DE3875932T2

DE3875932T2 - Verfahren und vorrichtung zum nachweis und zur beseitigung von in einer dickschichtbeschichtung eingeschlossenen gasblaeschen.

Info

Publication number: DE3875932T2
Application number: DE8888121171T
Authority: DE
Inventors: Eustathios Vassiliou
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1987-12-23
Filing date: 1988-12-17
Publication date: 1993-04-15
Anticipated expiration: 2008-12-18
Also published as: JPH0271141A; KR890011130A; EP0321888A3; EP0321888B1; EP0321888A2; DE3875932D1; US4898020A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Apparatur zur Herstellung und zum Prüfen auf Zuverlässigkeit von Vorrichtungen mit einem darauf befindlichen Überzug von Dickfilm-Zusammensetzungen und insbesondere eine Apparatur zum Nachweis und zur Eliminierung von eingeschlossenen Gas- Blasen aus der Beschichtung der Dickfilm-Zusammensetzung.

Beschreibung des Standes der Technik

Wegen ihrer hohen volumenbezogenen Wirksamkeit und damit ihrer geringen Größe sind Mehrschichten-Kondensatoren die meistgebrauchte Form keramischer Kondensatoren für mikroelektronische Dickfilm-Hybrid-Systeme. Diese Kondensatoren werden dadurch hergestellt, daß dünne Blätter aus einem keramischen Substrat, das mit einem geeigneten Elektroden- Muster bedruckt ist, gestapelt und gemeinsam gebrannt werden. Jede gemusterte Schicht ist gegen die anschließenden Schichten in solcher Weise versetzt, daß die Elektroden- Schichten alternierend an jeder Kante der Baugruppe freiliegen. Die freiliegenden Kanten des Elektroden-Musters sind mit einem leitfähigen Dickfilm-Material beschichtet, um das zu bilden, was als Kondensator-Beendigung bekannt ist. Die Beendigung verbindet elektrisch sämtliche Schichten der Struktur und bildet auf diese Weise eine Gruppe parallel verbundener Kondensatoren innerhalb der laminierten Struktur. Kondensatoren dieses Typs werden häufig als monolithische Kondensatoren bezeichnet.
Es ist bekannt, daß während der Fertigung dieser und anderer mikroelektronischer Komponenten, die Dickfilm-Zusammensetzungen verwenden, Blasen aus Luft oder einem anderen Gas, im folgenden kollektiv als Gasblasen bezeichnet, im Inneren des Überzugs eingeschlossen werden können. Im Fall des Mehrschichten-Kondensators kann beispielsweise die Anwesenheit dieser Gasblasen die Einheitlichkeit der Terminierung stören. Wenngleich gewöhnlich die Kontinuität der Leitfähigkeit der Terminierung nicht unterbrochen wird, erlaubt die für die meisten Anwendungen geforderte hohe Zuverlässigkeit das fortgesetzte Auftreten solcher Fehler nicht. Aus diesem Grunde ist unter dem Gesichtspunkt der Zuverlässigkeit die Eliminierung der eingeschlossenen Gasblasen wesentlich. Ein solches Problem ist beispielsweise aus dem Dokument PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 8, No. 221 (E. 224) [1458], 23. Januar 1984, & JP-A-58-182837 (HITACHI SEISAKUCHO K.K.) bekannt.
Da die für die Beendigungen verwendeten Formulierungen notwendigerweise opak sind, und, wie das der Fall ist, Metalle, Glas-Fritten und andere, nicht-durchsichtige Komponenten enthalten, ist es sehr schwierig, die Anwesenheit von eingeschlossenen Gasblasen nachzuweisen. Im Fall ziemlich großer Glasblasen kann der Überzug über der Position der Blase Risse während des Trocknens oder des Brennens entwickeln. Wenn jedoch die Größe der Gasblasen klein ist, ist der einzige Weg zu ihrem Nachweis das Zerschneiden der fertigen Vorrichtung nach dem Trocknen und/oder Brennen derselben an verschiedenen Positionen längs der Vorrichtungen, um sicherzustellen, ob die Vorrichtungen in einer vorgegebenen Charge Gasblasen eingeschlossen haben, die zu Fehlern führen können.
Dementsprechend wird es im Hinblick auf das oben Gesagte für vorteilhaft gehalten, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis der Anwesenheit von eingeschlossenen Gasblasen in der Beschichtung einer Dickfilm-Vorrichtung verfügbar zu machen und dann, wenn gefunden wird, daß Gasblasen anwesend sind, die Zahl der gefundenen vorhandenen Gasblasen zu beseitigen oder signifikant zu verringern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung machen eine Anordnung zum Nachweis der Anwesenheit und der Beseitigung von eingeschlossenem Gas in einer Dickfilm-Zusammensetzung verfügbar. In sämtlichen Ausführungsformen umfassen die Vorrichtung und das Verfahren ein Gefäß mit einer Kammer, deren Größe so bemessen ist, daß sie ein oder mehrere Bauteile mit einer darauf aufgebrachten Beschichtung aus einer Dickfilm-Zusammensetzung aufzunehmen vermag. Die Kammer enthält ein gasförmiges Fluid wie Luft, das zu Anfang unter dem Umgebungsdruck steht.
