DE1263285B

DE1263285B - Process for wrapping electrical components

Info

Publication number: DE1263285B
Application number: DE1960S0070322
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Walter Vieser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-09-13
Filing date: 1960-09-13
Publication date: 1968-03-14

Description

Verfahren zum Umhüllen von elektrischen Bauteilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umhüllen von elektrischen Bauteilen durch Umpressen mit härtbaren Isolierpreßmassen unter Anwendung von Temperatur und/oder Druck in einer Automatenstraße.Method for encasing electrical components The invention relates to a method for encasing electrical components by overpressing with hardenable ones Insulating molding compounds using temperature and / or pressure in a machine line.

In vielen Fällen ist eine Umhüllung von kleinen scheiben- oder andersförmigen Körpern zum Schutz gegen Feuchtigkeit oder andere mechanische Einflüsse erforderlich. Insbesondere werden bei der Herstellung von elektrischen Bauteilen Umhüllungen derselben verlangt, die neben der mechanischen Festigkeit und Feuchtedichtigkeit die erforderliche Spannungsfestigkeit besitzen. Derartige Umhüllungen werden insbesondere bei Keramikkondensatoren elektrischen Widerständen, gedruckten Schaltungen und ähnlichen elektrischen Bauteilen verlangt. In many cases a cladding is of small disks or other shapes Bodies required to protect against moisture or other mechanical influences. In particular, sheaths of the same are used in the production of electrical components requires, in addition to mechanical strength and moisture tightness, the required Have dielectric strength. Such casings are used in particular in the case of ceramic capacitors electrical resistors, printed circuits and similar electrical components demands.

Es ist bereits bekannt, derartige Überzüge auf elektrischen Bauteilen mittels Wirbelsinterung von Kunststoffmassen, beispielsweise auf Epoxydharzgrundlage, herzustellen. Es sind auch Verfahren zur Herstellung von Schutzüberzügen vorgeschlagen worden, bei denen härtbare Kunststoffe durch Aufschmelzen, Flammspritzen, Aufrieseln oder Aufwalzen auf den zu umhüllenden Körper aufgebracht werden. Ein anderer Vorschlag zur günstigen Aufbringung solcher Umhüllungen besteht darin, daß die zu umhüllenden Körper vorerwärmt werden und diese vorerwärmten Körper durch gerütteltes Pulver, z. B. Epoxydharze, geführt werden, wobei sich eine dünne Kunstharzschicht als Umhüllung auf den Körpern bildet. Weiterhin sind Verfahren bekannt, nach denen elektrische Bauteile in Formen eingelegt und mit Kunststoffmassen umspritzt bzw. umpreßt werden. Das Einlegen der zu umhüllenden Bauteile in die Spritz- oder Preßform verlangt dabei eine besondere Justierung. Die Halterung der Bauteile kann dabei nur an den Kontaktierungsdrähten erfolgen. Insbesondere in der Massenfertigung sind diese Verfahren von Nachteil, da gerade beim Spritzpressen infolge der mit hohem Druck in die geschlossene Form einschließenden Masse die zu umhüllenden Bauteile verschoben werden und dadurch die Umhüllung ungleichmäßig vorgenommen wird. Die Spannungsfestigkeit solcher Umhüllungen läßt dann vielfach zu wünschen übrig. Beim Spritzgußverfahren treten ähnliche Schwierigkeiten auf. Insbesondere kleine Bauteile können durch die verhältnismäßig hohen Drücke zerdrückt oder zumindest verformt werden. Der Verlust an Umhüllungsmaterial ist beim Spritzverfahren verhältnismäßig hoch, da in deren Kanälen jeweils überschüssiges Material erhärtet und nicht mehr Verwendung finden kann. Ein solches Verfahren ist nur bei Verwendung von Mehrfachformen lohnend und läßt sich nur sehr schwer in eine Automatenstraße einfügen. It is already known to have such coatings on electrical components by means of vortex sintering of plastic compounds, for example on an epoxy resin basis, to manufacture. Methods for making protective coatings are also proposed where hardenable plastics by melting, flame spraying, trickling on or rolling can be applied to the body to be wrapped. An other suggestion for the favorable application of such coverings is that the to be covered Bodies are preheated and these preheated bodies by shaking powder, z. B. epoxy resins, with a thin layer of synthetic resin as a cover forms on the bodies. Furthermore, methods are known according to which electrical Components are placed in molds and overmolded or overmolded with plastic compounds. The insertion of the components to be encased in the injection or compression mold is required a special adjustment. The components can only be held on the contacting wires take place. These processes are particularly disadvantageous in mass production, especially during injection molding due to the high pressure in the closed mold enclosing mass, the components to be enveloped are shifted and thereby the wrapping is made unevenly. The dielectric strength of such coatings then leaves much to be desired. Similar difficulties arise in the injection molding process on. In particular, small components can be damaged by the relatively high pressures crushed or at least deformed. The loss of wrapping material is relatively high in the spraying process, as there is excess in their channels Material hardened and can no longer be used. One such Procedure is only worthwhile when using multiple forms and can only be converted into one with great difficulty Insert machine street.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur sicheren Umhüllung elektrischer Bauteile u. dgl. anzugeben, das in möglichst einfacher und rascher Weise vorgenommen werden kann und sich zur Verwendung in der Massenproduktion, insbesondere in der Automation, eignet. Dabei sollen die Bauteile allseitig möglichst gleichmäßig von den umhüllenden Stoffen umgeben werden, ohne daß besondere zusätzliche Justiervorrichtungen der Bauteile während des Umhüllungsprozesses vorhanden sein müssen. The object of the invention is to provide a method for secure encasing Specify electrical components and the like, which is as simple and quick as possible Manner can be made and adapted for use in mass production, in particular in automation. The components should be as uniform as possible on all sides are surrounded by the enveloping substances without special additional adjustment devices the components must be present during the wrapping process.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die zum Teil bekannten Verfahrensschritte: a) Herstellen von Umhüllungsteilen aus Preßmassepulver in Tablettenform; b) Andrücken der Tabletten an einander gegenüberliegenden Stirnseiten des zu umhüllenden angewärmten elektrischen Bauteils mit Hilfe von Haltevorrichtungen, so daß die Tabletten frei an dem Bauteil haften. The invention is characterized by the process steps, some of which are known: a) production of casing parts from molding powder in tablet form; b) Press on of the tablets on opposite end faces of the heated one to be enveloped electrical component with the help of holding devices, so that the tablets are free adhere to the component.

