WO2019029940A1 - Flachbaugruppe, verfahren zu deren herstellung und verwendung - Google Patents

Flachbaugruppe, verfahren zu deren herstellung und verwendung Download PDF

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WO2019029940A1
WO2019029940A1 PCT/EP2018/068891 EP2018068891W WO2019029940A1 WO 2019029940 A1 WO2019029940 A1 WO 2019029940A1 EP 2018068891 W EP2018068891 W EP 2018068891W WO 2019029940 A1 WO2019029940 A1 WO 2019029940A1
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WO
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circuit board
printed circuit
protective layer
coating
component
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/068891
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefanie Wellmann
Johannes Ruchel
Stefanie Berchtold
Markus Ursprung
Daniel KOLLMER
Original Assignee
Endress+Hauser Flowtec Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Endress+Hauser Flowtec Ag filed Critical Endress+Hauser Flowtec Ag
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/285—Permanent coating compositions
    • H05K3/287—Photosensitive compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09818—Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09872—Insulating conformal coating

Definitions

  • the present invention relates to a Fiachbauré according to the preamble of claim 1, and a method for its preparation and use
  • Printed circuit boards for use in process measuring instruments require a special coating for certain applications.
  • Circuit carrier which is to be avoided in principle.
  • UV dual-curing protective coating systems are already known from other fields of application. These cure under UV irradiation and with moisture development and / or heat to a solid coating protective layer. When applied to printed circuit boards, however, the shadow curing is particularly in the aforementioned
  • Moisture hardening for example under IC components, components with switch areas or covered elements is a challenge.
  • PCBs provides better protection in undercuts.
  • the printed circuit board according to the invention comprises at least one circuit carrier and one or more discrete electronic and / or electromechanical components which are arranged on or on the circuit carrier, wherein the printed circuit board is provided with a coating protective layer, which is preferably and advantageously on a UV-curing protective coating system. hardening A / B protective coating system, is coated.
  • the detection of the UV-curable A / B protective coating system can be detected analytically by the presence of photoinitiators and / or characteristic functional groups.
  • the said A / B protective coating system may preferably not be exclusively a paint system, a potting system and / or a hybrid system.
  • UV-curable A / B protective coating systems in the context of the present invention are protective coating systems in which curing by UV radiation is initiated. Preference can be given to further hardening on the basis of a subsequent reaction, in particular a polyaddition. Thus, the complete curing does not have to be done exclusively by the UV irradiation, but by a combination of several successive or sometimes simultaneously occurring reactions.
  • shadow areas e.g. Undercut and / or coverage areas between the components and the circuit carrier, the
  • Coating protective layer having a Shore hardness of at least 1 Shore A, preferably of at least 5 Schore A over the entire layer thickness, so that these otherwise difficult to reach areas are well protected against mechanical, electrical and chemical damage.
  • the printed circuit board is advantageously produced by application of the UV-curing A / B
  • Protective coating system which can be applied as a mixture to the assembled circuit carrier, wherein the mixture comprises at least a first compound which under the influence of UV light or ozone performs a chemical reaction, and with at least one second compound which is polymerizable by polyaddition.
  • the first compound is a photoinitiator, preferably a
  • radical photoinitiator especially an aromatic radical photoinitiator.
  • the second compound is a monomer, dimer, trimer, oligomer and / or prepolymer to form a polyurethane, a polyester and / or more preferably a poly (urethane acrylate) copolymer.
  • an epoxy resin can be used as the second compound of the protective coating system.
  • the protective coating system and / or the coating protective layer are
  • the material of the coating protective layer may have a hardness (Shore A according to DIN 53505) of at least 1 Shore A, preferably 5 Shore, on all coated regions of the assembled circuit carrier.
  • the advantages achieved are characterized by increased temperature cycle resistance, as well as by reduced mechanical stress for the individual components.
  • Coating protective layer may be formed.
  • the coating protective layer can also, and for use in the electronics sector, particularly advantageously a flame retardant, preferably a phosphor-based
  • the material of the coating protective layer may be soluble in water
  • the hardened coating protective layer can not be dissolved by atmospheric moisture but by DMSO and repaired if necessary.
  • the material of the coating protective layer may advantageously have amide groups, ester groups, urethane groups and aromatic groups.
  • the coating protective layer may advantageously be formed bubble-free, whereby the mechanical, electrical and chemical stability of the coating protective layer is additionally increased.
  • the UV-curing A / B protective coating system may have a viscosity of less than 120 mPa.s, in particular when applied to the assembled circuit carrier and during subsequent contact.
  • all electronic and / or electromechanical components and all connection points of the electronic and / or electromechanical components can be covered on the circuit carrier with the coating protective layer, wherein the layer thickness of the coating protective layer at all points of
  • Coating protective layer at least 20 ⁇ , preferably at least 200 ⁇ , more preferably at least 300 ⁇ is.
  • the protective coating system and the coating protective layer may advantageously be free of silicone compounds. Silane compounds, however, can be optionally provided.
  • a method according to the invention for producing a printed circuit board according to the invention comprises the following steps:
  • the order can be advantageous by a full-surface and / or selective
  • Protective printed circuit board complies with UL746 C / E, min. UL 94-V1 or better, DIN / ISO / IEC 61010-1 and DIN / ISO / IEC 60664-3 (all as of 2017).
  • Fig. 1 is a schematic representation of a printed circuit board with a
  • Fig. 1 shows a printed circuit board 1 with a circuit substrate 2 in the form of a
  • the circuit carrier is a foil or a flex-print element.
  • Typical components of the aforementioned type are resistors, coils, arithmetic units, transducers, e.g. DC-DC converters, as well as data storage, multiplexers and the like.
  • Coating protective layer 4 is arranged. This serves to protect the components from environmental influences both mechanically, electrically and chemically and biologically.