In der Ausführungsform, in der das Vorhandensein eingeschlossener Gasblasen nachgewiesen wird, ist das Gefäß mit einem Beobachtungsmittel, etwa einem Mikroskop, ausgerüstet, mit Hilfe dessen das Bauteil beobachtet werden kann. Mittel werden bereitgestellt zum Variieren des Druckes des Fluids in der Kammer für die Dauer einer vorher festgelegten Zahl von Cyclen zwischen dem Anfangs-Druck und einem zweiten Druck, der kleiner ist als der Anfangs-Druck. Jeder Cyclus umfaßt eine erste Zeitspanne, während der das Fluid in der Kammer sich auf dem Anfangs-Druck befindet, worauf eine zweite, vorher festgelegte Zeitspanne folgt, während der das Fluid in der Kammer den zweiten Druck hat. Der Anfangsdruck ist im wesentlichen der Atmosphärendruck, während der zweite Druck kleiner als 40 Torr [1 Torr = 133,32 Pa] und vorzugsweise kleiner als 15 Torr ist. Die erste Zeitspanne liegt im Bereich von 0,1 bis 2 s, mehr bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,6 s, und beträgt am meisten bevorzugt 0, 4 s. Die zweite Zeitspanne beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 s, mehr bevorzugt 1 bis 3 s und am meisten bevorzugt 2 s. Während der Cyclen pulsieren die eingeschlossenen Gasblasen, sofern welche vorhanden sind, in solcher Weise, daß ihre Beobachtung durch auf der Kammer angebrachte, geeignete Beobachtungsmittel ermöglicht wird.
In einer zweiten Ausführungsform können das Gefäß und das Mittel zum Variieren des Druckes (mit oder ohne Beobachtungsmittel) dazu verwendet werden, eingeschlossenes Gas aus der Dickfilm-Zusammensetzung zu beseitigen. Wenn die Cyclen zwei- bis fünfzigmal oder öfter wiederholt werden, können die eingeschlossenen Gasblasen zum Bersten gebracht werden. Zur Unterstützung der Beseitigung der eingeschlossenen Gasblasen kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, Mittel zur Sättigung des Fluids in der Kammer mit einem Lösungsmittel mit einem relativ niedrigen Siedepunkt von weniger als 120º C und mehr bevorzugt von weniger als 100º C bereitzustellen. Brauchbar als solches Lösungsmittel ist 1,1,1- Trichlorethan ("Chlorothene"). Wenn das niedrigsiedende Lösungsmittel verwendet wird, wird die Anzahl der Cyclen, die erforderlich ist, um die Gasblasen aus der Zusammensetzung zu entfernen, beträchtlich vermindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach den Cyclen das Bauteil mit der darauf befindlichen Beschichtung aus der Dickfilm-Zusammensetzung in eine Kammer eines Gefäßes (entweder desselben oder eines anderen Gefäßes, entweder mit oder ohne ein Beobachtungsmittel) gebracht, und das umgebende Fluid in dieser Kammer wird mit einem Lösungsmittel mit einem relativ hohen Siedepunkt im Bereich von 120º C bis 350º C gesättigt. Geeignet für die Verwendung als derartiges Lösungsmittel ist β-Terpineol. Das Bauteil bleibt in der Umgebung innerhalb der Kammer für die Dauer einer Zeitspanne, die ausreicht, um zu ermöglichen, daß die in dem Überzug befindlichen Gasblasen aus diesem beseitigt werden. Diese Ausführungsform kann unabhängig von oder alternativ zu der Ausführungsform verwendet werden, in der die Folge der Cyclen in der Umgebung mit dem niedrigsiedenden Lösungsmittel durchgeführt wird. Beispielsweise kann nach der Abfolge der Cyclen in einem Gefäß ohne das Lösungsmittel mit dem niedrigen Siedepunkt das Bauteil einfach für die Dauer einer Zeitspanne in die Umgebung mit dem hochsiedenden Lösungsmittel gebracht werden, die ausreicht, um die Diffusion der Blasen durch die Beschichtung hindurch und aus ihr heraus zu ermöglichen. Es wird angemerkt, daß bei Durchführung der Cyclen zur Beseitigung der Blasen ohne das niedrigsiedende Lösungsmittel in der Kammer das hochsiedende Lösungsmittel in der Kammer stattdessen verwendet werden kann, um eine Verdampfung der Beschichtung während der Cyclen zu minimieren. Alternativ kann das Bauteil, als weiterer Schritt nach der Einwirkung der Cyclen auf dasselbe in der Umgebung mit dem darin befindlichen niedrigsiedenden Lösungsmittel, in die Umgebung mit dem hochsiedenden Lösungsmittel gebracht werden.
Es ist ausdrücklich anzumerken, daß in jedem Fall, in dem ein Lösungsmittel verwendet wird, um das Fluid in der Kammer gemäß der vorliegenden Erfindung zu sättigen, das Lösungsmittel mit der flüssigen Komponente (z.B. dem "organischen Medium" oder "Vehikel") der Dickfilm-Zusammensetzung verträglich sein sollte.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird aufgrund der folgenden ausführlichen Beschreibung derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, die einen Teil der vorliegenden Anmeldung bilden.
