DE3816614A1 - Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von flachbaugruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beschichtung von Flachbaugruppen, bei dem auf mit Bauelementen bestückten Leiterplatten ein flüssiger, organischer Beschichtungsstoff als Schutzschicht für die Bauelemente und/oder die zugehörigen Anschlußdrähte, insbesondere als Schicht auf die Lötseite der Baugruppe, aufgebracht wird. Daneben bezieht sich die Er­ findung auch auf die zugehörige Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einem Vorratsbehälter sowie Förder- und Beschichtungswalzen, mit denen der Beschichtungsstoff von unten auf die in einer Führungsbahn laufenden Leiterplatten gebracht wird.

Zum Schutz vor Umwelteinflüssen werden Flachbaugruppen (FBG) sowohl einseitig, und zwar auf der Lötseite, als auch beid­ seitig mit einer Schutzschicht, beispielsweise einem Leiter­ plattenschutzlack, beschichtet. Speziell isolierender Lack hat dabei die Aufgabe, Bauelemente und Anschlußdrähte vor Korro­ sion zu schützen. Die Isolationswirkung erhöht aber auch gleichzeitig die Durchschlagsspannung zwischen den Leiter­ bahnen.

Gemäß dem Stand der Technik werden zum Beschichten von Flach­ baugruppen die Anschlußstecker und die zugehörigen Front­ platten sowie bei beidseitiger Lackierung auch alle nicht zu beschichtenden Bauelemente, wie Kühlkörper, Kontaktstifte und ähnliches, mit Klebeband und anderen Klebemassen abge­ deckt. Danach werden die Flachbaugruppen beispielsweise im Spritzverfahren mit einer Lackierpistole beschichtet. Es hat sich aber gezeigt, daß bei ungenügendem Abkleben der Spritz­ nebel zu Ausfällen in der Flachbaugruppe führen kann.

Aus der DE-PS 34 29 335 ist ein Verfahren zum Überziehen un­ ebener Platten mit einer Lackschicht bekannt, bei der die Platte mit der zu beschichtenden Seite tangential durch eine Lackschicht bewegt wird. Dabei soll durch Anströmen eines langgestreckten Hindernisses ein überstehender Lackwulst er­ zeugt werden, über den die Platte mit nach unten gerichteter zu beschichtender Oberfläche in einer Ebene bewegt wird, die unterhalb der Kammhöhe des freien Lackwulstes liegt. Bei dieser Druckschrift wird davon ausgegangen, daß das auf­ tragen von Lack mit Hilfe einer Walze nicht möglich ist und daß deshalb der Lackwulst erzeugt werden muß, durch den die auf der Unterseite der bestückten Leiterplatte herausragenden Teile, wie insbesondere Lötdome und Fußdrähte, hindurchge­ führt werden. Das vorbeschriebene Verfahren ist relativ schwierig zu beherrschen, da sichergestellt werden muß, daß der flüssige Lack einen freistehenden Wulst konstanter Höhe bildet.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung anzugeben, mit der obiges Problem in einfacher Weise gelöst wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Be­ schichtungsstoff über Walzen von unten auf die in einer Führungsbahn durchlaufenden Leiterplatten aufgebracht wird, wobei die nicht zu beschichtenden Steckeranschlüsse und Frontseiten der Leiterplatten in seitlichen Schienen der Führungsbahn laufen. Bei der zugehörigen Vorrichtung ist speziell die Führungsbahn breiter als die Beschichtungswalze und weist seitliche Schienen auf, in denen die Leiterplat­ ten einschließlich der nicht zu beschichtenden Anschluß­ stecker laufen.

Mit der Erfindung wird überraschenderweise entgegen dem druckschriftlichen Hinweis der DE-PS 34 29 335 erreicht, ein Auftragen von Beschichtungsstoff über Walzen durchzu­ führen. Damit ist nunmehr eine definierte Beschichtung von Leiterplatten möglich, wobei Abdeckarbeiten bei Steckern und Frontplatten entfallen, so daß die Wirtschaftlichkeit wesentlich verbessert wird.

Vorteilhafterweise werden im Rahmen der Erfindung spezielle Walzen aus saugfähigem und nachgiebigem Material, vorzugs­ weise aus Schaumstoff, verwendet, die beim Durchlauf der un­ ebenen Leiterplatten Lötdome und Fußdrähte auf deren Unter­ seite aufnehmen können. Dabei wird eine geeignete Mechanik für die Förder- und Beschichtungswalzen verwendet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung eines Ausfüh­ rungsbeispiels anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Anlage sowie Fig. 2 und 3 zwei Schnitte durch die Anlage gemäß Fig. 1 im Bereich der Lackwalzen.

