DE1171038B

DE1171038B - Gruppe elektrischer Bauelemente, die in einem gegebenenfalls mit einem metallischen Gehaeuse umgebenen Vergussmasseblock eingebettet ist

Info

Publication number: DE1171038B
Application number: DES60759A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Walter Vieser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-11-28
Filing date: 1958-11-28
Publication date: 1964-05-27

Description

Gruppe elektrischer Bauelemente, die in einem gegebenenfalls mit einem metallischen Gehäuse umgebenen Vergaßmasseblock eingebettet ist Einzelne elektrische Bauelemente sowie zusammengefaßte Gruppen von elektrischen Bauelementen werden häufig zum Schutz gegen Feuchtigkeit, Verschmutzungen, Angriff durch Chemikalien, thermische und mechanische Schocks sowie zwecks einfacherer Handhabung mit oder ohne Gehäuse in ein Gießharz eingebettet, das anschließend ausgehärtet wird und die gesamte Anordnung zu einem einzigen festen Block zusammenfaßt.
Die bei diesem Einbetten auftretenden Schwierigkeiten sind unter anderem: 1 . Der Schrumpfungsdruck der Gießharze während der Aushärtung beeinflußt die eingebetteten Bauelemente mechanisch und elektrisch.
2. Die Vergußmassen, besonders elastische, greifen durch ihre Weichmacher, Härter oder Lösungsmittel die Bauelemente chemisch an.
3. Bei exotheriner Polymerisation tritt überhitzung des Vergußblocks und damit der Bauelemente auf.
4. Die üblichen Gießharze sind schlechte Wärineleiter.
5. Es entstehen Risse im Inneren des Vergußblocks durch Unterschiede zwischen den Wänneausdehnungskoeffizienten der Bauelemente und der Gießharze sowie durch die Härtungsschrumpfung.
6. Bei Auftreten der Mängel nach 1 bis 5, die zu Schäden der Bauelemente führen, gibt es keine Reparaturmöglichkeit.
Die unter Punkt 1 und 5 angegebenen Schwierigkeiten treten nur im Zusammenhang mit druckempfindlichen Bauelementen auf. Dagegen sind z. B. Polystyrolkondensatoren und Schichtwiderstände so wenig druckempfindlich, so daß bei Einbettung derselben in Gießharz keine nachteiligen Wirkungen beobachtet werden konnten. Die in Punkt 2 und 3 angegebenen Schwierigkeiten wurden hingegen nur im Zusammenhang mit weichelastischen Vergußmassen beobachtet. Die unter Punkt 4 angegebene Schwierigkeit taucht insbesondere bei stark wärineerzeugenden Bauelementen auf, wie z. B. bei Röhren. Röhren müssen aber wegen ihrer Druckempfindlichkeit in weichelastische Vergußmasse eingebettet werden.
Es ist bekannt, elektrische Bauelemente in elastischen Massen einzubetten, die z. B. auf der Grundlage von flexiblen Polyestern oder Silikonkautschuken aufgebaut sind. Diese Massen haben einerseits keine befriedigenden mechanischen Eigenschaften, andererseits reagiert ein Teil von ihnen z. B. der Styrolanteil von Polyestern mit manchen elektrischen Bauelementen, z. B. Kondensatoren mit Polystyroldielektrikum oder mit dem Material aus dem üblicherweise Schichtwiderstände gebildet werden, wodurch deren elektrische Eigenschaften beeinflußt werden.
Es ist weiterhin bekannt, elektrische Bauelemente in Polyvinylchlorid einzubetten und als äußere Umhüllung für die in Polyvinylchlorid eingebetteten Bauelemente eine Umhüllung aus härtbarem Gießharz zu verwenden. Hierbei sollen jedoch nur die Nachteile einer Einbettung in ein erhärtendes Gießharz beseitigt werden, ohne die geringe Stabilität einer Einbettung in eine weiche Vergußmasse in Kauf zu nehmen.
Der Erfindung liegen weitergehende Erkenntnisse zugrunde. Es ist nämlich festgestellt worden, daß eine Reihe elektrischer Bauelemente auch von weichbleibenden Vergußmassen in ihren Eigenschaften verschlechtert wird. Es werden z. B. Kondensatoren mit Polystyroldielektrikum oder Schichtwiderstände von den Weichmachern, Lösungsmitteln oder sonstigen Bestandteilen dieser elastischen Vergußmasse angegriffen. Es hat sich bei den Untersuchungen ge, zeigt, daß gewisse Bauelemente, wie elektrische Spulen, die mit Schalenkernen versehen sind, elektrische Röhren usw., wegen ihrer Druckanfälligkeit am besten mit elastischen weichbleibenden Vergußmassen vergossen werden, während andere, wie z. B. Polystyrolkondensatoren oder Schichtwiderstände, am zweckmäßigsten in erhärtende Vergußmassen aus Epoxydharzen u. dgl. eingebettet werden. Da zu einer Bauelementengruppe üblicherweise verschiedenartige Bauelemente gehören, ist es im allgemeinen nicht möglich, ohne Beeinträchtigung der Eigenschaften eines Teils derselben einen Verguß vorzunehmen. Es ist vorläufig nicht möglich, alle in Betracht kommenden elektrischen Bauelemente mit nur einer Masse zu vergießen, um alle die genannten Forderungen zu erfüllen.
Die Erfindung geht davon aus, daß die genannten Schwierigkeiten dadurch umgangen werden können, daß man verschieden empfindliche Bauelemente räumlich voneinander trennt, z. B. Spule und andere druckanfällige Teile in der unteren Hälfte einer Baugruppe anordnet und mit einem flexiblen Polyester vergießt, während Kondensatoren mit Polystyroldielektrikum, Schichtwiderstände u. dgl. in die obere Hälfte gelegt und mit einem harten Kunststoff vergossen werden.
Allgemein ist die Erfindung also dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindlichen Bauelemente in an sich bekannter Weise in eine nachgiebig verbleibende Vergußmasse, die restlichen Bauelemente, insbesondere Polystyrolkondensatoren und Schichtwiderstände in eine hartwerdende Vergußmasse aus mit Füllstoffen versetztem Epoxydharz eingebettet sind. Als nachgiebige Vergußmassen eignen sich Vergußmassen flexibler Polyesterharze oder Silikonkautschuk. Diese Massen sind chemisch inert und geben Schrumpfungsdrucken der sie umgebenden zu härtenden Vergußmassen nach.
Als harte Vergußmassen bzw. zu härtende Vergußmassen werden vorzugsweise mit Füllstoffen versetzte Epoxydharze verwendet.
Die erfindungsgemäße Lehre gilt sowohl für Baugruppen, die in ein Gehäuse eingebaut sind, als auch für solche, welche lediglich in einem Kunststoffblock eingehüllt sind.
Bei Verwendung einseitig offener Gehäuse werden vorteilhaft die gegen Druck empfindlichen elektrischen Bauelemente in dem unteren Teil der Gehäuse angeordnet, die nicht gegen Druck empfindlichen Bauelemente hingegen im oberen Teil der Gehäuse. Die letztgenannten Bauelemente werden in die harten Vergußmassen eingebettet, die überdies die Öffnung der Gehäuse nach außen hin schließt. Die harten Vergußmassen haben nämlich die Eigenschaften, daß sie hinreichend mechanisch fest sind, gut am Gehäuse haften und das Eindringen von Feuchtigkeit weitgehend verhindern.
In den F i g. 1 und 2 sind in Vergußmassen eingebettete Gruppen von elektrischen Bauelementen nach der Erfindung beschrieben.
Gleiche Bezugszeichen bezeichnen im wesentlichen die gleichen Teile und Stoffe. Es bezeichnet 1 Metall- oder Kunststoffgehäuse, 2 Trägerplatten, z.B. mit gedruckter Schaltung, 2aLötösen, 3 Schalenkernspulen, 4 Transistoren, 5 Kondensatoren mit Polystyroldielektrikum, 5aKondensatoren in Metallgehäusen, 6 Widerstände, insbesondere Kohlenstoff-Schichtwiderstände, 7 harte VerguAmassen, z. B. aus Epoxydharzen mit Füllstoffen, 8 flexible Vergußmassen, z. B. Polyester, 9 Silikonkautschuk.
Aus Fig. 1 erkennt man den getrennten Verguß. Die Bauelemente sind eingeteilt in gegen Druck empfindliche, die im unteren Teil angeordnet sind und nicht gegen Druck empfindliche, die im oberen Teil des Gehäuses angeordnet sind.
F i g. 2 zeigt eine in Silikonkautschuk getauchte Spule, die mit den übrigen Bauelementen ohne Verwendung eines Gehäuses mit einer harten Vergußmasse umgossen ist.
Bei der gemäß der Erfindung in Vergußmasse eingebetteten Gruppe elektrischer Bauelemente sind die eingangs geschilderten Probleme in einfacher Weise gelöst, und es wird eine Baugruppe erhalten, die auch größeren Druckbeanspruchungen von außen besser standhält.

