DE1920659A1 - Gelierungs-UEberzugsverfahren fuer Tafeln fuer elektronische Schaltungen - Google Patents
Gelierungs-UEberzugsverfahren fuer Tafeln fuer elektronische SchaltungenInfo
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Description
Docket PI 967 117
INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
Armonk, N.Y. 10 504, USA
Oelierungs-Überzugsverfahren für Tafeln für
elektronische Schaltungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines konformen Polyimidüberzugs auf einem Träger, bei welchem
erflndungsgemäss der Träger mit einer PolyImidlösung Überzogen
wird, die Lösung durch Kontakt mit einem Gelbildungslösungsmittel
geliert wird, die überschüssige Lösung durch Bewegen des Trägers während des Kontakts mit dem Oelbildungslösungsmittel
entfernt wird, so dass ein dünner konformer Film auf dem Träger zurückbleibt, und der Film
durch Erhitzen gehärtet wird. Bs können so Filme mit einer
Dicke von 5 - 9 μ aufgebracht werden„
Die Erfindung betrifft überzugsverfahren, bei welchen der
mit einer überzugssubstanz zu überziehende Gegenstand durch
Spritzen, Sprühen, Tauchen und dgl„ überzogen wird, jeglicher
überschuss an überzugssubstanz entfernt wird und die überzugssubstanz durch Anwendung einer Erhitzungsstufe
verfestigt wird ο
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■- 2 -
£β elnd bereite Verfahren zur Aufbringung eines Schutzüberzug« auf Tafeln für elektronisch· Schaltungen bekannt.
Solche überzüge bestehen im allgemeinen aus einem harzartigen Material oder einem Kunststoff« Eine solche Substanz läset sloh am leichtesten durch Tauchen der Schaltungstafel in eine ungehärtete Harzlttsung und ansohlies-5enden schnelles Drehen oder Schleudern der Schaltungstafel zur gleichförmigen Verteilung des Harzes und zur Entfernung von Jeglichem Überschüssigem Material und anschllassendes Härten des Harzes aufbringenο Die Tafel fUr elektronische Schaltungen kann Jedoch auch mit einem Überzug
versehen Herden» während die Schaltungstafel schnell gedreht oder geschleudert wird, wobei fast die gleiche Wirkung erzielt wird. Dieses besondere Verfahren weist Probleme auf« da Zentrifugalkräfte auftreten, die die auf
der Schaltungstafel befestigten Komponenten verschieben
oder ablösen könnenο JSs besteht auch die Tendenz, über- .
schlissigen Überzug an scharfen Kanten der Schaltungstafel
und auf Objekten auf der Schaltungstaf el zu bilden«
Zu anderen Überzugsmethoden gehören das Tauchen der Schaltungstafel in eine Überzugssubstanz und Abtropfenlassen des
Überschusses. Die Uberzugssubstanz kann auch direkt auf die
Schaltungstafel gespritzt werden. Bsi diesen beiden Verfahren treten Probleme auf. Bei dem Spritzverfahren kann es
vorkommen« dass die Schaltungstafel nicht vollständig Überzogen wird, wenn Komponenten auf der Schal tungs tafel befestigt sind, da der Strahl nicht unter oder um die befestigten komponenten gelangen kann. Auch kann bei der Spritsmethode eine Ungleichförmigkeit auftreten. Gleichförmige
überzüge sind nach diesem Verfahren schwierig zu erhalten <.
Was das Tauchverfahren anbetrifft, so kann, wenn eine sehr dünne Harzlösung verwendet wird, ein unebener überzug so=
wie auch ein zu dünner überzug gebildet werden« Wenn dagegen ein dicker überzug verwendet wird, so kann dieser über»
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8Ug nicht vollständig unter und um die auf der Schaltungstafel befestigten Komponenten fllessen, «as zu Bereichen
führt, die nicht Überzogen sind.
