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Die Erfindung betrifft das Aufbringen von feuchtigkeitsdichten
isolierenden Beschichtungen auf Leiterplatten, um diese vor Feuchtigkeit,
elektrischen Streuverlusten und Staub zu schützen. Vorzugsweise sind
diese feuchtigkeitsdichten isolierenden Schichten solche, die als
"Feuchtverschluß"-Beschichtung bekannt sind, wie zum Beispiel Akryl,
Polyurethan oder Epoxykunstharze, die in einem leichtflüchtigen
Lösungsmittel gelöst sind. Beim Aufbringen auf eine saubere Leiterplatte
wird eine gleichförmig dicke isolierende Harzschicht ohne Poren
gebildet, während das Lösungsmittel kontinuierlich verdampft.
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In der Vergangenheit wurden fünf grundlegende Verfahren angewandt, um
Beschichtungen von feuchtigkeitsdichten Isolatoren auf Leiterplatten
aufzubringen. Diese umfassen die folgenden:
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a) das Tauchverfahren, bei dem die kompakten Leiterplatten in
einen den feuchtigkeitsdichten Isolator enthaltenden Tauchbehälter
getaucht werden;
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b) das Bürstenstreichverfahren, bei dem der feuchtigkeitsdichte
Isolator durch eine Bürste auf die zu beschichtende Oberfläche der
Leiterplatte aufgebracht wird;
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c) das Rollverfahren, bei dem eine mit dem feuchtigkeitsdichten
Isolator imprägnierte Rolle aus Schafswolle auf der Oberfläche der
Leiterplatte gerollt wird, um dadurch die isolierende Schicht darauf
vorzusehen;
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d) das Sprühverfahren, bei dem der feuchtigkeitsdichte Isolator
auf die Leiterplatte durch Sprühtechniken aufgebracht wird;
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e) das Schlitzdüsenverfahren, bei dem der feuchtigkeitsdichte
Isolator unter Druck gesetzt und aus der Schlitzdüse gepreßt wird, um
eine Schicht zum Beschichten der Leiterplattenoberfläche auszustoßen.
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Jedes der vorhergehenden Verfahren hat bestimmte Vor- und Nachteile.
Zum Beispiel erfordern alle Verfahren, ausgenommen das
Bürstenstreichverfahren, Abdeckungen für solche Teile, die unbeschichtet bleiben
sollen. Die Abdeckvorgänge, das heißt, das Anbringen und Entfernen der
Abdeckungen, müssen manuell ausgeführt werden, was einen Engpaß in der
Massenproduktion verursachen kann. Obwohl das Bürstenstreichverfahren
keine Abdeckung erfordert, ist es arbeitsintensiv und im übrigen für
die Massenproduktion nicht geeignet.
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Das am meisten angewendete Isolierbeschichtungsverfahren ist das
Sprühverfahren. Das Sprühen kann eingeteilt werden in
Druckluft-Sprühen, bei dem ein Luftstrom auf den Strom des flüssigen
Beschichtungsmaterials auftrifft, um ihn zu atomisieren, und druckluftloses
Sprühen, bei dem die Atomisierung des Beschichtungsmaterials erreicht
wird, indem das flüssige Beschichtungsmaterial einem sehr hohen Druck
ausgesetzt wird, so daß es nach dem Austritt aus der Düse atomisiert
wird. Beim Druckluft-Sprühen sind meistens keine Flüssigkeitstropfen
in der aus der Düse ausgestoßenen Sprühwolke. Wohingegen beim
druckluftlosen Sprühen, besonders beim Sprühen von ebenen Mustern, eine
kleine Menge von Flüssigkeit in der Form einer dreiecks- oder
schwalbenschwanzförmigen Flüssigkeitsschicht nahe der Düsenöffnung entdeckt
werden kann, die sich von der Düse über eine Abstand D erstreckt.