Claims

Patentansprüche: 1. Gruppe elektrischer Bauelemente, die in einem gegebenenfalls mit einem metallischen Gehäuse umgebenen Vergußmasseblock eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindlichen Bauelemente in an sich bekannter Weise in eine nachgiebig bleibende Vergußmasse, die restlichen Bauelemente, insbesondere Polystyrolkondensatoren und Schichtwiderstände, in eine hart werdende Vergußmasse aus mit Füllstoffen versetztem Epoxydharz eingebettet sind.
2. Gruppe elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die nachgiebig bleibende Vergußmasse eingebetteten Bauelemente und die restlichen Bauelemente von der hart werdenden Vergußmasse vollständig umhüllt sind. 3. Gruppe elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines metallischen Gehäuses die offene Seite dieses Gehäuses durch die hart werdende Vergußmasse verschlossen ist. 4. Gruppe elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen Druck empfindlichen elektrischen Bauelemente in dem unteren Teil eines oben offenen Gehäuses angeordnet sind, die nicht gegen Druck empfindlichen hingegen in dem oberen Teil des Gehäuses. 5. Gruppe elektrischer Bauelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebige Vergußmasse ein flexibles Polyesterharz oder Silikonkautschuk verwendet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 758 897; deutsche Auslegeschrift S 32 092 VIII c/21 g (bekanntgemacht am 12. 7. 1956); USA.-Patentschrift Nr. 2 683 766.