Besonders vorteilhaft kann das Verfahren durchgeführt werden, wenn Epoxydharze im vorvernetzten Zustand mit Härtern und gegebenenfalls anderen Zusatzstoffen, wie z. B. Füllstoffen, als Preßmasse verwendet werden. The method can be carried out particularly advantageously if Epoxy resins in the pre-crosslinked state with hardeners and, if necessary, other additives, such as B. fillers, can be used as molding compound.

Insbesondere ist es vorteilhaft, als Härter für die Epoxydharze p,p'-Methyldianilin zu verwenden. It is particularly advantageous to use p, p'-methyldianiline as a hardener for the epoxy resins to use.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die zu umhüllenden elektrischen Bauteile vor dem Andrücken und Verpressen der Umhüllungsteile mit einem dünnen Film versehen werden. It is also advantageous if the electrical components to be encased Apply a thin film before pressing and pressing the casing parts will.

Für die Ansprüche 2, 3 und 4 wird selbständiger Schutz nicht geltend gemacht. Independent protection does not apply to claims 2, 3 and 4 made.

Die Tabletten können dabei eine solche Form besitzen, daß sie sich mit ihrer dem Bauteil zugewandten Seite möglichst weitgehend der Form des Bauteils angleichen und dadurch beim Andrücken auf dem vorgewärmten Bauteilkörper festkleben, ohne bereits vollständig an den klebenden Schichten auszuhärten. Auch solche Formen dieser Preßmasse tabletten kommen in Betracht, die im Bereich der Auflageflächen vorzugsweise eine leicht konkave Krümmung aufweisen. Die mittleren Teile der Tabletten sind also mit einem geringeren Querschnitt als die Randteile der Tabletten versehen, so daß beim Fertigpressen, d. h. beim vollständigen Umhüllen der Bauteile, an den Randteilen, d. h. an den zu verschließenden Rändern der Bauteile, mehr Preßmasse zur Verfügung steht als an den mittleren bereits von den Tabletten bedeckten Teilen der zu umhüllenden Körper. Eine derartige Augestaltung der Tabletten ist insbesondere auch für die Druckverteilung während des Fertigpressens vorteilhaft. The tablets can have such a shape that they are with their side facing the component as closely as possible to the shape of the component align and thereby stick to the preheated component body when pressed, without hardening completely on the adhesive layers. Such forms too this molding compound tablets come into consideration in the area of the support surfaces preferably have a slightly concave curvature. The middle parts of the tablets are therefore provided with a smaller cross-section than the edge parts of the tablets, so that in the final pressing, d. H. when completely enveloping the components, to the Edge parts, d. H. at the edges of the components to be closed, more molding compound is available than on the middle parts already covered by the tablets the body to be enveloped. Such a design of the tablets is in particular also advantageous for the pressure distribution during the final pressing.

