CN103262226B - 用于制造具有成型体的电子组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造电子组件(1)的方法，该电子组件具有至少一个电子部件(3，4)以及至少部分包围所述电子部件(3，4)的成型体(2)，所述方法包括以下步骤：将至少一个电子部件(3，4)嵌入到敞开的模具(10)中，将第一模制材料(21)和第二模制材料(22)输送到模具(10)的空腔(13)中，其中，第一模制材料不同于第二模制材料，以及将模具(10)闭合，其中，模具(10)的闭合在第一和第二模制材料(21，22)的输送之前进行或同时进行。

Description

用于制造具有成型体的电子组件的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有成型体的电子组件的方法以及此电子组件。
背景技术
已知，迄今具有成型体的电子组件是：例如为装配的电路板或者传感器的电子部件，在冲压网格或陶瓷衬底上，由模制材料构成的成型体部分或整体包围而成。对于整体包围的电子组件，电子接触元件延伸到成型体外表面。因为对于这种已知的电子组件，电子部件的嵌入只使用一种模制材料，所以即使可以通过一个工序相对快速地制造，但是此种方法不适用于多个不同的、例如产生不同大小热量的电子部件。因此人们期待提供一种简单且费用不大的、用于制造电子组件的方法以及该电子组件，其符合对电子部件的不同要求。
发明内容
依照本发明的用于制造电子组件的方法，所述电子组件具有至少一个电子部件以及至少部分包围所述电子部件的成型体，该方法的优点在于，可以使用两种或多种不同的模制材料，其能够根据不同电子部件的特殊要求进行选择。在此特别规定，所述至少一个电子结构元件至少部分地、优选完全由第一模制材料包围。此外优选规定，所述至少一个电子结构元件未被第一模制材料包围的区域至少部分地、优选完全由第二和/或另一模制材料包围。作为可选或者附加的，同样优选规定，又一电子结构元件至少部分地、优选完全由第二和/或者另一模制材料包围。在这里“包围(Umschliessen)”特指，相应的模制材料与各自的电子结构元件直接接触。通过两种或者多种模制材料局部分配布置而形成成型体，确保了每个电子结构元件根据其自身的例如散热、膨胀、机械载荷等特殊要求而被由此所决定的模制材料包围。在这里本发明的方法具有很高的经济性并且特别适合大批量生产。在此，本发明的方法包括以下步骤：将一个或多个电子部件嵌入到敞开模具中，将至少两种不同的模制材料输送到模具的空腔中以及将模具闭合。在此，模具的闭合可在模制材料的输送之前或者同时进行。需要说明，当模具的闭合与模制材料的输送同时完成时，要注意模制材料不能从模具中溢出。这里的电子部件优选为电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底，在该电子部件上可以设有其它不同的电子部件，例如传感器、芯片、IC、功率晶体三极管、电容、线圈、电阻等。根据本发明的方法特别优选适用于制造汽车控制器或者其它汽车电子组件。
因此，根据本发明提供了用于制造电子组件的方法，电子组件包括至少一个电子部件以及由至少两种模制材料构成的成型体，成型体整体包围该至少一个电子部件，电子接触元件延伸到成型体外表面，方法包括如下步骤：
-将至少一个电子部件嵌入到敞开的模具中，其中，至少一个电子部件是具有上表面和下表面的电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底，
-将隔离元件布置在模具中，其中，隔离元件一侧贴靠到电子部件上或者固定在电子部件上并且另一侧前伸至模具的工具壁，和/或
-将至少一个导引元件布置在模具中，
-至少将第一模制材料和第二模制材料输送到模具的空腔中，其中，第一模制材料不同于第二模制材料，
-其中，通过隔离元件提供了对模具内的空腔的划分并且在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的上表面和工具壁之间和/或在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的下表面和工具壁之间的区域中使第一模制材料与第二模制材料彼此隔离，其中，隔离元件起到了对电子部件和工具壁的密封作用，和/或
-其中，通过导引元件使所输送的第一模制材料和第二模制材料的流动导引成为可能，使得在成型体的限定的部分区域中形成由第一模制材料与第二模制材料混合而成的混合区域，并且
-将模具闭合，
-其中，模具的闭合在第一模制材料和第二模制材料的输送之前进行或者同时进行。
为了确保用不同模制材料对模具的特别快速的填充，模制材料优选同时输送。
在此特别优选，借助第一压力柱塞输送第一模制材料，并借助第二压力柱塞输送第二模制材料。