Dieser Flüssigkeitsfilm wird als ein "Schwalbenschwanz" oder "Schwanz"
bezeichnet. Hinter dem Abstand D tritt die Atomisierung ein. In
Abhängigkeit von dem zum Austragen der Flüssigkeitsschicht aus der
druckluftlosen Düse verwendeten Druck, der normalerweise zwischen 40 Kg/cm²
und 80 Kg/cm² liegt, und der Viskosität des Beschichtungsmaterials
beträgt die Länge D des schwalbenschwanz- oder dreickförmigen
Flüssigkeitsfilmes ungefähr 5 - 8 mm.
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Die Patente US 3.852.095 und US 4.337.281 sind illustrativ für Patente
zum Stand der Technik, die die Beschichtung von Produkten mit einer
5 - 8 mm großen schwalbenschwanz- oder dreickförmigen Schicht aus
einer luftlosen Sprühdüse mit einem Arbeitsdruck von 40 kg/cm² oder mehr
offenbaren. Die US 3.852.095 offenbart das Aufbringen einer
Wachsschicht auf den Rand eines Dosenendes, bevor das Ende mit dem Körper
einer Dose zusammengesetzt wird. Die US 4.337.281 offenbart das
Aufbringen eines Streifens auf die innere Naht von geschweißten Dosen, um
den Inhalt der Dosen vor Metallverunreinigungen zu schützen.
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Das druckluftlose Sprühbeschichten von isolierendem Material auf
Leiterplatten mit dem unter Anwendung von Drücken über 40 kg/cm²
hergestellten, 5 - 8 mm langen schwalbenschwanzförmigen oder dreieckigen
Flüssigkeitsfilm hat bestimmte Probleme hervorgerufen. Diese sind
Verspritzen, Ungleichförmigkeit in der Schichtdicke und eine relativ
schmale Breite der streifenförmigen Beschichtung. Da der Abstand
zwischen der Düse und des zu beschichtenden Substrats relativ klein ist,
ist es außerdem schwierig, die Leiterplatten zu beschichten,
insbesondere solche mit darauf angeordneten, unterschiedlich hohen
Schaltungsbauelementen, die eine nichtebene Oberfläche ergeben.
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Die europäische Patentanmeldung 0 230 782 beschreibt ein Verfahren,
das es ermöglicht, Leiterplatten mit einer Isolierschicht von
überraschend hoher Qualität in bezug auf die Schichtdickengleichförmigkeit
und das Fehlen von Verspritzung zu überziehen, indem das flüssige
Beschichtungsmaterial einer druckluftlosen, flach-formenden Düse mit
einem Versorgungsdruck, zum Beispiel 2 Kg/cm² für eine
Beschichtungsviskosität von 100 cps, zugeführt wird, so daß ein
Flüssigkeitsfilmaustrag aus der Düse in Form einer flachen Blattstruktur erzeugt wird.
Der blattförmige Flüssigkeitsfilm, der im wesentlichen frei von
atomisierten Partikeln ist, hat eine maximale Breite W&sub8; in der Nähe seines
Mittelpunktes, die an beiden Seiten des Mittelpunktes auf eine
annähernde
Nullbreite in einem Abstand L&sub8; vom Mittelpunkt abnimmt. Die
Düse und die Leiterplatte sind in einem vorgegebenen Abstand entfernt
voneinander positioniert, um die Leiterplatte in die Bahn der flachen,
blattförmigen Flüssigkeitsfilmstruktur zu bringen, vorzugsweise in der
Entfernung L&sub8; von der Düse, bei der die Breite des blattförmigen
Flüssigkeitsfilms ihre maximale Breite W&sub8; hat.