  • FIG. 1 shows schematically some of the requirements which the
  • Coating protective layer 4 must meet, these requirements u.a. in the
  • Standard series DIN / ISO / IEC 60079-xx (version 201 7), in particular in Ex-i (DIN / ISO / IEC 60079-1 1) and in the standards UL746 C / E, min. UL 94-V1 or better, DIN / ISO / IEC 6101 0-1 and DIN / ISO / IEC 60664-3 (all Stand 201 7) are described.
  • Circuit carrier 2 from.
  • edge tear can be a Infiltrating the coating protective layer 4, for example, come through air humidity, so that the components 3 are at risk.
  • Circuit board 2 distributed, which should remain coating-free. This is particularly advantageous in view of the trend of miniaturization in the electronics field. Another requirement is the material compatibility of the protective coating system with the components 3 and with the material of the circuit substrate 2. This is so
  • the protective coating system should have both chemical and mechanical (e.g., shrinkage) components 3 and material
  • the present printed circuit board fulfills the aforementioned requirements and moreover has further preferred properties. This is done by the order of a
  • the protective coating system has at least two components.
  • a first component serves to initiate the
  • Polymerization reaction preferably by UV primary curing. It is an organic compound which provides radicals upon UV irradiation.
  • the organic compound may be an aromatic compound.
  • This first component initiates the polymerization reaction of the second
  • An at least second component (component B) of the protective coating system is a polymerizing component or compound, which by polyaddition, esp.
  • component A hardens.
  • These may be monomer units, dimer units and / or trimer units, but also oligomer units and / or prepolymer units.
  • polymerizing components combine to form the finished polymer compound, alternatively to UV primary curing.
  • the polymer compound may be a polyurethane, a polyester and / or more preferably a poly (urethane acrylate) copolymer.
  • the second component may alternatively be an epoxy resin.
  • Coating protection layer is that unlike in the polycondensation no adverse cleavage products are deposited, which attach to tracks of the circuit substrate.
  • the protective coating system and the cured coating protective layer are preferably silicone-free.
  • the protective coating system can advantageously be used up on the populated circuit carrier. Subsequently, a flow time of at least 30 seconds is preferably selected, so that the protective coating system can also be distributed in the region of Deutschenschnetditch on the circuit carrier.
  • the components of the protective coating system are to be adjusted such that it has a dynamic viscosity in the application of
  • the irradiation time of the protective coating system under UV irradiation should be at least 1 second, but may be less than 60 seconds, more preferably less than 30 seconds.
  • the protective coating system is a radiation-through protective coating, ie, for example, a transparent or at least translucent lacquer.
  • the protective coating system may preferably be applied to the circuit carrier provided with the components by a full-area and / or selective coating method. This method allows a uniform layer thickness of the coating protective layer even on uneven coating elements, as in the present case on populated circuit carriers.
  • the two aforementioned components, as well as other compounds, in particular flame retardants and / or reactive diluents are mixed by the order and then applied as a one-component system on the assembled printed circuit board.
  • the material is adjustable as a 2-component system with a very long pot life, which is mixed before use and then processable and applicable as 1 K system.
  • the mixed material then hardens with UV light in seconds and cures in the shadow area at room temperature, preferably at temperatures below 90 ° C, more preferably at temperatures below 60 ° C, especially at room temperature, ie less than 40 ° C. the polyaddition reaction.
  • the post cure time can be with or without UV irradiation for a period of at least 30 minutes.
  • compositions of the formulation for the aforementioned protective coating system are exemplified:
  • Example 1 a composition in% by weight
  • Example 1 b composition in% by weight
  • Example 2a composition in% by weight
  • the mixture may preferably be in the absence of moisture, e.g. Humidity take place.
  • Example 2b composition in% by weight
  • Example 3a composition in% by weight
  • Example 3b composition in% by weight
  • Example 4a composition in% by weight
  • Example 4b composition in% by weight
  • Example 5a composition in% by weight
  • Example 6a composition in% by weight
  • Example 6b composition in% by weight
  • Example 7a composition in% by weight
  • Cumene hydroperoxide 0.50 The mixture may preferably be carried out in the absence of moisture, for example air humidity.
  • Example 7b composition in% by weight
  • the mixture may preferably be in the absence of moisture, e.g. Humidity take place.
  • Example 8b composition in% by weight
  • Example 9a composition in% by weight
  • the mixture may preferably be in the absence of moisture, e.g. Humidity take place.
  • Example 9b composition in% by weight
  • Example 10a composition in% by weight
  • Example 10b composition in% by weight
  • a radiation source is preferably one or more UV LED light sources into consideration. These can be arranged as an array and used to save space in the process. Alternatively, a gas discharge lamp or the like for a UV and / or
  • Ozone-staining can be used to initiate the radical reaction.
  • higher safety requirements must be applied during production than when using UV lamps.
  • the abovementioned protective coating system and also the resulting coating protective layer is particularly preferably free from water. This is an indication that no polycondensation has taken place. Traces of water in the context of
  • Coating protective layer also in undercutting areas a hardness (Shore A according to DIN 53505) of 1 Shore A, but in particular at least 5 Shore A, on. Accordingly, the irradiation time, the ratio of the first to the second compound and optional additives for curing should be set.
  • the determination can be carried out according to a measuring device according to DIN ISO 7619, ASTM D2240, ISO 7619 and ISO 868.
  • the hardness of the material is at least 1 Shore A over the entire layer thickness. Thus, there are no soft lower coating areas resting on the circuit carrier which are still flowable. Rather, the coating protective layer is preferably completely through-hardened even in these so-called shadow areas.
  • the material of the cured coating protective layer is poorly soluble, especially in water. In a salt spray test for the simulation of seawater resists the
  • the material of the cured coating protective layer may be in DMSO
  • the material of the cured coating protective layer may preferably have amide groups, ester groups, urethane groups and aromatic groups. Several of these functional groups may be provided in the molecular structure of a single compound. Alternatively, each of the functional groups may each be present by a single compound or component in the material.
