Applikationsauswahl im selektiven Conformal Coating

Die Einsatzbedingungen moderner Elektronik werden immer vielfältiger. Eine fachgerechte und präzise aufgebrachte Lackierung schützt elektronische Baugruppen vor Feuchte, Staub, Vibration oder anderen Umgebungsbedingungen. Daher spielen bei der Suche nach der passenden Lackieranlage viele Kriterien eine wichtige Rolle. Neben der Technik, deren Möglichkeiten und Grenzen sind oft auch weiche Faktoren, wie Service, Beratung, Unterstützung und Fachkompetenz entscheidend.

Um die elektronische Baugruppe vor der Feuchtigkeit und Schmutz gut zu schützen, ist eine Schutzbeschichtung unabdingbar. Rehm

Mit der Conformal-Coating-Anlage Protecto-Line hat Rehm ein äußerst flexibles, an den Bedürfnissen des Marktes orientiertes Produkt entwickelt. Vor allem die neuartige Düsentechnik ermöglicht einen zügigen, automatisierten und damit reproduzierbaren Auftrag der Schutzbeschichtung. In enger Zusammenarbeit mit KC-Produkte hat Rehm Thermal Systems eine Lackieranlage konzipiert, die sich flexibel an die jeweiligen Anforderungen adaptieren lässt: Die Conformal-Coating-Anlage Protecto-Line. Vor allem die neuartige Düsentechnik ermöglicht einen zügigen, automatisierten und damit reproduzierbaren Auftrag der Schutzbeschichtung. Schließlich gilt es, bei der stetigen Miniaturisierung der Elektronik, die immer engere Toleranzen zwischen den zu lackierenden und freizuhaltenden Bereichen zur Folge hat, eine fachgerechte Schutzlackbeschichtung auftragen zu können. Dafür bedarf es jedoch einer dafür geeigneten Applikationsmethode.

Welcher Applikator für welche Applikation?

Für den Beschichtungsprozess steht eine vielfältige Palette an Applikatoren und Düsen zur Verfügung: Dispensen, jetten, sprühen sind die Schlagworte, die einen so komplexen und hoch technologischen Prozess zusammenfassen. Für jeden dieser einzelnen Prozesse gibt es ein optimales Verfahren, bei dem im Zusammenspiel mit dem geeigneten Material die besten Ergebnisse erzielt werden können. Dabei gilt: Der Prozess und das eingesetzte Material bestimmen das Equipment. In der Rehm Lackiereinheit Protecto ist es nun möglich, diese unterschiedlichen Verfahren in einer einzigen Anlage zusammenzuführen und somit die Varianz der Zusammenstellung optimal auf den Kundenbedarf anzupassen.

Neben einer Basisanlage für die einfache Schutzlack-Anwendung in einem Standardprozess, ist auch eine individualisierte Anlage mit bis zu vier verschiedenen Applikationssystemen erhältlich. Rehm

Membranapplikatoren

Membranventile gehören zu der großen Gruppe der zeit-/druckgesteuerten Ventile. Im Bereich der Beschichtung von elektronischen Baugruppen finden Membranapplikatoren vor allem Anwendung beim Aufbringen verschiedener Dammmaterialien und dem Vergießen kleinerer Baugruppen. Beim Applikationsprozess eines Dammmaterials muss darauf geachtet werden, dass der Abstand der Materialnadel zur Bauteiloberfläche richtig gewählt ist. Ein zu geringer Abstand kann dazu führen, dass die Düse in dem frisch ausgebrachten Material versinkt und es beim Herausziehen verschmiert. Auch ein zu großer Abstand ist nicht optimal, da das auch zu einem unkontrollierten Auftrag des Dammmaterials führen kann. Insbesondere bei einer Kurvenfahrt kann so das Ergebnis deutlich vom geplanten Lackauftrag abweichen.

Auch die Geschwindigkeit des Achssystems muss zum Materialdruck, bzw. zur Materialmenge passen. Wird das Achssystem zu schnell bewegt, reißt der Materialfluss am Applikator ab und es kann kein geschlossener Damm erreicht werden. Typische Prozesszeiten liegen hierbei in einem Bereich von ca. 10 bis 100 mm/s. Über Variation des Materialdrucks sowie die Auswahl der richtigen Materialnadel kann die ausgebrachte Materialmenge und dadurch die Stärke des Dammes sehr einfach variiert werden. Der typische Einsatzbereich von Membranventilen liegt im nieder- bis mittelviskosen Bereich. Rehm Thermal Systems bietet für diese Ventile eine spezielle Materialnadel an, die von KC-Produkte entwickelt und patentiert wurde. Mithilfe dieser Nadel lassen sich sowohl mittelviskose Dammmaterialien als auch niederviskose Medien mit optional zuschaltbarer Verteilerluft applizieren.