Figur 1 zeigt eine stark stilisierte schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist ein Zeitschaltungs-Diagramm zur Erläuterung des Drucks des Fluids im Inneren des Gefäßes der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachweis der Anwesenheit und zur Beseitigung von Gasblasen, die in einer nassen und ungebrannten Dickfilm-Beschichtung einer Dickfilm-Vorrichtung eingeschlossen sind. Eine Dickfilm-Zusammensetzung ist eine Dispersion aus fein zerkleinerten Teilchen eines elektrisch funktionellen Materials in einem flüssigen Vehikel. Die Zusammensetzung hat eine pastenartige Konsistenz. Wenngleich die Erfindung anhand der Dickfilm-Beschichtung beschrieben wird, die für die Beendigung von Mehrschichten-Kondensatoren verwendet werden, wird ausdrücklich festgestellt, daß die Erfindung in jedem Fall einer Vorrichtung mit einer darauf befindlichen Beschichtung aus einer Dickfilm-Zusammensetzung angewandt werden kann, in dem Gasblasen eingeschlossen werden können.
Wie aus der Figur 1 zu ersehen ist, umfaßt die Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindng ein Gefäß, das allgemein durch die Bezugszahl 12 bezeichnet ist. Das Gefäß 12 definiert eine umschlossene Kammer 14 in seinem Inneren. Die Kammer 14 enthält in ihrem Inneren ein gasförmiges Fluid, typischerweise Luft, wiewohl andere Fluids wie Stickstoff darin vorhanden sein können. Wenigstens eine Öffnung 16 ist mit einem Rohr 18 verbunden, wodurch eine Verbindung zwischen einem Ort außerhalb des Gefäßes 12 und der Kammer 14 bewirkt werden kann. In der abgebildeten Ausführungsform, die in der Figur 1 gezeigt ist, ist das Gefäß 12 so dargestellt, daß es eine offene Oberseite hat, aber es ist ausdrücklich darauf hinzuweisen, daß das Gefäß in jeder geeigneten Weise gestaltet sein kann, die mit der folgenden Beschreibung im Einklang steht. Es ist auch ausdrücklich darauf hinzuweisen, daß das Gefäß aus jedem geeigneten Material gefertigt sein kann, etwa aus Glas, Metall oder Kunststoff.
Das Gefäß umfaßt einen durchsichtigen Teil 20, wie er etwa durch ein Sicht-Fenster 22 definiert ist. Das Fenster 22 ist aus Glas, transparentem Kunststoff oder dergleichen gefertigt. Das Fenster 22 ist an der offenen Oberseite des Gefäßes 12 druckdicht befestigt, etwa durch Verwendung einer Dichtung aus Silicon-Kautschuk 24, die mit einem Vakuumfett beschichtet ist. Die Dichtung 24 kann aus jedem geeigneten elastischen, in der Technik bekannten Dichtungs-Material, etwa Gummi, gefertigt sein. Das Vakuumfett kann jede nichtflüchtige schmierfähige Paste sein, die zur Herstellung einer luftdichten Grenzfläche befähigt ist. Als "heavy" ["schwer"] charakterisiertes Vakuumfett ist zu bevorzugen.
Die Kammer 14 hat eine solche Größe, daß sie ein vorher festgelegtes Volumen umschließt. Das Volumen ist ausreichend für die Aufnahme einer beliebigen, vorher festgelegten Zahl von Dickfilm-Vorrichtungen, von denen jede allgemein durch die Bezugszahl 30 bezeichnet wird. Die Erfindung wird am besten chargenweise durchgeführt, wobei eine Mehrzahl von Vorrichtungen auf einem Tablett 32 angeordnet ist, das im Inneren des Gefäßes 12 aufgenommen wird. Zum Halten der Vorrichtungen 30 im Inneren des Gefäßes 12 wird ein geeigneter Trägertisch 34 in dem Gefäß 12 bereitgestellt. Ein Becher 36 wird zu einem hierin zu erläuternden Zweck an einem geeigneten Ort im Inneren des Gefäßes 12 angeordnet. Wie in Figur 1 dargestellt ist, wird der Becher 36 an dem Trägertisch 34 befestigt, obwohl eine solche Anordnung nicht geboten ist. Der Becher 36 kann mit einem absorbierenden Material 38 versehen sein, etwa einem festen Schaum.
Ein Beobachtungsmittel, das allgemein durch die Bezugszahl 40 bezeichnet ist, wird in einer geeigneten Position in bezug auf das Fenster 22 angebracht. Das Beobachtungsmittel 40 kann die Form irgendeiner geeigneten Beobachtungs-Vorrichtung haben, etwa die eines Mikroskops.
Das Fluid in der Kammer 14 steht unter einem vorher festgelegten Anfangsdruck. Typischerweise ist der Anfangsdruck der Atmosphärendruck. Ein Mittel, das allgemein durch die Bezugszahl 50 bezeichnet wird, wird bereitgestellt, um den Druck des Fluids in der Kammer für die Abfolge einer vorher festgelegten Zahl von Cyclen zwischen dem Anfangsdruck und einem zweiten Druck, der niedriger als der Anfangsdruck ist, zu variieren. Das Mittel 50 umfaßt eine Hauptleitung 52, die mit dem Rohr 18, das von dem Gefäß 12 herkommt, verbunden ist. Eine erste Zweigleitung 54, die von einer Quelle 55 eines Gases wie Luft herkommt, ist mit der Hauptleitung 52 verbunden. Ein Ventil 56, etwa ein durch ein Solenoid gesteuertes Ventil, das von der Goldner Company unter der Modell-Nummer ASCO 8210C33 vertrieben wird, ist in der ersten Leitung 54 angebracht. In ähnlicher Weise ist eine zweite Zweigleitung 58 mit der Hauptleitung 