Zuverlässige Messtechniken sind entscheidend

Wenn die Elektronik rauen Umgebungsbedingungen widerstehen muss und ein zusätzlicher Schutz notwendig ist, dann beschichten die meisten Leiterplattenhersteller die Baugruppen mit einem transparenten Schutzlack. Das Beschichtungsmaterial kann dabei auf verschiedene Arten, wie Bürsten, Sprühen und Tauchen, oder durch selektives Beschichten mittels Roboter aufgetragen werden. Je nach Material stehen verschiedene Härtungs-/Trocknungsverfahren zur Verfügung.

Häufig kommen Polyurethane, kurz PUR, als Schutzlacke zum Einsatz. PUR zeichnet sich durch gute dielektrische Eigenschaften, hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit, gute Chemikalienbeständigkeit und solide mechanische Eigenschaften aus. Zudem wird PUR in verschiedenen Formen in zahlreichen Industrien eingesetzt und ist daher als Massenprodukt zu attraktiven Konditionen erhältlich. PUR besteht aus zwei Komponenten, einem Polyol und einer Isocyanat-Verbindung. Für die Produktion wird die Dosierung der Komponenten stöchiometrisch berechnet. Dabei reagiert eine Hydroxylgruppe des Polyols mit einer Isocyanat-Gruppe. Hat man einen Polyol-Überschuss („Untervernetzung“), werden die Isolierschichten weicher und hygroskopisch. Zudem wird die Lackschicht klebrig, was zu Problemen in der weiteren Verarbeitung der Leiterplatten führen kann. Liegt ein Überschuss an Isocyanat vor („Übervernetzung“), kann es zu einer Reaktion mit der Luftfeuchtigkeit kommen. Dabei entsteht CO2 was wiederum zu einer Blasenbildung innerhalb des Lackes führt. Der richtige Vernetzungsgrad der PUR-Isolierlacke ist also qualitätsentscheidend.

Die mechanischen Eigenschaften und der Vernetzungsgrad von PUR korrelieren über weite Bereiche miteinander. Anhand der Härte der Isolierlacke können Rückschlüsse auf den Vernetzungsgrad getroffen werden. Um die Qualität zu sichern und eine langfristige Zuverlässigkeit der Leiterplatten zu garantieren, bietet das Verfahren der instrumentierten Eindringprüfung die Möglichkeit, direkt nach der Aushärtung die Qualität der Isolierschicht zu bestimmen. Hierfür müssen die Proben nicht großartig vorbereitet werden. Die Methode hat zudem den Vorteil, dass ein Substrateinfluss auf die Messwerte ausgeschlossen werden kann. Neben der Härtemessung (anhand plastischer oder/und elastischer Verformung) können auch weitere qualitätsbestimmende Eigenschaften wie z.B. das Kriechverhalten bestimmt werden.

Helmut Fischer bietet ein Portfolio aus verschiedenen Messinstrumenten für die instrumentierte Eindringprüfung an, vom einfachen Laborgerät für schnelle Messungen bis zum fortgeschrittenen Instrument mit umfangreicher Automatisierungs- und Prüfausstattung.

Dank hochsensibler Technik muss der Indentor nur wenige Nanometer in die Lackschicht eindringen, um den Lack genau zu messen. Daher lassen sich selbst Isolierlacke im Bereich von wenigen Mikrometern absolut zuverlässig und präzise prüfen. Das automatische Messverfahren eliminiert den Einfluss des Bedieners auf das Messergebnis. Mehrere Messpunkte können von Instrumenten mit automatischem Mustertisch selbstständig geprüft werden.