CN103460824A - 用于浇注的电子器件的应力去耦的壳体侧分隔层 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种装置（2），该装置包括用于承载电路（14）的基板（12）、用于装入所述基板（12）的壳体（4）以及容纳在所述壳体（4）中的浇注料（22），所述浇注料至少部分地包围所述基板（12）。所述浇注料（22）能够附着在所述壳体（4）上。此外，所述装置具有壁（26），所述浇注料（22）能够与所述壁（26）脱离。
Description
技术领域
本发明涉及一种装置，其包括用于承载电路的基板、用于装入基板的壳体以及容纳在壳体中的浇注料，所述浇注料至少部分地包围所述基板，并且本发明还涉及一种用于制造这种装置的方法。
背景技术
浇注料保护壳体中的基板不受环境因素影响。此外，浇注料还能以机械方式将印刷电路板固定在壳体中。在此，该基板可以完全被浇注料包围。
发明内容
因此，本发明的目的在于，改进所述装置。
该目的通过独立权利要求所述的特征实现。本发明的优选改进方案是从属权利要求的主题。
本发明提出在壳体中形成壁。这样，浇注料能够附着在壳体上并能够与所述壁脱离。
本发明的出发点是，浇注料本应该附着在壳体的内壁上。在浇注料硬化——这在使用合成材料作为浇注料时能通过聚合发生——时，浇注料根据所使用的材料而显著收缩。这种收缩产生了作用于基板以及安装在基板上的电子器件的拉应力。
本发明基于这样的考虑，即，作用于电子器件的拉应力通过浇注料基本上导致一拉力，该拉力使得电子器件之间的电接触点例如焊点、粘合点或者引线焊接位点承受机械负荷。在当温度波动时由于浇注料的热膨胀过程而出现交替的机械负荷的情况下，问题更加严重。最终，作用于电子器件的拉应力会导致电接触点处产生裂纹，该裂纹导致由基板承载的整个电路失效。
此外，本发明基于这样的考虑，即，基板和浇注料之间的膨胀间隙能够减小所述作用在电子器件上的拉应力。但是，该膨胀间隙不能防止基板的表面和浇注料之间的横向运动，因此浇注料仍然能够以剪切力作用在电子器件和其电接触点上，该剪切力会导致由基板承载的整个电路发生上述失效。
与之不同的，本发明提出：不是在基板上而是在壳体侧形成膨胀间隙。这在浇注料与基板之间提供了牢固和稳定的连接，因此防止了基板和浇注料之间的横向运动。
因此，本发明提出了这样一种装置：该装置包括用于承载电路的印刷电路板、用于装入印刷电路板的壳体和容纳在壳体中的浇注料，浇注料至少部分地包围印刷电路板。同时，浇注料能够附着在壳体上。壳体还具有壁，浇注料能够与所述壁脱离。
通过将壁——该壁与壳体的其余部分不同且允许浇注料与壳体脱离——插入壳体中，能够在壳体和基板之间形成膨胀间隙，从而能够减小从浇注料传递至基板的机械负荷。此外，壳体侧的膨胀间隙还具有这样的优点，即，聚集在膨胀间隙中的能够扩散的污物、例如潮气不会由于迁移作用和腐蚀作用而损坏电路。在膨胀间隙形成在基板侧的情况下，这将是可能的失效原因。
在本发明的改进方案中，壁的表面与壳体的其余表面不同。可以通过任意方式实现这种不同。例如，壳体和壁可以分别承受不同的表面处理，这导致壳体和壁具有不同的特性。可选地或附加地，在处理时可以将壳体和壁加热到不同的温度，从而使浇注料保持附着在壳体上，但与壁脱离。
优选地，壁的表面与壳体的其余表面和/或基板的表面形成为使得浇注料与壁的表面之间的附着力小于浇注料与壳体的其余表面和/或基板的表面之间的附着力，特别是附着力相应地与定义的参考面积或者无穷小的分力（infinitesimale Teilkraft）相关。
