DE10122921A1 - Ein Schaltungsbauelement mit einer Schutzbeschichtung, die durch Spritzgiessen eines reaktiv gehärteten Materials gebildet wird - Google Patents
Ein Schaltungsbauelement mit einer Schutzbeschichtung, die durch Spritzgiessen eines reaktiv gehärteten Materials gebildet wirdInfo
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Abstract
Schaltungsbauelemente können in einem Kautschukmaterial schützend verkapselt werden. Die Beschichtung kann durch Spritzguß einer Mischung reaktiver Komponenten aufgetragen werden, die nach dem Härten den isolierenden Kautschuk bilden. Durch das Einspritzen der flüssigen Komponenten werden Beschädigungen an den Schaltungskomponenten auf ein Minimum reduziert, und es wird gleichzeitig eine hochgradig fehlerfreie Beschichtung erzielt. Die beschichteten Schaltungsbauelemente sind dann gegenüber Wasser und anderen umweltbedingten Einflüssen beständig. Die Wärmeableitung wird gesteuert. Das Äußere kann weiter metallisiert und geerdet werden, um elektromagnetische Störungen zu begrenzen.
Description
Die Anmelder beanspruchen hiermit den Nutzen
ihrer vorläufigen, am 24. Mai 2000 eingereichten Anmel
dung mit der laufenden Nummer 60/206626 für "A Circuit
Device Having a Protective Coating Formed By Injection
Molding A Reactively Cured Polyurethane".
Die Erfindung betrifft den Aufbau eines
elektronischen Schaltungsbauelements und insbesondere
Schutzbeschichtungen für elektronische
Schaltungsbauelemente. Die Erfindung betrifft
insbesondere ein elektronisches Schaltungsbauelement,
das durch den Prozeß eines reaktiven Spritzgießens
beschichtet wird.
Das Verkapseln von Schaltungsbauelementen in
einem elektrisch isolierenden Material ist ein bekann
tes Verfahren, um ein Schaltungsbauelement vor Wasser
und anderen Substanzen zu schützen und Wärme in dem
Schaltungsbauelement gleichmäßig zu verteilen. Weitere
gewünschte Resultate sind elektrische Isolierung,
Schutz vor physischer Beschädigung, leichte Kapselung
und reduzierte Gesamtbausteinkosten. Die Beschichtungs
materialien müssen sorgfältig ausgewählt und aufge
tragen werden, um den mechanischen, elektrischen und
Umgebungsbedingungen des Schaltungsbauelements zu
entsprechen. Zum Verkapseln elektronischer
Schaltungsbauelemente gibt es drei Verfahren, die
üblicherweise angewendet werden. Das erste ist das
Vergießen, wobei man eine Behälter (einen Topf)
einschließlich des Schaltungsbauelements ausbildet und
dann den Behälter mit einem Isoliermaterial füllt, das
um die Schaltung herum härtet. Die Vergußmaterialien
sind üblicherweise auf Silicon basierende Kautschuke.
Das Problem besteht darin, daß der Behälter in der
Regel ein Gußstück aus Metall oder ein ähnlicher
Behälter ist, der schließlich zu einem
Schaltungsbauelement führt, das groß und schwer ist.
Die Kosten des Gußstücks sind ebenfalls beträchtlich.
Es besteht deshalb ein Bedarf danach, ein
Schaltungsbauelement vor Wasser und anderen Materialien
zu schützen, ohne es in einem Metallbehälter zu
vergießen.
Wenn eines der beiden Verfahren verwendet wird,
gibt es wenig freiliegende Oberflächen für die
Freisetzung von Lösungsmitteln oder anderen ausgegasten
Komponenten. Das Vergußmaterial wird in das
Schaltungsbauelement gegossen, wodurch es unter
Schwerkraft über, um und zwischen die Teile des
Schaltungsbauelements fließen kann. Es muß darauf
geachtet werden, daß in dem Topf keine Lunker (Blasen)
bleiben, die die Leistung des Schaltungsbauelements im
Hinblick auf einen Standard verändern, einen
elektrischen Entladungsweg liefern oder als ein
Zugangskanal oder Behälter für Wasser oder ähnliches
fungieren. Dazu ist das Vergußmaterial notwendigerweise
ziemlich flüssig, was aber allgemein bedeutet, daß das
Vergußmaterial längere Zeit benötigt, um zu härten. Das
Vergießen eines Schaltungsbauelements in einem Behälter
erfordert dann eine relativ lange Härtzeit. Es besteht
dann ein Bedarf, die Beschichtungszeit für das
Schaltungsbauelement zu reduzieren. Es besteht eine
ähnlicher Bedarf an einem Beschichtungsprozeß mit einer
kurzen Härtzeit.
Ein weiteres Verkapselungsverfahren ist der
Spritzguß. In jüngerer Zeit ist dort, wo es die
Charakteristiken des Schaltungsbauelements gestatten,
für die Verkapselung ein Hochdruck-Kunststoffspritzguß
verwendet worden. Der Hauptunterschied zwischen dem
Vergießen und dem aktuellen Spritzguß ist der Druck.
Das Vergießen geschieht unter atmosphärischem Druck,
während der Spritzguß unter einem sehr hohen Druck
erfolgt. Je nach der elektrischen Anwendung stellen
Lunker bei der Verkapselung das wesentliche Problem
dar. Lunker ergeben sich aus der Unfähigkeit des
Verkapselungsmaterials, zu fließen und den ganzen
Hohlraum zu füllen. Außerdem kann beim Vermischen der
Vergußkomponenten Luft eingeschlossen werden. Lunker
können insbesondere bei hohen Spannungen zu einem
elektrischen Durchschlag führen. Lunker können zu einer
schlechten Wärmeleitfähigkeit führen, was wiederum den
Ausfall von Schaltungskomponenten nach sich zieht.
Vergußmaterialien können eine schlechte Haftung
aufweisen, wodurch sie Leitungskanäle oder
Wasserrückhaltekanäle bilden, die die Integrität des
Schaltungsbauelements begrenzen. Bei einigen
Schaltungsbauelementen können Lunker auch ein
ästhetisches Problem darstellen.
Um Lunker auf ein Minimum zu reduzieren und
idealerweise zu beseitigen, sind unter anderem folgende
Techniken entwickelt worden: Vorwärmen der Materialien
und des Schaltungsbauelements auf annehmbare Grenzen,
wodurch die Viskosität reduziert wird, das verkapselte
Schaltungsbauelement in Schwingungen zu versetzen, um
die Wanderung der Luft zu induzieren, an die
vermischten Materialien oder das verkapselte
Schaltungsbauelement ein Vakuum anzulegen, um die
Wanderung der Luft zu unterstützen, und das verkapselte
Bauelement bis zu seiner vollständigen Härtung zu
erwärmen. Allgemein wird beobachtet, daß spritzge
gossene Schaltungsbauelemente wegen der höheren
Viskosität des Materials und der niedrigen
Strömungsraten für Lunker anfälliger sind.