QleichgUltig, weloheβ Verfahren angewendet wird, wird die
Har*lösung im allgemeinen in einer Erhitzungsstufe gehärtet,
bei der das Lösungsmittel entfernt wird und der Überzug
polymerisiert, wodurch der (überzug bis zu einem gewissen Ausaaas für chemische Substanzen und insbesondere für Feuchtigkeit undurchlässig wird. Die Erhitzungsstufe trägt auch
zum Fllessen des Überzugs auf dem Träger zur Bildung eines
konformen Überzugs bei.
Von diesen bekannten Verfahren sind das Spritzen und Tauohen am wenigsten verbreitet, da sie am wenigsten dazu geeignet sind, den gleichförmigsten und konformsten Schutzüberzug zu ergeben. Die Kombination von Tauchen und Schnelldrehen oder Schleudern oder das Aufbringen des Überzugs während des Sohleuderns oder Schnelldrehens 1st dai>
zumeist verwendete Verfahren» Zu den hler auftretenden Problemen gehören die Tatsache, dass verhältnismässig dicke überzüge
nicht erhalten werden können, die grössere Sicherheit bezüglich Gleichförmigkeit als sehr dünne überzüge bieten, sowie
die Gefahr einer Verschiebung oder Loslösung von auf der
Schaltungstafel befestigten Komponenten durch die während
des Schleuder- oder Dreharbeitsgangs auftretenden Kräfte. Ferner 1st für Produktionsverfahren eine solche Dreh- oder
Sohleuderarbeltswelse, die eine individuelle Montage der
SohaltungBtafel erfordert, nicht besonders zweckmässigo
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens« durch welches Schaltungstafeln mit einem
Kunststoff derart überzogen warden können, dass in verbesserter Welse ein konformer überzug gebildet wird.
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weltswss Siel der Aufladung ist <m,
Besoiiidigtiag von Komponenten auf der Seh&lfcungBtaffel
©in Minimum herabzusetzen» indem die Bewegungedei» iie
twsgstafel zur Aufbringung «Ines Überzuge ausgesetzt wewtea
nuss» auf ein Minimum herabgesetzt wird,
Ein noch anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung iron
überzugsverfahren für die Massenproduktion in wirtschaftlicher Welse.
Ferner ist es ein Ziel der Erfindung» zu ermöglichen, hochgradig stabile AI-Polyiwid-Filme auf Tafeln für elektronisch« Schaltungen in einfacher Weise aufzubringen»
Diese und andere Ziele werden duroh das erflndungsgemässe
Überzugsverfahren erreicht. Dieses Verfahren umfasst das
Überziehen des zu beschichtenden TrHgers mit einer Lösung
eines AI-PoIylmid-Materials, das Gelieren dieser Lösung durch
Inkontaktbringen der Lösung mit einem Lösungsmittel« wie
beispielsweise Benzylalkohol, das Bewegen des Trägers, während er sieh im Kontakt mit diesem Lösungsmittel befindet»
wodurch Überschüssige gelierte Lösung von dem Träger entfernt wird und ein dünner konformer Film auf dem Träger zurUckblelbt» und das Härten des Films durch Wärme zur Bildung
eines konformen, undurchlässigen Polyimidfilms auf dem Träger. Insbesondere ist der Träger eine Tafel für elektronische Schaltungen und speziell «ine Tafel» die als Festkörper-Modul für logische Schaltungen bekannt ist. Die oben genannten und weitere Ziele und Oegenstände der Erfindung sind aus
der folgenden allgemeinen Beschreibung ersichtliche
Tafeln für elektronische Schaltungen weisen im allgemeinen
darauf befestigte Sohaltungskomponenten, wie beispielsweise
Transistoren, Kondensatoren« Dioden» und dgl.» auf. Diese
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kiSojwn, liaal&san die faxest! ® mit iai>
abtropfenden LO aiwststrcteiu Auf da« Tr^sr bleibt «in Film '/on atwa
- 0,020 Zoll (etwa 0,^ - 0*5 an) Bieke surUok.
