DE1169644B

DE1169644B - Process for the production of an end-face potting with built-in electrical components

Info

Publication number: DE1169644B
Application number: DES60206A
Authority: DE
Inventors: Dr Joachim Kleffner; Dipl-Phys Harald Loebl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-10-10
Filing date: 1958-10-10
Publication date: 1964-05-06

Description

Verfahren zum Herstellen eines stirnseitigen Vergusses bei eingebauten elektrischen Bauelementen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines stirnseitigen Vergusses bei in ein Metallgehäuse, z. B. Metallbecher bzw. Metallröhrchen eingebauten elektrischen Bauelementen, insbesondere Kondensatoren, bei dem auf die den Verguß umschließenden Teil des Metallgehäuses auf der der Vergußmasse zugewandten Seite zunächst eine dünne Zwischenschicht aus härtbarem Kunststoff aufgetragen und verfestigt wird und danach der Verguß mit einem härtbaren Kunststoff vorgenommen wird.Method for producing an end-face potting for built-in electrical components The invention relates to a method for producing a end potting in a metal housing, z. B. metal cups or metal tubes built-in electrical components, especially capacitors, in which on the the part of the metal housing surrounding the potting on the part facing the potting compound Side first applied a thin intermediate layer of hardenable plastic and is solidified and then made the casting with a curable plastic will.

Beim stirnseitigen Verguß von z. B. Aluminiumbechern wird oft ein Abschälen der Vergußmasse von Aluminium beobachtet. Dieses Abschälen ist zurückzuführen auf schlechte Benetzbarkeit des Aluminiums und auf Spannungen, die durch Schrumpfung der Vergußmasse während des Aushärtens und durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten des Metalls und der Vergußmasse entstehen.When potting on the end of z. B. Aluminum cups is often a Peeling of the potting compound from aluminum was observed. This peeling is due on poor wettability of the aluminum and on stresses caused by shrinkage the potting compound during curing and due to the various expansion coefficients of the metal and the potting compound arise.

Es ist bekannt, die Gefahr des Abschälens der Vergußmasse dadurch zu vermeiden, daß die Stellen des metallischen Gehäuses, die mit der Vergußmasse in Berührung kommen, vor dem Vergießen mit einer dünnen Zwischenschicht aus dem Material der Vergufimasse z. B. einem Gießharz versehen werden und nach dem Festwerden dieser Zwischenschicht der Verguß vorgenommen wird. It is known that there is a risk of the potting compound peeling off as a result to avoid that the places of the metallic housing with the potting compound come into contact with a thin intermediate layer of the before potting Material of the Vergufimasse z. B. be provided with a casting resin and after solidification this intermediate layer the casting is made.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mit den bisher bekannten Verfahren zum stirnseitigen Verguß von Gehäusen erreichbare Haftfestigkeit zwischen Gehäuse undVergußmasse nochmals zu erhöhen und hierdurch die Dichtheit des vergossenen Gehäuses zu verbessern. The invention is based on the object with the previously known Process for the end-face casting of housings achievable bond strength between Housing and potting compound to increase again and thereby the tightness of the potted To improve housing.

Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, daß als Zwischenschicht ein Kunststoff-Härter-Gemisch mit weniger Härteanteil als der stöchiometrischen Mischung entsprechen würde aufgetragen wird. Besonders vorteilhaft ist es, den Metallbecher an der Vergußstelle zu reinigen und aufzurauhen. Bei Aluminium kann dies durch den bekannten Pickling-Prozeß, d. h. eine Beizung mit Chromschwefelsäure, erfolgen. Ausgezeichnete Erfolge erhält man aber auch, wenn man ein Aufrauhverfahren benutzt, wie es z. B. bei der Elektrolytkondensatorenherstellung benutzt wird. Durch die Aufrauhung der Metallfläche gelingt es, die Zwischenschicht besonders gut mit dem Metall zu verbinden. Es hat sich jedoch gezeigt daß die Wirkung einer solchen Aufrauhung nur dann zur Geltung kommt, wenn die Zeit zwischen dem Aufrauhen und dem Verguß des Kondensators verhältnismäßig kurz ist. Dies ist natürlich eine starke Behinderung der Fertigung, da es dadurch möglich gemacht wird, eine größere Anzahl der Metallgehäuse vorgebeizt zu lagern. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird deshalb vorgeschlagen, die Zwischenschicht baldmöglichst, nämlich innerhalb von 48 Stunden, nach dem Reinigen bzw. Aufrauhen des Metallbehälters auf diesen aufzubringen. Der Lagerung so vorbereiteter Behälter ist dann praktisch keine mehr ins Gewicht fallende zeitliche Begrenzung gesetzt. According to the invention it is proposed that as an intermediate layer a plastic-hardener mixture with less hardness than the stoichiometric one Mixture would correspond to being applied. It is particularly advantageous to use the metal cup to clean and roughen the casting point. In the case of aluminum, this can be achieved by the known pickling process, d. H. pickling with chromosulfuric acid. However, excellent results are also obtained when using a roughening process, how it z. B. is used in the production of electrolytic capacitors. Through the Roughening the metal surface, the intermediate layer succeeds particularly well with the Connect metal. However, it has been found that the effect of such roughening only comes into play if the time between roughening and potting of the capacitor is relatively short. This, of course, is a severe handicap manufacturing as it makes it possible is made a greater number of metal housings to be stored pre-pickled. In a further development of the inventive concept, it is therefore proposed that the intermediate layer as soon as possible, namely within 48 hours, after cleaning or to apply roughening of the metal container to this. So prepared for storage The container is then practically no longer a significant time limit set.

Eine weitere Verbesserung erhält man, wenn man die Zwischenschicht in die Metalloberfläche einwalzt. A further improvement is obtained by using the intermediate layer rolled into the metal surface.

Es wird dann eine gute Benetzung sichergestellt, und bei aufgerauhten Folien verankert sich die Zwischenschicht in der Metalloberfläche. Auch ist es sehr vorteilhaft, für die Zwischenschicht ein ungefülltes, speziell für eine gute Haftung entwickeltes Kunststoff-Härter-Gemisch zu nehmen. Zum eigentlichen Verguß des Kondensators kann dann später ein höher gefülltes Gießharz mit geringem Schwund Verwendung finden. Es ist an sich bekannt, daß man z. B. gehärtetes Epoxidharz mit ungehärtetem Harz ohne Rißbildung verbinden kann; bei gleichartigen Mischungen ist nicht einmal eine Trennlinie zu erkennen.A good wetting is then ensured, and in the case of roughened Foil anchors the intermediate layer in the metal surface. It is also very advantageous, an unfilled one for the intermediate layer, especially for good adhesion to take developed plastic-hardener mixture. For the actual casting of the capacitor A more highly filled casting resin with low shrinkage can then be used later. It is known per se that z. B. cured epoxy resin with uncured resin can connect without cracking; with similar mixtures there is not even one To recognize dividing line.

Die Haftfestigkeit läßt sich erheblich steigern, wenn man das Harz bei höherer Temperatur derart aushärtet, daß an der Grenzschicht Harz (z. B. The adhesive strength can be increased considerably if you use the resin hardens at a higher temperature in such a way that resin (e.g.

Epoxydharz) Metall keine Spannungen auftreten. Besonders gute Ergebnisse lassen sich oft dann erzielen, wenn man die Zwischenschicht als Flüssigkeitsfilm aufbringt (z. B. Lack = Epoxydharz + Aceton). Dieser Flüssigkeitsfilm wird dann nach dem Trocknen bei höherer Temperatur ausgehärtet als die später anzubringende Vergußmasse. Eventuell ist auch eine stufenweise Aushärtung vorteilhaft. Es ist zu beachten, daß bei der Aushärtung eines Flüssigkeitsfilmes Schrumpfspannungen, die zur Ablösung des Filmes führen könnten, nicht auftrelen können. Auf die Lackschicht wird, um das Bauelement zu verschließen, dann das normale Vergußharz, z. B. Epoxydharz, aufgebracht und in einem Temperaturbereich ausgehärtet. in dem die Haftfestigkeit der Lackschicht auf dem Metall die größten Werte besitzt.Epoxy resin) metal no tension occurs. Particularly good results can often be achieved by using the intermediate layer as a liquid film applies (e.g. paint = epoxy resin + acetone). This liquid film then becomes cured after drying at a higher temperature than the one to be applied later Potting compound. Maybe there is also one Gradual curing advantageous. It should be noted that during the hardening of a liquid film, shrinkage stresses, which could lead to the detachment of the film, cannot appear. On the paint layer is to close the component, then the normal potting resin, z. B. epoxy resin, applied and cured in a temperature range. in which the adhesive strength the paint layer on the metal has the greatest values.

