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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf mindestens ein, vorzugsweise auf mehrere, elektronische Bauteile. Insbesondere wird die Beschichtung auf eine Vielzahl von Sensoranordnungen aufgebracht. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Sensoranordnung, vorzugsweise eine Temperatursensoranordnung, die eine Beschichtung aufweist.
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Der steigende Bedarf an elektronischen Bauteilen, wie z.B. NTC (Negative Temperature Coefficient) Temperatursensoren, erfordert eine kostengünstige Produktion durch Reduzierung des Material- und Energieverbrauchs. Eine hohe Zuverlässigkeit erfordert jedoch den Einsatz von aufeinander abgestimmten Kombinationen neuer Material- und Fertigungstechnologien.
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Eine wesentliche Voraussetzung für eine hohe Zuverlässigkeit ist eine Beschichtungsschutzschicht (Schutz gegen mechanische, klimatische, chemische, thermische, lichttechnische usw. Einflüsse) in definierten geometrischen Dimensionen (Schichtdicke, Kopfdurchmesser und beschichtete Länge), typischerweise mit pulver- und harzbasierten basierten Beschichtungsmaterialien.
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Stand der Technik für die Beschichtung von drahtkontaktierten elektronischen Bauteilen sind derzeit elektrostatische, Wirbelschicht-, Spritzpistolen- und Tauchbeschichtungsverfahren.
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Diese Technologien führen zu einer hohen Verschwendung von Beschichtungsmaterialien (Verhältnis zwischen dem im Bauteil benötigten Beschichtungsmaterial und dem verlorenen Beschichtungsmaterial). Darüber hinaus ist das Recycling von nicht verwendetem Beschichtungsmaterial erforderlich, was zu Anhäufung von Fremdstoffen führt. Die steigende Nachfrage nach höherer Genauigkeit bei gleichzeitigen Anforderungen nach Miniaturisierung des Designs führt zu Ertragsverlust bei den oben genannten Technologien.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, die oben genannten Probleme zu lösen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Sensoranordnung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung bereitgestellt. Insbesondere wird eine Beschichtung zumindest auf Teile mindestens eines elektronischen Bauteils, vorzugsweise einer Vielzahl von elektronischen Bauteilen, aufgebracht. Bei dem jeweiligen elektronischen Bauteil kann es sich um ein beliebiges elektronisches Bauteil handeln, beispielsweise einen Temperatursensor. Es ist jedoch zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf Temperatursensoren beschränkt ist.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- In einem ersten Schritt A) wird ein Beschichtungsträger bereitgestellt. Der Beschichtungsträger umfasst einen Hauptsockel. Der Hauptsockel umfasst eine flache, z.B. rechteckige, Basis und ist geeignet und angeordnet, um weitere Komponenten des Beschichtungsträgers aufzunehmen.
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Der Beschichtungsträger umfasst ferner einen Beschichtungssockel. Der Beschichtungssockel ist auf dem Hauptsockel angeordnet und weist eine Vertiefung auf. Die Vertiefung ist zur Aufnahme und zum Halten eines Beschichtungsmaterials geeignet und angeordnet. Die Vertiefung bildet ein Beschichtungsmaterialbett des Beschichtungssockels.
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Der Beschichtungsträger umfasst ferner einen Vorratsbehälter. Der Vorratsbehälter ist zumindest teilweise auf dem Beschichtungssockel montiert. Der Vorratsbehälter erstreckt sich senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des Beschichtungssockels. Der Vorratsbehälter ist beweglich. Insbesondere ist er entlang einer Längsachse des Beschichtungsträgers / des Hauptsockels beweglich. Der Vorratsbehälter weist eine weitere Vertiefung auf. Die Vertiefung des Vorratsbehälters ist ebenfalls zur Aufnahme und zum Halten von Beschichtungsmaterial geeignet und angeordnet. Die Vertiefung stellt ein Beschichtungsmaterialbett des Vorratsbehälters dar.
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In einem nächsten Schritt B) wird Beschichtungsmaterial in die Vertiefung des Vorratsbehälters eingefüllt. Dies geschieht verschüttungsfrei. Es wird kein Beschichtungsmaterial verschwendet. Das Beschichtungsmaterial weist ein Pulver oder ein Harz auf.