  • the material of the cured coating protective layer may have a tensile strength of more than 4 MPa under standard conditions. The determination can be made by means of the
  • the coating protective layer is preferably bubble-free. This can i.a. by the
  • the application thickness of the protective coating system taking into account
  • Shrinkage effects should be adjusted so that all electronic and / or
  • Coating protective layer covered wherein the layer thickness of the coating protective layer at all points of the coating protective layer at least 20 ⁇ , preferably at least 200 ⁇ , preferably at least 300 ⁇ amounts.
  • the layer thickness can be determined, for example, by a 3D microscope (for example from Leica).
  • the printed circuit board advantageously has an approval according to IEC 60079-1 1, IEC 60664-3 and IEC 61 010-1 (current version as of June 2017).

Abstract

Eine Flachbaugruppe (1) umfassend zumindest einen Schaltungsträger (2) und eines oder mehrere diskrete elektronische und/oder elektromechanische Bauelemente (3), welche an oder auf dem Schaltungsträger (2) angeordnet sind, wobei die Flachbaugruppe eine Beschichtungsschutzschicht (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsschutzschicht (4) auf einem UV-härtenden Schutzbeschichtungs-System beruht und in Schattenbereichen zwischen den Bauelementen (3) und dem Schaltungsträger (2) eine Shorehärte von zumindest 1 Shore A über die gesamte Schichtdicke aufweist; sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Verwendung.

Description

Flachbaugruppe, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fiachbaugruppe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine Verwendung
Flachbaugruppen zum Einsatz in Messgeräten der Prozessmesstechnik benötigen für bestimmte Einsatzbereiche eine spezielle Beschichtung.
Nachteilig an den bisherigen Beschichtungssystemen war dass die Beschichtung teilweise nicht in Hinterschneidungsbereiche auf dem bestückten Schaltungsträger eindringen konnte. Dadurch gab es vereinzelt Luftbereiche zwischen der Beschichtung und dem
Schaltungsträger, welche es grundsätzlich zu vermeiden gilt.
Weiterhin ist ein Problem bisheriger Systeme, dass beim Aushärten, dass beim Reagieren nachteilige Spaltprodukte wie z.B.: CO2 oder H20 entstehen können.
UV-dual härtende Schutzbeschichtungs-Systeme sind aus anderen Anwendungsbereichen bereits bekannt. Diese härten unter UV-Bestrahlung und unter Feuchteentwicklung und/oder bei Wärme zu einer festen Beschichtungsschutzschicht aus. Bei der Anwendung auf Flachbaugruppen stellt jedoch die Schattenhärtung insbesondere bei der vorgenannten
Feuchtenachhärtung , bspw. unter IC Komponenten, Bauteilen mit Schalterbereichen oder abgedeckten Elementen eine Herausforderung dar.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik ist es somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Flachbaugruppe bereitzustellen, welche gegenüber bisherigen
Flachbaugruppen einen besseren Schutz in Hinterschneidungsbereichen bietet.
Die vorliegende Aufgabe wird durch eine Flachbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Flachbaugruppe umfasst zumindest einen Schaltungsträger und eines oder mehrere diskrete elektronische und/oder elektromechanischer Bauelemente, welche an oder auf dem Schaltungsträger angeordnet sind, wobei die Flachbaugruppe mit einer Beschichtungsschutzschicht, die auf einem UV-härtenden Schutzbeschichtungssystem, vorzugsweise und vorteilhaft auf einem UV-härtendem A/B - Schutzbeschichtungssystem, beruht, beschichtet ist.
Der Nachweis des UV- härtenden A/B Schutzbeschichtungs-Systems kann durch das Vorhandensein von Photoinitiatoren und/oder charakteristische funktionelle Gruppen analytisch nachgewiesen werden.
Das besagte A/B Schutzbeschichtungs-System kann bevorzugt jedoch nicht ausschliesslich ein Lacksystem, ein Vergusssystem und/oder ein Hybridsystem sein. UV- härtende A/B-Schutzbeschichtungs-Systeme im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Schutzbeschichtungs-Systeme in welchen eine Aushärtung durch UV-Strahlung initiiert wird. Bevorzugt kann eine weitergehende Aushärtung aufgrund einer Folgereaktion, insbesondere einer Polyaddition, erfolgen. Somit muss die komplette Aushärtung nicht ausschließlich durch die UV-Bestrahlung erfolgen, sondern durch eine Kombination mehrerer nacheinander oder teils auch zeitgleich ablaufender Reaktionen.
In Schattenbereichen, so z.B. Hinterschneidungs- und/oder Überdeckungsbereichen zwischen den Bauelementen und dem Schaltungsträger, weist die
Beschichtungsschutzschicht mit einer Shore-Härte von zumindest 1 Shore A, vorzugsweise von zumindest 5 Schore A über die gesamte Schichtdicke auf, so dass auch diese sonst schwierig erreichbaren Bereiche gut vor mechanischer, elektrischer und chemischer Schädigung geschützt sind. Durch eine„kalte Reaktion", d.h. bei üblicher Raumtemperatur, können alle Nachteile einer thermischen Nachhärtung aus dem Stand der Technik vermieden werden, wie z.B.
Viskositätseinbruch im Ofen, Undefiniertes Kriechen und/oder beschleunigte Alterung der Bauelemente. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Flachbaugruppe ist vorteilhaft hergestellt durch Auftrag des UV- härtenden A/B
Schutzbeschichtungssystems, welches als Gemisch auf den bestückten Schaltungsträger auftragbar ist, wobei das Gemisch zumindest eine erste Verbindung umfasst, welche unter Einfluss von UV-Licht oder Ozon eine chemische Reaktion ausführt, und mit zumindest einer zweiten Verbindung, welche durch Polyaddition polymerisierbar ist.
Es ist von Vorteil, wenn die erste Verbindung ein Photoinitiator, vorzugsweise ein
radikalischer Photoinitiator, insbesondere ein aromatischer radikalischer Photoinitiator, ist.
Es ist zudem von Vorteil, wenn die zweite Verbindung ein Monomer, Dimer, Trimer, Oligomer und/oder Präpolymer ist, zur Ausbildung eines Polyurethans, eines Polyesters und/oder besonders bevorzugt eines Poly-(urethanacrylat)-Copolymers. Alternativ kann als zweite Verbindung des Schutzbeschichtungs-Systems ein Epoxidharz genutzt werden.
