Mit Conformal Coating sorgen wir dafür, dass Sie makellos beschichtete EMS-Bauteile auch in Großserie von uns bekommen

Korrekt heißt es „Conformal Coating“, manche nennen es aber auch Schutzlackierung oder Beschichtung. Wir arbeiten mit Lacken, welche selektiv auf die Baugruppen aufgetragen werden. Das ist das Verfahren, für das wir uns als EMS-Partner entschieden haben. Warum wir unsere Leiterplatten selektiv beschichten und was diese Lacke alles können, erfahren Sie hier.

Warum Conformal Coating?

Beschichtungen können auf verschiedene Weise auf Baugruppen aufgetragen werden. Etwa durch Streichen, Sprühen und Tauchen. Wir bevorzugen Conformal Coating. Dabei gießt eine Maschine den Lack mit wenig Druck auf genau die Punkte der Platine, die wir vorgeben. Stecker oder andere Elemente auf der Baugruppe, die keinen Lack brauchen oder vertragen, können wir so aussparen. Würden wir beispielsweise sprühen, wären keine so präzisen Selektionen möglich. Das Conformal Coating spart deswegen auch Material. Wir nutzen dabei grundsätzlich die Lacke unseres namhaften Geschäftspartners Lackwerke Peters GmbH & Co. KG.

Bei den Schichtdicken erfüllen wir selbstverständlich die IPC-Normen

Die Schichtdicken liegen in der Norm zwischen 70-110 µ, wir schaffen meistens 80-90 µ, abhängig vom Aufbau der Leiterplatte. Einige Bauteile „ziehen“ ein wenig Lack durch Hohlräume, da müssen wir dicker auftragen. Unsere erfahrenen Experten beachten Besonderheiten wie diese selbstverständlich. Die entsprechenden Normen finden Sie zum Beispiel bei unserem Dachverband. Die richtige Schichtdicke ist nicht zu unterschätzen. Zu dicke Schichten führen zu eingeschlossener Luft oder härten nicht komplett aus, zu dünne Schichtdicken schützen nicht ausreichend.

„Wir haben beim Conformal Coating eine Randschärfe von 1-2 Millimetern. Aber in Gefahrenbereichen auf Baugruppen können wir mit Dämm- und Füllstoffen noch präziser arbeiten. Etwa bei Steckern oder Tastern.“

Andreas op den Winkel
Abteilungsleiter Gerätemontage

Conformal Coating ist die präzisere Wahl für hochvolumige Anwendungen bei Leiterplatten

Selektives Coating ist eine schnelle und vor allem genaue Methode, um Beschichtungen aufzutragen. Ein Robotersystem mit entsprechenden Beschichtungsköpfen verlackt exakt die Bereiche der Platine, in denen die bestückte Leiterplatte auch eine Beschichtung benötigt. Beim Conformal Coating verwenden wir einen Applikator, der sich mithilfe eines programmierten Koordinatensystems über der Leiterplatte bewegt und das Beschichtungsmaterial in ausgewählten Bereichen dosiert.

„Beim Conformal Coating bewegt sich der Applikator, nicht die Platine selbst. So verhindern wir, dass ein Versatz an den Rändern der Beschichtung entsteht – für noch mehr Präzision.“

Andreas op den Winkel
Abteilungsleiter Gerätemontage

Auch das Conformal Coating ist bei uns digitalisiert

Die Durchflussraten programmieren wir in einem Computersystem, die Materialviskosität ist vom Lackhersteller vorgegeben. Das System steuert den Applikator so, dass dieser die gewünschte Schichtdicke überall beibehält. Dafür stehen uns verschiedene Vergussdüsen zur Verfügung, mit denen wir auch einzelne Bauteile innerhalb einer Baugruppe gezielt beschichten können. Voraussetzung für Conformal Coating ist lediglich, dass die Leiterplatten und die Baugruppe für die Methode ausgelegt sind. Herausforderungen kann es in Form von Kapillareffekten rund um Flachstecker geben, die die Beschichtung versehentlich aufsaugen. Auch deswegen ist unbedingt ein professioneller Bediener für Conformal Coating erforderlich.