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In einem nächsten Schritt C) wird der Vorratsbehälter entlang der Längsachse des Beschichtungsträgers verschoben, so dass die Vertiefung des Beschichtungssockels mit Beschichtungsmaterial gefüllt wird. Dies geschieht verschüttungsfrei. Das Verschieben des Vorratsbehälters erfolgt manuell oder automatisch.
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In einem nächsten Schritt D) wird mindestens ein elektronisches Bauteil, vorzugsweise eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen, bereitgestellt. Das jeweilige elektronische Bauteil wird oberhalb der gefüllten Vertiefung des Beschichtungssockels angeordnet. Das jeweilige elektronische Bauteil wird zumindest teilweise in das in der Vertiefung des Beschichtungssockels bereitgestellte Beschichtungsmaterial eingetaucht, um eine Beschichtung (zumindest von Teilen) des elektronischen Bauteils zu auszubilden. Die Ausbildung der Beschichtungsschicht durch Eintauchen in das Beschichtungsmaterial erfolgt auslauf- und spritzfrei.
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Das spritzfreie Beschichtungsverfahren ermöglicht die Herstellung einer Beschichtungs-Schutzschicht in definierten geometrischen Abmessungen, ohne dass zusätzliche maschinelle Funktionen in den Prozess einbezogen werden müssen. Die Produktkosten können minimiert werden durch:
- a) Reduktion von Pulvermaterialien um bis zu 80% und von Harzmaterial um bis zu 20%,
- b) Verringerung der Anhäufung von Fremdmaterial,
- c) Weniger Maschinenfunktionen (Recycling, Dosieren, Sprühen, Nivellieren, Rühren sind innerhalb der Maschine nicht erforderlich),
- d) Verringerung/Eliminierung von Beschichtungsspritzern. Alles in allem wird ein sehr effektives und kosteneffizientes Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtungsschicht bereitgestellt.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vertiefung des Vorratsbehälters eine Aussparung auf. Die Aussparung ist in einem Boden der genannten Vertiefung angeordnet. Die Aussparung bildet eine Öffnung im Boden der Vertiefung des Vorratsbehälters. Die Aussparung erstreckt sich senkrecht zur Längsachse. Die Aussparung ist geeignet und angeordnet, um Beschichtungsmaterial in die Vertiefung des Beschichtungssockels zu übertragen.
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In Schritt C) wird der Vorratsbehälter über den Beschichtungssockel, insbesondere über eine Oberseite des Beschichtungssockels, bewegt, bis die Aussparung direkt über der Vertiefung des Beschichtungssockels angeordnet ist.
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In Schritt C) wird der Vorratsbehälter von einer Ausgangsposition in eine Endposition geschoben. In der Ausgangsposition ist die Aussparung in der Vertiefung des Vorratsbehälters geschlossen. Insbesondere ist die Aussparung durch die Oberseite des Beschichtungssockels, auf dem der Vorratsbehälter zumindest teilweise montiert ist, verschlossen. In der Endposition ist die Aussparung nicht mehr verschlossen. Insbesondere ist die Aussparung in der Endposition direkt über der Vertiefung des Beschichtungssockels angeordnet. Dementsprechend wird Beschichtungsmaterial aus der Vertiefung des Vorratsbehälters über die Aussparung in die Vertiefung des Beschichtungssockels übertragen bzw. fällt in diese.
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Auf diese Weise kann Beschichtungsmaterial leicht und kleckerfrei aus dem Vorratsbehälter in die Vertiefung des Beschichtungssockels übertragen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der Vorratsbehälter nach dem Befüllen der Vertiefung des Beschichtungssockels mit Beschichtungsmaterial in die Ausgangsposition zurückgeschoben. Dies geschieht manuell oder automatisch. Während der Bewegung des Vorratsbehälters verbleibt das restliche Beschichtungsmaterial sicher in der Vertiefung des Vorratsbehälters. Eine Verschwendung des Beschichtungsmaterials wird verhindert.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Beschichtungsträger wenigstens zwei Führungselemente. Die Führungselemente weisen Schienen (z.B. Metallschienen) auf, die an der Oberseite des Hauptsockels befestigt sind. Die Führungselemente sind zumindest teilweise entlang des Hauptsockels angeordnet. Die Führungselemente erstrecken sich parallel zueinander entlang der Längsachse des Hauptsockels. In Schritt D) wird der Vorratsbehälter entlang der Führungselemente geschoben. Auf diese Weise wird der Vorratsbehälter mit dem Beschichtungsmaterial sicher entlang des Hauptsockels bewegt. Eine Verschwendung/ein Verschütten des Beschichtungsmaterials kann wirksam verhindert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist eine Variation in einer Gesamtlänge der Beschichtung im Vergleich zu herkömmlicher Beschichtungstechnik geringer. Unter der Gesamtlänge der Beschichtung ist die gesamte Ausdehnung der Beschichtung entlang einer Hauptlängsachse des jeweiligen elektronischen Bauteils zu verstehen, d.h. die beschichtete Länge des elektronischen Bauteils.