Das Schutzbeschichtungs-System und/oder die Beschichtungsschutzschicht sind
vorzugsweise frei von Lösemitteln, insbesondere frei von Wasser.
Das Material der Beschichtungsschutzschicht kann an allen beschichteten Bereichen des bestückten Schaltungsträgers eine Härte (Shore A nach DIN 53505) von zumindest 1 Shore A, vorzugsweise 5 Shore, aufweisen. Die dadurch erreichten Vorteile zeichnen sich durch erhöhte Temperatur-Zyklenbeständigkeit aus, sowie durch reduzierten mechanischen Stress für die Einzelkomponenten.
Die Beschichtungsschutzschicht kann vorteilhaft als eine durchstrahlbare
Beschichtungsschutzschicht ausgebildet sein.
Die Beschichtungsschutzschicht kann zudem und für den Einsatz im Elektronikbereich besonders vorteilhaft ein Flammschutzmittel, vorzugsweise ein phosphorbasiertes
Flammschutzmittel, aufweisen.
Das Material der Beschichtungsschutzschicht kann eine Löslichkeit in Wasser unter
Standardbedingungen von weniger als 4 g/i, vorzugsweise weniger als 1 g/l, aufweist und eine Löslichkeit in DMSO unter Standardbedingungen von mehr als 10 g/l aufweist. Somit kann die ausgehärtete Beschichtungsschutzschicht nicht durch Luftfeuchte aber durch DMSO angelöst und ggf. repariert werden.
Das Material der Beschichtungsschutzschicht kann vorteilhaft Amidgruppen, Estergruppen, Urethan-Gruppen und aromatische Gruppen aufweisen. Die Beschichtungsschutzschicht kann vorteilhaft blasenfrei ausgebildet sein, wodurch die mechanische, elektrischer und chemische Stabilität der Beschichtungsschutzschicht zusätzlich erhöht wird.
Das UV-härtende A/B-Schutzbeschichtungs-System kann, insbesondere beim Auftrag auf den bestückten Schaltungsträger und beim anschließenden Anfließen, eine Viskosität von weniger als 120 mPa's aufweisen.
Vorteilhaft können alle elektronischen und/oder elektromechanische Bauelemente und sämtliche Anschlussstellen der elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelemente auf dem Schaltungsträger mit der Beschichtungsschutzschicht überdeckt sein, wobei die Schichtdicke der Beschichtungsschutzschicht an allen Stellen der
Beschichtungsschutzschicht zumindest 20 μιη, vorzugsweise zumindest 200 μιτι, besonders bevorzugt zumindest 300 μιη, beträgt. Das Schutzbeschichtungs-System und die Beschichtungsschutzschicht können vorteilhaft frei von Silikonverbindungen sein. Silanverbindungen können hingegen optional vorgesehen sein.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Flachbaugruppe weißt die folgenden Schritte auf:
a) Bereitstellen der ersten und der zweiten Verbindung, sowie des mit den diskreten elektronischen und/ oder elektromechanischen Bauelementen bestückten
Schaltungsträgers
b) Mischung der ersten und der zweiten Verbindung und Auftrag des Gemisches auf die mit Bauelementen bestückte Seite des Schaltungsträgers; c) Anfließen des Gemisches auf dem Schaltungsträger
d) UV-Bestrahlung mit einer Strahlungsquelle eines UV-Belichtungsgerätes oder Ozon- Bestrahlung ; und
e) Optionales Aushärten von Temperaturen von weniger als 300°C, vorzugsweise
weniger als 70°C mit oder ohne UV-Bestrahlung
Der Auftrag kann vorteilhaft durch ein vollflächiges und/oder selektives
Beschichtungsverfahren erfolgen.
Eine erfindungsgemäße Verwendung der vorgenannten Flachbaugruppe kann in
zugelassenen Geräten, welche der Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 2017), insbesondere in Ex-i-(DIN/ISO/IEC 60079-1 1 Zugelassenen Messgeräten der
Prozessmesstechnik, erfolgen. Des Weiteren erfüllt die erfindungsgemäße
schutzbeschichtete Flachbaugruppe die Normen UL746 C/E, mind. UL 94-V1 oder besser, DIN/ISO/IEC 61010-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 2017).
Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und unter Zuhilfenahme der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematische Darstellung einer Flachbaugruppe mit einer
Beschichtungsschutzschicht.
Die Fig. 1 zeigt eine Flachbaugruppe 1 mit einem Schaltungsträger 2 in Form einer
Leiterplatte. Es ist jedoch auch möglich dass der Schaltungsträger eine Folie oder ein Flex- Print-Element ist.
An oder auf dem Schaltungsträger 2 sind mehrere diskrete elektrische Bauelemente 3 angeordnet. Typische Bauelemente der vorgenannten Art sind Widerstände, Spulen, Recheneinheiten, Wandler, z.B. DC-DC-Wandler, sowie Datenspeicher, Multiplexer und dergleichen.
Auf dem Schaltungsträger 2 und auf den Bauelementen 3 ist eine
Beschichtungsschutzschicht 4 angeordnet. Diese dient dem Schutz der Bauelemente vor Umwelteinflüsse sowohl vor mechanischer, elektrischer und chemischer und biologischer Art. In Fig. 1 sind schematisch einige der Anforderungen dargestellt, welche die
Beschichtungsschutzschicht 4 erfüllen muss, wobei diese Anforderungen u.a. in der
Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 201 7), insbesondere in Ex-i-(DIN/ISO/IEC 60079- 1 1 ) und in den Normen UL746 C/E, mind. UL 94-V1 oder besser, DIN/ISO/IEC 6101 0-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 201 7) beschrieben werden.