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Die zuvor genannte europäische Patentanmeldung 0 230 782 offenbart,
daß eine Isolierschicht mit einer Viskosität von 100 cps eine
schwalbenschwanz- oder dreieckförmige Flüssigkeitsfilmstruktur erzeugt, wenn
sie Drücken von 50 Kg/cm², 20 Kg/², 10 Kg/² und 5 Kg/² ausgesetzt
wird, im Gegensatz zu der blattförmigen Flüssigkeitsfilmstruktur der
in dem vorhergehenden Absatz beschriebenen Art, die
Flüssigkeitsfilmlängen von 5mm, 8mm, 9mm bzw. 12mm hat. Die gleichen schwalbenschwanz-
oder dreieckförmigen Flüssigkeitsfilmlängen von 5mm, 8mm, 9mm und 12mm
können mit einer Isolierschichtviskosität von 50 cps bei Drücken von
35 Kg/cm², 12 Kg/cm², 5 Kg/cm² bzw. 3 Kg/cm² erhalten werden. Die mit
F1, F2, F3 und F4 bezeichneten schwalbenschwanz- oder dreieckförmigen
Flüssigkeitsfilme der vorhergehenden Art sind in den Fig. 8, 9, 10
bzw. 11 der oben erwähnten europäischen Patentanmeldung 0 230 782
dargestellt.
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Wie in der europäischen Patentanmeldung 0 230 782 erwähnt wird, trat
Verspritzen auf, wenn der Film F4 nach deren Fig. 11 verwendet wurde,
um die Oberfläche einer Leiterplatte zu beschichten. Dieses wurde auf
den Flüssigkeitsaustragsdruck von 5 Kg/cm² zurückgeführt. Spritzfreies
Beschichten erfolgte nur, wenn der Flüssigkeitsdruck einer
Beschichtung mit einer Viskosität von 100 cps auf 2 Kg/cm² herabgesetzt
wurde und der schwalbenschwanz- oder dreieckförmige Film sich in eine
"Blatt"-Form Fs verwandelte, wie es in Fig. 13A in der oben erwähnten
europäischen Patentanmeldung dargestellt ist.
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Erfindungsgemäß umfaßt ein Verfahren zum Aufbringen einer
feuchtigkeitsdichten isolierenden Beschichtung auf ausgewählte Bereiche einer
Leiterplatte ohne Aufbringen der isolierenden Beschichtung auf die
unbeschichtet zu belassenden Zonen ein Zuführen von isolierendem
flüssigen Beschichtungsmaterial zu einem flach-formenden Düsenmittel mit
einem solchen Speisedruck, daß ein Ausströmen eines Flüssigkeitsfilms
aus dem Düsenmittel in einer Flächenstruktur erzeugt wird,
Positionieren des Düsenmittels und der Leiterplatte in einem vorgegebenen
Abstand entfernt voneinander, um die Leiterplatte in der Bahn der
Flächenstruktur zu positionieren, Erzeugen einer relativen Bewegung
zwischen dem Düsenmittel und der Leiterplatte in eine Richtung, die
meistens quer zu der Ebene der Flächenstruktur ist, und Steuern der
Zuführung der flüssigen Beschichtung während der relativen Bewegung
zwischen dem Düsenmittel und der Leiterplatte um a) Flüssigkeit zu dem
Düsenmittel zuzuführen, wenn die Flächenstruktur auf die ausgewählten,
zu beschichtenden Bereiche gerichtet ist, damit ein flacher
Flüssigkeitsfilm darauf auftrifft und dabei die zu beschichtenden Bereiche
überzieht, und b) die Zuführung von Flüssigkeit zu dem Düsenmittel zu
unterbrechen, wenn die Flächenstruktur auf die unbeschichtet zu
belassenden Zonen gerichtet ist, um das Ausströmen des flachen
Flüssigkeitsfilmes zu beenden und dessen Ablagerung auf den unbeschichtet zu
belassenden Zonen zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß das
isolierende flüssige Beschichtungsmaterial dem Düsenmittel mit einem
Speisedruck bis zu 8 Kg/cm² zugeführt wird, so daß die Flächenstruktur
des ausströmenden Flüssigkeitsfilms eine meistens dreieckige Form mit
einer unteren horizontalen Basiskante und einer oberen Spitze hat, die
eine maximale Breite W an ihrer unteren Basiskante hat, unterhalb
derer sich einzelne Flüssigkeitströpfchen der Beschichtung zu bilden
beginnen, und die sich in der Breite bis auf eine ungefähre
Null-Breite in einem Abstand L über der unteren Basiskante verkleinert, wobei
der dreieckig geformte Flüssigkeitsfilm im wesentlichen frei von
atomisierten Partikeln der Beschichtung ist, und daß der vorgegebene
Abstand zwischen dem Düsenmittel und der Leiterplatte einen Abstand von
ungefähr % L nicht überschreitet.