52 verbunden. Ein zweites Ventil 60, ähnlich dem Ventil 56, jedoch normalerweise geschlossen, etwa ASCO 8210C93, vertrieben von der Goldner Company, ist in der zweiten Zweigleitung 58 angebracht. Elektrische Steuerleitungen 62, 64 von einem noch zu beschreibenden Steuerungs-Netzwerk 66 sind mit den Solenoids 565, 605 der Ventile 56 bzw. 60 verbunden. Die Ventile 56, 60 werden von der Automatic Switch Company, Florham Park, New Jersey, hergestellt. Die zweite Zweigleitung 58 ist mit einem Vakuum verbunden, etwa dem, das von einer Haus-Vakuum- Quelle oder einer Vakuum-Pumpe 70 geliefert wird. Wenn eine Pumpe verwendet wird, sollte man darauf achten, eine Öl- Falle zu verwenden, etwa eine "Kühlfalle", die eine Verunreinigung der Pumpe durch irgendein Lösungsmittel verhindert, das in der Kammer vorhanden sein kann (wie noch erörtert wird). Ein Druckmeßgerät 72 kann zur Überwachung des Druckes in der Hauptleitung 52 verwendet werden. Das Ventil 56 des normalerweise offenen Typs wird durch die Stellung der darin befindlichen Klappe 56F veranschaulicht, während umgekehrt die Klappe 60F des Ventils 60 eine des normalerweise geschlossenen Typs ist, wie durch die Stellung der darin befindlichen Klappe 60F veranschaulicht wird.
Das Steuerungs-Netzwerk 66 umfaßt einen Zeitgeber 74 mit einem darin befindlichen Schalter 745, der die Verbindung zwischen einer Quelle 76 und den Solenoids 56S, 60S der Ventile 56, 60 herstellt. Geeignet für die Verwendung als Zeitgeber 74 ist eine Vorrichtung wie diejenige, die von Thomas Scientific Company unter der Modell-Nummer 451,9373-E65 hergestellt und vertrieben wird. Die im Zeittakt vorgenommene Schließung des Schalters 74S verbindet alternierend die Kammer 14 mit der Pumpe 70 und der Luft- Zufuhr 55. Ein Übersteuerungsschalter 78 ist parallel zu dem Zeitgeber 74 angeschlossen. Die Schließung des Schalters 78 wirkt dahingehend, daß sie gewünschtenfalls die Zeitschaltung unwirksam macht und ein kontinuierliches Vakuum an die Kammer anlegt.
Nachdem die gegenseitige Verknüpfung der grundlegenden funktionellen Elemente der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt wurde, kann nunmehr der Betrieb derselben beschrieben werden. Eine oder mehrere der Vorrichtungen 30 mit der darauf befindlichen Beschichtung der Dickfilm-Zusammensetzung werden in der Kammer 14 des Gefäßes 12 angeordnet. Die Vorrichtungen 30 können auf dem Tablett 32 oder dergleichen transportiert werden, das auf den Tisch 34 gestellt wird. Die Zusammensetzung enthält, wie Fachleuten wohlbekannt ist, ein "organisches Medium" oder "Vehikel". Unter der Steuerung des elektrischen Steuerungs-Netzwerks 66 auf Zeitgeber-Basis werden die Ventile 56 und 60 alternierend in solcher Weise geschlossen und geöffnet, daß der Druck des Fluids im Inneren der Kammer 14 variiert. Ein Arbeits-Cyclus der Druckänderungen des Fluids im Inneren der Kammer 14 ist in der Figur 2 anschaulich dargestellt.
Wie aus Figur 2 hervorgeht, in der der Anfangsdruck in der Kammer 14 durch den Wert P&sub1; (der vorzugsweise gleich dem Atmosphärendruck ist) bezeichnet wird, wird der Kammer-Druck auf den Wert P&sub2; erniedrigt. Der Druck P&sub2; ist niedriger als der Druck P&sub1;. Der Druck P&sub2; ist vorzugsweise kleiner als 40 Torr und mehr bevorzugt kleiner als 15 Torr, gemessen durch das Manometer 72. Der Druck P&sub1; wird in der Kammer für die Dauer einer ersten Zeitspanne T&sub1; aufrechterhalten, die im Bereich von 0,1 s bis 2,0 s liegt. Vorzugsweise liegt die erste Zeitspanne im Bereich von 0,2 s bis 0,6 s, und am meisten bevorzugt beträgt sie 0,4 s. Der Druck P&sub2; wird in der Kammer 14 für die Dauer einer zweiten, vorher festgelegten Zeitspanne T&sub2; aufrechterhalten. Die Zeitspanne T&sub2; liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 s bis 10 s, mehr bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 s, und am meisten bevorzugt beträgt sie 2 s. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Druck-Zeit- Wellenform der Figur 2 zwar einer quadratischen Wellenform nahekommt, daß jedoch andere Wellenformen eingesetzt werden können, so lange die minimalen und maximalen Drücke für die angegebenen Zeitspannen erreicht werden. Es ist ebenfalls darauf hinzuweisen, daß die Übergangszeiten zwischen den Drücken abrupt sein müssen, um den gewünschten Effekt zu erzielen.