Vorhangsdüse

Die Vorhangdüse basiert im Wesentlichen auf einem Nadelventil. Allerdings wird hier, um schnelleres Öffnen und Schließen der Nadel zu erreichen, eine elektropneumatische Ansteuerung verwendet. Die Druckluft liegt kontinuierlich an einem durch ein Magnetventil verschlossenen Kanal an. Sobald das Magnetventil elektrisch angesteuert wird, gibt es den Weg frei und der Pneumatikdruck hebt einen Kolben mit der daran verbundenen Materialnadel an. Das Material kann so kontrolliert durch die Austrittsdüse fließen. Entfernt man das elektrische Signal, wird der Kanal entlüftet und die vorgespannte Feder drückt die Materialnadel wieder in ihren Sitz und verschließt so den Materialfluss. Mithilfe der am Kopf angebrachten Rändelmutter kann der Nadelhub und dadurch indirekt auch die Durchflussmenge exakt angepasst werden.

Über eine speziell geformte Düse wird quasi ein geschlossener Vorhang generiert, der über die Varianz des Materialdrucks in seiner Breite verändert werden kann. Dadurch lässt sich die Breite des Vorhangs in einem Bereich von 3 mm bis 20 mm problemlos einstellen. Über die intuitiv zu bedienende Softwareoberfläche der Protecto lassen sich – über eine automatische Vorhangbreitenvermessung – zuverlässig mehrere gewünschte Vorhangbreiten einstellen, sodass innerhalb eines Programms verschiedene Bahnbreiten realisiert werden können. Ein großer Vorteil dieses Applikators ist die Möglichkeit, mit bis zu 600 mm/s einen geschlossenen Vorhang aufzubringen. Dadurch ist es möglich, sehr schnell große Flächen zu beschichten. Da bei diesem Verfahren ohne Zerstäuberluft gearbeitet wird, ist es zudem ein sehr spritzerarmes Applikationsverfahren.

Allerdings lassen sich systembedingt nur sehr niederviskose Materialien verarbeiten. Mit höherviskosen Materialien ist es nicht mehr möglich, geeignete Vorhangbreiten zu generieren. Der hohe Materialaustrag führt zudem dazu, dass dieses Verfahren bei sehr geringen Abständen zwischen zu lackierenden und freizuhaltenden Bereichen nicht geeignet ist. Außerdem muss beachten werden, dass sich beim Überfahren von hohen Bauteilen hinter diesen zwangsweise ein Schattenbereich bildet, in dem kein Material aufgetragen wurde. Diese Bereiche müssen nun entweder von der anderen Richtung noch einmal angefahren werden oder es muss aus dem Stand noch Material an die entsprechende Stelle appliziert werden.

Jettingventile

Jettingventile werden eingesetzt, um sehr schnelle Schaltzyklen zu realisieren. Durch ihren speziellen leichten Aufbau sind hier sogar Jetting-Frequenzen von bis zu 120 Hz möglich. Das bedeutet, dass pro Sekunde bis zu 120 kleine dots auf das Trägermaterial geschossen werden können. Der Schutzlackauftrag mit einem Jettingventil stellt derzeit die beste und selektivste Lösung im Conformal Coating dar. Vor allem in Verbindung mit der patentierten Stream-Coat-Düse bietet sie dem Anwender ein sehr breites Nutzungsspektrum. Sie ist die einzige extrem schlanke Sprühdüse. Mit einem Außendurchmesser von gerade mal 2,5 mm kann die Stream-Coat-Düse in hoch und eng bestückte Bereiche tief einfahren.

Für die individuelle aber automatisierte Schutzbeschichtung: Die extrem schlanke Stream-Coat-Düse mit einem Außendurchmesser von gerade mal 2,5 mm kann in hoch und eng bestückte Bereiche tief einfahren. Rehm

Herausforderung der richtigen Auswahl

Eine Betrachtung der zu fertigenden Baugruppen, der Fertigungsumgebung und eine Beratung durch die System-Spezialisten vereinfachen und unterstützen die optimierte Auswahl der Anlage, Lacke und Applikationsmethodik. Mit der Lackiereinheit Protecto hat Rehm Thermal Systems eine Anlage entwickelt, die sich in ihrer Anwendung stark an den Kunden in der Leiterplattenfertigung orientiert hat. Sie macht es den Produzenten wesentlich einfacher, sich den ständig wachsenden Anforderungen der Branche zu stellen.

(mrc)