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Daraus lässt sich schließen, dass der Einsatz von Beschichtungsmaterialien, d.h. die Menge an Beschichtungsmaterial, durch das zuvor beschriebene Verfahren reduziert wird. Darüber hinaus kann durch das spritzfreie Beschichtungsverfahren eine sehr gut definierte geometrische Dimension der Beschichtung erreicht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Sensoranordnung bereitgestellt. Die Sensoranordnung kann zur Messung einer Temperatur ausgebildet sein. Die Sensoranordnung kann drahtkontaktiert sein. Die Sensoranordnung kann z.B. eine NTC-Temperatursensoranordnung sein.
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Die Sensoranordnung weist ein Sensorelement mit einem keramischen Grundkörper und wenigstens zwei Elektroden auf. Die Elektroden sind an einer Außenseite des keramischen Grundkörpers angeordnet. Die Sensoranordnung weist ferner wenigstens zwei Kontaktierungselemente zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements auf. Die Kontaktierungselemente sind in einem Anschlussbereich mit den Elektroden verbunden.
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Die Sensoranordnung weist ferner eine Beschichtung auf. Ein Material der Beschichtung weist ein Pulver oder ein Harz auf. Die Beschichtung wird mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens auf die Sensoranordnung, insbesondere auf Teile der Sensoranordnung, aufgebracht. Alle im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Merkmale finden auch für die Sensoranordnung Anwendung und umgekehrt.
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Zumindest der keramische Grundkörper und der Anschlussbereich sind vollständig von der Beschichtung bedeckt. Die Beschichtung stellt eine Schutzschicht der Sensoranordnung dar. Mittels der Beschichtung werden zumindest Teile der Sensoranordnung wirksam gegen Umwelteinflüsse geschützt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sensoranordnung einen Sensorkopf. Der Sensorkopf bildet einen oberen Bereich der Sensoranordnung. Der Sensorkopf umfasst das Sensorelement mit Elektroden und den Anschlussbereich sowie zumindest einen Teilbereich der Kontaktierungselemente. Die Beschichtung bildet eine äußere Hülle eines Sensorkopfes.
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Eine Variation in einer Länge des Sensorkopfes ist im Vergleich zu herkömmlichen Beschichtungstechnologien geringer. Auch eine Variation in der Gesamtlänge der Beschichtung ist im Vergleich zu konventionellen Beschichtungstechnologien geringer. Dementsprechend wird eine sehr kompakte Sensoranordnung mit wohldefinierten Abmessungen bereitgestellt.
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Weitere Merkmale, Verfeinerungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit den Figuren.
- 1 zeigt ein Prozessdiagramm für ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung auf mindestens ein elektronisches Bauteil,
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Beschichtungsträgers,
- Die 3A bis 3G zeigen verschiedene Schritte des Verfahrens zum Aufbringen einer Beschichtung auf mindestens ein elektronisches Bauteil,
- 4 zeigt schematisch eine seitliche Schnittdarstellung eines beschichteten elektronischen Bauteils,
- 5 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten elektronischen Bauteils,
- 6A und 6B zeigen Diagramme, die eine Gesamtlänge einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachten Beschichtung und einer nach herkömmlicher Technik aufgebrachten Beschichtung veranschaulichen,
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Die 7A und 7B zeigen Diagramme zur Veranschaulichung einer Kopflänge einer Sensoranordnung mit einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachten Beschichtung und einer nach herkömmlicher Technik aufgebrachten Beschichtung.