Bei Epoxydharzen mit Härtern, z. B. p,p'-Methylendianilin, und gegebenenfalls anderen Zusatzstoffen, insbesondere vorvernetzten härtbaren Kunststoffen auf Epoxydharzbasis, als Preßmassen sind dabei vorzugsweise Polyglykole Weichmacher und feinkörniges Quarzmehl, Kaolin, Metallpulver od. dgl. For epoxy resins with hardeners, e.g. B. p, p'-methylenedianiline, and optionally other additives, in particular pre-crosslinked hardenable plastics based on epoxy resin, Plasticizers and fine-grained polyglycols are preferably used as molding compounds Quartz powder, kaolin, metal powder or the like.

Füllstoffe.Fillers.

Eine solche Harz-Härter-Mischung durchläuft bei Abkühlung auf Raumtemperatur den sogenannten B-Zustand, wobei sie erstarrt und nunmehr pulverisiert und tablettiert werden kann. Bei Wiedererwärmung auf mindestens etwa 800 C verflüssigt sich die Masse wieder für kurze Zeit und beginnt anschließend zu härten. Diese Massen haben den Vorteil, daß sie nur eine relativ niedrige Aufschmelztemperatur von mindestens etwa 80°C verlangen und anschließend ohne Druck bei denselben Temperaturen zu härten vermögen. Die Anwendung höherer Härtungstemperaturen bringt eine hohe Wärmefestigkeit bis zu 1800 C mit sich. Die Lagerzeit der Pulver bzw. Tabletten beträgt bei Raumtemperatur etwa 1/4 Jahr. Zwischen dem Aufkleben der Tabletten auf das Bauteil und der Formgebung (Umpressen) kann längere Zeit verstreichen. Such a resin-hardener mixture runs through when it cools to room temperature the so-called B-stage, in which it solidifies and now pulverized and tabletted can be. When reheated to at least about 800 C, the liquefies Mass again for a short time and then begins to harden. Have these crowds the advantage that they only have a relatively low melting temperature of at least Require about 80 ° C and then cure without pressure at the same temperatures capital. The use of higher curing temperatures results in high heat resistance up to 1800 C with itself. The storage time of the powder or tablets is at room temperature about 1/4 year. Between sticking the tablets on the component and shaping (Pressing) can elapse for a long time.

Bei geeigneter Vorerwärmung können auch andere, z. B. typisierte Phenol-Formaldehyd-Preßmassen mit anorganischer Füllung oder Polyestermassen verwendet werden. With suitable preheating, others, e.g. B. typed Phenol-formaldehyde molding compounds with inorganic filling or polyester compounds are used will.

Das erfindungsgemäße Verfahren verlangt bei Verwendung der genannten Epoxydharze nur einen geringen Druck und verwertet die eingebrachten Preßmassen nahezu restlos. Das Verformen der Tabletten auf den Bauteilen geschieht also beispielsweise durch zwei Formhälften, die unter einem derartigen leichten Druck gegen die Tabletten geführt werden, daß sie den Werkstoff der Tabletten in die gewünschte Form bringen, ohne ihn besonders zusammenzupressen. The process according to the invention requires the use of those mentioned Epoxy resins only apply a low pressure and utilize the molding compounds introduced almost completely. The deformation of the tablets on the components is done, for example by two mold halves that are under such light pressure against the tablets that they bring the material of the tablets into the desired shape, without particularly compressing it.