Die Druckänderungen werden für eine vorher festgelegte Zahl von Cyclen wiederholt, wie besprochen wird. Die Druckänderungen des Fluids in der Kammer 14 erlauben den Nachweis der eingeschlossenen Gasblasen in der Dickfilm-Beschichtung der Vorrichtung 30. Während des Vakuum-Teils (T&sub2;) des Cyclus dehnt sich eine eingeschlossene Gasblase aus, während sie sich während des Umgebungsdruck-Teils (T&sub1;) des Cyclus abrupt zusammenzieht. Dies bewirkt, daß die Blase volumetrisch in einer Weise pulsiert, die mit Hilfe des Beobachtungsmittels 40 nachweisbar ist. Die sich wiederholenden Druckänderungen in dem Fluid in der Kammer 14 bewirken, daß ein sehr deutlicher Umriß der eingeschlossenen Gasblasen sich ausbildet, die durch das Mittel 40 beobachtbar werden. Man nimmt an, daß einer der hauptsächlichen Gründe dafür, daß die Gasblasen sich während der Druckänderungen so deutlich abzeichnen, die Tatsache ist, daß die Änderungen zu lokalen Bedingungen einer höheren Scherrate in der Beschichtung führen, was wiederum die Viskosität der pseudoplastischen Beschichtung in der unmittelbaren Nachbarschaft jeder der eingeschlossenen Gasblasen erniedrigt. Die Anzahl der Cyclen, die notwendig sind, bevor die Gasblasen sichtbar werden, kann variieren, was hauptsächlich von ihrer Position innerhalb der Beschichtung, von ihrer Größe und von den theologischen Kenndaten der zusammensetzung abhängt. Im allgemeinen liegt jedoch die Zahl der Cyclen zwischen 1 und 20 Cyclen.
Die Druckänderungen in der Kammer 14 können auch dazu benutzt werden, um die Blasen dazu zu bringen, daß sie ganz oder teilweise beginnen aufzubrechen, zusammenzufließen oder ihre Position in der Vorrichtung zu verändern. Das gleiche Phänomen, die lokale Erniedrigung der Viskosität, ermöglicht den Blasen, sich zu der Oberfläche des Überzugs zu bewegen und schließlich zu bersten und zu verschwinden. Wenn die Vorrichtung 10 zum Zwecke der Beseitigung oder Verringerung der eingeschlossenen Gasblasen verwendet wird, kann der durchsichtige Teil 20 des Gefäßes 12 gewünschtenfalls fortgelassen werden. Zur Beseitigung oder Verringerung der eingeschlossenen Gasblasen sollte die Zahl der Cyclen zwischen 10 und 500 Cyclen, mehr bevorzugt im Bereich von 30 bis 100 Cyclen, liegen. Es ist ausdrücklich anzumerken, daß in jedem Fall, in dem ein Lösungsmittel verwendet wird, um das Fluid in der Kammer gemäß der vorliegenden Erfindung zu sättigen, das Lösungsmittel mit der flüssigen Komponente (z.B. dem "organischen Medium" oder "Vehikel") der Dickfilm-Zusammensetzung verträglich sein sollte. Naturgemäß hängt die genaue Zahl der Cyclen wiederum von der Position, der Größe und dem rheologischen Verhalten der Dickfilm-Zusammensetzung ab.
Gewünschtenfalls kann es zur Verzögerung der Verdampfung der Zusammensetzung während des gerade beschriebenen Pulsierens wünschenswert sein, die Umgebung innerhalb der Kammer 14 mit einem Lösungsmittel mit einem relativ hohen Siedepunkt im Bereich von 120º C bis 350º C zu sättigen. Geeignet für eine Verwendung als derartiges Lösungsmittel ist β-Terpineol. Es ist festzuhalten, daß das gewählte spezielle Lösungsmittel mit dem in der Zusammensetzung gewählten Vehikel verträglich ist. Unter "verträglich" ist zu verstehen, daß das ausgewählte Lösungsmittel wenigstens eine begrenzte Mischbarkeit mit dem Vehikel aufweist. Je höher die Mischbarkeit ist, desto besser verträglich ist das Lösungsmittel. Das Lösungsmittel wird in der Kammer 14 unter Verwendung des Bechers 36 angeordnet, der dadurch ein Mittel zur Sättigung des Fluids in der Kammer 14 mit dem Lösungsmittel bereitstellt.
Als eine Alternative zur weiteren Verstärkung der Beseitigung der eingeschlossenen Gasblasen gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Fluid in der Kammer unter Verwendung des durch den Becher 36 definierten Sättigungsmittels mit einem Lösungsmittel mit einem relativ niedrigen Siedepunkt gesättigt. Vorzugsweise ist der Siedepunkt dieses Lösungsmittels niedriger als 120º C, und mehr bevorzugt ist er niedriger als 100º C.
Geeignet für eine Verwendung als ein solches niedrigsiedendes Lösungsmittel sind 1,1,1-Trichlorethan ("Chlorothene"), Aceton, Toluol, Methylethylketon, Methanol, Heptan, Ethylether etc.. Das bevorzugte Lösungsmittel ist 1,1,1-Trichlorethan ("Chlorothene") wegen seiner hohen Wirksamkeit und seiner Nichtentflammbarkeit. Unter "Wirksamkeit" wird verstanden, daß man gefunden hat, daß dieses Lösungsmittel die niedrigste Zahl von Cyclen zur Entfernung von Blasen benötigt. Wenn das niedrigsiedende Lösungsmittel eingesetzt wird, ist die Zahl der benötigten Cyclen beträchtlich kleiner als dann, wenn kein Lösungsmittel (oder wenn das hochsiedende Lösungsmittel) anwesend ist. Wenn das niedrigsiedende Lösungsmittel eingesetzt wird, wird die Zahl der zur Beseitigung von Gasblasen benötigten Cyclen beträchtlich erniedrigt. Es ist anzumerken, daß dann, wenn das niedrigsiedende Lösungsmittel eingesetzt wird, die Vorrichtungen der Einwirkung der gesättigten Atmosphäre für die Dauer der kürzesten wirksamen Zeit ausgesetzt werden sollten, um ein Laufen zu verhindern, da das niedrigsiedende Lösungsmittel dazu neigt, die Viskosität der Beschichtung zu erniedrigen, was zu einem Laufen der Beschichtung führt. Wenn das niedrigsiedende Lösungsmittel eingesetzt wird, wird naturgemäß das hochsiedende Lösungsmittel nicht verwendet.