Je nach Baugröße stehen die Bauelemente 3 in unterschiedlicher Höhe vom
Schaltungsträger 2 ab. Bei einer Reihe von Schutzbeschichtungs-Systemen kommt es nach dem Auftrag und beim Anfließen vor dem Aushärten zu einem sogenannten Kantenabriss an Ecken und Kanten von Bauelementen 3. Durch den Kantenabriss kann es zu einem Unterwandern der Beschichtungsschutzschicht 4 z.B. durch Luftfeuchte kommen, so dass die Bauelemente 3 gefährdet sind.
Eine weitere Anforderung ist die Konturgenauigkeit. Dies wir vorzugsweise durch eine UV- Primärhärtung erreicht. So ist es teilweise nicht erwünscht, dass das Schutzbeschichtungs-
System nach dem Auftrag noch weiter verfließt und sich so in Bereichen des
Schaltungsträgers 2 verteilt, welche beschichtungsfrei bleiben sollen. Dies ist besonders vorteilhaft mit Hinblick auf den Trend der Miniaturisierung im Elektronikbereich. Eine weitere Anforderung ist die Materialverträglichkeit des Schutzbeschichtungs-Systems mit den Bauelementen 3 und mit dem Material des Schaltungsträgers 2. So ist es
beispielsweise unerwünscht, dass durch Polykondensationsreaktion beim Aushärten
Wassermoleküle auf der Oberfläche der Bauelemente 3 und des Schaltungsträgers 2 abgeschieden werden. So sollte das Schutzbeschichtungs-System sowohl chemisch als auch mechanisch (z.B. bei Schrumpfung) die Bauelemente 3 und das Material des
Schaltungsträgers nicht angreifen.
Schließlich ist eine Anforderung speziell für zugelassene Geräte, welche der Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 2017), insbesondere in Ex-i-(DIN/ISO/IEC 60079-1 1 ) für zugelassenen Messgeräten der Prozessmesstechnik, als auch die Normen UL746 C/E, mind.
UL 94-V1 oder besser, DIN/ISO/IEC 6101 0-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 201 7), dass auch Hinterschnitte durch die Überdeckung des Lackes erfasst werden.
Die vorliegende Flachbaugruppe erfüllt die vorgenannten Anforderungen und weist darüber hinaus weitere bevorzugte Eigenschaften auf. Dies wird durch den Auftrag eines
Schutzbeschichtungs-Systems erreicht, welches UV-A/B aushärtend ist.
Hierfür weist das Schutzbeschichtungs-System zumindest zwei Komponenten auf.
Eine erste Komponente (Komponente A) dient dabei der Initiierung der
Polymerisationsreaktion, vorzugsweise durch eine UV-Primärhärtung. Dabei handelt es sich um eine organische Verbindung, welche bei UV-Bestrahlung Radikale bereitstellt.
Insbesondere kann es sich bei der organischen Verbindung eine aromatische Verbindung handeln. Diese erste Komponente initiiert die Polymerisationsreaktion der zweiten
Komponente des Schutzbeschichtungs-Systems welche nachfolgend näher erläutert wird:
Eine zumindest zweite Komponente (Komponente B) des Schutzbeschichtungs-Systems ist eine polymerisierende Komponente bzw. Verbindung, welche durch Polyaddition, insb.
zeitgleich mit der ersten Komponente (Komponente A), aushärtet. Hierbei kann es sich um Monomer-Einheiten, Dimer-Einheiten und oder Trimer-Einheiten handeln aber auch um Oligomer-Einheiten und/oder Prepolymer-Einheiten.
Durch Polymerisation verbinden sich diese polymerisierenden Komponenten zu der fertigen Polymerverbindung, alternativ zu der UV-Primärhärtung. Bei der Polymerverbindung kann es sich um ein Polyurethan, einen Polyester und/oder besonders bevorzugt ein Poly- (urethanacrylat)-Copolymer handeln.
Die zweite Komponente kann alternativ auch ein Epoxidharz sein.
Einige ausgesuchte Polyadditionsreaktionen sind nachfolgend dargestellt.
PoJyadditionsreaktioneti
0
H II
Urechanrtaktior. R— =C=0 + H— 0— R R-N-C-0-R
PolyharnsLof.e H2N— R— NH2
Metir jnktioneHe Hpoxide H3N— R—
Figure imgf000008_0001
Der besondere Vorteil der Polyadditions-Polymerisation beim Aushärten der
Beschichtungsschutzschicht ist, dass anders als bei der Polykondensation keine nachteiligen Spaltprodukte abgeschieden werden, welches sich auf Leiterbahnen des Schaltungsträgers anlagern.
Das Schutzbeschichtungs-System und die ausgehärtete Beschichtungsschutzschicht sind vorzugsweise silikonfrei.
Das Schutzbeschichtungs-System kann vorteilhaft auf den bestückten Schaltungsträger aufgebraucht werden. Anschließend wird vorzugsweise eine Anfließzeit von zumindest 30 Sekunden gewählt, damit das Schutzbeschichtungs-System sich auch in den Bereich von Hinterschnetdungen auf dem Schaltungsträger verteilen kann.
Für ein bevorzugtes Anfließen sind die Komponenten des Schutzbeschichtungs-System derart abzustimmen, dass es eine dynamische Viskosität bei der Applikation von
vorzugsweise weniger als 120 mPa*s, vorzugsweise zwischen 60 mPa*s und 1 15 mPa*s aufweist. Diese wird vorzugsweise mittels Platte-Kegel-Rheometer bei einer Scherrate von vorzugsweise 400/s gemessen.
Die Bestrahlungszeit des Schutzbeschichtungs-Systems bei UV-Bestrahlung sollte zumindest 1 Sekunde erfolgen, kann jedoch in weniger als 60 Sekunden, besonders bevorzugt weniger als 30 Sekunden, erfolgen. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Schutzbeschichtungs-System um eine durchstrahlbare Schutzbeschichtung, also z.B. um ein transparenten oder zumindest transluzenten Lack. Das Schutzbeschichtungs-System kann bevorzugt durch ein vollflächiges- und/oder selektives-Beschichtungsverfahren auf den mit den Bauelementen versehenen Schaltungsträger aufgetragen werden. Dieses Verfahren ermöglicht eine gleichmäßige Schichtstärke der Beschichtungsschutzschicht auch auf unebenen Beschichtungselementen, wie vorliegend auf bestückten Schaltungsträgern.