为了避免模制材料的混合，优选地设有隔离元件，例如借助粘贴或熔焊或钎焊，使隔离元件被贴靠在电子部件上或者固定在电子部件上，其中，隔离元件与模具的工具壁共同提供了对模具内已存在的空腔的划分。因此隔离元件起到了对电子部件和工具壁的密封作用，从而使形成成型体的模制材料有一个明确定义的划分成为可能。通过这种方式，举例来说，第一电子结构元件由第一个模具模块完全包围直到成型体外部区域，其中第一模制材料与隔离元件邻接。此外举例来说，另一电子结构元件由第二模制材料包围直到成型体外部区域。在此第二模制材料通过隔离元件与第一模制材料隔离。隔离元件优选为合成材料。
根据本发明的又一优选的设计方案，设有用于在空腔中对所输送的模制材料进行导引的导引元件。在此，导引元件可以设置或固定在模具上和/或电子部件上和/或作为松散的嵌入件。在此导引元件使所输送的模制材料的流动导引成为可能，从而例如使两种模制材料在成型体的所期待的区域中有针对性的混合成为可能。由此产生另一种可能，即通过两种纯模制材料的混合，在模制过程中制造出具备不同性能的第三模制材料。
为了模具空腔的特别快速且均匀的填充，优选从彼此相对置的面输送第一和第二模制材料到模具中。
作为模制材料，优选使用具有不同材料性能、特别是在其固有弹性方面不同的合成材料。
本发明进一步涉及一种电子组件，例如汽车的电子控制器，包括至少一个电子部件，例如附有不同电子部件(例如芯片)的电路板，还包括至少部分包围所述电子部件的成型体。此成型体在这里至少由两种不同的模制材料制成。特别地在此所述至少一个电子结构元件至少部分地、优选完全由第一模制材料包围。此外所述至少一个电子结构元件的未被第一模制材料包围的区域至少部分地、优选完全由第二和/或另一模制材料包围。可选或者附加地，优选使另一电子结构元件至少部分地、优选完全由第二和/或另一模制材料包围。由此，通过选择各自的模制材料可以实现针对不同电子部件的特殊给定条件的独有匹配。
优选，本发明的电子组件还包括至少一个隔离元件，其被设置在成型体中并且将第一模制材料与第二模制材料隔离。由此在没有模制材料混合的情况下，使这两种模制材料的精确隔离成为可能。特别优选，使隔离元件直接设置在电子部件上，或者可选地，使隔离元件直接为电子部件本身。
根据本发明的又一优选的设计方案，本发明的电子组件优选包括至少一个导引元件，其被设置在成型体中。导引元件在成型体制造时用于所输送的模制材料的流动导引。在此，导引元件可以一方面限定模制材料在模具中的导引，并且另一方面通过材料流的相应导引，使两种不同的模制材料有针对性的混合成为可能。导引元件优选由合成材料制成。
根据本发明还提供一种电子组件，其包括至少一个电子部件，其中，所述至少一个电子部件是具有上表面和下表面的电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底，其中，至少一个电子部件由至少两种模制材料构成的成型体整体包围，电子接触元件延伸到成型体的外表面，其中，第一模制材料不同于第二模制材料，其中，在成型体中布置有隔离元件和/或导引元件，其中，隔离元件一侧贴靠到至少一个电子部件上或者固定在至少一个电子部件上并且另一侧前伸至成型体的外表面，其中，隔离元件在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的上表面和成型体的外表面之间和/或在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的下表面和成型体的外表面之间的区域中使第一模制材料与第二模制材料彼此隔离和/或由于通过导引元件对所输送的第一模制材料和第二模制材料的相应的流动导引在成型体的限定的部分区域中形成由第一模制材料与第二模制材料混合而成的混合区域。
根据本发明的一个有利的实施方式，为了在成型体内形成空腔，隔离元件为电子部件本身或者隔离元件是环绕封闭的。
根据本发明的一个有利的实施方式，导引元件用于将模制材料导引至模具的空腔中。
根据本发明的一个有利的实施方式，电子组件包括其他的电子部件，其他的电子部件布置在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底上。
根据本发明的一个有利的实施方式，至少第一电子部件被第一模制材料整体包围直到成型体的外表面，并且至少第二电子部件被第二模制材料整体包围直到成型体的外表面。
附图说明
接下来，将参考附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中：
图1示出根据本发明第一实施例的电子组件的剖面示意图，
图2示出用于制造图1中组件的工具结构的剖面示意图，
图3示出用于制造根据本发明第二实施例的带有嵌入的电子部件的电子组件的模具的俯视示意图，
图4示出沿着图3中III-III线的剖面示意图，
图5示出按照图3带有模制材料的输送图示的俯视示意图，并且
图6示出沿着图5中VI-VI线的剖面示意图。
具体实施方式