在本发明的特定改进方案中，壁是插入壳体中的材料。该材料可以是任意的。因此，所使用的材料可以是流体膜、例如油膜，流体膜减小了壳体在壁的区域中的摩擦系数。可选地，所使用的材料可以是已引入的并也可以导致浇注料与壳体表面脱离的污物。将壁作为插入壳体中的材料的优点在于，首先能够通过已知的方式制造本身已知的壳体。随后可以通过规定的方式对该已知的壳体进行改变，从而对示出的装置来说不需要对传统的制造工艺做出改变。
在本发明的优选改进方案中，材料固定在壳体中，从而材料在浇注料填充到壳体中时不会以某种或其它方式浮动离开。
在可选的或附加的改进方案中，材料设计为漆或者薄膜，它们都可以通过简单的技术方式引入壳体中严格限定的位置处。
在本发明的另一个改进方案中，壳体具有壳体底面、与壳体底面对置并具有壳体开口的壳体顶面以及连接壳体底面和壳体顶面的壳体侧面，其中，壁形成在壳体底面上。换句话说，膨胀间隙形成在与壳体开口对置的位置处，从而使污物进入至膨胀间隙中的可能性最小化。
在本发明的特定改进方案中，基板具有基板顶面和与基板顶面对置并具有电路的基板底面，该电路在壳体中面向壳体底面。换句话说，膨胀间隙布置在基板顶面和壳体底面之间。因此，浇注料附着在设计为相对于基板顶面沿横向的壳体侧面上。这样，浇注料和壳体侧面之间的牢固连接使基板顶面和浇注料之间的横向运动进一步最小化，由此进一步更好地保护基板上的电子器件和其电接触点不受机械应力。
在本发明的另一个实施方案中，基板具有基板顶面和与基板顶面对置的基板底面。在该示例中，基板顶面和/或基板底面经受了等离子体处理。也就是说，基板的面向壳体底面的侧面或者基板的面向壳体顶面的侧面经受了等离子体处理。等离子体理解为被加热的材料，这种材料在气体状态下被输入很多电能，以致于其能导电，即使该材料对外保持中性。利用包含在等离子体中的活性粒子可以改变基板的表面，从而得到对浇注料的最佳的附着。
在本发明的另一个实施方案中，壳体的内侧经受了等离子体处理。利用包含在等离子体中的活性粒子可以改变壳体的内侧处的表面，从而得到对浇注料的最佳的附着。
在特定改进方案中，壳体内部的表面和/或基板的表面经受了等离子体处理。在此，借助于等离子体，壳体内部的表面和/或基板的表面可以更有效地摆脱大量材料、例如碳化合物的约束。这样改善了浇注料在壳体中和/或基板上的附着并且更好地保护基板免受由浇注料的运动引起的机械应力。
在另一个特定改进方案中，壳体内部的表面和/或基板的表面经受了等离子体活化处理。在此，活化理解为增大表面能量和/或表面张力。增大的表面能量进一步增强了浇注料与壳体内部的表面和/或基板的表面的附着。
本发明还提供了一种用于制造装置的方法，该装置具有用于承载电路的基板以及用于装入基板的壳体，所述壳体具有壳体底面和与壳体底面对置并具有壳体开口的壳体顶面，所述方法包括步骤：将材料敷设到壳体底面上以及利用浇注料浇注壳体。在此，浇注料能够附着在壳体上并与所述材料脱离。
所述方法的改进方案可以是相应地实现了根据从属权利要求所述的装置的特征的方法步骤。
附图说明
从下面结合附图对示例性实施例的详细描述中，可以能更清楚且更明确地理解本发明的上述特性、特征和优点以及实现这些特性、特征和优点的方法和方式：
图1示意性示出根据本发明的示例性的装置。
具体实施方式
参考图1，该图示意性示出根据本发明的示例性的装置2。
装置2具有壳体4，该壳体包括壳体底部6、与壳体底部6对置的壳体开口8以及连接壳体底部6和壳体开口8的壳体侧面10。