Von großem Wert ist die Fähigkeit des
Verkapselungsmaterials, an Komponenten des
Schaltungsbauelements zuverlässig haften zu können,
insbesondere dort, wo die beschichteten Abschnitte dünn
sind und durch die Beschichtung die mechanische
Integrität erhöht wird. Bei Hochspannungsanwendungen
ist die Bildung von Lichtbogenspuren auf der Oberfläche
ein wesentliches Problem. Die Formulierung des
Verkapselungsmaterials ist der Schlüssel dafür, um die
Bildung von Lichtbogenspuren auf der Oberfläche zu
blockieren, und ist insbesondere bei den
spritzgegossenen Schaltungsbauelementen demonstriert
worden.
Bei standardmäßigen spritzgegossenen Schal
tungsbauelementen sind die Härtzeit und die Gesamt
zykluszeit unbedeutende Probleme. In der Regel weisen
Verkapselungsverbindungen lange Härtzeiten auf und
müssen, um ihre Härtzeit zu verkürzen, "beschleunigt"
oder "katalysiert" werden. Die Härtzeiten sind
üblicherweise sehr lang, was dadurch bedingt wird, daß
man vor dem Härten für den Prozeß eine vertretbare
"Verarbeitungszeit" haben muß. Die Option besteht
deshalb darin, eine sehr lange Härtzeit bei
Umgebungstemperatur von bis zu einem Tag oder länger zu
haben oder das Schaltungsbauelement mehrere Stunden
lang bei einer nicht zerstörenden Temperatur zu
trocknen, um eine Handhabung während des Prozesses zu
gestatten, und dann das Schaltungsbauelement bei
Umgebungstemperatur aushärten zu lassen. In beiden
Fällen sind das Schaltungsbauelement, die Formen und
andere Geräte über einen längeren Zeitraum hinweg
gebunden. Dies ist teuer.
Bei jedem Verkapselungsmaterial muß das
physikalische Schrumpfen den physikalischen Grenzen des
Schaltungsbauelements und seiner Komponenten
entsprechen.
Bei gegenwärtigen Spritzgußtechniken werden
Materialien mit einem hohen Durometer verwendet, was
entweder beim Einspritzen oder dem darauffolgenden
Schrumpfen zu hohen Kräften auf die Schaltungskompo
nenten führt. Die aus dem Spritzgießen dieser Materia
lien resultierenden Kräfte können entweder während der
anfänglichen Ausformung oder beim Schrumpfen die
Leiterplattenkomponenten zerstören. Es kann zu
Implosionen von Lunker enthaltenden Komponenten wie
etwa Kondensatoren, zu einer thermischen Zerstörung der
Isolierung oder von Beschichtungen, dem Bruch von
gesinterten Strukturen wie etwa Magnetkernen oder der
Verformung oder dem Zerreißen von Verbindungen wie etwa
Filmen oder Leitungen oder der mechanischen
Verschiebung von Komponenten kommen. Im ganzen Hohlraum
kann es große Lunker geben. Die Haftung an Komponenten
oder dem Substrat kann schlecht sein oder nicht
vorliegen, wodurch sich entlang diesen Innenkanälen
elektrische Entladungswege ausbilden. Aufgrund von
Differenzen beim Schrumpfen kann sich das ganze Bauteil
verziehen.
Von den Anmeldern ist ein Formprozeß entwickelt
worden, bei dem Reaktionsspritzguß bzw. RIM-Guß
verwendet wird. Bei dem RIM-Guß werden gleichzeitig
zwei viskose Materialien vermischt und eingegossen, die
unter Bildung einer festen oder nachgiebigen Substanz
reagieren. Der RIM-Guß wurde anfänglich entwickelt, um
mittlere bis große Teile mit einer geringen bis
mittleren Dichte für den Markt der Zierleisten im
Kraftfahrzeugbereich und im Heimbereich zu produzieren;
er hat sich seitdem ausgeweitet und schließt relativ
große Gegenstände aus dem Verbraucherbereich und dem
Industriebereich mit ein. Auf kleine Gegenstände ist er
wahrscheinlich wegen Material- und Prozeßalternativen
bisher noch nicht in großem Umfang angewendet worden.
Bemerkenswerterweise ist er noch nicht für
elektronische Produkte und insbesondere nicht als ein
Ersatz für das Vergießen verwendet worden.
Ein geschütztes elektronisches Schaltungsbau
element kann aus einem Schaltungsbauelementträger, der
ein elektronisches Schaltungsbauelement mit zwei oder
mehr Anschlußleitungen stützt, und einem elektrisch
isolierenden Beschichtungsmaterial, das an dem
Schaltungsbauelement dicht anliegt und an ihm haftet,
gebildet werden. Anschlüsse für den elektrischen
Eingang und Ausgang von der Schaltung läßt man frei,
die sich durch die Beschichtung erstrecken. Das
Beschichtungsmaterial besteht aus einer reaktiven
Kombination von zwei oder mehr flüssigen Komponenten.
Das Beschichtungsmaterial braucht nicht durch einen
benachbarten Behälter weiter umschlossen zu sein. Die
geschützte Schaltung kann durch folgenden Vorgang
gebildet werden: Positionieren eines Trägerkörpers mit
mindestens einem elektronischen Schaltungsbauelement,
das aus zwei oder mehr elektronischen Komponenten
besteht, in einer Form; Leiten eines härtbaren
isolierenden Beschichtungsmaterials zu der Form, damit
das elektronische Schaltungsbauelement beschichtet und
bedeckt wird; Aushärten des Beschichtungsmaterials und
Auswerfen des beschichteten Schaltungsbauelement-
Trägerkörpers aus der Form.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines insgesamt kleineren beschichteten
Schaltungsbauelements. Eine weitere Aufgabe der
Erfindung besteht in der Bereitstellung eines insgesamt
leichteren beschichteten Schaltungsbauelements. Eine
Aufgabe der Erfindung besteht in der Beschleunigung des
Herstellungsprozesses für beschichtete Schaltungsbau
elemente und in der Ermöglichung eines Massenpro
duktionsprozesses für die schützende Beschichtung von
Schaltungsbauelementen. Eine weitere Aufgabe der
Erfindung besteht darin, zur Minimierung der Bildung
von Lunkern in der Beschichtung den Einsatz von einem
oder mehreren Materialien mit einer niedrigen Visko
sität (unter 300 Centipoise) zu ermöglichen. Weitere
Aufgaben der Erfindung bestehen darin, zur Erhöhung der
Produktionsgeschwindigkeit eine annehmbar schnelle
Beschichtungsprozeßzeit von möglicherweise unter zwei
Minuten zu ermöglichen und hohe Materialströmungs
durchsätze mit Einspritzzeiten von weniger als einigen
Sekunden unter gleichzeitigen Ausschluß von
mechanischen Schäden an Schaltungsbauelementen zu
ermöglichen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht
darin, niedrige Gußtemperaturen (unter 150°F) zu
ermöglichen. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin,
zum Reduzieren oder Eliminieren von Schäden an
Komponenten ein Formen mit einem niedrigen Spritzdruck
(unter 6,895 × 104 Pascal (10,0 Pfund pro Quadratzoll))
zu ermöglichen. Eine Aufgabe der Erfindung besteht
darin, die Produktionsbeschichtungskosten insgesamt zu
reduzieren.
Fig. 1 zeigt ein beschichtetes Schaltungs
bauelement.
