Wer gern kocht weiß um die verheißungsvollen Worte „man nehme“ in einem Kochrezept. Die Zutatenliste, die Werner Wirth mit Know-how für eine zuverlässige und sichere Schutzbeschichtung zusammengestellt hat, liest sich ebenfalls erfolgversprechend:
1 x Beschichtungs- und Dispensanlage PVA6000 von PVA
1 x Lichthärtendes Material von Dymax
1 x Bluewave-LED-Prime-UVA-Punktstrahler, ebenfalls von Dymax
Die Maschinentechnik PVA6000 kombiniert mit einem einkomponentigen, lösemittelfreien Medium von Dymax für Elektronikanwendungen sorgt innerhalb weniger Sekunden durch Bestrahlung mit UV-Licht und sichtbarem Licht für die gewünschte Materialaushärtung und Schutz für elektronische Bauteile und Baugruppen. Dass dem so ist, will der Systemlieferant während der Messe SMT Hybrid Packaging an der Live-Fertigungslinie „Future-Packaging“ des Fraunhofer IZMs in Halle 6 demonstrieren. Damit unterstreicht das Unternehmen die enge Zusammenarbeit mit seinen Partnern PVA und Dymax.
Die Beschichtungs- und Dispensanlage
Bei der PVA6000 handelt es sich um ein hochpräzises System für Beschichtungs-, Dispense- und kundenspezifische Anwendungen. Das neuartige Multitalent wurde als Inline-Plattform für das selektive Schutzbeschichten, Vergießen, Raupenlegen und Dispensieren konzipiert. Gegenüber den Vorgängermodellen ist das System noch flexibler und bedienerfreundlicher als bisher. Zudem ist es mit einem mobilen Monitoring, dem PVA-Portal Dashboard iPad, ausgerüstet. Mit dieser Plattform will der Systemlieferant großen, mittleren und kleineren Herstellern aus allen Bereichen der Elektronikfertigung die Vorteile der flexiblen Prozessautomatisierung beim Beschichten, Dispensieren und Vergießen erschließen.
Gerade bei häufig wechselnden Aufgaben ist ein möglichst geringer Umstellungsaufwand ein Kriterium für die Wirtschaftlichkeit der Produktionsprozesse. Und ob es um Änderungen des Leiterplattenlayouts geht, um verschiedene Materialzusammensetzungen des Mediums oder unterschiedliche Schwerpunkte in den einzelnen Dispens-Applikationen – immer müssen Dispens- und Beschichtungssysteme sehr hohe Anforderungen an Qualität und Genauigkeit erfüllen.
Lichthärtende Materialien
Die einkomponentigen, lösemittelfreien Medien von Dymax härten innerhalb weniger Sekunden durch Bestrahlung mit UV-Licht und sichtbarem Licht aus. Diese lichthärtenden Materialien eignen sich für die unterschiedlichen Anwendungen im Bereich der Elektronikfertigung, wie etwa für Schutzbeschichtungen, Verkapselungen, Verklebung und Maskierung. Die Materialien sind elektronische Isolatoren, die mit den mit Zulassungen gemäß IPC, MIL-I-46058C und UL erhältlich sind. Die meisten Produkte sind in verschiedenen Viskositäten erhältlich.
Die lichthärtenden Schutzbeschichtungen lassen sich über die gesamte Oberfläche oder auch nur auf bestimmte Teile der Leiterplatten auftragen, wodurch sie einen optimalen Schutz ermöglichen. Durch unterschiedliche sekundäre Aushärtemechanismen ist es möglich, das Material in Schattenzonen nachzuhärten. UV-härtende Verkapselungen schützen elektronische Komponenten auf Leiterplatten bei Temperaturen von bis zu -40 °C. Die UV-härtenden, abziehbaren Schutzmasken schützen Platinen bei Wellen- oder Reflow-Lötprozessen und lassen sich überdies manuell oder automatisiert auftragen. Die Medien sind innerhalb weniger Sekunden vollständig ausgehärtet und reduzieren dadurch entsprechend die Zykluszeiten und -kosten. Weitere Merkmale der lichthärtenden Verkapselungsmaterialien sind zudem, dass sie sowohl halogen-, lösemittel- und isocyanatfrei sind als auch über eine niedrige Glasübergangstemperatur (Tg) sowie einen geringen Modulus für das Drahtbonden verfügen. Beispielsweise wurde das Produkt 9001-E-V3.1 aus der Gruppe der elektronischen Vergussmassen und Schutzbeschichtungen auf Basis hochbeständiger acrylierter Urethane entwickelt, ist lösemittelfrei und hat eine Viskosität von 4.500 cP (nominal). Zur Aushärtung des Materials wird unter anderem die Bluewave-LED-Prime-UVA empfohlen.
Mit LED-Punktstrahler ausgehärtet
LED-Aushärtesysteme sind derzeit im Bereich der lichthärtenden Materialien auf dem Vormarsch und entwickeln sich als ein idealer Ersatz für die Quecksilberdampflampen, die den Industriestandard der letzten Jahre bestimmten. Um die LED-Härtungstechnologie in eine bestehende Anwendung zu implementieren, ist es wichtig, zunächst zu prüfen, ob alle Aspekte des Prozesses für diese Methode geeignet sind. Substrate, LED-kompatible Materialien, Anforderungen an die Aushärtegeschwindigkeit und Eigenschaften des Endprodukts sind die Schlüssel für zufriedenstellende Ergebnisse.
Für den automatisierten Prozess sind Punktstrahler besonders geeignet. Die Systeme bestrahlen eine kleine Fläche von bis zu 12 mm Durchmesser, dafür aber mit einer hohen Intensität von 3000 bis hin zu 18000 mW/cm² (320 bis 395 nm). Daraus ergeben sich Aushärtezeiten von etwa 0,5 bis 5 s. Der hochintensive Punktstrahler Bluewave-LED-Prime-UVA von Dymax beispielsweise erreicht eine Intensität von 15 W/cm², wobei die Spitzenintensität bei der Verwendung eines Lichtleiters mit einem Durchmesser von 5 mm erreicht wird. Eine Intensitätsregelung erlaubt die manuelle Justierung von 0 Prozent bis hin zu 100 Prozent. Da die LEDs eine Strahlung in einem relativ engen Frequenzbereich erzeugen, entsteht deutlich weniger Wärme als bei herkömmlichen UV-Strahlern. Daher ist das System nicht nur sofort betriebsbereit, sondern es benötigt auch keine Aufwärm- und Abkühlphase. Der Punktstrahler ist daher sehr gut für die Aushärtung von Schutzbeschichtungen und von Klebstoffen für verschiedene Kunststoffe, Metall und Glas geeignet.
SMT Hybrid Packaging 2014: Halle 6, Stand 434A
Marisa Robles Consée
(mrc)