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Das Verfahren ermöglicht es, spritzfreie, gleichförmig dicke
Beschichtungen
aus Isoliermaterial auf Leiterplatten mit von einer
druckluftlosen, flach-formenden Sprühdüse ausgetragenem, schwalbenschwanz- oder
dreieckförmigem Flüssigkeitsfilm vorzusehen. Dort, wo der Abstand
zwischen der Düse und der zu beschichtenden Leiterplatte ungefähr 10mm
oder weniger beträgt, werden bei Isolierschichten mit einer Viskosität
in dem Bereich von ungefähr 125-155 cps geeignete Förderdrücke, die
ungefähr gleich 8 Kg/cm² sind, verwendet und im wesentlichen
spritzfreie, gleichförmig dicke Beschichtungen können aufgetragen werden.
Wenn sich der Düsen-Substrat-Abstand von 10mm auf 20mm vergrößert,
können spritzfreie, gleichförmig dicke Beschichtungen durch Vermindern
des Förderdruckes von einem Druck von 6 Kg/cm² für eine
Beschichtungsviskosität von 125 cps auf einen Druck von 2,7 Kg/cm² für eine
Beschichtungsviskosität von 125 cps erhalten werden.
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Der Druck und die Viskosität der Beschichtung werden so ausgewählt,
daß ein dreieck- oder schwalbenschwanzförmiger Flüssigkeitsfilm
erzeugt wird, und der Abstand zwischen der Düse und der zu
beschichtenden Leiterplatte wird so ausgewählt, daß er nicht ungefähr zwei
Drittel von "L" überschreitet, wobei "L" der Abstand zwischen der Düse und
der horizontalen Basiskante des schwalbenschwanz- oder dreieckförmigen
Flüssigkeitsfilms ist, unterhalb derer der feste Flüssigkeitsfilm
beginnt, sich in Tröpfchen aufzulösen, um einen atomisierten Sprühnebel
zu bilden.
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Die Erfindung wird nachfolgend weiter auf dem Weg eines Beispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Fig. 1 das parallele Aufbringen von Beschichtungsstreifen durch eine
einzelne flach formende druckluftlose Düse entsprechend der
vorliegenden Erfindung darstellt.
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Fig. 2 die Funktionsweise der Erfindung zum Beschichten von nur
ausgewählten Abschnitten einer Leiterplatte und unbeschichtet Lassen von
anderen Abschnitten zeigt.
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Fig. 3 die Wirkungsweise der Erfindung unter Verwendung mehrfacher,
flach-formender, druckluftloser Düsen zum gleichzeitigen Aufbringen
von Mehrfachstreifen von Beschichtungsmaterial auf eine Leiterplatte
darstellt,
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Fig. 4A eine Vorderansicht einer Ausströmung aus einer druckluftlosen,
eine flache Sprühwolke formenden Düse ist, die den dreieck- oder
schwalbenschwanzförmigen Flüssigkeitsabschnitt zeigt, unterhalb dessen
er sich in Tröpfchen auflöst, um eine atomisierte Sprühwolke zu
bilden.