Fig. 1 einerseits und Fig. 2 und Fig. 3 sind nicht streng maß­ stäblich zueinander gezeichnet. Die Figuren werden nachfol­ gend gemeinsam beschrieben.

Die gesamte Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte 1, die einen Lagerbock 2 mit einem Schwenkgelenk 3 trägt. An dem Schwenkgelenk 3 ist ein Gehäuse 5 mit der Beschich­ tungseinrichtung, die weiter unten im einzelnen beschrie­ ben wird, schwenkbar angeordnet. Mit dem Gehäuse 5 ist eine Führungsbahn 10 verbunden, die eine Vielzahl einzelner Trans­ portrollen 11 trägt und auf deren Oberseite zwei Führungs­ schienen 12 und 13 angeordnet sind. Die Schienen sind im lateralen Abstand auf Breitenmaß einer Leiterplatte justiert, so daß übliche genormte Karten (Europa- bzw. Doppel-Europa- Format) über die Führungsbahn 10 laufen können.

Im Gehäuse 5 der eigentlichen Beschichtungseinrichtung ist ein Vorratsbehälter 20 für einen flüssigen Beschichtungs­ stoff angeordnet, dem zwei Förderwalzen 21 und 22 sowie zwei Beschichtungswalzen 23 und 24 zugeordnet sind. Die untere Förderwalze 21 taucht in den Vorrat des flüssigen Beschich­ tungsstoffes ein. Die Walzen 21 bis 24 werden von einem nicht dargestellten Gleichstrommotor über eine Rutschkupplung 31 und Zahnscheiben 36, die über einen Zahnriemen 37 verbunden sind, angetrieben. Auch eine einzige Walze kann zur Förderung des flüssigen Beschichtungsstoffes ausreichend sein.

Die beiden Förderwalzen 21 und 22 bestehen aus Edelstahl und bringen eine definierte Menge aus dem höhenverstellbaren Vorratsgefäß 20 auf die Beschichtungswalzen 23 und 24. Die Beschichtungswalzen bestehen aus Schaumstoff, beispiels­ weise sogenanntem Moltopren, der einerseits für eine Flüs­ sigkeit saugfähig ist und andererseits Unebenheiten auf der Rückseite von Leiterplatten ausgleichen kann. Die Schaum­ stoffwalzen 23 und 24 nehmen den Beschichtungsstoff von der oberen Metallwalze 22 ab und beschichten somit die darüber­ laufenden Leiterplatten von unten. Somit kann keine Flüs­ sigkeit durch Bohrungen oder Aussparungen hindurchfließen.

Die Beschichtungswalzen 23 und 24 sind in je einem Lager­ gestell 33 und 34 gehaltert, das durch horizontales Ver­ schieben eine Regulierung des Andruckes auf die metallischen Förderwalzen 21 und 22 gestattet. Die Beschichtungswalzen 23 und 24 liegen also versetzt am Umfang der oberen Förder­ walze 22 auf. Dabei sorgt eine Spannfeder 35 bei Verschiebung für eine konstante Zahnriemenspannung. Die Förderwalzen 21 und 22 sind mit Schnellkupplungen 41 bzw. 42 versehen und die Beschichtungswalzen 23 und 24 zwischen gefederte Kegelspitzen 43 bzw. 44 geklemmt. Dadurch können alle Walzen 21 bis 24 zwecks Reinigung des Gehäuses 5 durch Ziehen eines Rastbolzens 45 herausgenommen werden.

Die über der Führungsbahn 10 verlaufenden Schienen 12 und 13 nehmen die bestückten Leiterplatten an Stecker und Front­ platte auf und führen sie über die Beschichtungswalzen 23 und 24, welche eine geringere Breite als die Breite der durch die Schienen gebildeten Führungsbahn 10 hat. Die Lauf­ fläche der Führungsbahn 10 ist mit Transportrollen 11 aus Aluminium bestückt, so daß keine elektrostatischen Aufladungen entstehen können. Im Beschichtungsbereich sind von oben ein­ stellbare, federbeaufschlagte Andruckrollen 25 und 26 vorhan­ den. Dadurch wird ein definierter Andruck der Leiterplatte mit Flachbaugruppe auf die Beschichtungswalzen 23 und 24 ge­ währleistet, so daß die gesamte Fläche gleichmäßig beschich­ tet wird.