In der Ausführungsform der Erfindung, die in der Zeichnung dargestellt ist, ist das zur Sättigung des Fluids in der Kammer 14 verwendete Mittel der Becher 36 (mit oder ohne Anwesenheit des Schaumstoffelements), und das gewählte Lösungsmittel wird in diesem angeordnet. Andere geeignete Einrichtungen können zur Sättigung des Fluids der Kammer verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform wird beispielsweise das Bauteil der pulsierenden Wirkung ausgesetzt, bis die meisten Blasen zu der Oberfläche wandern, und das niedrigsiedende Lösungsmittel wird dann in die Kammer eingeführt, um die Viskosität der Beschichtung in der Nachbarschaft der Oberfläche zu erniedrigen, um die Blasen zum Bersten zu bringen. Noch weiterhin kann die Quelle 55 mit dem gewünschten Lösungsmittel gesättigt werden, wodurch die Notwendigkeit für die Lösungsmittel-Versorgung in der Kammer entfällt. Alternativ können mehr als eine Zweigleitung 54 und mehr als ein Ventil 56 parallel zueinander angeordnet werden, die jeweils mit Luft (oder einem anderen Gas), die(das) mit dem gewünschten Lösungsmittel gesättigt ist, verbunden sind.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach der Durchführung der Cyclen das Teil mit der darauf befindlichen Beschichtung der Dickfilm-Zusammensetzung in eine Kammer des Gefäßes (entweder desselben oder eines anderen Gefäßes, entweder mit dem oder ohne das Beobachtungsmittel) gebracht, und das Fluid in dieser Kammer wird mit dem oben erörterten, relativ hochsiedenden Lösungsmittel gesättigt. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung bleibt das Teil in der Umgebung in der Kammer für die Dauer einer solchen Zeitspanne, die ausreicht, um zu ermöglichen, daß die darin befindlichen Gasblasen mittels Diffusion durch die Beschichtung hindurch und aus dieser heraus beseitigt werden. Diese Zeitspanne liegt in einer Größenordnung von wenigen Sekunden bis zu wenigen Stunden. Naturgemäß hängt diese Zeitspanne von der Größe und der Position der Blasen sowie von der Zusammensetzung der Beschichtung ab. Die Anwesenheit des hochsiedenden Lösungsmittels verzögert die Verdampfung der Beschichtung und erlaubt damit die leichtere Diffusion der eigeschlossenen Gasblasen durch die Beschichtung hindurch und aus dieser heraus. Es ist ausdrücklich anzumerken, daß diese Ausführungsform der Erfindung unabhängig von oder alternativ zu der Ausführungsform verwendet werden kann, bei der die Cyclen in Anwesenheit des niedrigsiedenden Lösungsmittels durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Teil, nach dem Durchführen des Cyclen in einem Gefäß ohne das niedrigsiedende Lösungsmittel, wie oben diskutiert wurde (mit oder ohne das hochsiedende Lösungsmittel, um die Verdampfung zu minimieren), einfach eine Zeitspanne, die ausreicht, um die Diffusion der Blasen zu der Oberfläche zu ermöglichen, in die Umgebung mit dem hochsiedenden Lösungsmittel gebracht werden. Alternativ kann das Teil, als weiterer Schritt, in die Umgebung mit dem hochsiedenden Lösungsmittel gebracht werden, nachdem das Teil den Cyclen in der Umgebung mit dem darin befindlichen niedrigsiedenden Lösungsmittel ausgesetzt wurde.
Fachleute, die sich der Vorteile der Lehre der vorliegenden Erfindung bedienen, können diese mit zahlreichen Modifikationen ausstatten. Beispielsweise liegt es im Konzept der vorliegenden Erfindung, daß jedwede andere Vorrichtung, optisch oder sonstig, zur Überwachung der Pulsationen in den Überzügen der Vorrichtungen 30 eingesetzt werden kann, die in der Kammer 12 angeordnet und in der diskutierten Weise hergestellt worden sind. Es ist auch zu bedenken, daß die Mittel zum Variieren des Drucks in dem Gefäß 12 anders konfiguriert sein können. In ähnlicher Weise kann die Anordnung, mittels derer die Atmosphäre der Kammer mit dem besonderen Lösungsmittel gesättigt wird, sich von der offenbarten unterscheiden. Darüber hinaus können auch die Zeitspannen, Drücke und Lösungsmittel variiert werden. Diese und andere Modifikationen sind als in den Rahmen des Umfangs der vorliegenden Erfindung fallend zu betrachten, wie sie durch die vorliegenden Ansprüche definiert wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Nachweis der Anwesenheit von eingeschlossenem Gas in einer auf einem Bauteil angeordneten Dickfilm-Beschichtungs-Zusammensetzung, umfassend