au diasa« Zeitpunkt bei dan bekannten Verfahren dar Modul aöhnell gedreht oder geeohleudert wird, um daa Ubarsuga-■atarlal se verteilen und Auaaparungan unter aolohen EIe-Matitan» wie beispielatiaiae den Halbleiterplättoben, au verneiden, ist dies gana« der Zeitpunkt, au den die meisten
auftreten. tie Auaaparuneen ohne die Wirkung
dea Schleuder- oder Orahbeaehlohtana su venwiden« wird der
Modul mm in ein Löeungeaittel eingetaucht, daa die Oelblldung dea Filoa bewirkt« Daa Oeibildungalöaunganittel sollte
die BicanaefeaTt haben, eine Quellung dea Uberauga su bewirken, tollt« jadooh den Obersug nloht luaen, und ea aollte
ao enaugliohea» daaa duroh Betragen in de* LiSeungemittel der
tiberaohuas dar tfbersugalttaung von den Triger duroh Abaohwenaan einaa aoiehein Otteraohusaea ala Fäden oder Tröpfchen entfernt wird· Sin aolQhes Löeungeaittel ist Senry!alkohol, dar
bei einer tsewsrsugten Auaftihrungaforn verwendet wird, dooh
kann auch Dioxan oder Cyclohexanon verwendet werden.
ta wird nioht die geaanta LOaung duroh daa OelbildungalOaunga·
■ittel entfernt« sondern gerade der Uberaohuaa. Bin dünner
Obersug bleibt auf dea Trlger surtlok. Dieser Obersug ersehe int ala ■ilohig-durohacne inend -tranaparent-trUber FlIn.
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Dieser PiIn wird dann durch Anwendung von Wärm gehärtet.
Bei der Härtung werden die Lösungsmittel aus dem Film entfernt» der Film wird verdichtet und ein nichtklebander WtIm
gleiohfÖrmiger Farbe wird gebildet. Zm Falle des obigen AX-Polyimide nimmt der Film nach der Härtung eins bernsteinfarbene Färbung an» wahrend dieser Film vor der Härtung
eine milchige Färbung besase, Diese Farbänderung ist aisefo
ein Anzeichen dafür, dass der Härtungszyklus b@@nd@t ist■„
Insbesondere kann ein solcher BärtungsiykluE 1 Stunde tei
100*C, anschiiessend 1 Stunde bei 15O°C und äneehliessend
3 Stunden bei 1750C umfassen« Bei einer anderen und foavorzugten Ausführungeweise wird eine Härtung von 3 Stunden b@i
1000C vorgenommen.
Der auf dem Träger nun zurückgebliebene endgültig® Obersug
weist eine Dicke zwischen 5 und 9 μ im Gegensatz zu einem
normalen dünnen überzug von 2 - 4 μ auf. Dieser überzug aus
eine» AI-PoIyimid-Material ist feuchtigkeitsdicht» trägt
zur Festigkeit der Bindung der aktiven Elemente an des! Modul
bei, setzt einen Abrieb durch Staub herab und ist allgemein chemisch beständig. Diese chemische Beständigkeit ist von
grttester Bedeutung« wenn es gewünscht wird,eine solche Anordnung von elektronischen Moduln durch Flüssigkeitskühlung
zu kühlen.