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In den Figuren können Elemente mit gleichem Aufbau und/oder gleicher Funktionalität mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden. Es versteht sich, dass die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen illustrative Darstellungen sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet sind.
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1 zeigt ein Prozessdiagramm für ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung 6 auf mindestens ein, vorzugsweise auf mehrere, elektronische Bauteile 30. Bei dem jeweiligen elektronischen Bauteil 30 kann es sich um ein drahtkontaktiertes elektronisches Bauteil handeln. Das jeweilige elektronische Bauteil 30 kann eine Sensoranordnung 1 zur Messung einer Temperatur sein, z.B. eine NTC-Temperaturanordnung (siehe auch Beschreibung im Zusammenhang mit den 4 und 5).
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In einem ersten Schritt A) des Verfahrens wird ein Beschichtungsträger 20 bereitgestellt (siehe auch 2 und 3A). Der Beschichtungsträger 20 umfasst einen Hauptsockel 21. Der Hauptsockel 21 weist eine rechteckige Grundform auf.
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Der Beschichtungsträger 20 umfasst ferner einen Beschichtungssockel 22. Der Beschichtungssockel 22 hat eine rechteckige Form und ist in einem mittleren Bereich einer oberen Fläche des Hauptsockels 21 bereitgestellt. Mit anderen Worten, der Beschichtungssockel 22 reicht nicht bis zu den Seitenkanten des Hauptsockels 21. Eine Ausdehnung des Beschichtungssockels 22 entlang einer Längsachse X des Hauptsockels 21 ist größer als eine Ausdehnung des Beschichtungssockels 22 entlang einer Achse senkrecht zur Längsachse X. Mit anderen Worten, eine Hauptausdehnungsrichtung des Beschichtungssockels 22 verläuft entlang der (Haupt-)Längsachse X des Hauptsockels 21 / Beschichtungsträgers 20.
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Der Beschichtungssockel 22 kann z.B. mit dem Hauptsockel 21 verklebt oder verschraubt sein. Der Beschichtungssockel 22 weist eine Vertiefung 23 auf. Die Vertiefung 23 ist geeignet und angeordnet, um im weiteren Verlauf des beschriebenen Verfahrens ein Beschichtungsmaterial 29 aufzunehmen. Die Vertiefung 23 ist in einem Seitenbereich einer Oberseite des Beschichtungssockels 22 angeordnet (2: linker Bereich der Oberseite) und erstreckt sich senkrecht zur Längsachse X. Die Vertiefung 23 kann beispielsweise in die Oberseite des Beschichtungssockels 22 eingefräst sein.
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Der Beschichtungsträger 20 umfasst ferner einen Vorratsbehälter 24. Der Vorratsbehälter 24 hat eine rechteckige Form und ist - in einer Ausgangsposition - in einem Seitenbereich (hier rechter Seitenbereich) der Oberseite des Hauptsockels 21 angeordnet. Der Vorratsbehälter 24 ist zumindest teilweise auf der Oberseite des Beschichtungssockels 22 abgestützt (Ausgangsposition: rechter Seitenbereich der Oberseite des Beschichtungssockels 22). Eine Ausdehnung des Vorratsbehälters 24 entlang der Längsachse X des Hauptsockels 21 ist kleiner als eine Ausdehnung des Vorratsbehälters 24 entlang der Achse senkrecht zur Längsachse X. Mit anderen Worten, eine Hauptausdehnungsrichtung des Vorratsbehälters 24 ist senkrecht zur (Haupt-)Längsachse X / zum Beschichtungssockel 22.
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Der Vorratsbehälter 24 weist eine Vertiefung 25 auf. Die Vertiefung 25 ist zur Aufnahme von Beschichtungsmaterial 29 geeignet und angeordnet. Die Vertiefung 25 ist in einem mittleren Bereich einer Oberseite des Vorratsbehälters 24 angeordnet und erstreckt sich senkrecht zur Längsachse X. Die Vertiefung 24 kann beispielsweise in die Oberseite des Vorratsbehälters eingefräst sein. Der Vorratsbehälter 24 ist so ausgebildet und angeordnet, dass die Vertiefung 25 direkt über der Oberseite des Beschichtungssockels 22 angeordnet ist.