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Fig. 4B eine Seitenansicht der druckluftlosen Düsenausströmung nach
Fig. 4A ist.
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Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer druckluftlosen, eine flache
Sprühwolke bildenden Düse zum Erzeugen der Ausströmungsform nach Fig.
4A und 4B von unten in einem schiefen Winkel gesehen ist.
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Fig. 6 eine Vorderansicht der Sprühwolke aus einer druckluftlosen,
eine flache Sprühwolke bildenden Düse für eine Flüssigkeit mit einer
Viskosität von 100 cps bei 50 Kg/cm² ist.
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Fig. 7, 8 und 9 Vorderansichten von Sprühwolken aus einer
druckluftlosen, eine flache Form bildenden Düse für eine Flüssigkeit mit einer
Viskosität von 100 cps bei Drücken von 20 Kg/cm², 10 Kg/cm² bzw. 5
Kg/cm² sind.
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Fig. 10A eine Vorderansicht eines blattförmigen Films bei 2 Kg/cm² für
eine isolierende Beschichtungsflüssigkeit von 100 cpi ist.
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Fig. 10B die Seitenansicht des blattförmigen Films nach Fig. 10A ist.
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Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Substrat einer Leiterplatte B1 mit
Schaltungsbauelementen (nicht dargestellt) darauf in einer gewöhnlich
horizontalen Ebene unter einer druckluftlosen, flachen
Fächerstrahldüse Nf angeordnet, die angepaßt ist, um sich wahlweise in orthogonalen
Koordinatenrichtungen in bezug auf die Leiterplatte zu bewegen. Um auf
der Leiterplatte B1 Streifen aus isolierendem Beschichtungsmaterial
S1, S2, S3 und S4 vorzusehen, wird ein dreieck- oder
schwalbenschwanzförmiger Flüssigkeitsfilm Fs aus der Düse Nf ausgestoßen, wenn die
relative Bewegung zwischen der Düse und der Leiterplatte stattfindet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 können Teile U1, U2, U3 und U4 der
Leiterplatte durch wahlweises Beenden und Beginnen des Austragens des
schwalbenschwanz- oder dreieckförmigen Flüssigkeitsfilms unbeschichtet
gelassen werden, während Teile C1, C2 und dergleichen durch Aufbringen
von Beschichtungsstreifen S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17 und S18
aufeinanderfolgend beschichtet werden können. Wenn gewünscht und unter
Bezugnahme auf Fig. 3 können viele druckluftlose Düsen Nf&sub1;, Nf&sub2;,
Nf&sub3;.....Nfn, verwendet werden, um gleichzeitig viele Streifen von
Beschichtungsmaterial auf eine Leiterplatte oder ein anderes Substrat
aufzubringen.
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Wie in Fig. 4A und 4B gezeigt ist, wird ein dreieck- oder
schwalbenschwanzförmiger Flüssigkeitsfilm erzeugt, wenn unter Druck stehendes
isolierendes Beschichtungsmaterial aus einer druckluftlosen,
flachformenden Sprühdüse Nf ausströmt. Der Flüssigkeitsfilm F hat eine
maximale Breite W an seiner unteren Basiskante, unterhalb derer sich
einzelne Flüssigkeitströpfchen der Beschichtung zu bilden beginnen, um
schließlich eine atomisierte Wolke aus Beschichtungsmaterial zu
bilden. Die Breite W der unteren Basiskante des dreieckigen
Flüssigkeitsbeschichtungsfilmes F verkleinert sich von einer maximalen Breite an
seiner unteren Basiskante auf eine Breite von ungefähr Null an der
oberen Ecke oder Spitze des dreieckigen Filmes F annähernd an der