Durch das Anfließen vor dem Bestrahlen werden auch Schattenbereiche durch die Beschichtungsschutzschicht bedeckt, ohne dass an dieser Stelle größere Lufträume unbedeckt bleiben.
Die beiden vorgenannten Komponenten, sowie weitere Verbindungen, insbesondere Flammschutzmittel und/oder Reaktivverdünner werden von dem Auftrag gemischt und anschließend als einkomponentiges System auf die bestückte Flachbaugruppe aufgetragen werden.
Das Material ist als 2-Komponenten System mit sehr langer Topfzeit einstellbar, welches vor der Verwendung gemischt wird und dann als 1 K-System verarbeitbar und anwendbar ist. Das gemischte Material härtet dann mit UV-Licht in Sekundenschnelle und härtet auch im Schattenbereich bei Raumtemperatur, vorzugsweise bei Temperaturen von unter 90°C, besonders bevorzugt bei Temperaturen von unter 60°C, insbesondere bei Raumtemperatur, also weniger als 40°C, durch die Polyadditionsreaktion aus. Die Nachhärtungszeit kann mit oder ohne UV-Bestrahlung über einen Zeitraum von zumindest 30 Minuten erfolgen.
Nachfolgend werden einige bevorzugte Zusammensetzungen der Formulierung für das vorgenannte Schutzbeschichtungs-System beispielhaft genannt:
Beispiel 1 a (Zusammensetzung in Gew.%)
Urethanacrylate Oligomer 20,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 4,00
Methylbenzoylformat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 3,00
Tricyclodecan Dimethanol Diacrylat 10,00
Prepolymer mit terminalem NCO (isocyanat) 50,00
Poly(hexamethylene diisocyanat) 8,00
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen. Beispiel 1 b (Zusammensetzung in Gew.%)
Hydroxyethyl methacrylat 15,40
Acryloyl morpholin 5,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00 Trimethoxyvinylsilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Isobornyl acrylat 4,00
Oligomeric Organophosphat 50,95
Diazabicyclooctan 1 ,50
Lineares Polyester Diol 13,15
Glycerol Propoxylat 4,00
Beispiel 2a (Zusammensetzung in Gew.%)
Bisphenol A Dimethacrylat 20,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 5,00
Trimethoxyvinylsilan 4,00
Methylbenzoylformiat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinate 3,00
Di(ethylene glycol) ethyl ether acrylate 10,00
Prepolymer terminated with NCO 47,00
Poly(hexamethylene diisocyanate) 8,00
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 2b (Zusammensetzung in Gew.%)
Hydroxypropyl methacrylat 29,50
Ν,Ν-Dimethyl acrylamid 5,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Polyethylene glycol dimethacrylat 4,00
Oligomeric Organophosphat 30,00
Diazabicyclooctan 1 ,50
Lineares Polyester Diol 15,00
Glycerol Propoxylat 9,00
Beispiel 3a (Zusammensetzung in Gew.%)
Bisphenol A Dimethacrylat 28,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 5,00
(3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan 4,00
Methylbenzoylformiat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 3,00
Di(ethylene glycol) ethyl ether acrylat 10,00 Bisphenol A/F Diglycidyl ether 47,00
Beispiel 3b (Zusammensetzung in Gew.%)
Ethylene Diamin 20,00
Ν,Ν-Dimethyl acrylamid 10,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Bisphenol A dimethacrylat 4,00
Oligomeric Organophosphat 60,00
Beispiel 4a (Zusammensetzung in Gew.%)
Bisphenol A Dimethacrylat 28,00 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 5,00 (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan 4,00 Methylbenzoylformiat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 3,00 Pentaerythrol Tetraacrylat 10,00 Bisphenol A/F Diglycidyl ether 47,00
Beispiel 4b (Zusammensetzung in Gew.%)
Ethylen diamin 20,00 Acryloyl morpholin 19,00 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00 Trimethoxyvinylsilan 2,00 Methylbenzoylformat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Glycidylacrylat 4,00
Oligomeres Organophosphat 51 ,00
Beispiel 5a (Zusammensetzung in Gew.%)
Bisphenol A Dimethacrylat 28,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 5,00
(3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan 4,00
Methylbenzoylformiat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 3,00
Pentaerythrol Tetraacrylat 10,00
Epoxidierter Fettsäureester 47,00 Beispiel 5b (Zusammensetzung in Gew.%)
Cyclohexyl diamin 20,00
Acryloyl morpholin 19,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Glycidylacrylat 4,00
Oligomeres Organophosphat 50,00
Imidazol 1 ,00
Beispiel 6a (Zusammensetzung in Gew.%)
Bisphenol A Dimethacrylat 45,00 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 5,00 (3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan 4,00 Methylbenzoylformiat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 3,00 Hydroxypropyl methacrylat 10,00 Bisphenol A diglycidylether 30,00
Beispiel 6b (Zusammensetzung in Gew.%)
1 ,4-Guanidin 20,00 Acryloyl morpholin 19,00 3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00 Trimethoxyvinylsilan 2,00 Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Glycidylacrylat 5,00
Oligomeres Organophosphat 50,00
Beispiel 7a (Zusammensetzung in Gew.%)
Urethanediacrylat Oligomer 19,50
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 5,00
Trimethoxyvinylsilan 4,00
Methylbenzoylformiat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 3,00
Di(ethylen glycol) ethyl ether acrylat 10,00
Prepolymer mit terminalem NCO 47,00
Poly(hexamethylen diisocyanat) 8,00
Cumol hydroperoxid 0,50 Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 7b (Zusammensetzung in Gew.%)
Hydroxypropyl methacrylat 14,00
1 ,6-Hexamethylen Diamin 10,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Polyethylen glycol dimethacrylat 4,00
Oligomeric Organophosphat 50,00
Diazabicyclo nonan 1 ,00
Glycerol Propoxylat 15,00 Beispiel 8a (Zusammensetzung in Gew.%)
Urethanacrylat Oligomer 20,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 4,00
Methylbenzoylformiat 3,00
Phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphinoxid 1 ,00
Tricyclodecan Dimethanol Diacrylat 10,00
Prepolymer mit terminalem NCO 30,00
Poly(hexamethylen diisocyanat) 25,00
Bis-oxazolidin 5,00
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen. Beispiel 8b (Zusammensetzung in Gew.%)
Hydroxyethyl methacrylat 10,00
N,N-dimethylacrylat 10,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00
Isobornyl acrylat 4,00
Oligomeres Organophosphat 50,00
Diazabicyclo octan 2,00
Lineares Polyester Diol 14,00
Glycerol Propoxylat 4,00
Beispiel 9a (Zusammensetzung in Gew.%) Urethanacrylat Oligomer 20,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 4,00
Methanon, (1 -hydroxycyclohexyl)phenyl- 3,00
Phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphinoxid 1 ,00
Dipentaerithrol hexaacrylat 10,00
Prepolymer mit rerminalem NCO 45,00
Poly(hexamethylen diisocyanat) 10,00
Bis-oxazolidin 5,00
Die Mischung kann bevorzugt in Abwesenheit von Feuchtigkeit, z.B. Luftfeuchte erfolgen.