Fig. 2, 3 und 4 zeigen jeweils eine Drauf
sicht, eine Seitenansicht und eine Bodenansicht eines
bevorzugten Schaltungsbauelements.
Fig. 5 zeigt eine Gruppe von Schaltungs
bauelementen, die in Form einer Leiter gruppiert sind.
Fig. 6 zeigt eine offene Form.
Fig. 7 zeigt eine offene Form mit zwei in
ihrer Position angeordneten Schaltungssätzen.
Fig. 8 zeigt im Querschnitt eine Teilend
ansicht einer um zwei Schaltungsbauelemente herum
geschlossenen Form.
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf einen
geformten Satz von zwei Gruppen von Schaltungsbauele
menten vor dem Entgraten und der Trennung der Schal
tungsbauelemente.
Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des geformten
Satzes von Schaltungsbauelementen von Fig. 9.
Fig. 11 zeigt ein beschichtetes Schaltungsbau
element mit einer äußeren Sperrbeschichtung gegen
elektromagnetische Beeinflussung.
Das bevorzugte beschichtete Schaltungsbauele
ment 10 besteht aus einem mit Schaltungskomponenten
bestückten Schaltungsbauelement 12, das dann mit einer
Schutzbeschichtung 14 beschichtet wird. Die Fig. 2,
3 und 4 zeigen jeweils eine Draufsicht, eine
Seitenansicht und eine Bodenansicht eines bevorzugten
unbeschichteten Schaltungsbauelements 12. Bei der
bevorzugten Ausführungsform hält eine übliche
Schaltungsbauelementstütze (Platine 16) eine Reihe
ähnlich konstruierter Schaltungsbauelemente 12. Jedes
Schaltungsbauelement 12 wird auf einem abtrennbaren
Teil der Schaltungsbauelementstützplatine 16 gestützt.
Die abtrennbaren Abschnitte des Schaltungsbauelements
12 können später voneinander getrennt werden. Auf diese
Weise können sofort mehrere beschichtete
Schaltungsbauelemente geformt werden, wodurch sie sich
eine gemeinsame Aufbauzeit, Formzeit und Härtzeit
teilen. Fig. 5 zeigt eine Gruppe von sechs
Schaltungsbauelementen 12, die dem in den Fig. 2, 3
und 4 ähnlich sind und die in Form einer Leiter auf
einer gemeinsamen Schaltungsplatine 16 gruppiert sind.
Sechs Beispiele des bevorzugten Schaltungsbauelements
12 sind parallel und nebeneinander auf der Basis der
gemeinsamen Schaltungsplatine 16 positioniert und
bilden die Sprossen der Leiter. Zwei Seitenschienen 18,
20 vervollständigen die Leiter, indem sie die Enden der
sechs Schaltungsbauelemente 12 aneinander koppeln.
Schlitze 22 durch die Schaltungsplatine 16 erstrecken
sich zwischen jeder der benachbarten
Schaltungsbauelemente 12. Bei der bevorzugten
Ausführungsform sind an den Enden der
Schaltungsbauelemente 12 neben den Seitenschienen 18,
20 Stromeingangskontakte 24 und Stromausgangskontakte
26 für die Schaltung ausgebildet. Die Kontaktpunkte 24,
26 liegen in einem Bereich, der bei dem letzten
Beschichtungsprozeß nicht mit einer Schutzbeschichtung
versehen wird. Dadurch bleiben die Kontaktpunkte 24, 26
von Beschichtungsmaterial 14 frei und sind für eine
elektrische Verbindung bereit. Bei der bevorzugten
Ausführungsform sind auf der gemeinsamen
Schaltungsplatine 16 zwischen den Seitenschienen 18, 20
und den Kontaktpunkten 24, 26 Ritzlinien 28, 30
ausgebildet. Die Ritzlinien 28, 30 ermöglichen das
spätere schnelle Entfernen der Seitenschienen 18, 20.
Die Schaltungsplatine 16 kann auch mit einem oder
mehreren Registrierlöchern 32 ausgebildet sein, um eine
präzise Anordnung der Baugruppe der Schaltungsplatine
16 in der Form 34 zu ermöglichen.
Je nach der geometrischen Form der bevorzugten
Schaltung und der tragenden Schaltungsplatine wird eine
Form so ausgelegt, daß das Schaltungsbauelement so in
einer Kammer umschlossen ist, daß das Beschichtungs
material aufgenommen, geformt und in Kontakt mit
denjenigen Teilen des Schaltungsbauelements gehalten
wird, die beschichtet werden sollen. Nachdem das
Schaltungsbauelement beschichtet worden ist und das
Beschichtungsmaterial gehärtet ist, wird die Form
geöffnet und das beschichtete Schaltungsbauelement wird
herausgenommen. Etwaiges überschüssiges Beschichtungs
material wird dann abgeschnitten, und etwaige letzte
Schritte zur Vervollständigung der Schaltung werden
ergriffen.
Es wurde eine bevorzugte Form ausgelegt und
gebaut, um zwei Sätze der sechs Sprossen aufweisenden
Leitern von Schaltungsbauelementen 12 wie in Fig. 5
gezeigt aufzunehmen. Fig. 6 zeigt eine offene Ansicht
der Form 34 für die zwei Sätze von aus sechs Stufen
bestehenden Leitern. Die Form 34 wies eine an eine
untere Hälfte 38 angelenkte obere Hälfte 36 auf. Die
Formhälften 36, 38 enthielten jeweilige Oberflächen
wände 40, 42, die, wenn sie richtig geschlossen sind,
dazwischen zwei Speicherkammern 44, 46, um die beiden
Sätze der aus sechs Stufen bestehenden Leiterstrukturen
(12-Schaltungsbauelement-Platinen) aufzunehmen und zu
halten, und betreffende Beschichtungsmaterial
zuleitungskanäle 48, 50 und Austrittskanäle 52, 54
definieren. Die auch als Einspritzkanäle bezeichneten
Zuleitungskanäle 48, 50 für das Beschichtungsmaterial
14 führen zu den beiden Speicherkammern 44, 46. Die
Wand 42 der unteren Formhälfte definiert zwei Hohlräume
mit jeweils fünf unteren Trennwänden 56. Die unteren
Trennwände 56 definieren sechs getrennte Teilkammern 58
in jeder der Speicherkammern 44, 46. Jede Teilkammer 58
umschließt ein Volumen um eine jeweilige Seite eines
der Schaltungsbauelemente 12 herum. Die obere
Formhälfte 36 ist ähnlich mit zwei Hohlräumen 62, 64
mit jeweils fünf ähnlichen oberen Trennwänden 66
ausgebildet. Die obere Formhälfte 36 enthält weiterhin
vier parallele Dichtungskanäle 68. Die vier
Dichtungskanäle 68 erstrecken sich senkrecht zu den
Leitersprossen und verlaufen parallel neben den
Leiterseitenschienen 18, 20 unter Überlappung der Enden
jedes der Sätze der Schaltungsbauelemente 12. Wie
gezeigt, ist in jeden Dichtungskanal 68 eine
zusammendrückbare Endabdichtung 70 aus Kautschuk
eingesetzt. Als Endabdichtungen 70 können längliche
rechteckige Blöcke aus Kautschuk verwendet werden.