ein Gefäß (12) mit einer Kammer (14), deren Größe so bemessen ist, daß sie ein Bauteil mit einer darauf aufgebrachten Dickfilm-Zusammensetzung aufzunehmen vermag, wobei sich in der Kammer (14) ein Fluid befindet, das zu Anfang unter dem Umgebungsdruck steht;

Beobachtungsmittel (40) zum Betrachten des Bauteils in der Kammer (14); und

Mittel zum Variieren des Druckes (50) des Fluids in der Kammer (14) für die Dauer einer vorher festgelegten Zahl von Cyclen zwischen dem Anfangs-Druck und einem zweiten Druck, der kleiner ist als der Anfangs-Druck, um zu bewirken, daß jedes möglicherweise in der Dickfilm- Zusammensetzung eingeschlossene Gas in einer Weise pulsiert, die durch die Beobachtungsmittel (40) beobachtbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, worin

jeder Cyclus eine erste, vorher festgelegte Zeitspanne, während der der Druck des Fluids in der Kammer (14) den Wert des Anfangs-Drucks hat, und darauf folgend eine zweite, vorher festgelegte Zeitspanne umfaßt, während der der Druck des Fluids in der Kammer (14) den Wert des zweiten Druckes hat,

wobei die erste Zeitspanne im Bereich von 0,1 bis 2 s liegt und die zweite Zeitspanne im Bereich von 0,5 bis 10 s liegt, und

wobei der Anfangs-Druck des Fluids in der Kammer (14) der Atmosphären-Druck ist und der zweite Druck kleiner als 40 Torr ist (1 Torr = 133,32 Pa).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Zeitspanne im Bereich von 0,2 bis 0,6 s liegt, die zweite Zeitspanne im Bereich von 1 bis 3 s liegt und der zweite Druck des Fluids in der Kammer (14) kleiner als 15 Torr ist.

4. Verfahren zum Nachweis der Anwesenheit von eingeschlossenem Gas in einer auf einem Bauteil angeordneten Dickfilm-Beschichtungs-Zusammensetzung, umfassend die Schritte

a) des Plazierens eines Bauteils mit einer darauf aufgebrachten Dickfilm-Zusammensetzung in eine Kammer (14) im Inneren eines Gefäßes (12), wobei sich in der Kammer (14) ein Fluid befindet, das zu Anfang unter dem Umgebungsdruck steht;

b) des Variierens des Druckes des Fluids in der Kammer (14) für die Dauer einer vorher festgelegten Zahl von Cyclen zwischen dem Anfangs-Druck und einem zweiten Druck, der kleiner ist als der Anfangs- Druck, um zu bewirken, daß jedes möglicherweise in der Dickfilm-Zusammensetzung eingeschlossene Gas pulsiert; und

c) des Betrachtens des Bauteils, um die Pulsationen der eingeschlossenen Gasblase zu beobachten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin

wobei der Anfangs-Druck des Fluids in der Kammer der Atmosphären-Druck ist und der zweite Druck kleiner als 40 Torr ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die erste Zeitspanne im Bereich von 0,2 bis 0,6 s liegt, die zweite Zeitspanne im Bereich von 1 bis 3 s liegt und der zweite Druck des Fluids in der Kammer kleiner als 15 Torr ist.