Öffnung der Düse Nf. Die Höhe des dreieckigen Flüssigkeitsfilmes F,
gemessen in einer vertikalen Richtung, die mit dem Buchstaben L
bezeichnet ist, ist eine Funktion der Viskosität und des auf die
Flüssigkeitsbeschichtung aufgebrachten Druckes. Für eine gegebene
Beschichtungsmaterialviskosität wird die Länge L des dreieckigen Filmes F
kleiner, wenn der Druck erhöht wird. Beim konventionellen
druckluftlosen Aufbringen von Beschichtungen, bei dem die Drücke normalerweise im
Bereich von 40 Kg/cm² bis 80 Kg/cm² liegen, ist die dreieckige
Filmhöhe ungefähr 5-8mm für eine normale Beschichtung.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 - 9 sind dreieckige Filme F&sub1;, F&sub2; ,F&sub3;
und F&sub4; mit ansteigenden Filmlängen L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; bzw. L&sub4; für isolierendes
Beschichtungsmaterial mit 100 cps bei Drücken von 50 Kg/cm², 20
Kg/cm², 10 Kg/cm² bzw. 5 Kg/cm² gezeigt. Wenn der auf das isolierende
Beschichtungsmaterial mit einer Viskosität von 100 cps aufgebrachte
Druck auf 2 Kg/cm² reduziert wird, verwandelt sich der
Flüssigkeitsfilm aus einer dreieckigen Form (wie F&sub1;, F&sub2; ,F&sub3; und F&sub4;, dargestellt in
den Fig. 6 -9) in einen blattförmigen Flüssigkeitsfilm F&sub8;, der eine
maximale Breite W&sub8; in der Nähe seines Mittelpunktes hat und in der
Breite auf beiden Seiten des Mittelpunktes auf eine annähernde
Nullbreite in einem Abstand L&sub8; auf jeder Seite des Mittelpunktes abnimmt,
wobei der blattförmige Film F&sub8; im wesentliche frei von atomisierten
Partikeln der Beschichtung ist. Ein blattförmiger Flüssigkeitsfilm des
isolierenden Beschichtungsmaterials ist in den Fig. 10A und 10B
gezeigt.
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Entsprechend der europäischen Patentanmeldung 0 230 782 kann eine
gleichförmig dicke Beschichtung in einer spritzfreien Art und Weise
durch Anwendung eines blattförmigen Flüssigkeitsfilmes, wie zum
Beispiel der Film F&sub8; aus Fig. 10, und durch Positionieren der Düse und
der Leiterplatte in solcher Weise, daß die Leiterplatte mindestens
einen Teil des Flüssigkeitsfilmes auffängt, vorzugsweise an dem
ungefähren Mittelpunkt des Flüssigkeitsfilmes in einem Abstand L&sub8; von der
Düsenöffnung, an dem die Filmdicke W&sub8; ein Maximum hat, auf eine
Leiterplatte aufgebracht werden.
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Es wurde nun gefunden, daß spritzfreie, gleichförmig dicke, mit einer
druckluftlosen Düse erzeugte Beschichtungen von Isoliermaterial mit
dreieckförmigen Flüssigkeitsfilmen des in den Fig. 4A und 4B gezeigten
allgemeinen Typs auf Leiterplatten aufgebracht werden können, wobei
vorgesehen ist, daß der Druck so ausgewählt wird, daß er für eine
Beschichtungsviskosität von 125-155 cps gleich ungefähr 8 Kg/cm² oder
niedriger ist und die Abstände zwischen der Düse und der Unterlage
ungefähr 20mm oder weniger sind. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen
der Düsenöffnung und der Oberfläche der mit dem isolierenden
Beschichtungsmaterial zu beschichtenden Leiterplatte nicht größer als ungefähr
zwei Drittel "L", wobei "L" der Abstand zwischen der Düsenöffnung und
der unteren Basiskante des dreieckigen Flüssigkeitsfilmes ist,
unterhalb derer sich einzelne Flüssigkeitströpfchen der Beschichtung zu
bilden beginnen, um eine atomisierte Wolke von Beschichtungsmaterial
zu erzeugen.
