DE102012112736A1

DE102012112736A1 - Anordnung und Verfahren zum Aufbringen von Kunststoff

Info

Publication number: DE102012112736A1
Application number: DE201210112736
Authority: DE
Inventors: Matthias Wieczorek; Jürgen Henniger; Bernhard Schuch; Klaus Scharrer; Herbert Handl; Martin Steinau
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Aufbringen von Kunststoff auf zumindest einen Bereich (B) einer Oberfläche eines Bauteils (1), wobei die Anordnung eine Gussform (4), welche einen Hohlraum (H) und eine den Hohlraum (H) vollständig umlaufende Kante (4.1) aufweist, und eine Pressvorrichtung umfasst, mittels welcher das Bauteil (1) und die den Hohlraum (H) umlaufende Kante (4.1) derart aneinander pressbar sind, dass der Hohlraum (H) zum Einbringen des Kunststoffes abgedichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Aufbringen von Kunststoff auf zumindest einen Bereich einer Oberfläche eines Bauteils.
Aus dem Stand der Technik sind Leiterplatten bekannt, welche in Kunststoff eingegossene Elektronikbauteile aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zum Aufbringen von Kunststoff auf ein Bauteil anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Anordnung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Anordnung zum Aufbringen von Kunststoff auf zumindest einen Bereich einer Oberfläche eines Bauteils umfasst eine Gussform, welche einen Hohlraum und eine den Hohlraum vollständig umlaufende Kante aufweist, und eine Pressvorrichtung, mittels welcher das Bauteil und die den Hohlraum umlaufende Kante derart aneinander pressbar sind, dass der Hohlraum zum Einbringen des Kunststoffes abgedichtet ist.
Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung ist es besonders vorteilhaft möglich, Bauteile, insbesondere elektronische Bauteile oder Leiterplatten, auf eine vergleichsweise einfache Art und Weise bereichsweise zu beschichten. Dadurch, dass das Bauteil und die Kante mittels der Pressvorrichtung aneinander pressbar sind, können Toleranzen in Bezug auf die Oberfläche des Bauteils und/oder die Kante der Gussform ausgeglichen werden, so dass der Hohlraum für den Kunststoff abgedichtet ist.
Dabei erfolgt die Abdichtung mittels der Gussform und des Bauteils, ohne dass eine Verwendung von weiteren Abdichtelementen, wie z. B. ein umlaufendes Stanzgitter, erforderlich ist.
In einer vorteilhaften Ausbildung weist das Bauteil einen den zu beschichtenden Bereich eingrenzenden Rahmen auf. Dabei entsprechen die Abmessungen des Rahmens im Wesentlichen dem Umfang der den Hohlraum umlaufenden Kante. Der Rahmen dient in vorteilhafter Weise zur Positionierung der Leitplatte in Bezug auf den Hohlraum der Gussform, insbesondere deren Kante, wobei hierbei eine Abdichtgeometrie der Gussform und des Rahmens des Bauteils übereinstimmt.
Besonders vorteilhaft ist der Rahmen aus einem Material gebildet, in welches die Kante bei einer vorgegebenen Presskraft zumindest abschnittsweise einpressbar und/oder einschneidbar ist, so dass der Hohlraum abgedichtet ist. Dadurch, dass sich die Kante in das Material einpresst und/oder einschneidet, ist der Toleranzausgleich zur Abdichtung des Hohlraumes zum Einbringen des Kunststoffes nochmals verbessert.