壳体4中装有基板12，基板12在其朝向壳体底部6的一侧上承载有电路14。在图1中示出电子电路14的第一电子器件16和第二电子器件18，每个电子器件包括连接到电路14的未示出的印制导线的两个电接触元件20。基板12可以是由热塑性塑料、热固性塑料或者聚酰亚胺形成的印刷电路板，或者可以是陶瓷载体。
电路14在壳体4中被浇注料22包围。浇注料附着在壳体侧面10和壳体的由壳体底部6形成的壁23上。在壳体底部6上在浇注料22和壳体底部6之间存在膨胀间隙24，所述膨胀间隙22由在制造示出的装置2时敷设在壳体底部6处的壁23上的材料26形成，浇注料22不会附着在材料26上。材料26可以作为例如形式为特氟龙的防粘层或者作为例如形式为硅酮的非粘结层固定在壳体底部6上。
为了制造装置2，首先把材料26敷设在壳体底部6上，随后以示出的方式把基板12布置在壳体4中。最后利用浇注料22浇注壳体4。浇注料22例如可以是合成材料例如聚氨酯，该浇注料注入壳体4中且在壳体4中聚合。
Claims (11)
1.一种装置（2），包括用于承载电路（14）的基板（12）、用于装入所述基板（12）的壳体（4）以及容纳在所述壳体（4）中的浇注料（22），所述浇注料至少部分地包围所述基板（12），其中，所述浇注料（22）能够附着在所述壳体（4）上，且所述壳体具有壁（26），所述浇注料（22）能够与所述壁（26）脱离。
2.根据权利要求1所述的装置（2），其中，所述壁（26）的表面与所述壳体（4）的其余表面不同。
3.根据权利要求2所述的装置（2），其中，所述壁（26）的表面与所述壳体（4）的其余表面和/或所述基板（12）的表面形成为使得所述浇注料（22）与所述壁的表面之间的附着力小于所述浇注料与所述壳体的其余表面和/或所述基板的表面之间的附着力，特别是所述附着力相应地与所定义的参考面积或无穷小的分力相关。
4.根据权利要求2所述的装置（2），其中，所述壁（26）是插入所述壳体中的材料。
5.根据权利要求4所述的装置（2），其中，所述材料固定在所述壳体（4）中。
6.根据权利要求4或5所述的装置（2），其中，所述材料设计为漆或者薄膜。
7.根据上述权利要求中任一项所述的装置（2），其中，所述壳体（4）具有壳体底面（6）、与所述壳体底面（6）对置并具有壳体开口的壳体顶面（8）以及连接所述壳体底面（6）和所述壳体顶面（8）的壳体侧面（10），并且所述壁（26）形成在所述壳体底面（6）上。
8.根据权利要求7所述的装置（2），其中，所述基板（12）具有基板顶面和与所述基板顶面对置并具有电路（14）的基板底面，所述电路在所述壳体（4）中面向所述壳体底面（6）。
9.根据上述权利要求中任一项所述的装置（2），其中，所述基板（12）具有基板顶面和与所述基板顶面对置的基板底面，并且所述基板顶面和/或所述基板底面经受了等离子体处理，尤其是经受了等离子体活化处理。
10.根据上述权利要求中任一项所述的装置（2），其中，所述壳体（4）的内侧经受了离子体处理，尤其是经受了等离子体活化处理，并且尤其是所述壁的表面未经受等离子体处理。
11.一种用于制造装置（2）的方法，所述装置具有用于承载电路（12）的基板（12）以及用于装入所述基板（12）的壳体（4），所述壳体（4）具有壳体底面（6）和与所述壳体底面（6）对置并具有壳体开口的壳体顶面（8），所述方法包括：将材料（26）敷设到所述壳体底面（6）上以及利用浇注料（22）浇注所述壳体（4），其中，所述浇注料（22）能够附着在所述壳体（22）上且能够与所述材料（26）脱离。
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