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Die Ergebnisse von Versuchen unter Verwendung der Isolierbeschichtung
"Tuffy" Nr. 1141 von Hitachi, einer Isolierschicht vom Acryltyp, sind
unten dargestellt. In jedem Fall war die Geschwindigkeit der Düse in
bezug auf das zu beschichtende Substrat 213 mm/s und die
Beschichtungstemperatur betrug 40ºC. In den Beispielen 1, 2 und 3 war die
Beschichtungsviskosität 127 cps bei 20ºC, während die
Beschichtungsviskosität im Beispiel 4 155 cps bei 20ºC war. In jedem Fall betrug das
Masseprozent des Isolierharzes in bezug auf das Gesamtgewicht der
Mischung aus Harz und Lösungsmittel in der Beschichtung 30 %.
BEISPIEL 1
FÄCHERBREITE AUF DEM SUBSTRAT
keine
Blatt
dreieckig
Legende:
(a) Anzahl von Spritzern innerhalb eines 10 mm² Quadrates
unmittelbar neben der streifenförmig aufgetragenen Schicht.
(b) Isolierschichtauftragsdicke auf dem Substrat.
(c) Fluidaufbringungsdruck
(d) Form des Flüssigkeitsfilmes ("Blatt" oder "dreieckig")
Beachte: Die verwendete Düse war eine im Handel erhältliche von
Nordson Corp., Teil-Nr. 712-830.
BEISPIEL 2
FÄCHERBREITE AUF DEM SUBSTRAT
keine
Blatt
dreieckig
Legende:
(a) Anzahl von Spritzern innerhalb eines 10 mm² Quadrates
unmittelbar neben der streifenförmig aufgetragenen Schicht.
(b) Isolierschichtauftragsdicke auf dem Substrat.
(c) Fluidaufbringungsdruck
(d) Form des Flüssigkeitsfilmes ("Blatt" oder "dreieckig")
Beachte: Die verwendete Düse war eine im Handel erhältliche von
Nordson 150-142
BEISPIEL 3
FÄCHERBREITE AUF DEM SUBSTRAT
keine
Blatt
dreieckig
Legende:
(a) Anzahl von Spritzern innerhalb eines 10 mm² Quadrates
unmittelbar neben der streifenförmig aufgetragenen Schicht.
(b) Isolierschichtauftragsdicke auf dem Substrat.
(c) Fluidaufbringungsdruck
(d) Form des Flüssigkeitsfilmes ("Blatt" oder "dreieckig")
Beachte: Die verwendete Düse war eine im Handel erhältliche von
Nordson 050-022
BEISPIEL 4
FÄCHERBREITE AUF DEM SUBSTRAT
keine
Blatt
dreieckig
Legende:
(a) Anzahl von Spritzern innerhalb eines 10 mm² Quadrates
unmittelbar neben der streifenförmig aufgetragenen Schicht.
(b) Isolierschichtauftragsdicke auf dem Substrat.
(c) Fluidaufbringungsdruck
(d) Form des Flüssigkeitsfilmes ("Blatt" oder "dreieckig")
Beachte: Die verwendete Düse war eine im Handel erhältliche von
Nordson 050-022
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Wie unter Berücksichtigung der Beispiele 1 - 4 ersichtlich ist, wurden
sowohl blattförmige als auch fächerförmige Flüssigkeitsfilme gebildet.