Als Material, welches zumindest hinreichend weich ist, so dass die Kante bei einer vorgegebenen Presskraft in den Rahmen einpressbar und/oder einschneidbar ist, eignet sich insbesondere Kupfer. Die Kante presst und/oder schneidet sich in den aus Kupfer gebildeten Rahmen ein, wodurch der Hohlraum auch bei vorliegenden Toleranzen der Oberfläche des Rahmens und/oder der Kante optimal abdichtbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gussform aus zwei Gussformhälften gebildet, die jeweils eine einen Hohlraum vollständig umlaufende Kante aufweisen und das Bauteil zwischen den beiden Gussformhälften anordbar ist, die gegeneinander pressbar sind und zwei Hohlräume zum Einbringen von Kunststoff bilden. Dabei sind die zwei Hohlräume mittels des Bauteils zwischen den Gussformhälften gebildet, wodurch das Bauteil in vorteilhafter Weise beidseitig beschichtet werden kann. Bei dieser Ausführungsform sind die Gussformhälften Bestandteile der Pressvorrichtung, die gegeneinander pressbar sind, um den jeweiligen Hohlraum zum Einbringen des Kunststoffes abzudichten. Dabei ist die Beschichtung von zwei Seiten des Bauteils bevorzugt gleichzeitig durchführbar.
Insbesondere eignet sich die Anordnung zum Aufbringen von Kunststoff auf ein Bauteil in Form eines sogenannten Nacktchips, welcher auch unter dem Begriff Bare Die bekannt ist und zur Beschichtung von einzelnen Schaltungen und/oder Schaltungskreisen auf einem Schaltungsträger als Bauteil.
Eine weitere Ausführung der Anordnung sieht vor, dass das Bauteil zumindest in einem Bereich einer Seite mit Kunststoff beschichtbar ist, wobei dazu bevorzugt nur ein Hohlraum mit Kunststoff befüllbar ist. Zudem ist es möglich, dass unabhängig davon, ob auf eine oder auf mehrere Seiten des Bauteil zumindest bereichsweise Kunststoff aufbringbar ist, das Bauteil zumindest beidseitig mit Elektronikbauteilen bestückt ist, wobei eine Leitungsführung durch das Bauteil abgedichtet ist.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen von Kunststoff auf zumindest einen Bereich einer Oberfläche eines Bauteils mittels der oben beschriebenen Anordnung, wobei die Gussform und das Bauteil derart gegeneinander gepresst werden, dass die Kante der Gussform umlaufend zumindest an dem Bauteil anliegt, dass der Hohlraum abgedichtet und mit Kunststoff befüllt wird.
Bevorzugt ist die Gussform aus zwei Gussformhälften gebildet und das Bauteil wird zwischen den beiden Gussformhälften angeordnet, die gegeneinander gepresst werden.
Bei dieser Ausführungsform sind zwei Hohlräume gebildet, in die Kunststoff eingebracht wird, so dass das Bauteil in besonders vorteilhafter Weise von beiden Seiten beschichtet wird. Dazu kann vorgesehen sein, die Seiten des Bauteils gleichzeitig zu beschichten, wodurch eine Zeit- und/oder Kostenersparnis erzielt werden kann.
Vorzugsweise wird der Kunststoff in den Hohlraum eingespritzt, so dass es sich bei dem Beschichtungsverfahren um ein Spritzgussverfahren handelt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:
1 schematisch ein bereichsweise zu beschichtendes Bauteil und
2 schematisch eine Schnittdarstellung einer Anordnung zum Aufbringen von Kunststoff auf das Bauteil.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein als Leiterplatte ausgebildetes Bauteil 1, in das verschiedene Elektronikbauteile 2, wie z. B. Schaltelemente oder auch Schaltkreise, integriert sind. Das als Leiterplatte ausgeführte Bauteil 1 ist insbesondere aus einem halogenfreien Glasfasergewebe, auch als FR4 bekannt, und/oder aus einer Dickschichtkeramik gebildet.
Dieses Bauteil 1 soll in vorgegebenen Bereichen B auf Oberflächen der flächenmäßig größten Seiten mit Kunststoff beschichtet werden, so dass eine Anzahl von in diesen Bereichen B angeordneten Elektronikbauteilen 2 zumindest abschnittsweise von dem Kunststoff umgeben sind.
