DD205278B1 - Tauchmasse und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Tauohmasse und Verfahren zu deren Herstellung

der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Zusammensetzung und die Herstellung einer Tauchmasse zur Umhüllung bzw· Einbettung von Bauelementen aus keramischen Massen, insbesondere keramische Kleinstkondensatoren, wie sie vielfach in der Elektrotechnik/Elektronik angewendet werden·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt und seit langem in der Praxis üblich, daß zum Umhüllen bzw. Einbetten von elektrischen oder elektronischen Bauelementen, insbesondere Bauelementen aus keramischen Materialien, vorwiegend Tauohmaseen auf der Basis von Phendharz, Epoxidharz, Gießharz aus Organopolysiloxanen, Kopolymere aus Rizinusöl und iBooyanat, Gemischen aus Epoxidharz, Kohlenstoff und Fluorkohlenwasserstoffen, Silizium modifizierte Verbindungen

mit Kautschuk und Pflanzenöl u. a· mit anorganischen Füllstoffen modifiziert Verwendung finden·

Die dabei zur Anwendung gebraohten relativ hohen anorganischen Pttllstoffanteile bestehen z· B· aus Schlämmkreide, Titandioxid, Quarzmehl» Kalziumstearat, Magnesiumsilikat u· a* Derartige Tauchmassen sind z· B. in den Patentschriften DD-PS 108-844, DD-PS 56 741 und DE-OS 2 261 686 beschrieben. Das Füllen der Harze mit anorganischen Bestandteilen dient dazu, deren Eigenschaften zu verbessern und mit diesen dicke Schiohten in möglichst einem oder mehreren Tauchvorgängen auf die Bauelemente aufzutragen, wobei eine optimale Schutzwirkung erreicht werden soll·

Diese Tauchmassen neigen im starken Maße zu Sedimentationserscheinungen, die eine Reihe von Nachteilen für die Zusammensetzung, den Aufbau und die Anwendung der Umhüllschient zur Folge haben*

So ergibt sich z· B. allein durch das hohe spezifische Gewicht der anorganischen Bestandteile und die ungenügende Bindung zwischen Harz und Füllstoff, eine nur ungenügende Homogenität und eine dadurch bedingte schlechte Kantendeokung an den Bauelementen·

Das äußert sich u· a· darin, daß eine ständige Anpassung der Tauohzeiten und Eintauchtiefe an die sich verändernde Viskosität des Tauchbades erforderlich ist· Dies führt dazu, daß sich die Oberflächenfestigkeit des Uberzugee verringert, die Rißempfindlichkeit erhöht und dadurch das Zuverläseigkeitsverhalten negativ beeinflußt wird· Die genannten Nachteile zeigen sich sowohl während der Verarbeitung als auch in angewandter Form in der Schutzschicht der Bauelemente· In den Patentschriften DB-PS 1 015 511 und DB-PS 1 179 276 sind Verfahren zur Umhüllung von elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen beschrieben, die darauf beruhen, daß z· B* organische, faserstoffhaltige,

saugfähige Materlallen ale Füllstoffe verwendet werden. Dabei handelt es eich vorwiegend um Wickelschichten, Bandagen, Lamellierungen u· a«_t bei denen das für diese Stoffe charakteristische Bindungeverhalten zum Harz genutzt wird, um dauerhaft haltbare Isolierschichten zu erreichen· Nachteilig ist bei diesen bekannten Verfahren, daß die genannten Materialien nur mit hohem technologischem Aufwand einzuarbeiten sind· Dies ist darin begründet, daß naturgemäß die organischen Materialien spezifisch leiohter sind und sioh an der Oberfläche der Harzlösung absetzen·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Tauchmasse zu schaffen, die zu einer bedeutenden Erhöhung der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer von umhüllten bzw» eingebetteten elektrischen oder elektronischen Bauelementen sowie zu einer Verringerung der Ausschußquote führt» Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung, die Umhüllung oder Einbettung dieser Bauelemente technologisch einfach und kostengünstig durchzuführen und gleichzeitig die Verarbeitung der Tauchmasвѳ günstiger zu gestalten«

Pari eg" ¹^ p des Wese^p der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tauchmasse und ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, durch die eine wesentliche Verbesserung der Harz-Füllstoff-Verbindung erreicht und die Flexibilität der Tauchmasse erhöht wird, sowie eine gleichmäßige Verteilung der Füllstoffe über den gesamten Querschnitt der Umhüllung bis zum ausgehärteten Zustand erhalten bleibt· Das wird dadurch erreicht, daß eine neue Mischungsrezeptur zur Anwendung kommt, bei der Holzmehl als organischer Füllstoff in einem besonderen Verfahren erfindungsgemäß eingearbeitet wird.