接下来，将参照图1和图2详细描述本发明第一优选实施例的一种方法以及一种电子组件1。
如图1所示，电子组件包括成型体2以及大量的电子部件，特别是电路板3和大量固定在此电路板上的电子元件4。此外两个接线端子5由电子部件引出。
第一实施例的成型体2是由第一模制材料21和第二模制材料22制造。模制材料举例来说是具有不同弹性性能的不同合成材料。此外电子组件1包括由合成材料制成的隔离元件6，其接触电路板3，前伸至成型体2的外表面并且在第一模制材料21与第二模制材料22之间提供准确的隔离。
下面规定导引元件7，其设置在电路板3上，然而没有前伸至成型体的外表面。导引元件7用于所输送的、流动的模制材料的导引。在此在指向成型体2的上表面的面上有混合区域23，在该混合区域中出现第一模制材料与第二模制材料的混合。按照导引元件7的设计方案，可以让两种模制材料21和22的混合表现为较强或者较弱。因此在模制过程中，借助导引元件7，通过第一模制材料与第二模制材料的混合，可以提供具有不同性能的第三模制材料。
总地在这个具体的例子中，从电路板3的下表面到隔离元件6和到成型体2的下外表面的一个区域，以及从电路板3的上表面与两个电子结构元件4一起到导引元件7亦或是混合区域23和到成型体2的上外表面的一个区域，由第一模制材料21包围。此外在电路板3下表面从隔离元件6到成型体2的下外表面的另一个区域，以及从电路板3上表面与两个电子结构元件4一起从导引元件7亦或是混合区域23到成型体2的上外表面的一个区域，由第二模制材料22包围。
图2阐明了电子组件1的制造。如在图2中的图示显而易见，装配有电子元件4的电路板3被嵌入模具10的空腔13里，该空腔存在于第一半模具11和第二半模具12之间。借助柱塞18，19使第一和第二模制材料21，22从储备室16，17经过通道14，15输送到空腔13中。
隔离元件6在此可以作为嵌入件嵌入在电路板3和工具壁12a之间，或者使隔离元件6固定设置在电路板3或第二半模具12上。导引元件7可同样作为嵌入件，或者可选地使导引元件7被固定在电路板3上，例如借助粘贴。
本发明涉及到的方法在此可以这样实现，即首先将所述两个半模具11，12闭合，并且然后将第一和第二模制材料21，22输送至空腔13中。可选地，可以在这两个半模具11，12闭合过程开始的同时，也使两个柱塞18，19运动，并且由此在模具10闭合过程开始的同时，开始第一和第二模制材料21，22到空腔13中的输送。对上面的可选方案仅仅要注意，在模具完全闭合前已经输送的模制材料不要从空腔的边界溢出。
下面将对照图3到图6，对根据本发明第二实施例的一个电子部件和制造此部件的方法进行描述，其中，相同的部件亦或是相同功能的部件用与第一实施例中相同的附图标记来表示。
第二实施例展示了电子组件以及方法，在其中额外又使用了第三模制材料24。因此这样制造的电子组件具有对应于三种模制材料的材料性能带有三种不同性能的成型体。因此图3和图4显示出这样的状态，其中，如电路板3和芯片4的电子部件嵌入在工具10中。由此在电路板3上方和下方产生空腔13，空腔在外周边互相连接。此外在电路板3内固定有隔离元件6，在此实施例中隔离元件设置在电路板3上侧面和下侧面上。此外，在电路板3亦或是芯片4上设置有环绕封闭的第三隔离元件60，其覆盖芯片4的部分区域。由此产生另一个空腔30。因为第三隔离元件60在周围封闭，如图6所示，在后续的部件中实现一个剩余的空腔30，其未被模制材料填充。
此外规定导引元件7，特别如图3所示，该导引元件具有城垛式的冠状形式。由此可以实现，第二模制材料22和第三模制材料24在导引元件7的区域中部分混合。导引元件7特别对成型体质量-流向有影响，而且与模制材料排出口的定位相互作用。在图5中通过细虚线分别示出了在对腔13填充时的各个流动线路。对于第一模制材料21总共画出七条流动线路a，b，c，d，e，f，g。对于第二模制材料22画出五条流动线路a2，b2，c2，d2和e2。对于第三模制材料24画出八条流动线路a3，b3，c3，d3，e3，f3，g3和h3。通过在俯视图中导引元件7的角状形式可以确保，第二模制材料22填充排出口和导引元件7之间的区域，其中，在导引元件7的城垛区域中实现与第三模制材料24的混合。对于其它部分，此实施例将等同于前一个实施例，从而可参照对前一个实施例的描述。
因此根据本发明，如在两个实施例中所描述，提供一种用于制造由多种模制材料制造的电子组件的方法。在这里，可以根据具有特殊性能的各单一电子组件，通过用于产生无模制材料的区域的隔离元件6(特别是完全封闭的隔离元件)的材料选择和/或者布置，和/或者借助导引元件7，制造一种特殊的成型体2。由此不但电子部件的部分嵌入而且完全的封装都可实现。本发明特别优选地与汽车的电子组件，例如控制器，传感器等结合使用。

Claims (11)

