle IV mit der in Beispiel 1 beschriebenen Zusammensetzung. Es ist zu sehen, daß eine größere Haftung notwendig ist, um eine hinreichende Bindung an schwer zu bindende Kunststoffe, wie den Valox -Schalter, gegenüber der für die Bindung an goldplattierte Anschlüsse bei durch Löcher durchplattiertem Zinn benötigten zu erzielen. Die Haftungseigenschaften sind immer noch geringer als die in Tabelle III für die permanente konforme Beschichtung gezeigten und erlauben die einfache mechanische Entfernung von der Platte. TABELLE V Haftungseigenschaften von Komponenten- und Leiterplattenmasken AS Nr. D-3658 Härtungsbedingungen Zusammensetzung Leiterplattenmaske Zusammensetzung 1 Beispiel 1 Komponentenmaske Zusammensetzung von Tabelle II sechskantiger Stahlknopf mit Glas sechskantiger Stahlknopf mit FR4-Epoxyglas
Tabelle VI zeigt die Gewichtsveränderung der gehärteten Zusammensetzung von Tabelle IV, wenn sie 8 Minuten in Fluorinert von 90ºC eingetaucht wird.
Es wurde keine nennenswerte Gewichtsveränderung beobachtet, was die Eignung der Maskenzusammensetzung zeigt. Die Dichtigkeit ist sichergestellt (keine Fluorinert -Absorption) und es bleibt kein ungehärteter Rückstand auf der zu maskierenden Komponente zurück (kein nennenswerter Gewichtsverlust, der die Extraktion von ungehärtetem Rückstand anzeigt). TABELLE VI Gewichtsverlust/Gewinn bei Fluorinert-Einwirkung Anfangsgewicht Gewicht nach der Einwirkung Gewichtsveränderung % Gewichtsveränderung

Beispiel 7

Die Zusammensetzung von Tabelle IV wurde auf den oberen Teil eines DIP-Schalters, Modell Nr. 765B08 der Grayhill Corp., Chicago, Il. angewandt. Die Maske wurde durch Bestrahlen bei 100 500 µW cm&supmin;² und 365 nm über 5 Sekunden gehärtet. Nach der Härtung wurde die Dichtigkeit durch Eintauchen in gerührtes Fluorinert (3M Co.) bei 90ºC über 8 Minuten getestet. Die Dichtigkeit war perfekt, wie das Fehlen von vom Schalter abgegebenen Luftblasen bewies. Die Schaltermaske wurde dann durch manuelles Abziehen vom Plastikgehäuse entfernt. In der Praxis wird die Maske nicht entfernt, bis der Schalter in die Druckschaltungsplatte eingesetzt und wellenverlötet ist. Die Maske hindert Lötfluß und Reinigungslösungen am Eintritt in den inneren Teil des D.I.P.-Schalters.

Claims

1. Zusammensetzung für eine zeitweilige Maske zur Verwendung bei Arbeitsgängen bei der Herstellung elektrischer oder elektronischer Teile, welche Zusammensetzung

(a) eine strahlungshärtbare Monomerformulierung, die eine vorherrschende Menge eines acryl-endverkappten Präpolymers einschließt, und

(b) einen Radikalphotoinitiator umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung weiterhin

(c) eine aus polymeren Plastifizierern und Acrylestern von gesättigten Fettalkoholen, Vinylestern von gesättigten Fettsäuren, Monoacrylestern von Polyalkylenoxiden oder Mischungen davon ausgewählte die Haftung verinindernde Komponente in einer Menge umfaßt, die ausreicht, die Zugscherhaftung der Zusammensetzung, wenn auf dem elektronischen oder elektrischen Teil ausgehärtet, auf etwa 379,2 kPa (55 Psi) oder weniger zu vermindern, wobei die Zusammensetzung über ausreichende Kohäsionskraft verfügt, daß die ausgehärtete Zusammensetzung mechanisch oder von Hand in im wesentlichen einem Stück vom Substrat abgezogen werden kann.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Viskosität von wenigstens etwa 100 000 mPas (100 000 cps) aufweist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin das acrylatendverkappte Polymer ein acryliertes oder methacryliertes Polyesterurethan, ein mit Acrylat oder Methacrylat verkapptes Polybutadienurethan, ein Acrylat- oder Methacrylatester, hergestellt durch Reaktion von (Meth)acrylsäure mit einem Polyepoxidharz, ein (meth)acrylat-terminiertes Polybutadien oder ein mit Acrylat oder Methacrylat verkapptes Silikon ist.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung gewichtsmäßig

50 bis 60 % (Meth)acrylaturethan, (meth)acryliertes Polyesterurethan, (meth)acryliertes Polyepoxid, (meth)acryliertes Polybutadien oder Mischungen davon;

10 bis 30 % eines monofunktionell ethylenisch ungesättigten verdünnenden Monomers;

0 bis 3 % eines Monomers mit mehrfacher (Meth)acrylfunktionalität;

0,5 bis 5 % eines aus Vinylestern von gesättigten Ölsäuren ausgewählten Monomers;

0 bis 20 % Poly(alkylenoxid) (Meth)acrylat mit drei oder mehr Alkoxy-Wiederholungseinheiten oder gesättigtes C&sub1;&sub0;- oder höheres Kohlenwasserstoff(meth)acrylat sowie 0 bis 10 % eines Siliciumdioxid-Thixotropierers umfaßt.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin das monofunktionelle ethylenisch ungesättigte verdünnende Monomer N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcarbazol oder Isobornylacrylat ist.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vinylester einer gesättigten Ölsäure Vinylstearat ist.

7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung 2 bis 6 % Siliciumdioxid-Thixotropes enthält.

8. Verfahren zur Erzeugung einer temporären Maske auf einem Substrat, worin eine Überzugsschicht einer flüssigen, durch Strahlung härtbaren Zusammensetzung auf die zu maskierenden Flächen des Substrats aufgebracht wird und die Zusammensetzung für eine zur Härtung der Zusammensetzung ausreichende Zeit mit aktinischem Licht bestrahlt wird, und worin die Zusammensetzung durch Eigenschaften nach der Aushärtung gekennzeichnet ist, die a) eine Haftung an das Substrat verleihen, die ausreicht, das Eindringen von Löt-, Plattierungs- oder Reinigungsmaterialien in anschließenden Löt-, Plattierungs- oder Reinigungsschritten zu verhindern, jedoch nicht ausreicht, den Kräften beim Abziehen mit der Hand zu widerstehen, und b) der Überzugsschicht hinreichende Kohäsionskraft zu verleihen, das im wesentlichen die ganze Schicht mechanisch oder mit der Hand in einem einzigen Stück abgezogen werden kann.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin das Substrat eine bedruckte Leiterplatte ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin der anschließende Schritt ein Wellenlötschritt ist, wobei das Verfahren weiterhin die mechanische Entfernung der Maske nach dem Wellenlötschritt und das Einfügen und das Handverlöten einer thermisch empfindlichen Komponente an den nach der Entfernung der Maske freigelegten Flächen der Platte umfaßt.