Dieser organische Füllstoff 1st dadurch charakterisiert, daß er erfindungsgemäß einer bestimmten Holzart und Faserstruktur entspricht sowie einen definierten Feuchte- und Naturharzanteil aufweist· Weiterhin werden andere Harzrohstoffe, die in gelöster Form vorliegen müssen, bekannterweise verwendet· Das danaoh vorliegende Gemisoh wird einem besonderen Mahlprozeß zugeführt, bei dem gleichzeitig die bekannten anorganischen und der organische Füllstoff erfindungsgemäß zugegeben werden« Im Besonderen bewirkt der erfindungsgemäße Mahlprozeß durch die zwangsläufig entstehende Erwärmung eine Vorkondensation des im Holzmehl enthaltenen Naturharzes und des synthetischen Harzes· Dadurch bedingt, entsteht auf der Oberfläche der organis.ohen Holzfaser ein "Klebefilm", auf dem im weiteren Prozeß des Mahl- und Mlschvorganges die anorganischen Füllstoffe anhaften und sioh so zu kompakten Gebilden entwickeln, die im Gemisoh der Harzlösung zu "schwebenden Körpern" werden und in dieser gleichmäßig verteilt sind· Das niedrige spezifisohe Gewicht des organischen Füllstoffes (etwa 0,12 - 0,15 g/cm ) beeinflußt entscheidend diesen Vorgang« Die so hergestellte Tauchmasse, die äußerst homogen, in geringem Maße thixotrop und frei von Sedimentationserscheinungen ist, wird duroh unkomplizierte Tauohvorgänge auf das Bauelement aufgebracht» wobei duroh anschließende Wärmehärtung die "schwebenden Körper" in ihrer gleichmäßigen Verteilung fixiert werden« Eine naoh diesen Verfahrensschritten aufgebrachte Schutzschicht gewährleistet eine optimale Schichtdicke auch an solchen kritischen Stellen wie Kanten, Drahtdurohfuhrungen u« a«

Ausführungsbeispiel

In einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden« Zuerst werden die Harzanteile, die 10 - 15 % betragen, im

Verhältnis 1,0 bis 1,4 » 1 in einem Gemisch von Aceton und Äthanol im Volumenverhältnis 1 t 1 gelöst. Danach wird dieses Gemisch einem Mahlprozeß von 20 - 24 Stunden unterworfen, bei dem 1 bis 5 % mit Äthanol zu einem Brei angerührtes Holzmehl mit einer Korngröße von max· 16O ,um mit hohem staubförmigen Anteil sowie 60 - 70 % Schlämmkreide mit einer Korngröße von etwa 63 «um zugegeben werden· Weiterhin kommt nochmals die gleiche Menge Aceton und Äthanol, wie zu Beginn des Ansatzes hinzu, welches mit 2 - 3 % Butylaoetat angereichert wird. Dieser Mahlprozeß bewirkt im Besonderen durch die dabei zwangsläufig entstehende Erwärmung des Mahlgutes eine Vorkondensaten des im Holzmehl enthaltenen Naturharzes und des synthetischen Harzes· Dadurch kommt es auf der Oberfläche der organischen Holzfaser zur Ausbildung eines "Klebefilme·*, auf dem während des Mahl- und Misohvorganges die anorganischen Füllstoffe anhaften und sich so zu kompakten Gebilden entwickeln, die im Harzlösungsgemisch zu "schwebenden Körpern" werden und in diesem Gemisch gleichmäßig verteilt sind· Durch das niedrige spezifische Gewicht des organischen Fülletoffee, das etwa 0,12 - 0,15 g/cm beträgt, wird dieser Vorgang noch besondere günstig beeinflußt. Von entscheidender Bedeutung ist weiterhin, daß durch anschließende Wärmehärtung die "schwebenden Körper" in gleichmäßiger Verteilung fixiert werden· Nach Beendigung des Mahlprozeßes wird die für die weitere Verarbeitung der Tauchmasse erforderliche Viskosität von 2 000 bis 4 000 oP erreicht·

-6 -

Claims (4)

Erfindungaanspruch

1· Tauohmasse und Verfahren zu deren Herstellung auf harzbasis mit anorganischen und organischen Füllstoffen! insbesondere Holzmehl, gekennzeichnet dadurch, daß der organische Füllstoff eine nque Zusammensetzung aufweißt und in einem besonderen MahlVorgang eingearbeitet wird und sich zusammen mit den anorganischen Füllstoffen zu schwebenden Körpern in der Harzschicht ausbildet und damit eine äußerst homogene, den verarbeitungsteohnischen und anwendungsspezifischen Besonderheiten entsprachende Umhüllung geschaffen wird.

2· Tauohmasse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der organische Füllstoff aus einer Holzfaser mit folgender Beschaff enheit besteht

- Holzartt Kiefer oder Fichte

- Korngrößeι max· 160/um mit hohem staubförmigen Anteil

- Feuchtegehalt t 5 - 7 1>

- Harzanteilj < 3,5 %

3· Tauchmaase nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet daduroh, daß die Korngröße des anorganischen Füllstoffes etwa 1/3 bis 1/5 der Korngröße des organischen Füllstoffes beträgt«

4· Verfahren zur Herstellung einer Tauohmasse nach Punkt 1 bis 3t gekennzeichnet dadurch, daß das Einarbeiten der Füllstoffe in einer mit Porzellan ausgekleideten Trommel erfolgt, die einen Rauminhalt von 40 1 besitzt, mit einer Geschwindigkeit von 45 U/min rotiert und die bis au 1/3 ihres Volumens mit kugelförmigen Flintsteinen, deren Durchmesser in der Größenordnung von 10 - 50 mm liegt, gefüllt wird·