Beispiel 9b (Zusammensetzung in Gew.%)
Hexamethylene diacrylat 10,00
N,N-dimethylacrylat 10,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
Trimethoxyvinylsilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Phenyl bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphinoxid 1 ,00
Isobornyl acrylat 4,00
Oligomeres Organophosphat 50,00
Diazabicyclo nonan 2,00
Lineares Polyester Diol 14,00
Glycerol Propoxylat 4,00
Beispiel 10a (Zusammensetzung in Gew.%)
Bisphenol A Dimethacrylat 28,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 5,00
(3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan 4,00
Methylbenzoylformiat 3,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 3,00
Pentaerythrol Tetraacrylat 10,00
Limonendiepoxid 47,00
Beispiel 10b (Zusammensetzung in Gew.%)
Polyetheramin 20,00
N,N-dimethylacrylamid 20,00
3-Trimethoxysilylpropyl methacrylat 2,00
(3-Glycidyloxypropyl)trimethoxysilan 2,00
Methylbenzoylformiat 1 ,00
Ethyl phenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphinat 1 ,00 Glycidylacrylat 4,00
Oligomeres Organophosphat 50,00
Als Strahlungsquelle kommt bevorzugt eine oder mehrere UV-LED-Lichtquellen in Betracht. Diese können als Array angeordnet sein und platzsparend im Prozess eingesetzt werden. Alternativ kann auch eine Gasentladungslampe oder dergleichen für eine UV- und/oder
Ozonbestahlung zur Initiierung der radikalischen Reaktion genutzt werden. Dabei sind allerdings höhere Sicherheitsanforderungen bei der Fertigung anzuwenden als beim Einsatz von UV- Strahlern. Besonders bevorzugt ist das vorgenannte Schutzbeschichtungs-System aber auch die entstandene Beschichtungsschutzschicht frei von Wasser. Dies ist ein Indiz dafür, dass keine Polykondensation stattgefunden hat. Spuren von Wasser welche im Rahmen von
Diffusionsprozesse in das Lackmaterial eingedrungen sind, können jedoch vorhanden sein. Zum mechanischen Schutz der Flachbaugruppe weist das Material der ausgehärteten
Beschichtungsschutzschicht auch in Hinterschneidungsbereichen eine Härte (Shore A nach DIN 53505) von 1 Shore A, insbesondere jedoch zumindest 5 Shore A, auf. Entsprechend ist die Bestrahlungszeit, das Verhältnis der ersten zur zweiten Verbindung sowie optionaler Additive zur Härtung einzustellen. Die Bestimmung kann gemäß einem Messgerät nach DIN ISO 7619, ASTM D2240, ISO 7619 und ISO 868 erfolgen.
Die Härte des Materials ist über die gesamte Schichtdicke mindestens 1 Shore A. So gibt es keine weichen auf dem Schaltungsträger aufliegenden unteren Beschichtungsbereichen welche noch fließfähig sind. Vielmehr ist die Beschichtungsschutzschicht auch in diesen sogenannten Schattenbereichen bevorzugt komplett durchgehärtet.
Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht ist insbesondere in Wasser schlecht löslich. In einem Salzsprühnebeltest zur Simulation von Meerwasser widersteht die
Flachbaugruppe den aggressiven Bedingungen über den Zeitraum des Tests (mind. 48 Stunden) ohne erkennbare Veränderungen des Materials.
Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht kann jedoch in DMSO
(Dimethylsulfoxid) angelöst werden, so dass eine Nachbearbeitung oder eine Reparatur der Beschichtungsschutzschicht z.B. von Kratzern oder dergleichen möglich wird.
Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht kann vorzugsweise Amidgruppen, Estergruppen, Urethan-Gruppen und aromatische Gruppen aufweisen. Mehrere diese funktionellen Gruppen können in der Molekülstruktur einer einzigen Verbindung vorgesehen sein. Alternativ kann jede der funktionellen Gruppen jeweils durch eine einzelne Verbindung bzw. Komponente in dem Material vorliegen. Das Material der ausgehärteten Beschichtungsschutzschicht kann eine Zugschertestigkeit von mehr ais 4MPa unter Standardbedingungen aufweisen. Die Ermittlung kann mittels des
Messgerätes Lumifrac erfolgen. Die Beschichtungsschutzschicht ist vorzugsweise blasenfrei. Dies kann u.a. durch das
Auftragsverfahren des sogenannten Vorhangbeschichtens erreicht werden und durch den Auftrieb von Blasen in der Polymermischung.
