DE1920659A1 - Gelierungs-UEberzugsverfahren fuer Tafeln fuer elektronische Schaltungen - Google Patents

Gelierungs-UEberzugsverfahren fuer Tafeln fuer elektronische Schaltungen

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DE1920659A1
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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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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)

  1. - ΊΟ -
    Patentansprüche
    3Bts»ssas sissssEsss sas as
    1oJ 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 enthalte
    4ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1=5* dadurch gekennzeichnet s, dass die Härtungsstufe ein Erhitzen des ge-
    9 048 k5/U 7 7
    BAD ORIGINAL
    llerfcen 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* dadurch
    dass 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
DE19691920659 1968-04-24 1969-04-23 Gelierungs-UEberzugsverfahren fuer Tafeln fuer elektronische Schaltungen Pending DE1920659A1 (de)

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