Die obere Formhälfte 36 enthält einen Einlaß 72
für das Beschichtungsmaterial 14. Der Einlaß 72 führt
zu einem zwischen den Formhälften ausgebildeten Vermi
schungslabyrinth 74, das so ausgelegt ist, daß es eine
gute Vermischung der eingespritzten Beschichtungs
materialien 34 sicherstellt. Der Mischer in Form eines
schlangenförmigen Labyrinths 74 besteht aus einer Reihe
von Verwirbelungen induzierender Ecken. Dahinter sind
die Angüsse und Kanäle, die das eingespritzte Beschich
tungsmaterial 14 führen, allgemein so ausgebildet, daß
in den Schaltungsbauelement-Speicherkammern 44, 46
keine Turbulenzen und keine Kavitation induziert wird.
Der Auslaß des Vermischungslabyrinths 74 führt über
zwei gleiche Zuleitungskanäle 48, 50 zu den beiden
Speicherkammern 44, 46. Die Zuleitungskanäle 48, 50
enthalten fächerartige Eingänge 76, 78 mit geringer
Verwirbelung, die entlang den seitlichen Längen der
ersten beiden Schaltungsbauelement-Teilkammern 58
angekoppelt sind. Die fächerartigen Eingänge 76, 78
unterstützen die Bereitstellung einer turbulenzfreien
Strömung des Beschichtungsmaterials 14 bei seinem
Eintritt in die Speicherkammern 44, 46. An dem
gegenüberliegenden Ende der Schaltungsbauelement-
Speicherkammern 44, 46 befindet sich ähnliche, zu
Austrittskanälen 52, 54 führende fächerartige Auslässe
mit geringer Verwirbelung. Die Austrittskanäle 52, 54
nehmen abfließendes, etwaiges überschüssiges
Beschichtungsmaterial 14 auf. Die Austrittskanäle 52,
54 führen zu einer nicht gezeigten Vakuumankopplung an
der Außenseite der oberen Formhälfte 36. Der letzte
Austrittskanal ist mit einer vergrößerten Länge
ausgelegt, um als ein volumetrischer Akkumulator
(Kissen) für etwaiges überschüssiges eingespeistes
Material zu dienen. Die beiden Formhälften 36, 38
enthalten weiterhin Registrierstifte 80 (auf jeder
befinden sich jeweils zwei für jede Speicherkammer 44,
46), die zu den Registrierlöchern 28 passen und dadurch
die Sätze der Schaltungsbauelemente 12 richtig in den
Speicherkammern 44, 46 anordnen. Die beiden Formhälften
36, 38 können auch in der Technik bekannte Registrier-
und Verriegelungsmerkmale enthalten, um
sicherzustellen, daß die beiden Formhälften 36, 38
während des Formprozesses in richtiger Ausrichtung
bleiben. Die bevorzugte Form 34 wird auch elektrisch
geheizt.
Fig. 7 zeigt eine offene Form mit zwei an
ihrem Platz eingesetzten Schaltungssätzen. Die
Registrierlöcher 28 passen mit den Registrierstiften 80
zusammen, um eine richtige Positionierung
sicherzustellen. Wenn die Form um die Sätze der Leitern
aus Schaltungsbauelementen 12 zusammengedrückt wird,
drücken die vier Endabdichtungen 70 aus Kautschuk gegen
die Leiterseitenschienen 18, 20 und die Enden jedes
Schaltungsbauelements 12, um die Kontakte 24, 26 der
Schaltungsbauelemente 12 abzudecken. Fig. 8 zeigt im
Querschnitt eine Teilendansicht einer um zwei
Schaltungsbauelemente 12 herum geschlossenen Form 34.
Bei geschlossener Form 34 nähern sich die Trennwände 56
der untere Hälfte und die Trennwände 66 der obere
Hälfte zwischen jedem der Schaltungsbauelemente 12
einander an, schließen aber nicht miteinander oder den
Schaltungsbauelementen 12, wodurch ein offener Kanal
zurückbleibt, der entlang der Länge der benachbarten
Teilkammern 58 verläuft. Da die unteren Trennwände 56
und die oberen Trennwänden 66 nicht mit den Schaltungs
platinenschlitzen 22 zwischen benachbarten Schaltungs
sätzen schließen, kann das Beschichtungsmaterial 14
ungehindert von einer Teilkammer 58 in die nächste
fließen.
Das Beschichtungsmaterial 14 ist ausreichend
flüssig ausgewählt, so daß es sicher um die Schaltungs
komponenten herum eingespritzt werden kann und danach
unter Bildung einer isolierenden und schützenden
Beschichtung härten kann. Aus praktischen Gründen ist
es zweckmäßig, das Beschichtungsmaterial 14 zu bilden,
indem zwei oder mehr reaktive flüssige Komponenten
unmittelbar vor dem Einspritzen in die Formkammern 44,
46 vermischt werden. Während des Einspritzens
beschichtet das Gemisch alle relevanten Bereiche und
Volumen bzw. füllt sie. Dadurch, daß reaktive flüssige
Komponenten verwendet werden, beginnt das Gemisch mit
der Umsetzung während der Einspritzstufe, was recht
schnell vor sich gehen kann, und die Komponenten
beenden das Aushärten unter Bildung eines festen
Körpers, wenn sie sich in ihrer Endposition befinden.
Es versteht sich, daß unter flüssig hier die Fähigkeit
zum Fließen und unter fest entweder eine starre oder
eine elastische Substanz verstanden wird, die unter den
normalen Betriebsbedingungen des Schaltungsbauelements
nicht fließt. Um einer Entladung zwischen Schaltungs
komponenten durch das Beschichtungsmaterial zu
widerstehen, sollte das Beschichtungsmaterial, wenn die
Betriebsspannungen und die Abstände der Schaltungs
komponenten vorgegeben sind, eine ausreichend hohe
Dielektrizitätskonstante aufweisen. Das Beschich
tungsmaterial sollte außerdem ausreichend wärmebe
ständig sein, damit es sich unter der Wärmelast der
arbeitenden Schaltung nicht zersetzt. Das bevorzugte
Beschichtungsmaterial ist reaktiv gehärteter Kautschuk
auf Polyurethanbasis (RIM). Diese Materialien werden in
der Regel dadurch gebildet, daß eine Isomerkomponente
und eine Harzkomponente kombiniert werden. Das
bevorzugte Beschichtungsmaterial der Anmelder war eine
reaktive Kombination aus einem Harzmaterial, nämlich
ELASTOLIT # M50872R (BASF Corporation), und einem
Isomermaterial, nämlich WUC 3092 T Isocyanat (BASF
Corporation). Diese beiden Materialien bilden zusammen
ein Urethanmaterial mit einem Shore-A-Wert von 70
(Durometer). Das sich ergebende Beschichtungsmaterial
weist eine spezifische Dichte von 1,05 g pro cm3, ein
Biegemodul von 1100 Pfund pro Quadratzoll bei 23°
Celsius, eine Zugfestigkeit von 1060 Pfund pro
Quadratzoll, eine Streckung von 220 Prozent bei Bruch
und eine sofortige Härte von Shore-A 70 auf. Das
gehärtete Beschichtungsmaterial 14 wies einen
gemessenen Dielektrizitätswert von etwa 1,772 104 Volt
pro Millimeter (450 Volt pro mil) auf. Das bevorzugte
Material hat zum Zeitpunkt des Mischens eine
Warmviskosität von etwa 200 oder 300 Centipoise und
eine Kaltviskosität von etwa 700 Centipoise bei 35° bis
40,5°Celsius (95° bis 105° Fahrenheit). Die
Komponenten des bevorzugten RIM-Materials werden auf
etwa 35° bis 40,5°Celsius (95° bis 105° F) erwärmt,
bevor sie vermischt und die Kombination in die Form
gespritzt wird. Je nach Endverwendung der beschichteten
Schaltung müssen möglicherweise Beschichtungsmaterial
formulierungen vermieden werden, die Komponenten
enthalten, die möglicherweise im Laufe der Zeit
ausgasen und das endgültige Betriebsumfeld stören. Es
hat sich herausgestellt, daß sich Lampenvorschalt
geräte, die ansonsten richtig mit einem Material
beschichtet waren, das einen kleinen Teil an
Triethylendiamin (tertiäres Amin) enthält, die mit
Aluminium beschichteten Lampengehäuse aus Polycarbonat
negativ auswirkten und die Formulierung verändert
werden mußte.
Das gewählte Schaltungsbauelement wird in einer
Spritzgußform angeordnet. Die Form kann auf eine
entsprechende Temperatur erwärmt sein. Die Form in der
bevorzugten Ausführungsform ist auf 65,5°C (150°F)
erwärmt. Durch eine gesteuerte Erwärmung wird ein
einheitliches Produkt sichergestellt und der
Härtungsprozeß beschleunigt. Bei der bevorzugten
Ausführungsform sind die Zuleitungskanäle und
Austrittskanäle so in der Form positioniert, daß sie
nicht beschichtet werden oder sich nach Befüllung
schnell entleeren. Bei dem bevorzugten Verfahren wird
zum Entfernen der Luft, die sich um die
Schaltungsbauelemente herum befindet, und zum
Beschleunigen des Fließens des Beschichtungsmaterials
durch die Form an der Form ein Vakuum gezogen. Die zwei
oder mehr das reaktiv gehärtete Beschichtungsmaterial
bildenden reaktiven Komponenten werden vermischt und
schnell in die Form gegossen, damit der Raum um die
Teile der Schaltungsbauelementkomponenten wie gewünscht
gefüllt und diese beschichtet werden. Bei dem
bevorzugten Verfahren werden die Beschichtungs
materialkomponenten jeweils unter Druck in einen
Mischkopf und dann in ein Vermischungslabyrinth
gegossen (spritzgegossen), wo die Beschichtungsmate
rialkomponenten (Isomer und Harz) entsprechend ver
mischt werden. Das austretende Gemisch der Komponenten
(Isomer und Harz) bildet das RIM-Rohmaterial, das
reaktiv härtet, um das endgültige Beschichtungsmaterial
zu bilden.
Das rohe Beschichtungsgemisch tritt dann in den
Hohlraum der Form ein und verteilt sich um das
eingeschlossene Schaltungsbauelemente herum.
Beschichtungsmaterial wird dann gleichzeitig durch
einen geteilten Kanal über "Drosselklappen-
Venturirohre" ("butterfly venturi's") den beiden
Einführungsvorkammern zugeleitet. Diese regeln die
Strömungsgeschwindigkeit von Beschichtungsmaterialien,
indem sie sie so zuteilen, daß sie den Schaltungsbau
elementeinschränkungen entsprechen und für eine
vollständige und gleichzeitige Füllung der gesamten
Speicherkammern sorgen. Das Beschichtungsmaterial
strömt seitlich über die parallel angeordneten
Schaltungsbauelemente über die miteinander verbundenen
Stege und tritt über ähnlich konfigurierte
Speicherkammern und zusammen über einen Austrittskanal
mit großem Umfang aus. Das Druckdifferential zwischen
(je nach dem) dem Einspritzdruck oder dem
Umgebungsdruck am Ausgang oder dem Druck des angelegten
Vakuums bewirkt, daß das härtende Beschichtungsmaterial
durch, über und um das Schaltungsbauelements herum
strömt. Das Schaltungsbauelement ist bevorzugt so
konfiguriert, daß es einen reduzierten Strömungs
widerstand bietet. Der Strömungswiderstand kann zu
Verwirbelungen im Beschichtungsmaterial beim
Einspritzen führen, was Beschichtungsfehler wie etwa
Blasen, ungefüllte Hohlräume, eine schlecht haftende
Beschichtung und unbeschichtete Abschnitte zur Folge
haben kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird
das härtende Beschichtungsmaterial über das Schaltungs
bauelement zu einer Ausgangsöffnung geschoben oder
gezogen, was das Entweichen von mitgeführten oder
eingeschlossenen Gasen gestattet. An dem langen
Beschichtungsmaterialaustrittskanal (und effektiv der
ganzen Form) wird durch eine externe Pumpe ein Vakuum
gezogen. Der Austrittskanal gestattet niedrige
Formdrücke (in der Regel unter 6,895 × 104 Pascal (10,0
Pfund pro Quadratzoll)), was das Einströmen des
Beschichtungsmaterials unterstützt. Es wird ein langer
Austrittskanal bevorzugt, der mögliche (gewollte oder
andere) Schwankungen bei dem Einspritzvolumen des
Beschichtungsmaterials kompensiert und gleichzeitig das
Aushärten des Materials an Ort und Stelle gestattet.
Der lange Austrittskanal verhindert, daß überschüssiges
Beschichtungsmaterial möglicherweise das Äußere der
Form erreicht und danach in die etwa vorhandene
Vakuumpumpe hinein gesaugt wird, was bei der regulären
Produktion eine potentielle betriebliche Schwierigkeit
darstellt.
Die Härtzeit für das eingespritzte
Beschichtungsmaterial sollte länger sein als die Zeit,
die benötigt wird, um den Hohlraum der Form völlig
auszuspritzen, kann danach aber eine beliebige,
zweckmäßig kurze Härtzeit aufweisen. Nach dem Füllen
der Form wird das Beschichtungsmaterial härten
gelassen. Vorzugsweise geschieht dies schnell, und kann
sogar innerhalb einiger weniger Sekunden beendet sein,
nachdem der Spritzguß beendet ist. Die Form wird
geöffnet, und die eine bzw. mehreren beschichteten
Schaltungsbauelemente werden der Form entnommen. Fig.
9 zeigt eine Draufsicht auf einen geformten Satz 70 aus
zwei Gruppen von Schaltungsbauelementen 12 vor der
Trennung. Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht des
geformten Satzes von Schaltungsbauelementen von Fig. 9
vor der Trennung.
Nachdem die Leiter gehärtet ist und der Form
entnommen worden ist, werden die Seitenschienen 18, 20
an den Ritzlinien 28, 30 abgebrochen und entfernt. Der
Steg aus gehärtetem RIM-Material wird neben der Stelle
geschnitten, wo die Teilkammern durch die Paare von
Trennwänden segmentiert sind, um die einzelnen Schal
tungsbauelemente 12 zu trennen. Die einzelnen Schal
tungsbauelemente 12 können auch leitend beschichtet
werden (metallisiert werden, beispielsweise flash
aluminiumbeschichtet oder mit einer anderen leitenden
Beschichtung, beispielsweise einer Indium-Zinnoxid-
Beschichtung). Die leitende Beschichtung 74 kann dann
in einer Einrichtung elektrisch geerdet werden, um eine
Strahlungssperre gegen elektromagnetische Störung (EMI)
zu bilden. Fig. 11 zeigt ein beschichtetes Schaltungs
bauelement 76, wobei eine äußere EMI-Sperrbeschichtung
74 das RIM-spritzgegossene Beschichtungsmaterial über
zieht.
Bei der Herstellung eines richtigen Beispiels
wurde eine Schaltungsbauelemente-Formbaugruppe auf
einem Tragständer ausgerichtet und zur Aufnahme des
eingegossenen Rohrmaterials angekoppelt. Rohmaterial
kanister, die den ersten Teil des reaktiven Beschich
tungsmaterials (Isomer) und den zweiten Teil des
reaktiven Beschichtungsmaterials (Harz) enthielten,
waren an einen Mischkopf angekoppelt. An die
Rohmaterialquellen wurde von außen Gasdruck angelegt,
um die Abgabe des Materials von den Kanistern zu
unterstützen. Die Rohmaterialmischung wurde unter Druck
an zwei von Hydraulikpumpen angetriebene Tandem-
Zylindereinheiten geliefert, die die Rohmaterialien von
den Kanistern aufnahmen und dann dosierten. Wie in der
Technik bekannt ist, kann an das System ein
Steuersystem angekoppelt sein, das alle Prozeß
komponenten und Elemente zueinander in Beziehung setzt.
Die bevorzugte Formlage wurde auf eine Neigung
von etwa 45° nach oben von dem Materialeinlaßende (der
Mischkammer) zu dem Austrittskanal eingestellt. Durch
die nach oben ansteigende Form wurde das Spülen
etwaiger eingeschlossener Hohlraumluft verbessert,
indem Beschichtungsmaterial durch die oberen Enden der
Vorkammerhohlräume der oberen Form geschickt wurde. Die
45°-Neigung der Form hatte einen weiteren ergonomischen
Vorteil für den Bediener hinsichtlich Materialhand
habung und Sichtbarkeit.
Die leere, geschlossene Schaltungsbauelement
form wurde auf ihre bevorzugte Betriebstemperatur
vorgeheizt, die bei einem Beispiel bei 65,5°C (150° F)
lag. Die vorgeheizte Form wurde geöffnet, und zwei 6-
Ballastschaltungsbauelement-Platinenbaugruppen wurden
an Ort und Stelle plaziert und die Form wurde
geschlossen. Ein Hydraulikpumpsystem wurde in Gang
gesetzt, um die Speicherkammern durch die Austritts
kanäle zu evakuieren. Dann wurde an der Form ein Vakuum
gezogen, um einen negativen Druck zu induzieren. Mit
Gasunterstützung werden die beiden Tandem-Hydraulik
zylinder eingezogen, wobei sie eine Kapazitätsladung
beider Formungsmaterialkomponenten aufnehmen. Die
Vakuumpumpe wurde gestartet. Der Formungszyklus wurde
zuerst gestartet, ohne daß sich ein Schaltungs
bauelement an Ort und Stelle befand. Dies geschah zum
erstmaligen Füllen (Ansaugen) des Materialzulei
tungssystems und zum Verifizieren der Formungs
integrität.
Nach dem erstmaligen Ansaugen wurden zwei Sätze
von sechs Schaltungsbauelementen 12 in der Form 34
positioniert, wobei die Leitungskontakte des
Schaltungsbauelements 12 nach oben wiesen. Die obere
Formhälfte wurde geschlossen, wodurch die Kautschuk
dichtungen entlang den Längen der Leitungskontakte des
Schaltungsbauelements 12 gedrückt wurden. An dem
Austrittskanal 46 wurde ein Vakuum von etwa 6,895 × 104
Pascal (10,0 Pfund pro Quadratzoll) gezogen. Dann
wurden die RIM-Materialien unmittelbar neben dem
Eingang in einem Mischkopf gemischt und dann unter
Druck in die Form gespritzt. Dann wurde das
Hydrauliksteuerungsschaltungsbauelement gestartet, was
die beiden Materialkomponenten in den richtigen
Mischungsanteilen durch die schlangenförmige
Mischkammer drückte. Das gemischte (und nun härtende)
Beschichtungsmaterial wurde durch die beiden
Drosselklappen-Venturirohre (an beiden Enden der Form)
gedrückt und wurde proportional seitlich und nach oben
durch die beiden Mehrballast-Formhohlräume verteilt.
Das Beschichtungsmaterial floß durch das
schlangenförmige Mischlabyrinth 74 und dann in die
ersten Schaltungsbauelement-Teilkammern, um unter,
durch und über die ersten beiden Schaltungsbauelemente
zu strömen. Das Beschichtungsmaterial floß dann
zwischen den Enden der unteren Trennwände und oberen
Trennwände und durch die Schaltungsplatinenschlitze 22
zwischen dem ersten und dem zweiten Satz von Schal
tungsbauelementen. Dann floß das Beschichtungsmaterial
14 in die zweite Teilkammer. Das Beschichtungsmaterial
floß weiter, bis es die Austrittskanäle erreichte. Mit
Hilfe des Vakuums sammelte sich das
Beschichtungsmaterial an und bewegte sich durch die
Austritts-Drosselklappen-Kammern und in den
Austrittskanal mit dem langen Umfang. Während dieser
Periode hörte der Zuleitungszyklus des Beschich
tungsmaterials auf, das Vakuum an der Form wurde
unterbrochen und das Beschichtungsmaterial wurde härten
gelassen. Die Form wurde geöffnet, und die beiden
geformten Ballast-Platinenbaugruppen wurden herausge
nommen. Die durchschnittliche Formungszykluszeit lag
bei insgesamt etwa 1,5 Minuten. Dann wurden die einzel
nen Schaltungsbauelemente von etwaigem überschüssigem
Beschichtungsmaterial befreit und voneinander getrennt.
Möglicherweise erforderliches Formtrennmittel kann
gegebenenfalls zwischen Arbeitszyklen auf die Form
aufgetragen werden. Innerhalb des Steuerzyklus erfolgt
das Nachfüllen des Zuleitungszylinders automatisch.
Diese Produktionsschritte können so oft wiederholt
werden, wie dies notwendig ist.
Die beiden Schaltungsbauelement-Speicherkammern
wiesen ein Gesamtvolumen von etwa 180 cm3 (11 Kubikzoll)
auf. Die Formfüllzeit lag bei etwa 2,0 oder 3,0
Sekunden bei einer Strömungsgeschwindigkeit von etwa
130 Gramm pro Sekunde. Der Mischkopfdruck lag bei etwa
1,723 × 107 Pascal (2500 Pfund pro Quadratzoll). Das
Beschichtungsmaterial wurde mit einem Druck von etwa
6,895 × 109 Pascal (10,0 Pfund pro Quadratzoll)
zugeführt. Der beim Füllen an der Speicherkammer
anliegende höchste Manometerdruck war als etwa 3,447 ×
104 Pascal (5,0 Pfund pro Quadratzoll) gemessen worden.
Die Gelzeit für das Beschichtungsmaterial lag bei etwa
30 bis 70 Sekunden. Nachdem das Beschichtungsmaterial
eingespritzt worden war, ließ man es etwa eine Minute
lang härten. Dann wurde die Form geöffnet und die von
dem gehärteten RIM-Material umgebenen Schaltungsbauele
mente wurden herausgenommen. Die Schaltungsbauelemente
wurden als ganzer Satz mit sich drehenden Messern
geschnitten, die entlang der Länge der zwischen den
benachbarten Schaltungsbauelementen ausgebildeten Bahn
eintauchten, wo die oberen und unteren Trennwände tiefe
Nuten bildeten. Die Leiterschienenteile wurden dann
dadurch getrennt, daß sie abgeschnitten oder
abgebrochen wurden, wobei die einzelnen beschichteten
Schaltungseinheiten zurückblieben. Die Form brauchte
nicht gereinigt zu werden. Es wird vorgeschlagen, daß
in Abständen ein Formtrennmittel wie etwa ein
Siliconspray oder ein Aerosolwachsspray verwendet wird.
Es hat sich herausgestellt, daß die Schaltungsbau
elementkomponenten wegen des schnellen Füllens der Form
in dem strömenden Beschichtungsmaterial Turbulenzen
hervorrufen können. Diese Turbulenzen können stromab in
dem gehärteten Beschichtungsmaterial zu Lunkern führen,
die kosmetisch unerwünscht sind und die zu einer
reduzierten Abschirmung und Isolierung führen können.
Es wird vorgeschlagen, daß die Schaltungsbauelement
komponenten so auf der Schaltungsbauelementplatine
angeordnet werden, daß sich auf der bezüglich der
Strömung des Beschichtungsmaterials vorderen und
hinteren Seite der Komponenten wenige oder keine
flachen Oberflächen befinden. Es hat sich
herausgestellt, daß derartige flache Oberflächen
Turbulenzen induzieren und deshalb ungefüllte Hohlräume
nach sich ziehen. Es hat sich herausgestellt, daß im
allgemeinen runde Oberflächen direkt zu dem Einströmen
oder Ausströmen weisen sollten und daß flache
Oberflächen am besten parallel zu der Strömungsrichtung
des Beschichtungsmaterials auszurichten waren.
Die beschichteten Schaltungsbauelemente wurden
getestet, indem sie zuerst gewogen und dann 24 Stunden
lang in Wasser getaucht wurden. Es wurde eine unbe
deutende Gewichtserhöhung von 1 Prozent festgestellt.
Dann wurden die Schaltungsbauelemente in Betrieb
genommen, und es wurde bei Betrieb der Schaltungs
bauelemente keine Änderung festgestellt.
Das resultierende Schaltungsbauelement weist
eine Schutzbeschichtung auf, die alle Schaltungsbau
elementteile mit Ausnahme der Eingangs- und
Ausgangsverbindungen bedeckte. Es stellte sich heraus,
daß die Beschichtung praktisch den ganzen Formhohlraum
und Bereiche um die Schaltungsbauelementkomponenten
herum ausfüllte, wobei bisher keine wesentlichen Lunker
festgestellt wurden. Die Beschichtung stellte ein
homogenes Material bereit, bei dem bisher keine
offensichtlichen visuellen oder physikalischen
Schwankungen festgestellt wurden. Die Beschichtung
schrumpfte derart, wie es mit den
Schaltungsbauelementkomponenten vereinbar war, ohne daß
es zu einer wesentlichen Verformung kam. Die
Beschichtung ist nachgiebig und schützt ausgezeichnet
vor Schlägen und liefert eine gewisse
Anbringungsflexibilität. Die Beschichtung ist
ästhetisch akzeptabel und weist eine einheitliche matte
Oberflächenbeschaffenheit auf. Die Beschichtung zeigt
eine Beständigkeit gegenüber Wasser und anderen
Materialien, isoliert die Schaltungsbauelementteile und
unterstützt die Wärmeableitung. Die Baugruppe ist im
Vergleich mit ähnlichen, in einem Becher vergossenen
Schaltungsbauelementkonstruktionen klein und leicht.
Durch die Konstruktion werden die Kosten, die größeren
Ausmaße, das Gewicht und andere Einschränkungen
vermieden, die mit der Verwendung eines Topfs, um das
Schaltungsbauelement zu halten, verbunden sind. Das
leitend beschichtete Format gestattet eine EMI-
Rauschreduzierung durch elektrische Erdung. Die
Baugruppe ist im Hinblick sowohl auf die Materialien
als auch die Produktionszeit im Vergleich zu
vergossenen Schaltungsbauelementen preiswert.
Mit dem RIM-Formungsprozeß wurde eine
ökonomische Herstellungsprozeßalternative mit hoher
Kapazität, guter Wiederholbarkeit und hoher Ausbeute
erhalten. Die Prozeßanlage weist relativ niedrige
Anlage- und Werkzeugbestückungskosten auf. Der Prozeß
liefert ein ästhetisch akzeptables, gleichförmiges und
wiederholbares Schaltungsbauelement. Durch die Urethan-
Ummantelung ergeben sich ausgezeichnete Schaltungsbau
element-Schlag- und Verformungseigenschaften, sowie
eine bestimmte Montagenachgiebigkeit. Die integralen
Formdichtungen und die Verwendung eines niedrigen
Formungsdrucks führen zu wenig oder keinem Formgrat.
Bei keinem Schaltungsbauelement sind irgendwelche
bedeutenden inneren Lunker beobachtet worden. Eine
gelegentliche äußere obere Formecke hat einen
Lufteinschluß gezeigt, bevor dieses Problem durch eine
Prozeßeinstellung gelöst wurde. Es ist zu keinen
mechanischen Schäden an den Schaltungskomponenten
gekommen, einschließlich etwaiger Beschädigungen an
feinen Drähten oder Folienmerkmalen. Wenngleich
Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben
worden sind, die gegenwärtig als die bevorzugten
angesehen werden, so ist für den Fachmann
offensichtlich, daß verschiedene Änderungen und
Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem
durch die beigefügten Ansprüche definierten
Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
Claims (29)
1. Verfahren zum Umschließen eines elektronischen
Schaltungsbauelements, mit den folgenden Schritten:
- a) Positionieren eines Trägerkörpers mit mindestens einem elektronischen Schaltungsbauelement, das aus zwei oder mehr elektronischen Komponenten besteht, in einer Form;
- b) Leiten eines härtbaren isolierenden Beschichtungsmaterials zu der Form, damit das elektro nische Schaltungsbauelement beschichtet und bedeckt wird;
- c) Aushärten des Beschichtungsmaterials und
- d) Auswerfen des beschichteten Schaltungsbau element-Trägerkörpers aus der Form.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das iso
lierende Beschichtungsmaterial ein durch Reaktion
gehärtetes Beschichtungsmaterial ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das
isolierende Beschichtungsmaterial in die Form gespritzt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem ein Vakuum
an die Form angelegt wird, während das isolierende
Beschichtungsmaterial in die Form gespritzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Be
schichtungsmaterial bei einer Temperatur zugeführt
wird, die unter einer Temperatur liegt, die beliebige
der Komponenten der Schaltungsbauelementplatine zer
stört.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das
Beschichtungsmaterial bei einem Druck zugeführt wird,
der unter einem Druck liegt, der beliebige der
Komponenten des Schaltungsbauelementkörpers zerstört.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der
Trägerkörper zwei oder mehr segmentierte elektronische
Schaltungsbauelemente enthält und die Form für jedes
elektronisches Schaltungsbauelement ein Formvolumen
definiert, das im wesentlichen von ähnlichen,
benachbarten elektronischen Schaltungsbauelementen
zugeordneten Formvolumen segmentiert ist, wodurch im
wesentlichen segmentierte beschichtete elektronische
Schaltungsbauelemente ausgebildet werden, wobei jedes
beschichtete elektronische Schaltungsbauelement von den
übrigen beschichteten elektronischen
Schaltungsbauelementen entlang derartiger
Segmentierungen ohne weiteres in getrennte beschichtete
Schaltungsbauelement-Trägerkörper zerlegt werden kann.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das
Beschichtungsmaterial ein reaktives Beschichtungs
material ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Be
schichtungsmaterial beim Einspritzen eine Viskosität
von unter 300 Centipoise aufweist.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das
Beschichtungsmaterial eine Härtzeit von weniger als
zwei Minuten aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die
Einspritzzeit unter fünf Sekunden liegt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das reaktive
Beschichtungsmaterial ein reaktives Polyurethan ist.