Die Auftragsdicke des Schutzbeschichtungs-Systems unter Berücksichtigung von
Schrumpfungseffekten ist derart einzustellen, dass alle elektronischen und/oder
eiektromechanischen Bauelemente und sämtliche Anschlussstellen der elektronischen und/oder eiektromechanischen Bauelemente auf dem Schaltungsträger mit der
Beschichtungsschutzschicht überdeckt, wobei die Schichtdicke der Beschichtungsschutzschicht an allen Stellen der Beschichtungsschutzschicht zumindest 20μπΊ, vorzugsweise zumindest 200 μιτι, vorzugsweise zumindest 300 μιτι, beträgt. Die Schichtdicke kann bspw. durch ein 3D Mikroskop (z.B. von der Firma Leica) bestimmt werden.
Die Flachbaugruppe weist vorteilhaft eine Zulassung gemäß IEC 60079-1 1 , IEC 60664-3 und gemäß IEC 61 010-1 auf (aktuelle Version zum Zeitpunkt Juni 2017).

Claims

Patentansprüche
1 . Flachbaugruppe (1 ) umfassend zumindest einen Schaltungsträger (2) und eines oder mehrere diskrete elektronische und/oder elektromechanische Bauelemente (3), welche an oder auf dem Schaltungsträger (2) angeordnet sind, wobei die
Flachbaugruppe eine Beschichtungsschutzschicht (4) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beschichtungsschutzschicht (4) auf einem UV-härtenden Schutzbeschichtungs-System beruht und in Schattenbereichen zwischen den
Bauelementen (3) und dem Schaltungsträger (2) eine Shorehärte von zumindest 1 Shore A über die gesamte Schichtdicke aufweist.
2. Flachbaugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Flachbaugruppe (1 ) hergestellt ist aus einem Schutzbeschichtungs-System, welches als Gemisch auf den bestückten Schaltungsträger (2) aufgetragen wird, wobei das Gemisch zumindest eine erste Komponente (Komponente A) umfasst, welche unter Einfluss von UV-Licht oder Ozon eine chemische Reaktion ausführt, und mit zumindest einer zweiten Komponente (Komponente B), welche durch Polyaddition mit der ersten Komponente (Komponente A) polymerisierbar ist.
3. Flachbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente (Komponente A) ein Photoinitiator, vorzugsweise ein radikalischer Photoinitiator, insbesondere ein aromatischer radikalischer Photoinitiator, ist.
4. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (Komponente B) ein Monomer, Dimer, Trimer, Oligomer und/oder Prepolymer ist, zur Ausbildung eines Polyurethans, eines Polyesters und/oder besonders bevorzugt eines Poly-(urethanacrylat)-Copolymers.
5. Flachbaugruppe nach Anspruch 1 -3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite
Komponente (Komponente B) Epoxidharz ist.
6. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Schutzbeschichtungs-System und/oder die
Beschichtungsschutzschicht (4) frei von Lösemitteln, insbesondere frei von Wasser ist.
7. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Material der Beschichtungsschutzschicht (4) an jeder beschichteten Stelle der Flachbaugruppe (1 ) eine Harte von zumindest 1 Shore A, vorzugsweise zumindest 5 Shore A, aufweist
8. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beschichtungsschutzschicht (4) eine durchstrahlbare Schicht ist.
9. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beschichtungsschutzschicht (4) ein Flammschutzmittel, vorzugsweise ein phosphorbasiertes Flammschutzmittel, aufweist.
10. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Material der Beschichtungsschutzschicht (4) eine
Löslichkeit in Wasser unter Standardbedingungen von weniger als 4 g/l,
vorzugsweise weniger als 1 g/l, aufweist und eine Löslichkeit in DMSO unter
Standardbedingungen von mehr als 10 g/l aufweist.
1 1 . Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Material der Beschichtungsschutzschicht (4) Amidgruppen, Estergruppen, Urethan-Gruppen und aromatische Gruppen aufweist.
12. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Beschichtungsschutzschicht (4) blasenfrei ist.
13. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Schutzbeschichtungs-System vorzugsweise eine
Viskosität beim Auftrag von weniger als 120 mPa*s aufweist.
14. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass alle elektronischen und/oder elektromechanischen
Bauelemente (3) und sämtliche Anschlussstelien der elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelemente (3) auf dem Schaltungsträger (2) mit der
Beschichtungsschutzschicht (4) überdeckt, wobei die Schichtdicke der
Beschichtungsschutzschicht (4) an allen Stellen der Beschichtungsschutzschicht (4) zumindest 20 μιτι, vorzugsweise zumindest 200 μσι, besonders bevorzugt zumindest 300 μπι, beträgt.
15. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Flachbaugruppe (1 ) eine Zulassung gemäß der
Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 2017), insbesondere in Ex-i- (DIN/ISO/IEC 60079-1 1 ) für zugelassene Messgeräten der Prozessmesstechnik aufweist und zudem die Normen UL746 C/E, mind. UL 94-V1 oder besser,
DIN/ISO/IEC 61010-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 2017) erfüllt.
16. Flachbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Schutzbeschichtungs-System und die
Beschichtungsschutzschicht (4) frei von Silikonverbindungen ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Flachbaugruppe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch die folgenden Schritte a) Bereitstellen der ersten und der zweiten Komponenten, sowie des mit den diskreten elektronischen und/oder elektromechanischen Bauelementen (3) bestückten Schaltungsträgers (2);
b) Mischung der ersten und der zweiten Komponenten und Auftrag des
Gemisches auf die mit Bauelementen (3) bestückte Seite des Schaltungsträgers (2);
c) Anfließen des Gemisches auf dem Schaltungsträger (2);
d) UV-Bestrahlung mit einer Strahlungsquelle eines UV-Lichthärtungsgerätes oder Ozon- Bestrahlung.
18. Verwendung der Flachbaugruppe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen in Geräten die über eine Zulassung gemäß der Normenreihe DIN/ISO/IEC 60079-xx (Stand 2017), insbesondere in Ex-i-(DIN/ISO/IEC 60079-1 1 ) und der Normen UL746 C/E, mind. UL 94-V1 oder besser, DIN/ISO/IEC 61010-1 sowie die DIN/ISO/IEC 60664-3 (alle Stand 2017) verfügen.
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