7. Vorrichtung zum Entfernen von eingeschlossenem Gas in einer auf einem Bauteil angeordneten Dickfilm-Beschichtungs-Zusammensetzung, umfassend

Mittel zum Variieren des Druckes (50) des Fluids in der Kammer (14) für die Dauer einer vorher festgelegten Zahl von Cyclen zwischen dem Anfangs-Druck und einem zweiten Druck, der kleiner ist als der Anfangs-Druck, um zu bewirken, daß möglicherweise in der Dickfilm-Zusammensetzung eingeschlossene Gasblasen platzen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, worin

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die erste Zeitspanne im Bereich von 0,2 bis 0,6 s liegt, die zweite Zeitspanne im Bereich von 1 bis 3 s liegt und der zweite Druck des Fluids in der Kammer kleiner als 15 Torr ist.

10. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, umfassend ein Mittel zur Sättigung des Fluids in der Kammer (14) mit einem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt im Bereich von 120º C bis 350º C.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, worin das Lösungsmittel β-Terpineol ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin umfassend

Mittel zur Sättigung des Fluids in der Kammer (14) mit einem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt unterhalb von 120º C.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, worin

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die erste Zeitspanne im Bereich von 0,2 bis 0,6 s liegt, die zweite Zeitspanne im Bereich von 1 bis 3 s liegt und der zweite Druck des Fluids in der Kammer kleiner als 15 Torr ist.

15. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, worin das Lösungsmittel 1,1,1-Trichlorethan ist.

16. Verfahren zum Entfernen von eingeschlossenem Gas in einer auf einem Bauteil angeordneten Dickfilm-Beschichtungs-Zusammensetzung, umfassend die Schritte

a) des Einbringens eines Bauteils mit einer darauf aufgebrachten Dickfilm-Zusammensetzung in eine Kammer (14), in der sich ein Fluid befindet, das zu Anfang unter dem Umgebungsdruck steht;

b) des Variierens des Druckes des Fluids in der Kammer (14) für die Dauer einer vorher festgelegten Zahl von Cyclen zwischen dem Anfangs-Druck und einem zweiten Druck, der kleiner ist als der Anfangs- Druck, um zu bewirken, daß möglicherweise in der Dickfilm-Zusammensetzung eingeschlossene Gasblasen platzen.

17. Verfahren nach Anspruch 16, worin

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die erste Zeitspanne im Bereich von 0,2 bis 0,6 s liegt, die zweite Zeitspanne im Bereich von 1 bis 3 s liegt und der zweite Druck des Fluids in der Kammer kleiner als 15 Torr ist.

19. Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend

c) simultan mit Schritt b) das Sättigen des Fluids in der Kammer (14) mit einem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt unterhalb von 120º C.

20. Verfahren nach Anspruch 19, worin

wobei der Anfangs-Druck des Fluids in der Kammer (14) der Atmosphären-Druck ist und der zweite Druck kleiner als 40 Torr ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die erste Zeitspanne im Bereich von 0,2 bis 0,6 s liegt, die zweite Zeitspanne im Bereich von 1 bis 3 s liegt und der zweite Druck des Fluids in der Kammer kleiner als 15 Torr ist.

22. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 19 bis 21, worin das Lösungsmittel 1,1,1-Trichlorethan ist.

23. Verfahren nach Anspruch 19, weiterhin umfassend den Schritt

d) des Plazierens - nach dem Schritt c) - eines Bauteils in eine Kammer (14) im Inneren eines Gefäßes (12), wobei die Kammer mit einem Lösungsmittel gesättigt ist, das einen Siedepunkt im Bereich von 120º C bis 350º C hat; und

e) das Entfernen des Bauteils aus der Kammer (14) nach einer vorher festgelegten Zeitspanne, um zu ermöglichen, daß das in der Zusammensetzung verbleibende Gas zur Oberfläche wandert.

24. Verfahren nach Anspruch 16, weiterhin umfassend den Schritt

c) des Plazierens - nach dem Schritt b) - eines Bauteils in eine Kammer (14) im Inneren eines Gefäßes (12), wobei die Kammer mit einem Lösungsmittel gesättigt ist, das einen Siedepunkt im Bereich von 120º C bis 350º C hat; und

d) das Entfernen des Bauteils aus der Kammer (14) nach einer vorher festgelegten Zeitspanne, um zu ermöglichen, daß das in der Zusammensetzung verbleibende Gas zur Oberfläche wandert.

25. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 18, weiterhin umfassend

c) simultan mit Schritt b) das Sättigen des Fluids in der Kammer (14) mit einem Lösungsmittel mit einem Siedepunkt im Bereich von 120º C bis 350º C.

26. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 bis 25, worin das Lösungsmittel β-Terpineol ist.