DE4100392A1 - Verfahren zur trocknung von dickschichtpasten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Lö­ sungsmittel enthaltenden Dickschichtpasten auf Stahlhybrid- Leiterplatten für elektronische Schaltungen.

Es ist bekannt, Dickschichtpasten auf Stahlhybrid-Leiter­ platten zur Herstellung von elektronischen SMD-Schaltungen aufzutragen. Üblicherweise geschieht dies, indem Lösungs­ mittel enthaltende Dickschichtpasten auf die Leiterplatten aufgedruckt werden, beispielsweise in einem Siebdruck-Ver­ fahren. Vor dem Einbrennen dieser Dickschichtpasten in einem üblichen Brennofen ist es erforderlich, die Dick­ schichtpasten in einem üblichen Trocken-Ofen vorzutrock­ nen, um die Lösungsmittel zu verdampfen.

Bisher wurde dazu die gewünschte Aufheizung der mit der Dickschichtpaste versehenen Leiterplatte mit Infrarot- oder ähnlichen Wärmestrahlern, die auf die bedruckte Seite gerichtet sind, durchgeführt. Nachteiligerweise führt die­ ser von oben her durchgeführte Erwärmungsprozeß zu einer unerwünschten schnellen Trocknung an der Oberfläche der Pa­ sten, so daß eine Art Haut gebildet wird, die im weiteren den Austritt von Lösungsmittel-Gasblasen aus dem inneren der Pasten heraus behindert. Nachteiligerweise bilden sich dann entweder unerwünschte Hohlräume in der Paste, oder kleinere Gasblasen können sich zu größeren zuammen­ schließen und bei ihrem Austritt durch die bereits ge­ trocknete Oberfläche der Dickschichtpaste unerwünschte Risse und Krater bilden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auf einfa­ che Weise vor dem eigentlichen Einbrennvorgang eine Trock­ nung der Dickschichtpasten, also eine Verdampfung der in ihnen enthaltenen Lösungsmittel, zu ermöglichen, ohne daß Hohlräume oder Risse in den Dickschichtpasten auftreten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Trock­ nung von Lösungsmittel enthaltenen Dickschichtpasten auf Stahlhybrid-Leiterplatten mit den Merkmalen des kennzeich­ nenden Teiles des Patentanspruches 1.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß zur Trocknung aufgetragener Dick­ schichtpasten die Stahlhybrid-Leiterplatten einem Hochfre­ quenz(HF)-Wechselfeld ausgesetzt werden. Dieses HF-Wechsel­ feld induziert in den Stahlhybrid-Leiterplatten eine Span­ nung, die zu einem Kurzschlußstrom innerhalb der Platte führt, wodurch sich die Platte erhitzt, wobei die Lösungsmittel in der Paste gleichmäßig verdampfen, ohne daß Poren bzw. Risse gebildet werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Frequenz von etwa 10 kHz erwiesen, wo­ bei auch auf einfache Weise durch Variation der Amplitude des HF-Wechselfeldes ein gewünschter Erwärmungsgrad der Stahlhybrid-Leiterplatte bis auf eine Temperatur von etwa 150°C erzielt werden kann. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, daß diese Temperatur für die Vortrocknung be­ sonders geeignet ist.

Zur Verdeutlichung wird das erfindungsgemäße Verfahren an­ hand einer Zeichnung kurz beschrieben und erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine beispielhafte Anordnung zur Anwendung des er­ findungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 eine weitere Anordnung zur Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist eine Stahlhybrid-Leiterplatte 10 abgebil­ det, auf der bereits eine Beschichtung 12 einer Lösungsmit­ tel enthaltenden Dickschicht-Paste aufgetragen ist. Vor dem Einbrennen der Beschichtung 12 wird erfindungsgemäß die Leiterplatte 10 in ein Hochfrequenz-Wechselfeld, des­ sen Magnetfeld-Linien hier mit 16 bezeichnet sind, ge­ bracht. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann dieses Hochfre­ quenz-Wechselfeld beispielsweise von einer Spule 14 in üb­ licher Weise durch Anlegen einer Wechselspannung U erzeugt werden.

Das Hochfrequenz-Wechselfeld, dessen Magnetfeld-Linien 16 die Stahlhybrid-Leiterplatte 10 durchsetzen, führt zur Bil­ dung von Wirbelströmen in der Leiterplatte 10 und heizt diese quasi von innen heraus auf eine gewünschte Tempera­ tur auf.

In Fig. 2 ist eine weitere Anordnung zur Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Trocknung der Beschichtun­ gen 12 auf einer Stahlhybrid-Leiterplatte 10 dargestellt. Hier ist die Spule 14 auf einem Joch 18 angeordnet und die Leiterplatte 10 wird in einem nicht näher bezeichneten Luftspalt des Joches 18 zwischen einem dort gebildeten obe­ ren Polschuh 20 und einem unteren Polschuh 22 eingebracht. Nach Anlegen einer Hochfrequenz-Wechselspannung U an die Spule 14 wird zwischen den Polschuhen 20, 22 ein Hochfre­ quenz-Wechselfeld ausgebildet, wiederum hier veranschau­ licht durch die Magnetfeld-Linien 16, das zu der schon ge­ schilderten Wirbelstrombildung in der Stahlhybrid-Leiter­ platte 10 und damit zu deren Erwärmung führt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen zur Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind beispiel­ haft. Ohne Einschränkung des Erfindungsgedankens sind auch andere Anordnungen denkbar, sofern nur die beschichtete Stahlhybrid-Leiterplatte 10 zum Trocknen der Dickschichtpa­ sten einem Hochfrequenz-Wechselfeld ausgesetzt wird. Denkbar sind daher Anordnungen von Spulen 14 (ähnlich der in Fig. 1) oberhalb oder seitlich der Stahlhybrid- Leiterplatte 10.

Auf einfache Weise ist durch Variation der Amplitude der an die Spule 14 angelegten Wechselspannung U eine Varia­ tion der Amplitude des auf die Leiterplatte 10 wirkenden Wechselfeldes möglich, so daß auf einfache Weise der ge­ wünschte Erwärmungsgrad der Leiterplatte 10 einstellbar ist.

Aufgrund ihrer Einfachheit und Effizienz eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Integration in automatisier­ te Prozesse für beschriebene Stahlhybrid-Leiterplatten und kann ggf. auf einfache Weise in einem Eingangsbereich eines üblichen Einbrenn-Ofens durchgeführt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Trocknung von Lösungsmittel enthaltenden Dickschichtpasten (12) auf Stahlhybrid-Leiterplatten (10) für elektronische Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatten (10), nachdem die Dickschichtpasten (12) aufgetragen sind, vor einem Einbrenn-Vorgang in einem Brennofen einem Hochfrequenz (HF)-Wechselfeld (16) ausgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das HF-Wechselfeld (16) mit einer Frequenz von etwa 10 kHz betrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch Veränderung der Amplitude des HF-Wechselfeldes (16) die Leiterplatten (10) auf eine Temperatur von etwa 150°C aufgeheizt werden.