Warum Baugruppen ein individuelles Conformal Coating brauchen

Beschichtungen verwenden wir, um elektronische Komponenten vor Umweltfaktoren zu schützen. Und im Betriebsalltag gibt es ganz verschiedene dieser Umweltfaktoren. Ein Überblick, was die von uns genutzten Lacke je nach Anforderung leisten können:

• Eine hochwertige (selektive) Beschichtung verhindert Korrosion an der Leiterplatte, z. B. durch hohe Luftfeuchtigkeit, Tauwasser oder salzhaltige Luft etwa bei Offshore-Anwendungen oder auf Schiffen.
• Eine Beschichtung isoliert. Das ermöglicht kleinere Abstände zwischen den Bauteilen: Die Beschichtung unterbindet das Stromableiten zwischen eng beieinanderliegenden Komponenten.
• Die Beschichtung minimiert den Bedarf an komplexen Gehäusen, die ansonsten einzelne Bauteile schützen müssten. Der Lack übernimmt dann die Aufgabe eines Gehäuses und schützt vor Staub und mechanischem Abrieb.
• Der richtige Lack ist ein vollständiger Schutz der Baugruppe vor chemischen Angriffen.
• Mechanischer Schutz gegen Vibrations- und Stoßbelastung.
• Conformal Coating minimiert Leistungseinbußen aufgrund von Umweltgefahren wie etwa hohe thermische Belastungen. Bei der Anwendung in Wüstenregionen muss ein Gerät Temperaturschwankungen von bis zu 40 Grad an einem Tag aushalten.
• Conformal Coating minimiert die Belastung durch Schimmelpilze.
• Elektromigration – das Abtragen von Material durch Ionenbewegung im festen Leiter (Leiterbahnunterbrechung). 

Was ist eine gute Beschichtung?

Die Richtlinien zur Bewertung von Schutzbeschichtungen finden Sie in den Normen IEC 61086, IEC60464, IPC CC 830, IPC HDBK-830. Aber ganz konkret: Eine gute Beschichtung hat nur minimale Auswirkung auf das Komponentengewicht – und ist heutzutage teilweise sogar wasserbasiert. Die Lacke bei einer Leiterplattenbeschichtung müssen außerdem atmungsaktiv sein. So kann die in elektronischen Leiterplatten eingeschlossene Feuchtigkeit entweichen, gleichzeitig bleibt der Schutz vor Umwelteinflüssen erhalten. Bei diesen Beschichtungen handelt es sich allerdings deswegen auch oftmals nicht um Dichtungsstoffe, das heißt, bei längerer Einwirkung von Dämpfen kommt es zu Transmission und Degradation. Die Auswahl des richtigen Beschichtungsmaterials ist deswegen eine wichtige Entscheidung:

• Wovor soll das Conformal Coating schützen?
• In welchem Temperaturbereich wird das elektrische Gerät eingesetzt?
• Was sind die physikalischen, elektrischen und chemischen Anforderungen an das Beschichtungsmaterial selbst?
• Gibt es Anforderungen an die elektrische, chemische und mechanische Kompatibilität mit den zu beschichtenden Teilen und Substanzen? Muss es zum Beispiel dem Ausdehnungskoeffizienten von Chip-Komponenten entsprechen?

Die Antworten auf diese Fragen bestimmen die Eignung eines bestimmten Materials, etwa Acryl, Polyurethan, Silikon, Epoxid. Die Auswahl des konformen Beschichtungsmaterials erfolgt sorgfältig und in Bezug auf die Applikationsmethode. Eine falsche Auswahl kann die langfristige Zuverlässigkeit der Leiterplatte beeinträchtigen und Verarbeitungs- und Kostenprobleme verursachen.