Der jeweilige Bereich B des Bauteils 1 ist von einem Rahmen 3 eingegrenzt, welcher aus Kupfer gebildet ist und auf die jeweilige Oberfläche des Bauteils 1 aufgebracht wurde. Dabei entsprechen die Abmessungen in Bezug auf den Umfang des jeweiligen Rahmens 3 den Abmessungen eines Umfanges einer jeweiligen Kante 4.1, die einen Hohlraum einer in 2 gezeigten Gussform 4 in einer Ebene vollständig umschließt.
In 2 ist eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Aufbringen von Kunststoff auf die mittels der Rahmen 3 eingegrenzten Bereiche B des als Leiterplatte ausgebildeten Bauteils 1 dargestellt.
Die Gussform 4 besteht aus zwei Gussformhälften 4.2, wobei zumindest eine Gussformhälfte 4.2 zur Bildung einer Pressvorrichtung mechanisch relativ zu der anderen Gussformhälfte 4.2 bewegbar ist.
Jede Gussformhälfte 4.2 weist eine solche umlaufende Kante 4.1 auf, die vergleichsweise scharf ausgebildet ist. Beispielsweise kann die jeweilige Kante 4.1 messerartig ausgeformt sein.
Zur Beschichtung der Bereiche B des Bauteils 1 ist diese zwischen den beiden Gussformhälften 4.2 anordbar, wobei die Kante 4.1 einer Gussformhälfte 4.2 an einem Rahmen 3 einer Seite des Bauteils 1 anliegt, so dass der jeweilige zu beschichtende Bereich B innerhalb eines Hohlraumes H einer Gussformhälfte 4.2 angeordnet ist.
Die beiden Gussformhälften 4.2 werden anschließend derart gegeneinander gepresst, dass sich die Kanten 4.1 in den jeweiligen Rahmen 3 einpressen bzw. einschneiden, wobei hierzu eine Presskraft vorgegeben ist. Beispielsweise wird die jeweilige Kante 4.1 um einen vorgegebenen Abschnitt von beispielsweise maximal 0,2 mm in den entsprechenden Rahmen 3 eingepresst und/oder schneidet sich in diesen ein. Dazu ist vorgesehen, dass sich die Kanten 4.1 nur soweit in die Rahmen 3 einpressen und/oder einschneiden, dass in das Bauteil 1 integrierte Elektronikbauteile 2, insbesondere Leiterbahnen, durch die Kanten 4.1 nicht beschädigt werden.
Die Kanten 4.1 sind vollständig umlaufend in den jeweiligen Rahmen 3 eingepresst und/oder eingeschnitten, dass der Hohlraum H der jeweiligen Gussformhälften 4.2 mittels der Kanten 4.1 und der Rahmen 3 gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Dadurch, dass sich die Kanten 4.1 in die Rahmen 3 einpressen und/oder einschneiden, können mögliche Toleranzen hinsichtlich der Ausformung der Kanten 4.1 und/oder der Rahmen 3 bei der Abdichtung der Hohlräume H ausgeglichen werden. Die Gussformhälften 4.2 weisen also im Bereich der Kanten 4.1 ein sogenanntes Aufmaß auf, dass sich die Kanten 4.1 um den vorgegebenen Abschnitt in den Rahmen 3 einpressen und/oder einschneiden und die Beschichtung der Bereiche B dennoch vorgegebene Abmessungen aufweisen.
Wie oben beschrieben, ist der jeweilige Rahmen 3 aus Kupfer gebildet und auf das Bauteil 1 mit von der Form der Kanten 4.1 abhängigen Abmessungen aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein anderes hinreichend nachgiebiges Material zur Bildung der Rahmen 3 auf dem Bauteil 1 verwendet werden.
Wiederum alternativ oder zusätzlich kann das Bauteil 1 selbst zumindest abschnittsweise, beispielsweise deren äußere Schichten, aus einem vergleichsweise weichen Material gebildet sein, so dass sich die Kanten 4.1 der Gussformhälften 4.2 in das Bauteil 1 einpressen und/oder einschneiden können.