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Die Vertiefung 25 umfasst eine Aussparung 28, die in einer Bodenfläche der Vertiefung 25 angeordnet ist. Durch die Aussparung 28 kann Beschichtungsmaterial 29 aus der Vertiefung 25 des Vorratsbehälters 24 in die Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 22 übertragen werden, wie später beschrieben wird. In der Ausgangsposition bildet die Oberseite des Beschichtungssockels 22 eine untere Begrenzung der Aussparung 28, d. h. sie verschließt die Aussparung 28.
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Das Vorratsbehälter 24 ist entlang der Längsachse X beweglich. Dazu ist der Vorratsbehälter 24 auf zwei Schiebern 26 angeordnet. Die beiden Schieber 26 sind einander gegenüberliegend angeordnet. In der Draufsicht auf den Beschichtungsträger 20 ist der eine Schieber 26 oberhalb des Beschichtungssockels 22 und der andere Schieber 26 unterhalb des Beschichtungssockels 22 angeordnet.
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Der Beschichtungsträger 20 umfasst ferner zwei Führungselemente 31. Der jeweilige Schieber 26 umschließt ein Führungselement 31 und kann entlang des jeweiligen Führungselements 31 verschoben werden. Die Führungselemente 31 erstrecken sich entlang der Längsachse X und sind mit dem Hauptsockel 21 verschraubt.
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Der Vorratsbehälter 24 ist manuell oder automatisch beweglich. Der Vorratsbehälter 24 ist von der zuvor erwähnten Ausgangsposition (Vorratsbehälter 24 ist im rechten Seitenbereich des Hauptsockels 21 angeordnet; Oberseite des Beschichtungssockels 22 bildet eine untere Begrenzung der Aussparung 28) in eine Endposition (Vorratsbehälter 24 ist im linken Seitenbereich des Hauptsockels 21 angeordnet; der Vorratsbehälter 23 (insbesondere ein Boden des Vorratsbehälters 23) des Beschichtungssockels 22 bildet eine untere Begrenzung der Aussparung 28) bewegbar.
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Der Beschichtungsträger 20 umfasst ferner zwei Stopper 27. Die Stopper 27 sind mit dem Hauptsockel 21 verschraubt. Die Stopper 27 erstrecken sich senkrecht zur Längsachse X. Die Stopper 27 weisen dünnen Schienen oder Streifen auf. Die Schienen oder Streifen können z. B. Metall aufweisen. Die Stopper 27 begrenzen die Oberseite des Hauptsockels 21 auf zwei gegenüberliegenden Seiten ( : linke Seite und rechte Seite des Hauptsockels 21). Insbesondere sind die Stopper 27 dazu geeignet und angeordnet, die Bewegung des Vorratsbehälters 24 entlang der Längsachse X zu begrenzen. Die Stopper 27 sorgen dafür, dass der Vorratsbehälter 24 nur zwischen der zuvor beschriebenen Ausgangsposition und der Endposition bewegt werden kann.
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Nach dem Bereitstellen des Beschichtungsträgers 20 wird dieser zunächst gründlich gereinigt (siehe 3A), um alle Verunreinigungen zu entfernen, die sich mit dem zuvor erwähnten Beschichtungsmaterial 29 vermischen könnten.
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In Schritt B) des Verfahrens wird Beschichtungsmaterial 29 in die Vertiefung 25 des Vorratsbehälters 24 eingefüllt (siehe auch . Das Beschichtungsmaterial 29 kann ein Pulver oder ein Harz aufweisen. Das Beschichtungsmaterial 29 kann bis zu einem oberen Rand der Vertiefung 25 eingefüllt werden. Ein Austreten des Beschichtungsmaterials 29 aus der Aussparung 28 wird durch die Oberseite des Beschichtungssockels 22, die sich unterhalb der Aussparung 28 befindet, verhindert.
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In Schritt C) des Verfahrens wird der Vorratsbehälter 24 entlang der Längsachse X (d.h. entlang der Führungselemente 31) verschoben. Der Vorratsbehälter 24 wird von der Ausgangsposition in die Endposition verschoben, in welcher die Vertiefung 25 des Vorratsbehälters 24 oberhalb der Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 22 angeordnet ist. Während der Bewegung von der Ausgangs- in die Endposition wird das Auslaufen des Beschichtungsmaterials 29 aus der Aussparung 28 durch die Oberseite des Beschichtungssockels 22 verhindert. Außerdem findet bei der Bewegung des Vorratsbehälters 24 kein Überlaufen, z. B. über einen Rand der Vertiefung 25, statt.