Die blattförmigen Filme erzeugten typischerweise spritzfreie
Beschichtungen, obwohl sich gelegentlich unter Bedingungen, unter denen die
Drücke am höchsten und die Abstände zwischen der Düsenöffnung und dem
Substrat am größten waren, unerwünschtes Spritzen ergab. Im Beispiel 1
mit einem Öffnungs-Substrat-Abstand von 15mm und einem Druck von 5,2
Kg/cm² wurde zum Beispiel ein Spritzer bei einer blattförmigen
Struktur festgestellt. Im Beispiel 2 erzeugten alle blattförmigen
Strukturen spritzfreie Ergebnisse. Im Beispiel 3 wurden keine
spritzfreien Ergebnisse mit einer blattförmigen Struktur bei einem
Düsenöffnungs-Substrat-Abstand von 20mm bei Drücken von 3,3 Kg/cm² und 3,8
kg/cm² erzielt. Im Beispiel 4 wurden keine spritzfreien Ergebnisse mit
einer blattförmigen Struktur bei einem Substrat-Düsenöffnungs-Abstand
von 20mm bei einem Druck von 4,9 kg/cm² erzielt.
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Unter Berücksichtigung der Beispiele 1 - 4 wird auch beobachtet, daß
in den meisten Fällen auch die dreieckförmigen Filme spritzfreie
Isolierschichten auf dem Substrat erzeugten. Im Beispiel 2 zeigen alle
dreickförmigen Flüssigkeitsfilme spritzfreie Ergebnisse. In den
Beispielen 1, 3 und 4 nahmen die spritzfreien Ergebnisse mit
dreieckförmigen Flüssigkeitsfilmen ab, wenn die Kombination aus Druck und
Abstand der Öffnung zum Substrat größer wurde. Diese Tendenz ist aus
Fig. 11 ersichtlich, die ein Diagramm der Ergebnisse, spritzfrei oder
mit Spritzern, für verschiedene dreieckförmige Flüssigkeitsfilme ist,
die unter wechselnden Kombinationen des
Flüssigkeitsaufbringungsdrukkes der druckluftlosen Düse (vertikale Achse) und Abstandes von der
druckluftlosen Düsenöffnung zum Substrat (horizontale Achse) erzeugt
wurden. Bei einem Düsen-Substrat-Abstand von 10mm oder weniger wurden
erfindungsgemäß spritzfreie Beschichtungen mit dreieckförmigen Filmen
unabhängig vom Druck bis zu Drücken von nahezu 8 kg/cm² erzielt. Bei
Düsen-Substrat-Abständen von 12,5mm traten im allgemeinen spritzfreie
Ergebnisse bei dreieckförmigen Filmen auf, allerdings nicht immer bei
Drücken von 6 Kg/cm² oder weniger. Bei 15mm bis 20mm Düsen-Substrat-
Abständen traten spritzfreie Ergebnisse bei dreieckförmigen Filmen
auf, wenn die Drücke unter 5 kg/cm² reduziert wurden.
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Obwohl die Beschreibung auf mit Isolierbeschichtungen mit spezifischen
Viskositäten (125-150 cps bei 20ºC) hergestellte dreieckförmige
Flüssigkeitsfilme, die verschiedenen Aufbringungsdrücken in dem Bereich
von ungefähr 3 -8 Kg/cm² ausgesetzt wurden, bezogen ist, ist es für
den Fachmann auf dem Gebiet verständlich, daß dreieckförmige
Flüssigkeitsfilme mit Beschichtungsmaterialien unterschiedlicher Viskosität
hergestellt werden können.
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Der Fachmann auf dem Gebiet wird verstehen, daß für ein gegebenes
Beschichtungsmaterial, wenn die Viskosität reduziert (erhöht) wird, der
zum Erzeugen eines dreieckförmigen Flüssigkeitsfilmes für spritzfreie
Substratbeschichtungszwecke erforderliche Druck entsprechend reduziert
(erhöht) werden muß.
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Die Einzelheiten der Konstruktion der druckluftlosen Sprühdüse Nf, die
detaillierter in Fig. 5 dargestellt ist, bilden keinen Teil dieser
Erfindung. Es kann eine solche druckluftlose Düse zur Bildung des
schwalbenschwanz- oder dreieckförmigen Flüssigkeitsfilmes F
entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, wie sie in dem
am 29. Juni 1982 erteilten US-Patent 4,337,281 von Boone offenbart
ist.