Die Hohlräume H werden mit dem Kunststoff befüllt, wobei der Kunststoff insbesondere eingespritzt wird, so dass es sich bei dem Beschichtungsverfahren um ein Spritzgussverfahren handelt. Vorzugsweise wird ein sich stark verflüssigender Kunststoff, insbesondere ein hochgefülltes Duroplast, in die Hohlräume H eingespritzt.
Die Hohlräume H werden mit dem Kunststoff vollständig ausgefüllt, wobei der Kunststoff anschließend aushärtet und somit die Elektronikbauteile 2 mittels des Kunststoffes eingebettet sind.
Variiert eine Form der Gussform 4, insbesondere eine die Gussformhälften 4.2 umschließende Kante 4.1, weist der den zu beschichtenden Bereich B eingrenzende Rahmen 3 auf dem Bauteil 1 vorzugsweise eine korrespondierende Form auf.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Gussform 4 nur aus einer Gussformhälfte 4.2 gebildet, so dass nur eine Seite des Bauteils 1 mit dem Kunststoff beschichtet wird. Bei dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine Pressvorrichtung vorgesehen, so dass sich die Kante 4.1 der Gussformhälfte 4.2 in den Rahmen 3, welcher den zu beschichtenden Bereich B eingrenzt, einpresst oder einschneidet.
Dadurch, dass der jeweilige Hohlraum H mittels der Kanten 4.1 der Gussformhälfte 4.2 bzw. der Gussformhälften 4.2 und des als Leiterplatte ausgebildeten Bauteils 1 selbst abgedichtet wird, kann in vorteilhafter Weise eine Verwendung eines umlaufenden Stanzgitters zur Abdichtung des entsprechenden Hohlraumes H entfallen.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil
2: Elektronikbauteil
3: Rahmen
4: Gussform
4.1: Kante
4.2: Gussformhälfte
B: Bereich
H: Hohlraum

Claims

Anordnung zum Aufbringen von Kunststoff auf zumindest einen Bereich (B) einer Oberfläche eines Bauteils (1), umfassend eine Gussform (4), welche einen Hohlraum (H) und eine den Hohlraum (H) vollständig umlaufende Kante (4.1) aufweist, und eine Pressvorrichtung, mittels welcher das Bauteil (1) und die den Hohlraum (H) umlaufende Kante (4.1) derart aneinander pressbar sind, dass der Hohlraum (H) zum Einbringen des Kunststoffes abgedichtet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) einen den zu beschichtenden Bereich (B) eingrenzenden Rahmen (3) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (3) aus einem Material gebildet ist, in welches die Kante (4.1) bei einer vorgegebenen Presskraft zumindest abschnittsweise einpressbar und/oder einschneidbar ist.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Kupfer ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussform (4) aus zwei Gussformhälften (4.2) gebildet ist, die jeweils eine einen Hohlraum (H) vollständig umlaufende Kante (4.1) aufweisen und das Bauteil (1) zwischen den beiden Gussformhälften (4.2) anordbar ist, die gegeneinander pressbar sind und zwei Hohlräume (H) zum Einbringen von Kunststoff gebildet sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) ein elektronisches Bauteil oder eine Leiterplatte ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) zumindest in einem Bereich einer Seite mit Kunststoff beschichtbar ist, wobei das Bauteil (1) beidseitig mit Elektronikbauteilen (2) bestückt ist und eine Leitungsführung durch das Bauteil (1) abgedichtet ist.
Verfahren zum Aufbringen von Kunststoff auf zumindest einen Bereich (B) einer Oberfläche eines Bauteils (1) mittels einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Gussform (4) und das Bauteil (1) derart gegeneinander gepresst werden, dass die Kante (4.1) der Gussform (4) umlaufend zumindest an dem Bauteil (1) anliegt, dass der Hohlraum (H) abgedichtet und mit Kunststoff befüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussform (4) aus zwei Gussformhälften (4.2) gebildet ist, und das Bauteil (1) zwischen den beiden Gussformhälften (4.2) angeordnet wird und die Gussformhälften (4.2) gegeneinander gepresst werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff in den Hohlraum (H) eingespritzt wird.