Dienstleistung: Eine günstige Alternative

Patrick Thoma, Maurer & Thoma, Freystadt

Besonders in der Automobil – aber auch in der allgemeinen Elektronik wird der Schutz vor Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und Korrosion immer wichtiger. Dabei bieten sich verschiedene Verfahren an, die je nach Beschaffenheit der Module/Baugruppen beziehungsweise Platinen und benötigtem Schutz in Frage kommen. Maurer & Thoma hat in diesem Bereich langjährige Erfahrung und auf über 150 m² Fläche Fertigungsan-lagen für die Lohnbeschichtung installiert. Hier können Baugruppen getaucht, selektiv-, ein- oder zweikomponentig beschichtet und vergossen werden.

Das Tauchverfahren eignet sich ausschließlich für Baugruppen und Leiterplatten, die vollflächig beschichtet werden müssen. Kleinere Flächen können durch Abkleben von Lack freigehalten werden. Es muss jedoch die abzudeckende Fläche gut zugänglich sein und mit Folie oder einer flexiblen Abdeckung geschützt werden können. Die Tauchbeschichtung, im übrigen die Beste aller Beschichtungsvarianten, kann entweder manuell oder bei höheren Stückzahlen mit einem Halb- oder Vollautomaten mit Hilfe der Flutung realisiert werden. Der Halbautomat besteht aus Werkstückträgern zur Aufnahme der Baugruppen, einem Tauch- mit Überlaufbecken, einem Vorratsbehälter und einer Pumpe zum Fördern des Beschichtungsmaterials. Dabei wird das Tauchbecken mit dem Lack gefüllt und der Beschichtungsspiegel langsam angehoben bis die Platine voll geflutet ist. Hiermit erreicht man eine besonders gleichmäßige Beschichtung. Die eingesetzte Anlage ist SPS-gesteuert, die Beschichtung also reproduzierbar. Zusätzlich kann noch ein Laser-Sensor zum Überwachen der exakten Füllhöhe verwendet werden.

Eine weitere Art der Tauchbeschichtung erfolgt in der Weise, dass entweder das volle Tauchbecken angehoben und damit die Baugruppe beschichtet wird, oder die Baugruppe in das volle Tauchbecken eingetaucht wird. In beiden Fällen wird der Pegel des Tauchbeckens mit einem Überlauf genau eingestellt. Selbstverständlich kann die Eintauchgeschwindigkeit variabel eingestellt werden, das Gleiche gilt für die Verweildauer und Austauchgeschwindigkeit. Muss selektiv beschichtet werden, kann das Material auf die Platine mit einem Dosier- oder Sprühkopf gesprüht werden. Die nicht zu beschichteten Teile werden mit speziellen Formbechern/Oberbechern abgedeckt. Maurer & Thoma hat hierzu ein eigenes Patent und Gebrauchsmuster zur Anmeldung gebracht und beschichtet nach dieser Methode. Alternativ kann ein selektiver Formbecher erstellt werden, bei dem bestimmte Teile, wie zum Beispiel Stecker, Anzeigeelemente usw. ausgespart werden. Dieses Verfahren eignet sich vor allem bei großen Serien, bei denen nur wenige Teile ausgespart werden müssen. Außerhalb der Becherkonturen wird dann geflutet und die Teile beschichtet. Auch hierzu wurde ein Patent und Gebrauchsmuster angemeldet.

Eine weitere Möglichkeit ist die Beschichtung mit Hilfe eines xyz-Koordinatentisches. Hierbei wird mit einer Beschichtungsdüse das Material auf die Baugruppen aufgetragen. Bei diesem Verfahren können Platinen bis zu einer Größe von etwa 500 x 500 mm² beschichtet werden. Über SPS und Bediengerät und mit einem Windows-PC lässt sich das jeweilige Beschichtungsprofil einfach und komfortabel erstellen. Da die Anlage sehr genau dosieren kann, eignet sich dieses Verfahren besonders für Leiterplatten, bei denen sehr viele Teile ausgespart werden müssen. Zusätzlich kann diese xyz-Anlage mit einer Zweikomponenten-Einheit erweitert werden, sodass auch Silikon, Kleber oder Polyurethan aufgetragen werden können. Diese Anlagen werden bereits in der Elektrikfertigung eingesetzt, um sehr hohe Ströme beziehungsweise eine sehr hohe Wärmeabfuhr zu ermöglichen.

Gerade im Hochstrombereich oder bei starken Temperaturschwankungen (-45 bis +120 °C) reicht der Schutz mit einkomponentigen Materialien nicht mehr aus. Hier werden zweikomponentige Materialien wie Silikone oder Polyurethane mit speziell angepassten Mischungsverhältnissen, teilweise auch angereichert mit Aluminium-Oxid, notwendig. Diese lassen sich mit Hilfe einer fir-meneigenen Zweikomponenten-Mischanlage verarbeiten, die in der Lage ist, bis auf wenige Prozent genau zu mischen und zu dosieren. Vorheizung, Rührer sowie Blaugel-Patronen sind standardmäßig in die Anlage integriert. Damit ist das Mischergebnis auch bei unterschiedlichen Außentemperaturen immer gleich.

Seit Neuestem gibt es bei Maurer & Thoma auch die Möglichkeit, Baugruppen komplett in eine Form zu gießen. Dies hat den Vorteil, dass Gehäuse überflüssig werden. Diese bieten zwar ausreichenden Schutz, sind aber sehr kostenintensiv und benötigen ein Vielfaches an Platz. Somit eignet sich diese Form sehr gut bei beengten Platzverhältnissen und hohem Kostendruck. Außerdem ist die vergossene Form aufgrund der großen Dicke des vergossenen Materials sehr widerstandsfähig. Das Verfahren wurde in Frankreich für den Automobilbereich entwickelt und kann für beinahe alle Vergussprojekte eingesetzt werden. Das Material ist einkomponentig und wird mit Niederdruck in eine Form gepresst. Das zu vergießende Teil wird zuvor in die Form eingebracht. Das Unternehmen bietet hierzu Geräte von der einfachen Handapparatur bis zum teilautomatisierten Arbeitsplatz an. Im Tauchraum der Firma befinden sich außerdem noch Trockner und Trockenregale. Die fertigen Schaltungen können entweder bei Raumtemperatur oder bei vorgewählter Temperatur getrocknet werden. Auf umweltschonende Entsorgung der Beschichtungsreste wird geachtet.