1.一种用于制造电子组件(1)的方法，所述电子组件包括至少一个电子部件(3，4)以及由至少两种模制材料构成的成型体(2)，所述成型体整体包围该至少一个电子部件，电子接触元件延伸到成型体外表面，所述方法包括如下步骤：
-将至少一个电子部件(3，4)嵌入到敞开的模具(10)中，其中，所述至少一个电子部件(3，4)是具有上表面和下表面的电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底，
-将隔离元件(6)布置在所述模具(10)中，其中，所述隔离元件一侧贴靠到所述电子部件(3，4)上或者固定在所述电子部件(3，4)上并且另一侧前伸至所述模具的工具壁，和/或
-将至少一个导引元件(7)布置在所述模具(10)中，
-至少将第一模制材料(21)和第二模制材料(22)输送到模具(10)的空腔(13)中，其中，所述第一模制材料不同于所述第二模制材料，
-其中，通过所述隔离元件(6)提供了对所述模具内的空腔的划分并且在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的上表面和工具壁之间和/或在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的下表面和工具壁之间的区域中使第一模制材料(21)与第二模制材料(22)彼此隔离，其中，所述隔离元件(6)起到了对所述电子部件(3，4)和工具壁的密封作用，和/或
-其中，通过所述导引元件使所输送的第一模制材料和第二模制材料的流动导引成为可能，使得在所述成型体的限定的部分区域中形成由第一模制材料与第二模制材料混合而成的混合区域，并且
-将模具(10)闭合，
-其中，模具(10)的闭合在第一模制材料(21)和第二模制材料(22)的输送之前进行或者同时进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模制材料(21)和第二模制材料(22)同时被输送。
3.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一模制材料(21)借助第一柱塞(18)并且所述第二模制材料(22)借助第二柱塞(19)被输送。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔离元件与工具壁(12a)共同提供了对模具(10)内的空腔(13)的划分。
5.根据权利要求中1所述的方法，其特征在于，所述导引元件(7)为嵌入件，和/或固定在工具上，和/或固定在电子部件上。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模制材料(21)和第二模制材料(22)从其互相对置的面输送到工具(10)内。
7.一种电子组件，其包括至少一个电子部件(3，4)，其中，所述至少一个电子部件是具有上表面和下表面的电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底，其中，所述至少一个电子部件(3，4)由至少两种模制材料(21、22)构成的成型体(2)整体包围，电子接触元件延伸到成型体(2)的外表面，其中，第一模制材料(21)不同于第二模制材料(22)，其中，在所述成型体(2)中布置有隔离元件(6)和/或导引元件(7)，其中，所述隔离元件一侧贴靠到所述至少一个电子部件(3，4)上或者固定在所述至少一个电子部件(3，4)上并且另一侧前伸至所述成型体(2)的外表面，其中，所述隔离元件(6)在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的上表面和成型体(2)的外表面之间和/或在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底的下表面和成型体(2)的外表面之间的区域中使第一模制材料(21)与第二模制材料(22)彼此隔离和/或由于通过所述导引元件对所输送的第一模制材料(21)和第二模制材料(22)的相应的流动导引在所述成型体(2)的限定的部分区域中形成由第一模制材料与第二模制材料混合而成的混合区域。
8.根据权利要求7所述的电子组件，其特征在于，为了在成型体(2)内形成空腔(30)，所述隔离元件为电子部件本身或者隔离元件(6)是环绕封闭的。
9.根据权利要求7所述的电子组件，所述导引元件(7)用于将模制材料导引至模具(10)的空腔(13)中。
10.根据权利要求7所述的电子组件，其特征在于，所述电子组件包括其他的电子部件，所述其他的电子部件布置在电路板或者冲压网格或者陶瓷衬底上。
11.根据权利要求10所述的电子组件，其特征在于，至少第一电子部件被所述第一模制材料整体包围直到所述成型体的外表面，并且至少第二电子部件被所述第二模制材料整体包围直到所述成型体的外表面。
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