Benutzt man als Zwischenschicht eine Lackschicht, so hat man den weiteren Vorteil, daß die Zwischenschicht so dünn aufgetragen werden kann, daß sie vollständig an der Metallwand verbleibt, ohne wegzufließen. Bei aufgerauhter Metalloberfläche kann sogar der Fall eintreten, daß der Film weitgehend in die Metalloberfläche eindringt und nach dem Aushärten nur noch stellenweise aus der Metalloberfläche heraustritt. Dies ist aber in der Regel ausreichend für einen dichten Abschluß.If you use a layer of lacquer as an intermediate layer, you have the other The advantage that the intermediate layer can be applied so thinly that it is complete remains on the metal wall without flowing away. With a roughened metal surface it can even happen that the film penetrates largely into the metal surface and after hardening only protrudes from the metal surface in places. However, this is usually sufficient for a tight seal.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von zwei Figuren näher erläutert. In Fig. 1 bedeutet a ein Metallrohr, in welchem nicht näher dargestellte Bauelemente untergebracht sind. b ist ein Stromzuführungsdraht und c das Vergußharz. Um eine selbst bei Temperaturschwankungen beständige Verbindung mit der Metalloberfläche zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß die Metalloberfläche zunächst mit einer dünnen Zwischenschicht d eines härtbaren Kunststoffes versehen worden, die durch höhere Härtungstemperatur oder Einwalzen od. dgl. unlösbar mit der Metallwand verbunden ist. In the drawing, the invention is illustrated in more detail by means of two figures explained. In Fig. 1, a denotes a metal pipe in which not shown in detail Components are housed. b is a power supply wire and c is the potting resin. A permanent connection with the metal surface even with temperature fluctuations To ensure, according to the invention, the metal surface is initially covered with a thin one Intermediate layer d of a curable plastic has been provided, which is due to higher Curing temperature or rolling or the like. Inextricably linked to the metal wall is.

In Fig. 2 ist schematisch gezeigt, daß auch sehr dicke Schichten, die im wesentlichen nur die Unrauhigkeiten der Metalloberfläche ausfüllen, insbesondere wenn diese zuvor besonders gerauht ist, die gleiche haftverbessernde Wirkung haben. Mit a ist wieder das Metallgehäuse und mit d der eingelagerte Kunststoffilm bezeichnet. Zur besseren zeichnerischen Darstellung sind die Größenverhältnisse der zusammenarbeitenden Teile verzerrt wiedergegeben. In Fig. 2 it is shown schematically that even very thick layers, which essentially only fill the roughness of the metal surface, in particular if this has been specially roughened beforehand, they have the same adhesion-improving effect. The metal housing is again denoted by a and the embedded plastic film is denoted by d. For a better graphic representation, the proportions of the collaborating Parts reproduced in a distorted manner.

Claims

Claims: 1. Method for producing an end face Potting for electrical components built into a metal housing, in particular Capacitors, in which the potting sealing parts of the metal housing on the side facing the potting compound initially a thin intermediate layer Hardenable plastic is applied and solidified and then the VerguLl with a curable plastic is marked e i eh n e t that as Intermediate layer a plastic-hardener mixture with less hardener than that stoichiometric mixture would correspond, is applied.

7. The method according to claim 1, characterized in that xor dem Applying the intermediate layer, the surface of the housing is roughened.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the surface of the housing is pickled with chromosulfuric acid, whereupon the intermediate layer is applied within 48 hours.

4. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the intermediate layer is an unfilled one for the plastic-hardener mixture Plastic is chosen.

5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized characterized in that the intermediate layer is applied as a liquid film.

6. The method according to one or more of claims l to 5, characterized characterized in that the intermediate layer is rolled onto the metal surface.

7. The method according to one or more of claims l to 6, characterized characterized in that the intermediate layer cured prior to the application of the potting compound will.

8. The method according to claim 7, characterized in that the intermediate layer is cured at higher temperatures than the potting compound. ~~~~~~~~ Considered printed publications: German Patent Specifications No. 744708, 657064; the essay "Epoxy adhesive resins in electrical engineering" by Schäfer and Jahn from the magazine "Electrical manufacture", supplement to the magazine "Deutsche Elektrotechnik", October 1956, Pages 73 to 77.