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In der Endposition fällt Beschichtungsmaterial 29 durch die Aussparung 28 in die Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 22, d. h. die Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 22 wird mit Beschichtungsmaterial 29 gefüllt (siehe ). Dabei wird ein Auslaufen des Beschichtungsmaterials 29 verhindert. Anschließend wird der Vorratsbehälter 24 (automatisch oder manuell) in seine Ausgangsposition zurückbewegt.
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In Schritt D) des Verfahrens wird mindestens ein elektronisches Bauteil 30, vorzugsweise eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen 30, bereitgestellt (siehe 3D). Die elektronischen Bauteile 30 werden direkt über der Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 22, d.h. direkt über dem Beschichtungsmaterial 29 angeordnet. Die elektronischen Bauteile 30 werden in Richtung der Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 23 bewegt und zumindest teilweise in das in der Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 22 bereitgestellte Beschichtungsmaterial 29 eingetaucht (siehe 3E), um eine Beschichtung 6 (von zumindest Teilen) des jeweiligen elektronischen Bauteils 30 spritz- und kleckerfrei auszubilden. Anschließend werden die elektronischen Bauteile 30 wieder in ihre Ausgangsposition oberhalb der Vertiefung 23 zurückbewegt (3F).
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Nach der Beschichtung der elektronischen Bauteile 30 wird die Vertiefung 25 des Vorratsbehälters 24 (und anschließend die Vertiefung 23 des Beschichtungssockels 22) wie oben beschrieben mit Beschichtungsmaterial 29 wieder aufgefüllt (siehe 3G).
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Dies geschieht - aufgrund der besonderen Konstruktion des Beschichtungsträgers 20 - verschüttungsfrei.
Insbesondere handelt es sich bei dem oben beschriebenen Verfahren um eine verschüttungsfreie Beschichtungstechnologie. Es ermöglicht die Herstellung einer Beschichtungsschutzschicht (Beschichtung 6) in definierter geometrischer Dimension ohne zusätzliche maschinelle Funktionen im Prozess. Die Produktkosten können minimiert werden durch:
- a) Reduktion von Pulvermaterialien um bis zu 80% und von Harzmaterial um bis zu 20%,
- b) Verringerung der Anhäufung von Fremdmaterial,
- c) Weniger Maschinenfunktionen (Recycling, Dosieren, Sprühen, Nivellieren, Rühren sind in der Maschine nicht erforderlich)
- d) Verringerung von Beschichtungsspritzern.
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Die 4 und 5 zeigen ein Beispiel für ein beschichtetes elektronisches Bauteil 30.
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Das jeweilige elektronische Bauteil 30 kann ein drahtkontaktiertes elektronisches Bauteil aufweisen. Das jeweilige elektronische Bauteil 30 kann eine Sensoranordnung 1 umfassen, die zur Messung einer Temperatur ausgebildet ist, z.B. eine NTC-Temperatursensoranordnung. Die Sensoranordnung 1 kann für den Einsatz bei hohen Temperaturen ausgelegt sein.
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Die Sensoranordnung 1 weist ein Sensorelement oder einen Sensorchip auf. Das Sensorelement ist vorzugsweise ein NTC-Thermistorchip. Das Sensorelement umfasst einen keramischen Grundkörper 2. Der keramische Grundkörper 2 weist Seitenflächen 2a auf, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Das Sensorelement weist ferner zwei Elektroden 3 auf. Die Elektroden 3 sind an einer Außenfläche des Sensorelements ausgebildet. Insbesondere sind die Elektroden 3 an den gegenüberliegenden Seitenflächen 2a des keramischen Grundkörpers 2 ausgebildet.
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Die Sensoranordnung 1 umfasst ferner zwei Kontaktierungselemente 4 zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements. Die Kontaktierungselemente 4 weisen vorzugsweise Drähte auf. Die Kontaktierungselemente 4 sind in einem Anschlussbereich 7 elektrisch und mechanisch mit den Elektroden 3 verbunden. Die Elektroden 3 und die Kontaktierungselemente 4 können z.B. über eine Kontaktierungspaste 5 miteinander verbunden sein.