Kurz zueamengefasst umfasst das erfindungsgemasse Beschichtungsverfahren die Herstellung einer Polyamid-Polyimid-L8- :
sung durch Auflöeen von AI-Po Iy im id harr in DMAC-LÖBungemittelf das Eintauehen des Trägers in diese Lösung und das Abtropfenlassen des Ubarsohussea, das Inkontaktbringen der Lösung mit einem OelbildungslOeunysmittel und das Bewegen des
Trägers während des Kontakts sit einem solchen Oelbildungslösungeeittel zur Entfernung von Überschüssigem Überzug, wo-
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bei ein dtlnner milchiger Film auf dem Träger zurückbleibte
und das anschliessende Härten des Films zur Bildung des
endgültigen konformen Überzugs durch Anwendung von Wärme während vorbestlmrater Zeitspannen«
Das Überzugsverfahren wurde Insbesondere in Verbindung mit
Moduln für elektronische Schaltungen beschrieben, doch ist ersichtlich, dass ein solches Verfahren* wie es beschrieben
wurde, überall da angewendet werden kann, wo immer ein Poly«
imldfilm auf irgeneinem Gegenstand allgemein gewünscht wird»
Ausserdera wurde der Einfachheit halber der Ausdruck Träger
verwendet, doch soll dieser Ausdruck so aufgefasst werden« dass er den Bereich bedeutet, der Überzogen werden soll und
der kleiner als die Gesamtoberfläche eines Gegenstands sein kanne
Ein solcher Träger kann aussei? Moduln für ©lektronischs Schal·»
tungen auch aus einem Drahtnetz oder einem Draht bestehen, auf das oder den ein isolierender oder schützender Überzug
aufgebracht werden soll. Ein Drahtnetz mit Drähten in einem Abstand von 0,050 Zoll (1,2? ram) kann nach diesem Verfahren
überzogen werden, ohne dass die Öffnungen des Gitters ausgefüllt oder überbrüekt werden» Maeh anderen Verfahren lat dies
ausserordentlieh schwierig zu erreichen, wenn nicht unmögliche
Empfindliche elektrische Wicklungen könnsji ebenfalls nach
den» ©rfindungsgemässen Verfahren überzogen werden, da nur
ein geringes Erschüttern oder Bewegen erforderlieh iste
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Claims (1)
- - ΊΟ -Patentansprüche3Bts»ssas sissssEsss sas as1oJ Verfahren zur Herstellung eine ο dünnen konformen Überzugs auf einem Träger, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mit einer Polyiraidlöaung überzogen wird, die Lösung durch Kontakt mit einem Gelbildungslösungsmittel geliert v?ird, die Überschüssige Lösung durch Bewegen des Trägers während des Kontakts mit dem Gelbildungslösungsmittel entfernt wird* so * dass ein dünner konformer PiIm auf dam Träger zurückbleibt» und der Film durch Erhitzen gehärtet wird»2, Verfahren nach Anspruch 1£ dadurch gekennzeichnet■„ dass ein Träger mit diner etwa 15 -.25 Göw ο -5S>igwn Lösung eines AI-Polyimid-Materials in Dimethyl acetamid überzogen wird, die Lösung auf dem Tr-ögar durch Inkontanbringen der Lösung mit einem Lösungsmittal aus der ßruppa vcsx Benzy!alkohol, Dioxan und Cyclohexanon gelisrt wirdp der Träger während d©a Kontakts dieser Lftsußg mit dem Lösungsmittel bewegt wirtip um den überschuss der gelierten Lösung zu entfernen und einen dünnen geliarten Film auf dem Trägerp der den Träger in konformer Welse bsdeakt; zurUek.sulassen, der dünne gelierte Film auf dem Träger durch Erhitzen des Films bei einer Temperatur und für eine Zeit zu härtenfl die ausreichen» um das Lösungsmittal auszutreiben und zu bewirken s dass der Film niahtklebrig wird=3= Verfahren nach Anspruch 2P dadurch gekennzeishnet, dass eine Lösung verwandet wird, die estwa 20 Oew„-# Al-PoXyimid» Material, gelbst in Dimethylacetamid „ enthalte4ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1=5* dadurch gekennzeichnet s, dass die Härtungsstufe ein Erhitzen des ge-9 048 k5/U 7 7
BAD ORIGINALllerfcen Pllae *uf «tea Pilger für «ine Zeitspanne von etwa Stunden bei einer Temperatur von etwa 109*0 umfasst.Verfahren tifteh eineas der Ansprüche 1 - 25* dadurchdass die ffärtungeetufe ein Erhitzen des düngelierten Fiiae mir des Träger von 1 Stunde bei 1OO*C, einer Stund· bei 1309C unu umm 3 stunden bei 175*C
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |