DE102008032330A1 - Verfahren zur Herstellung von montagefertigen, kunststoffumspritzten Elektronikbauteilen bzw. Elektronikbaugruppen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kunststoffumspritzten Elektronikbauteilen, die direkt verbaut werden können, wobei in einem ersten Schritt das zu schützende Elektronikbauteil mit einem flüssigen Reaktivharz vollständig umhüllt wird, welches anschließend ausgehärtet wird, und dann in einem zweiten Schritt das nunmehr in das Herz eingeschlossene Elektronikbauteil mit einem Thermoplasten zum fertigen Bauteil umspritzt wird. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der so hergestellten Bauteile insbesondere für die Automobilindustrie, die Medizintechnik, den allgemeinen Maschinenbau, für die Luft- und Raumfahrttechnik, die öffentliche Nah- un Fernverkehrstechnik, die Marinetechnik, die Bahntechnik, die erneuerbare Energietechnik und die chemische Industrie.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von komplexen Bauteilen, bestehend aus mindestens einer elektronischen Komponente und mindestens einer Kunststoffkomponente. Der erfindungsgemäße Prozess weist Vorteile in Bezug auf geringere Belastung der Elektronikkomponente und der Handhabung auf.
- In vielen Anwendungsgebieten der Elektronik ist es erforderlich, die Elektronikbauteile wie Transistoren, Kondensatoren, Widerstände, Logikbausteine, Computerchips etc. einzeln, zum Teil aber auch als komplett bestückte Platinen in Kunststoff einzubetten. Dies geschieht üblicherweise durch Direktumspritzung mit geschmolzenem Kunststoff (z. B.
WO 2002/099871 WO 2000/076283 - Eine weitere Fehlerursache stellt die in der Spritzgießverarbeitung auftretende Schubspannung der Schmelze in Relation zur Elektronikbaugruppe dar. In Überlagerung mit der thermischen Belastung sind hier ebenfalls Schädigungen durch Abreißen von Bauteilen möglich bzw. festzustellen.
- Ein weiteres Problem ist die Bildung von Lufteinschlüssen oder Kavitäten, die das Eindringen von Feuchtigkeit und damit mögliches Bauteilversagen fördern. Dieses tritt auch bei den so genannten Hülsen/Deckel-Kombinationen auf, die anschließend durch Verschweißen (Laser-, USS-, Reibschweißen), Verkleben und/oder Umspritzen feuchtigkeitsdicht verbunden werden sollen. In nachfolgenden Klimawechselbelastungen kann es zu Kondensatbildung im Hohlraum kommen, was dann wiederum Kontaktkorrosion und/oder Fehlfunktion bzw. Ausfall nach sich ziehen kann.
- Es sind Verfahren bekannt, um diese Belastungen und Fehlerursachen durch Umgießen der Elektronik mit aushärtenden Harzen oder Silikonvergussmassen zu vermeiden (
PCT/EP2006/006447 WO 2006/100143 US-A-2003/0082925 - Das Umgießen von Bauteilen ist bereits in
EP-A-0 777 274 beschrieben. Dabei wird im Wesentlichen der Einsatz einer herkömmlichen Leiterplatte (Werkstoff: z. B. Pertinax, FR4 etc.) umgangen, indem auf Basis von Polymerfolien in einem mehrschichtigen Aufbau ein flexibler Leitungsträger hergestellt wird. Zur Stabilisierung der Struktur und als Schutz der Bauteile vor mechanischen Belastungen erfolgt eine Einfassung durch Umgießen. Eine allseitige Umschließung von Elektronikbaugruppen als Zwischenschritt vor einer dicht-verschweißenden Umspritzung zur Herstellung eines montagefertigen Gehäuses wird nicht offenbart. - Weiterhin ist die Vergusstechnik als Verfahren des Umhüllens bekannt, bei dem mittels einer flüssigen/viskosen Ein- oder Zweikomponenten-Vergussmasse (z. B. Epoxy- oder Acrylatharz, PUR, Silikon, Hotmelt) in einem Gehäuse alle Kompo nenten eingegossen werden. Dazu wird die Elektronikbaugruppe beispielsweise in ein bereits mit Vergussmasse gefülltes (Schutz-)Gehäuse eingetaucht, bis die Baugruppe vollständig umschlossen ist. Eine Variante hierzu ist das Einsetzen/Positionieren der Elektronikbaugruppe in einem (leeren) Gehäuse mit anschließendem Befüllen mit Vergussmasse. Anschließend erfolgt die Aushärtung der Vergussmasse z. B. durch Trocknung/Aushärtung/Vernetzung durch Lagerung unter Umgebungsbedingungen/Raumtemperatur, wobei Zeiten bis zu 24 Stunden keine Seltenheit sind, oder durch Zuführung von externer Wärme als Reaktionsbeschleuniger oder durch Licht, insbesondere UV-Licht. Wenn die Vergussmasse getrocknet und ausgehärtet ist, sind alle Bauteile verkapselt. Dies schützt die Baugruppe u. a. vor Staub, Verunreinigung, Kondensatbildung und ggf. auch zusätzlich vor Vibration und Erschütterung. Nachteilig an dieser Art der Vergusstechnik ist, dass in Abhängigkeit von der verwendeten Vergussmasse wiederum Lufteinschlüsse auftreten können und die Flammwidrigkeit negativ beeinflusst wird. Nachteilig sind ferner die zusätzlichen und aufwändigen Prozessschritte (z. B. Trocknung/Aushärtung/Vernetzung) sowie die mangelnde Verträglichkeit der Komponenten (Bauteile – Vergussmasse), die geringere mechanische Kenngrößen zur Folge haben können. Insbesondere eine fehlende oder sich lösende Haftung zwischen Vergussmasse und Gehäuse kann die geforderte Dichtheit negativ beeinträchtigen (z. B. durch Kapillarwirkung).
- Allgemein nachteilig an den Verfahren gemäß Stand der Technik ist die schlechte bis unmögliche Wiederverwertung einzelner Bestandteile der Multi-Komponentenlösungen wie sie im Rahmen z. B. der europäischen Altautoverordnung vorgesehen bzw. gefordert wird.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand nun darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile der bisher bekannten Verfahren vermeidet und die effiziente Herstellung montagefertiger, komplexer Bauteile mit niedriger Belastung, insbesondere niedriger thermischer und mechanischer Belastung, der sensiblen elektronischen Komponenten ermöglicht. Ferner sollen die zur Umhüllung und Umspritzung eingesetzten Komponenten im späteren Bauteil eine homogene Materialbasis darstellen, um so der Altautoverordnung Rechnung zu tragen.
- Die Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
- Dabei wird in einem ersten Schritt die zu schützende Elektronikkomponente (
1 ), welche Steckkontakte (2 ), alternativ auch Anschlusskabel aufweist (s.1 ), zunächst in einer Kavität mit individuell gestaltbarer Geometrie eingebracht, anschließend wird ein flüssiges oder niedrigschmelzendes Oligomer eingebracht, welches mittels geeigneten Startern oder UV-Licht zu makromolekularen Verbindungen aufkondensiert wird (Reaktivharz). Auf diesem Weg wird ein zumindest in den kritischen Bereichen hermetisch (allseitig) umschlossenes, abgeschlossenes Formteil (3 ) mit vollständig umgossener Elektronikbaugruppe hergestellt und anschließend entformt (s.2 ). Dieser Zwischenschritt ist notwendig, um die Elektronikbaugruppe ohne nennenswerte mechanische Belastung vollständig zu umhüllen. Gleichzeitig ist sie dadurch gegen die thermischen und mechanischen Belastungen durch den im zweiten Schritt erfolgenden Spritzgießprozess zuverlässig geschützt. - In diesem zweiten Schritt wird das nunmehr in das Harz eingeschlossene Bauteil mit einem Thermoplasten (z. B. PA6 GF50) zum fertigen Bauteil (
4 ) umspritzt (s.3 ). Die beiden Komponenten (Reaktivharz + Thermoplast) sind hierbei so aufeinander abgestimmt, dass die Haftung und damit die Eigenschaften des Bauteils optimal sind. Insbesondere können die beiden Komponenten Reaktivharz und Thermoplast so aufeinander abgestimmt werden, dass es zu einer Vermischung an der Grenzfläche der beiden Komponenten kommt. Damit wird das Eindringen von Medien (z. B. Feuchtigkeit) an den Grenzflächen durch Kapillarwirkung dauerhaft unterbunden. Ein weiteres wesentliches Merkmal dieser Umspritzung ist das zeitgleiche Herstellen von geometrisch weitestgehend frei definierbaren Halt- und/oder Befestigungselementen (5 ) für die spätere Montage (s.3 ). - Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Werkstoffkombinationen verwendet, bei denen die Verträglichkeit bereits durch einen analogen chemischen Aufbau der beiden Komponenten Reaktivharz und Thermoplast gegeben ist. Analoger chemischer Aufbau bedeutet hierbei, dass die beiden Komponenten Substituenten oder Gruppen aufweisen, die miteinander chemisch – d. h. unter Ausbildung von neuen chemischen Bindungen – reagieren können wie z. B.
OH-Gruppen und Carboxylgruppen, NH- bzw. NH2-Gruppen und Carboxylgruppen, niedrig-Alkyl-Estergruppen und Carboxylgruppen, OH- oder SH bzw. SH2-Gruppen und Carbonsäureanhydride, NH- bzw. NH2-Gruppen und Carbonsäureanhydride, OH-Gruppen und NH- bzw. NH2-Gruppen und Nitrilgruppen, OH-Gruppen, SH- bzw. SH2-Gruppen und Epoxide, NH- bzw. NH2-Gruppen und Epoxide, Verbindungen mit aktiven Doppelbindungen etc. - Beispiele für solche analoge Paare sind:
Lactam Polyalkylamide oder Polyarylamide wie PA6, PA6.6 cyclisches Polybutylenterephthalat (CBT) Polyalkylester oder Polyarylester wie Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT) Acrylsäurederivate Polyacrylate, Polymethylmetacrylat (PMMA) Methacrylsäurederivate PMMA Styrolderivate Polystyrol (PS), Acrylnitril-Butadien- Styrol-Copolymer (ABS) - Beispielsweise können vorteilhaft reaktive Gussharze aus
Caprolactam oder einem auf Caprolactam/Laurinlactam basierenden Oligomeren
und thermoplastische Polymere
wie Polyamide wie PA6, PA66 und PA12 oder teilaromatische Polyamide und deren Blendkomponenten mit PA6, PA66 und PA12
oder reaktive Gussharze aus
cyclischem Polybutylenterephthalat (CBT)
und thermoplastische Polymere
wie Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polytrimethylenterephthalat (PTT) und deren Copolymere (d. h. Varianten im Dicarbonsäure- und/oder Diol-Teil des Polyesters) bevorzugt PBT und PET kombiniert werden. Dies ermöglicht die Wiederverwertung einzelner Bestandteile wie sie im Rahmen der europäischen Altautoverpordnung vorgesehen bzw. gefordert wird. - Bevorzugt sind Kombinationen aus Caprolactam und PA6 bzw. PA6.6 oder aus CBT und PBT bzw. PET.
- Neben einem analogen bzw. identischen chemischen Aufbau können die beiden Komponenten auch derart aufeinander abgestimmt sein, dass eine Komponente zusätzliche Bestandteile enthält, die die Verträglichkeit mit der anderen Komponente steigert. So kann z. B. die erste Komponente ein UV-härtbares Monomer auf Acrylatbasis, z. B. Methylmethacrylat (MMA), und die zweite Komponente ein polymeres Acrylat oder Methacrylat, deren Copolymere, insbesondere Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Komponente ein haft-modifiziertes Polymer; Beispiele hierfür sind Homo- und Copolymere auf Polyolefinbasis, die Maleinsäureanhydrid oder andere Anhydridfunktionen enthalten, oder ein Polyamid, welches durch polymere funktionelle Gruppen wie Maleinsäureanhydrid, Maleinimid oder chemisch verwandte Gruppen modifiziert ist. Chemisch verwandte Gruppen sind zum Beispiel reaktive Carbonylgruppen, die in analoger Weise eine chemische Bindung mit Amingruppen eingehen können wie Ester, Carbonsäurechloride oder Carbonsäureamide.
- Geeignete Starter, Initiatoren, Aktivatoren, Katalysatoren o. ä. für die verwendeten Reaktivharze sind dem Fachmann bekannt. Hierbei handelt es sich gewöhnlich um Peroxide oder beispielsweise elektromagnetische Wellen wie Infrarotlicht, Mikrowellen, UV-Licht, Elektronenstrahl etc.
- Die Verbundhaftung zwischen Reaktivharz und Thermoplast ist bei den erfindungsgemäßen Bauteilen besser als 20 MPa; dies gewährleistet die Funktionalität des kompletten Bauteils.
- Nach der Aushärtung des Reaktivharzes wird der vorzugsweise in einer separaten beliebigen Form hergestellte Elektronikeinleger in eine Spritzgießform – gegebenenfalls mit weiteren Montageteilen – zur Umspritzung eingelegt. Unter Berücksichtigung der gegebenenfalls erforderlichen Abdichtung, z. B. der Steckkontakte, gegen unerwünschtes Überspritzen erfolgt der standardmäßige Spritzgießprozess. Typischerweise wird dabei durch die heiße Schmelze der Vorformling/Einleger in der Randschicht angeschmolzen und geht bei kompatiblen Werkstoffkombinationen eine feste und dichte Verbundhaftung mit dem neuen Sensorgehäuse ein.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von gekapselten elektronischen Bauteilen, wobei die sensiblen elektronischen Komponenten während des Herstellprozesses nur einer geringen Belastung, insbesondere einer niedrigen thermischen und mechanischen Belastung, ausgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Bauteile in beliebigen technisch realisierbaren Formen hergestellt werden können.
- Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten komplexen Bauteile eignen sich insbesondere für die Automobilindustrie, die Medizintechnik, den allgemeinen Maschinenbau, für die Luft- und Raumfahrttechnik, die öffentliche Nah- und Fernverkehrstechnik, die Marinetechnik, die Bahntechnik, die erneuerbare Energietechnik und die chemische Industrie.
- Die Erfindung wird nunmehr an einem Beispiel erläutert.
- Beispiel
- Als Ausgangsstoffe wurden
- – AP Nylon Caprolactam – Flake mit sehr geringer Feuchte
- – Brüggolen® C10-Katalysator
- – Brüggolen® C20 (Pulver o. Pellet)
- Vorbereitung „Umgießen” (s.
4 ) - Im ersten Schritt erfolgt die Vorbereitung der beiden Komponenten AP-Caprolactam plus Katalysator (= Komponente
1 ) ((6 ) in4 ) und AP-Caprolactam plus Aktivator (= Komponente2 ) ((7 ) in4 ) in zwei separaten Gebinden. Da sowohl der Katalysator wie auch der Aktivator ihrerseits Caprolactam enthalten und die anionische Polymerisation von Caprolactam bereits durch geringe Feuchtigkeitsmengen unterbunden wird, müssen alle drei Komponenten unter Feuchtigkeitsausschluss verarbeitet werden. Möglich ist dies z. B. durch Einsatz von geeigneten Luftentfeuchtern, um eine gleich bleibende Qualität sicherzustellen. Alternativ kann in dem eng umgrenzten Bereich auch unter Inertgasatmosphäre gearbeitet werden. Die erforderliche Zugabemenge des Aktivators und des Katalysators zum Caprolactam richtet sich nach vielen Faktoren wie Dimension und Dicke der Gussteile, Verarbeitungstemperaturen, gewünschten Reaktionszeiten, physikalischen Eigenschaften usw.. Die Zugabe des schuppenförmigen Katalysators beträgt ungefähr 1,0 bis 3,0 Gew.-% (bezogen auf Caprolactam) und wird der vorgeheizten Caprolactamschmelze in einem Behälter unter Rühren zugegeben, wobei eine klare, über mehrere Stunden verarbeitungsstabile Mischung entsteht. - In einem zweiten Behälter wird der Aktivator in Caprolactam aufgeschmolzen. Der Aktivator wird zweckmäßigerweise in einer Menge von 0,5 bis 2,5 Gew.-% (bezogen auf Caprolactam) der vorgeheizten Caprolactamschmelze in einem Kessel unter Rühren zugegeben, wobei eine klare, über mehrere Stunden verarbeitungsstabile Mischung entsteht. Dieses Katalysator-/Aktivatorsystem ermöglicht die Herstellung von homogenen Polyamid-Gussteilen in gleichbleibend guter Qualität innerhalb kurzer Produktionszeiten (Entformung unter 10 min) und bei niedrigen Gießtemperaturen (Schmelze: 110–140°C, Form: 130–170°C).
- Kernprozess „Umgießen”
- Die Herstellung des Vorformlings kann bspw. über eine Gießform, bei der das Harz ohne zusätzliches Steigrohr von oben in die Kavität eingefüllt wird, oder alternativ über eine mindestens 2-teilige, unter mech. Spannung verschlossene Metallform erfolgen. Wegen der erforderlichen Temperierung auf 130 bis 170°C sollten die Formen vorzugsweise aus geeigneten Metallen hergestellt werden, die den Prozess nicht negativ beeinflussen.
- In allen Fällen wird die Elektronik, ggf. mit weiteren Komponenten (wie Haltern etc.), in der Form positioniert. Anschließend werden über die Dosiervorrichtung mit einer geeigneten Geometrie die Komponenten
1 und2 (4 ) so in die Form gegossen, dass ein möglichst homogenes Gemisch entsteht. Durch Einsatz eines zweigängigen Rotationsmischers als Austragrohr kommen beide Komponenten erst beim Austritt in Kontakt. Beim Gießen vermischen sich beide Komponenten, wodurch die Reaktion ausgelöst wird. Zur Unterstützung und Beschleunigung kann durch zusätzliches Heizen die Zykluszeit reduziert werden. Der Prozess ist abgeschlossen, wenn ein ausreichender Polymerisationsgrad des Polyamid 6 (PA6) erreicht ist. - Fertigstellung „Montagebaugruppe”
- Nun erfolgt die Entformung des PA6-Vorformlings/Einlegers. Idealerweise wird das noch warme/heiße Element unmittelbar hiernach in die Spritzgießform eingelegt. So macht man sich die Restwärme zu Nutze, was die Verbundhaftung zur Umspritzung erleichtert bzw. weiter verbessert. In diesem Arbeitsgang wird dann mittels der heißen Polyamid 6-Schmelze die Oberfläche des Einlegers wieder angeschmolzen. Neben den mechanischen Verschlaufungen der Polymerketten kommt es dabei auch zu einer direkten Verschweißung beider Oberflächen. Nach Abschluss dieses Zyklus Liegt dann ein dichtes System vor, das zur Endmontage vorbereitet ist.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2002/099871 [0002]
- - WO 2000/076283 [0002]
- - EP 2006/006447 [0005]
- - WO 2006/100143 [0005]
- - US 2003/0082925 A [0005]
- - EP 0777274 A [0006]
Claims (11)
- Verfahren zur Herstellung von kunststoffumspritzten Elektronikbauteilen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das zu schützende Elektronikbauteil in ein flüssiges Reaktivharz eingebracht wird, wobei das Reaktivharz das Elektronikbauteil vollständig umschließt, wobei das Reaktivharz anschließend ausgehärtet wird und dann in einem zweiten Schritt das nunmehr vollständig in das Harz eingeschlossene Elektronikbauteil mit einem Thermoplasten zum fertigen Bauteil umspritzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten Reaktivharz und Thermoplast eine aus identischen chemischen Bausteinen aufgebaute Struktur besitzen.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten Reaktivharz und Thermoplast Substituenten oder Gruppen aufweisen, die miteinander chemisch – d. h. unter Ausbildung von neuen chemischen Bindungen – reagieren können.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast ein modifiziertes Polyamid ist, wobei der Modifikator funktionelle Gruppen enthält, die über eine chemische Reaktion mit der Polyamid-Matrix eine Verträglichkeit der Polymerphasen erzeugen.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast ein Polyamid ist, welches durch polymere funktionelle Gruppen modifiziert ist, die ausgewählt sind aus: Maleinsäureanhydrid, Maleinimid, chemisch verwandten Gruppen und Mischungen derselben.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivharz Caprolactam oder ein auf Caprolactam/Laurinlactam basierendes Oligomer enthält und der Thermoplast PA6, PA66, PA12 oder teilaromatische Polyamide und deren Blendkomponenten mit PA6, PA66 und/oder PA12 enthält.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivharz cyclisches Polybutylenterephthalat (CBT) und der Thermoplast Polyester, ausgewählt aus Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polytrimethylenterephthalat (PTT) und deren Copolymere, enthält.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivharz und/oder der Thermoplast zusätzliche Bestandteile enthält, die die Verträglichkeit mit der jeweils anderen Komponente steigern.
- Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivharz ein UV-härtbares Monomer auf Acrylatbasis und der Thermoplast ein polymeres Acrylat oder Methacrylat oder deren Copolymeres enthält.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivharz Methylmethacrylat (MMA) enthält und der Thermoplast Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS).
- Verwendung eines kunststoffumspritzten Elektronikbauteils erhältlich nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 für die Automobilindustrie, die Medizintechnik, den allgemeinen Maschinenbau, für die Luft- und Raumfahrttechnik, die Öffentliche Nah- und Fernverkehrstechnik, die Marinetechnik, die Bahntechnik, die erneuerbare Energietechnik und die chemische Industrie.
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---|---|
DE (1) | DE102008032330A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011004249A1 (de) * | 2011-02-16 | 2012-08-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Faserverbund-Bauteil, das eine Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug bildet, und Verfahren zur Herstellung des Faserverbund-Bauteils |
AT511514A2 (de) * | 2011-06-09 | 2012-12-15 | Engel Austria Gmbh | Verfahren zum herstellen von, insbesondere faserverstärkten, thermoplastischen kunststoffteilen |
US10896860B2 (en) | 2016-07-11 | 2021-01-19 | Robert Bosch Gmbh | Method and curable compound for casting electronic components or component groups |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0777274A1 (de) | 1995-11-30 | 1997-06-04 | Lockheed Martin Corporation | Verdrahtungsmodul hoher Dichte mit weicher Lage als Teil eines spannungsreduzierenden gegossenen Substrates |
WO2000076283A1 (en) | 1999-06-03 | 2000-12-14 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Encapsulation of printed circuit board |
WO2002099871A2 (de) | 2001-06-05 | 2002-12-12 | Infineon Technologies Ag | Kunststoffgehäuse mit mehreren halbleiterchips und einer umverdrahtungsplatte sowie ein verfahren zur herstellung des kunststoffgehäuses in einer spritzgussform |
US20030082925A1 (en) | 2000-03-06 | 2003-05-01 | Yasuhiro Yano | Resin composition, heat-resistant resin paste and semiconductor device using them and method for manufacture thereof |
DE10217494B4 (de) * | 2002-04-19 | 2004-11-18 | Audi Ag | Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie Zündvorrichtung |
WO2006100143A1 (de) | 2005-03-22 | 2006-09-28 | Robert Bosch Gmbh | Magnetfeldsensor |
WO2007003392A1 (de) | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Delo Industrieklebstoffe Gmbh & Co. Kg | Warmhärtende lösungsmittelfreie einkomponenten-massen und ihre verwendung |
-
2008
- 2008-07-09 DE DE102008032330A patent/DE102008032330A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0777274A1 (de) | 1995-11-30 | 1997-06-04 | Lockheed Martin Corporation | Verdrahtungsmodul hoher Dichte mit weicher Lage als Teil eines spannungsreduzierenden gegossenen Substrates |
WO2000076283A1 (en) | 1999-06-03 | 2000-12-14 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Encapsulation of printed circuit board |
US20030082925A1 (en) | 2000-03-06 | 2003-05-01 | Yasuhiro Yano | Resin composition, heat-resistant resin paste and semiconductor device using them and method for manufacture thereof |
WO2002099871A2 (de) | 2001-06-05 | 2002-12-12 | Infineon Technologies Ag | Kunststoffgehäuse mit mehreren halbleiterchips und einer umverdrahtungsplatte sowie ein verfahren zur herstellung des kunststoffgehäuses in einer spritzgussform |
DE10217494B4 (de) * | 2002-04-19 | 2004-11-18 | Audi Ag | Verfahren zur Herstellung einer Zündvorrichtung für eine Brennkraftmaschine sowie Zündvorrichtung |
WO2006100143A1 (de) | 2005-03-22 | 2006-09-28 | Robert Bosch Gmbh | Magnetfeldsensor |
WO2007003392A1 (de) | 2005-07-05 | 2007-01-11 | Delo Industrieklebstoffe Gmbh & Co. Kg | Warmhärtende lösungsmittelfreie einkomponenten-massen und ihre verwendung |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011004249A1 (de) * | 2011-02-16 | 2012-08-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Faserverbund-Bauteil, das eine Tragstruktur für ein Kraftfahrzeug bildet, und Verfahren zur Herstellung des Faserverbund-Bauteils |
AT511514A2 (de) * | 2011-06-09 | 2012-12-15 | Engel Austria Gmbh | Verfahren zum herstellen von, insbesondere faserverstärkten, thermoplastischen kunststoffteilen |
US10896860B2 (en) | 2016-07-11 | 2021-01-19 | Robert Bosch Gmbh | Method and curable compound for casting electronic components or component groups |
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