Durch Veränderung der Winkellage des Gehäuses 5 gegenüber dem Lagerbock 2 wird die gesamte Anordnung in einer sol­ chen Schrägstellung arretiert, daß die Leiterplatten mit der gewünschten Geschwindigkeit auf den Transportrollen 11 der Führungsbahn 10 laufen. Durch Verschieben jeder Füh­ rungsschiene 12 und 13 mit Hilfe einer Spindel 14 bzw. 15 kann die Höhe von Stecker und Frontplatte der Flachbau­ gruppe an einem externen Maßstab eingestellt werden. Dabei kann die maximale Höhe auf beiden Seiten beispielsweise 80 mm betragen.

Für Flachbaugruppen mit beidseitigem Stecker kann der Abstand der Führungsschienen und damit die Spurbreite dem erforder­ lichen Maß angepaßt werden, insbesondere ist aber immer das erforderliche Breitenmaß von Europa- bzw. Doppel-Europa- Karten gegeben. Es kann sinnvoll sein, die beiden Be­ schichtungswalzen in Richtung ihrer Drehachsen gegenein­ ander lateral zu verschieben, um die Beschichtungsbreite exakt einzustellen.

Als Beschichtungsstoffe können bekannte Leiterplattenschutz­ lack, denen gegebenenfalls ein Verlaufsadditiv zugefügt ist, verwendet werden. Für manche Beschichtungszwecke sind auch Wachse, die im Rahmen der Erfindung ebenfalls verwendet werden können, erforderlich.

Beim Beschichten können Bauelemente, Lötdome und zugehörige Fußdrähte in die Schaumstoffwalzen eintauchen. Die Leiter­ platten können durch die angetriebenen Beschichtungswalzen 23 und 24 gleichzeitig weitertransportiert werden. Speziell zum Beschichten mit Lack kann die Drehzahl der Walzen zwi­ schen fünf und 200 Umdrehungen pro Minute liegen. Es hat sich gezeigt, daß die für das Lackierergebnis optimale Drehzahl bei etwa 60 U/min liegt. Die Vorrichtung kann manuell durch Auflegen der einzelnen Leiterplatten auf die Führungsbahn betrieben werden; sie ist aber auch in eine automatisierte Bestück- und Fertigungsanlage integrierbar.

Claims (12)

1. Verfahren zur Beschichtung von Flachbaugruppen, bei dem auf mit Bauelementen bestückten Leiterplatten ein flüssiger, organischer Beschichtungsstoff als Schutzschicht für die Bauelemente und/oder die zugehörigen Anschlußdrähte, insbe­ sondere als Schicht auf die Lötseite der Baugruppe, aufge­ bracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsstoff über Walzen von unten auf die in einer Führungsbahn durchlaufenden Leiterplatten aufge­ bracht wird, wobei die nicht zu beschichtenden Steckeran­ schlüsse und Frontseiten der Leiterplatten in seitlichen Schienen der Führungsbahn außerhalb der Walzen laufen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Beschichtungsstoff ein Lack verwen­ det wird.

3. Verfahren nach Ansspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Beschichtungsstoff ein Wachs ver­ wendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Walzen mit einer Drehzahl von fünf bis 200 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise von 60 U/min, betrieben werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, mit einem Vorratsbehälter sowie Förder- und Beschichtungswalzen, mit denen der Beschich­ tungsstoff von unten auf die in einer Führungsbahn laufenden Leiterplatten gebracht wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsbahn (10) breiter als die Be­ schichtungswalzen (23, 24) ist und seitliche Schienen (12, 13) aufweist, in denen die Leiterplatte mit den jeweiligen nicht zu beschichtenden Anschlußsteckern und Frontseiten läuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Beschichtungswalzen (23, 24) zumindest an ihrem Umfang aus saugfähigem und nach­ giebigem Material bestehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Material Schaumstoff ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Längsrichtung versetzt am Umfang der Förderwalze (21, 22) zwei Beschichtungswalzen (23, 24) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Förderwalzen (21, 22) senkrecht übereinander angeordnet sind, deren Abstand gegen­ einander einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Beschichtungswalzen (23, 24) in Richtung ihrer Drehachsen gegeneinander lateral verschieb­ bar angeordnet sind und daß die Lateralverschiebung zusammen mit der Spurbreite der Führungsbahn (10) einstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schienen (12, 13) in ihrer Führungshöhe einstellbar sind und federbeaufschlagte An­ drucksrollen (25, 26) zum elastischen Andruck der Leiter­ platten auf die Lackierwalzen (23, 24) beim Durchlauf durch die Führungsbahn (10) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Führungsbahn (10) schräg mit veränderbarem Neigungswinkel angeordnet ist und Trans­ portrollen (11) in den Schienen (12, 13) aufweist.