Neue Serie zur Fertigungstechnik Alles im Lack? Elektronische Baugruppen richtig schützen

Von Dr. Christoph Budelmann, Satilmis Akis *

Im Gegensatz zum Verguss ist ein dünner Schutzlackfilm leichter und erlaubt eine optische Inspektion. Doch auch hier müssen Sie einige Punkte beim Baugruppen-Design beachten.

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Bild 1: Eine dünne transparente Schutzschicht ermöglicht auch nach dem Lackieren noch eine visuelle Inspektion der elektronischen Baugruppe und schützt gleichzeitig vor äußeren Einflüssen.
Bild 1: Eine dünne transparente Schutzschicht ermöglicht auch nach dem Lackieren noch eine visuelle Inspektion der elektronischen Baugruppe und schützt gleichzeitig vor äußeren Einflüssen.
(Bild: Hanza Beyers)

Beim konturengetreuen Aufbringen eines dünnen, meist zwischen 25 und 250 µm dicken Polymerfilms können je nach Anwendung und späterem Einsatzzweck der Baugruppe ganz unterschiedliche Ziele verfolgt werden:

  • Bei empfindlicher Analogelektronik sorgt die Schutzschicht für hohe Isolationswiderstände, auch in feuchten oder staubigen Umgebungen.
  • Beim Einsatz im Außenbereich oder in rauen Industrieumgebungen steht der Schutz der Elektronik vor äußeren Einflüssen im Vordergrund – egal ob Chemikalien, Feuchtigkeit oder Schmutz.

Im Gegensatz zum Vergießen einer Baugruppe ist die dünne Schutzbeschichtung deutlich leichter und erlaubt bei transparenten Materialien auch noch eine nachträgliche optische Inspektion.

Schutzschicht: Anforderungen an das Baugruppen-Design

Beim Design der Baugruppe sind jedoch einige Rahmenbedingungen zu beachten, um die spätere Schutzbeschichtung zu ermöglichen. Vor dem Lackieren werden die Baugruppen in der Regel gereinigt.

Deshalb sollten die verwendeten Bauteile waschbar und im Idealfall auch ultraschalltauglich sein. Den kosten- und zeitintensiven Waschgang kann man vermeiden, wenn für das Löten No-Clean-Lote und -Flussmittel eingesetzt werden, die Sie überlackieren können. Die Verträglichkeit mit dem Lack sollten Sie jedoch in jedem Fall vorher prüfen.

Der Lack wird in der Regel mit einer Düse aufgebracht und ist bis zur Hautbildung und Trocknung fließfähig – je nach Zusammensetzung kann dies von wenigen Minuten bei UV-Lacken bis zu mehreren Stunden bei lösemittelhaltigen Lacken dauern. Vor diesem Hintergrund müssen Sie beachten, dass der Lack in dieser Zeit durchaus 2 bis 3 mm verlaufen kann.

Selektive Lackierung: Das müssen Sie beachten

Bei einer selektiven Lackierung, die nicht lackierfähige Bauteile ausspart, müssen Sie also ausreichend große Abstände zwischen den unterschiedlichen Bereichen vorsehen, Das gilt auch zwischen hohen Bauteilen, damit die Düse nicht mit diesen kollidiert.

Spezielle Anforderungen ergeben sich auch an den Nutzen, der so stabil sein muss, dass ein Durchhängen während des Trocknens nicht zu unerwünschten Verläufen des Lacks führt. Ebenso sollten Sie mit Aussparungen sparsam sein und lackfreie Randbereiche vorsehen, damit die Nutzen zum Trocknen in einem Leiterplattenrack gelagert werden können.

Problematisch beim Lackieren sind oftmals IC-Sockel oder Steckverbinder, die zur Platine hin unten offen sind. Durch den Kapillareffekt kann sich der Lack hochziehen und die Kontaktflächen benetzen, was das Bauteil im schlimmsten Fall unbrauchbar macht.

Bei zur Vibrationshemmung geklebten Bauteilen darf zudem die Klebemasse nicht in den Beschichtungsbereich hineinragen, da der Lack in der Regel nicht auf dem Kleber hält. Vias sollten generell geschlossen sein, um eine unkontrollierte Verteilung des Lacks auf der Unterseite zu vermeiden.

Wichtig ist, dass Sie die Schutzbeschichtung von Beginn an als Funktionselement der elektronischen Baugruppe betrachten und die Auswahl der übrigen Bauteile sowie das Design der Baugruppe darauf abzu­stimmen.

* Dr. Christoph Budelmann ist Geschäftsführer bei Budelmann Elektronik in Münster und Lehrbeauftragter für industrielle Elektronikfertigung an der Hochschule Rhein-Waal. Satilmis Akis ist Leiter für Technologie und Prozesse bei Hanza Beyers in Mönchengladbach.

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