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Die Sensoranordnung 1 umfasst ferner eine Beschichtung 6, d.h. die Beschichtung 6, die durch das zuvor beschriebene Verfahren erzielt wurde. Die Beschichtung 6 umschließt sowohl den keramischen Grundkörper 2 des Sensorelements als auch den Anschlussbereich 7 vollständig. Insbesondere umschließt die Beschichtung 6 einen Kopf 8 der Sensoranordnung 1 (Sensorkopf 8) vollständig. Der Sensorkopf 8 umfasst das Sensorelement sowie zumindest einen Teilbereich der Kontaktierungselemente 4, wie in den 4 und 5 zu sehen ist. Die Beschichtung 6 bildet eine äußere Hülle des Sensorkopfes 8 und schützt den Sensorkopf 8 vor Umwelteinflüssen.
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An einer Unterseite der Beschichtung 6 befindet sich eine Einbuchtung 6a der Beschichtung 6. Diese entsteht durch das bereits erwähnte Eintauchen des elektronischen Bauteils 30 bzw. der Sensoranordnung 1 in das Beschichtungsmaterial 29. Der Sensorkopf 8 erstreckt sich von einem oberen Ende der Sensoranordnung 1 bis zu einem Scheitelpunkt der Einbuchtung 6a (d.h. Gesamtlänge L1 des Sensorkopfes 8).
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Die Gesamtlänge L1 des Sensorkopfes 8, d.h. die gesamte Ausdehnung des Sensorkopfes 8 entlang der Hauptlängsachse des elektronischen Bauteils 30 / der Sensoranordnung 1 (siehe 7A) ist im Vergleich zu herkömmlicher Beschichtungstechnik (siehe 7B) kleiner.
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Genauer gesagt ist eine Schwankung der Gesamtlänge L1 im Vergleich zu konventioneller Beschichtungstechnik (siehe 7A) geringer. Mit anderen Worten: Die Variation der Gesamtkopflänge, die mit konventionellen Beschichtungsmethoden erreicht wird, ist im Vergleich zum erfindungsgemäßen Verfahren statistisch signifikant höher (siehe 7B).
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Darüber hinaus ist eine Gesamtlänge L2 der Beschichtung 6, d.h. eine vollständige Ausdehnung der Beschichtung 6 entlang einer Hauptlängsachse des elektronischen Bauteils 30 / der Sensoranordnung 1 (siehe 6A), im Vergleich zu konventioneller Beschichtungstechnik kleiner (siehe 6B).
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Eine Variation in der Gesamtlänge L2 der Beschichtung 6 ist im Vergleich zu konventioneller Beschichtungstechnik (siehe 6A) geringer. Mit anderen Worten, die Variation in der Gesamtlänge einer Beschichtung, die mit konventionellen Beschichtungsmethoden erreicht wird, ist statistisch signifikant höher als mit dem erfindungsgemäßen Verfahren (6B).
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Insgesamt ist durch das zuvor beschriebene spritzfreie Beschichtungsverfahren eine Variation in der Sensorkopflänge und eine Gesamtlängenvariation im Vergleich zu konventioneller Beschichtungstechnik statistisch signifikant geringer. Zudem können Beschichtungsspritzer vermieden werden. Mit dem spritzfreien Beschichtungsverfahren werden somit kompakte und kostengünstige elektronische Bauteile mit gut-definierten geometrischen Abmessungen bereitgestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensoranordnung
- 2
- Grundkörper
- 2a
- Seitenfläche des Grundkörpers
- 3
- Elektrode
- 4
- Kontaktierungselement
- 5
- Kontaktierungspaste
- 6
- Beschichtung
- 6a
- Einbuchtung
- 7
- Anschlussbereich
- 8
- Sensorkopf
- 20
- Beschichtungsträger
- 21
- Hauptsockel
- 22
- Beschichtungssockel
- 23
- Vertiefung des Beschichtungssockels
- 24
- Vorratsbehälter
- 25
- Vertiefung des Vorratsbehälters
- 26
- Schieber
- 27
- Stopper
- 28
- Aussparung
- 29
- Beschichtungsmaterial
- 30
- Elektronisches Bauteil
- 31
- Führungselement
- L1
- Gesamtlänge des Sensorkopfes
- L2
- Gesamtlänge der Beschichtung
- X
- Längsachse