13. Verfahren zum schützenden Beschichten einer
Mehrzahl elektronischer Schaltungsbauelementkörper, mit
den folgenden Schritten:
- a) Ausbilden eines einzelnen Trägers mit einer Mehrzahl segmentierter Schaltungsbauelemente;
- b) Beschichten des Trägers mit einer isolierenden Beschichtung; und
- c) Zerlegen der Beschichtung und des Trägers entlang der Schaltungsbauelement-Segmentierungen zur Bildung getrennter beschichteter Schaltungsbauelement körper.
14. Durch den Prozeß nach Anspruch 1 hergestelltes
beschichtetes elektronisches Schaltungsbauelement.
15. Durch den Prozeß nach Anspruch 14 hergestelltes
elektronisches Schaltungsbauelement, das weiterhin eine
äußere leitende Beschichtung aufweist.
16. Durch den Prozeß nach Anspruch 15 hergestelltes
elektronisches Schaltungsbauelement, bei dem die äußere
leitende Beschichtung eine Metallisierungsschicht ist.
17. Durch den Prozeß nach Anspruch 15 hergestelltes
elektronisches Schaltungsbauelement, bei dem die äußere
leitende Beschichtung eine Indium-Zinnoxid-Schicht ist.
18. Geschütztes elektronisches Schaltungsbauele
ment, das folgendes umfaßt:
- a) einen Schaltungsbauelementträger, der ein elektronisches Schaltungsbauelement mit zwei oder mehr Anschlußleitungen stützt; und
- b) ein elektrisch isolierendes Beschichtungsmaterial, das an dem Schaltungsbauelement dicht anliegt und an ihm haftet und dabei Anschlüsse für den elektrischen Eingang und Ausgang von der Schaltung freiläßt, die sich durch die Beschichtung erstrecken, wobei das Beschichtungsmaterial eine reaktive Kombination aus zwei oder mehr flüssigen Komponenten umfaßt, wobei das Beschichtungsmaterial nicht weiter durch einen benachbarten Behälter umschlossen ist.
19. Geschütztes elektronisches Schaltungsbauele
ment, das folgendes umfaßt:
- a) einen Schaltungsbauelementträger, der ein elektronisches Schaltungsbauelement stützt und dabei Anschlüsse für den elektrischen Eingang und Ausgang von der Schaltung freiläßt, die sich durch die Beschichtung erstrecken; und
- b) eine geformte isolierende Beschichtung, die das Schaltungsbauelement bedeckt, aber nicht die Anschlußleitungen bedeckt, wobei das Beschichtungsmaterial nicht weiter durch einen benachbarten, die Gestalt der Form definie renden Behälter umschlossen ist.
20. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 19, bei dem das Beschichtungsmaterial um
mindestens eine der elektronischen Komponenten herum
infundiert wird.
21. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach
Anspruch 19, bei dem das Beschichtungsmaterial ein
reaktives Beschichtungsmaterial ist.
22. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 21, bei dem das reaktive Beschichtungsmaterial
ein reaktives Polyurethan ist.
23. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 21, bei dem das reaktive Beschichtungsmaterial
eine Dielektrizitätskonstante von über 400 Volt pro mil
aufweist.
24. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 19, bei dem der Trägerkörper zwei oder mehr seg
mentierte, mit Beschichtungsmaterial beschichtete
elektronische Schaltungsbauelemente enthält, wobei
zwischen zwei oder mehr der benachbarten segmentierten
Schaltungsbauelemente im wesentlichen Segmentierungen
positioniert sind, die in dem Beschichtungsmaterial
ausgebildet sind, wodurch der beschichtete Schaltungs
bauelement-Trägerkörper entlang derartiger Segmen
tierungen ohne weiteres in getrennte beschichtete
Schaltungsbauelement-Trägerkörper zerlegt wird.
25. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 19, bei dem das reaktive Beschichtungsmaterial
weiterhin mit einer abgeschiedenen leitenden Schicht
beschichtet ist.
26. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 19, bei dem die abgeschiedene leitende Schicht
geerdet ist.
27. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 26, bei dem die abgeschiedene leitende Schicht
eine abgeschiedene Metallisierungsschicht ist.
28. Beschichtetes Schaltungsbauelement nach An
spruch 26, bei dem die abgeschiedene leitende Schicht
eine Indium-Zinnoxid-Schicht (ITO-Schicht) ist.
29. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Form
eine längere Vakuumleitung enthält und die Härtzeit des
Beschichtungsmaterials kürzer ist als die Zeit zum
strömenden Transportieren des Beschichtungsmaterials
über die Form hinweg und in die Vakuumleitung hinein.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US20662600P | 2000-05-24 | 2000-05-24 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10122921A1 true DE10122921A1 (de) | 2001-11-29 |
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ID=22767221
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2001122921 Withdrawn DE10122921A1 (de) | 2000-05-24 | 2001-05-11 | Ein Schaltungsbauelement mit einer Schutzbeschichtung, die durch Spritzgiessen eines reaktiv gehärteten Materials gebildet wird |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10122921A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008023118A2 (fr) * | 2006-08-22 | 2008-02-28 | Societe Nationale Des Chemins De Fer Francais - Sncf - Ids-J | Moule de protection pour support de memoire amovible et son procede de realisation |
-
2001
- 2001-05-11 DE DE2001122921 patent/DE10122921A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008023118A2 (fr) * | 2006-08-22 | 2008-02-28 | Societe Nationale Des Chemins De Fer Francais - Sncf - Ids-J | Moule de protection pour support de memoire amovible et son procede de realisation |
FR2905224A1 (fr) * | 2006-08-22 | 2008-02-29 | Sncf | Moule de protection pour support de memoire amovible et son procede de realisation |
WO2008023118A3 (fr) * | 2006-08-22 | 2008-04-10 | Chemins De Fer Francais Sncf I | Moule de protection pour support de memoire amovible et son procede de realisation |
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