Dabei soll allerdings die Porosität der Umpressung sehr klein werden, damit wenig Lufteinschlüsse vorhanden bleiben. Die Aushärtung erfolgt lediglich durch die entsprechende Temperatur. Bei den genannten Epoxydgemischen reichen Temperaturen von etwa 80 bis 1000 C und eine Behandlungszeit von etwa 5 bis 10 Minuten aus. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für eine Automatenstraße gut geeignet und läßt sich im Taktverfahren sowohl einfach als auch mit Mehrfachformen durchführen. Die Kontaktdrähte brauchen nur noch in Kanälen aus der Form herausgeführt zu werden, sie haben keine tragende Funktion mehr, so daß eine Justierung automatisch durch das richtige Aufsetzen der Tabletten und das Einrutschen der Tabletten in die Preßform eintritt.However, the porosity of the extrusion should be very small, so that little air inclusions remain. The curing only takes place by the corresponding temperature. Temperatures are sufficient for the epoxy mixtures mentioned from about 80 to 1000 C and a treatment time of about 5 to 10 minutes. That The method according to the invention is well suited for a machine line and can be perform both single and multiple forms in a clocked process. The contact wires only need in channels from the mold to be led out, they have none load-bearing function more, so that an adjustment automatically through the correct placement of the tablets and the slipping of the tablets into the compression mold occurs.

Das Verfahren läßt sich auch auf beliebige Teile anwenden, die ohne herausgeführte Drähte rundum zentriert umhüllt werden sollen.The method can also be applied to any parts that are without outgoing wires should be wrapped around centered all around.

Als Beispiel (für die umhüllenden Preßmassen) wird die Zusammensetzung einer vorzugsweise verwendeten Epoxydpreßmasse angegeben: 100 Gewichtsteile Epoxydharz mit einem Molekulargewicht von etwa 800 bis 1000, 13 Gewichtsteile p,p'-Methylendianilin (Dimethyl-amino-diphenylmethan) als Härter, 5 bis 10 Gewichtsteile Polyglykol als Weichmacher, 50 Gewichtsteile Kaolin, 2 Gewichtsteile Farbstoff. As an example (for the enveloping molding compounds) the composition of a preferably used epoxy molding compound: 100 parts by weight of epoxy resin having a molecular weight of about 800 to 1000, 13 parts by weight of p, p'-methylenedianiline (Dimethyl-amino-diphenylmethane) as hardener, 5 to 10 parts by weight of polyglycol as Plasticizer, 50 parts by weight of kaolin, 2 parts by weight of dye.

Bei der Umhüllung von beispielsweise Kohleschichtwiderständen ist eine doppelte Umhüllung, zuerst mit einem dünnen Phenolharzlackfilm und sodann mit der oben angegebenen Preßmasse, vorteilhaft. When encasing carbon film resistors, for example a double coating, first with a thin film of phenolic resin and then with the molding compound specified above, advantageous.

In den Figuren sind Beispiele für das erfindungsgemäße Verfahren und die Form der erfindungsgemäßen Tabletten angegeben. The figures show examples of the method according to the invention and the form of the tablets according to the invention indicated.

F i g. 1 zeigt eine scheibenförmige Tablettengestalt 1; in F i g. 2 ist der Querschnitt der Tablette 1 nach den Außenseiten konkav ausgebildet, wobei eine dieser konkav ausgebildeten Seiten an das Bauteil angedrückt wird; in Fig. 3 ist eine vorgeformte Tablette 1 angegeben, die mit ihrer Seite a auf das zu umhüllende Bauteil aufgedrückt wird, wobei selbständig eine Zentrierung eintritt, während sich die Seite b der Tablette bereits weitgehend der Form des Preßstempels anfügt, so daß auch dabei eine automatische Zentrierung erfolgt; Fig.4 bis 9 zeigen schematisch die Reihenfolge des erfindungsgemäßen Verfahrens; in F i g. 4 ist das Pressen der Tabletten aus den pulverförmigen Preßmassen 2 dargestellt; F i g. 5 zeigt schematisch eine vorgepreßte Tablette 1; nach Fig.6 wird jeweils eine Tablette 1 mittels eines Halterungsorgans 3 beidseitig auf ein vorgewärmtes zu umhüllendes Bauteil 4 angedrückt, wobei auf dem bei Verwendung von Epoxydpreßmassen auf etwa 900 C angewärmten Bauteil die Tabletten festkleben. F i g. 1 shows a disk-shaped tablet shape 1; in Fig. 2, the cross section of the tablet 1 is concave on the outside, wherein one of these concave sides is pressed against the component; in Fig. 3 shows a preformed tablet 1 with its side a facing the to be enveloped Component is pressed on, automatically centering occurs while the side b of the tablet already largely attaches to the shape of the plunger, so that automatic centering also takes place here; Fig. 4 to 9 show schematically the sequence of the method according to the invention; in Fig. 4 is the pressing of the Tablets from the powdery molding compounds 2 shown; F i g. 5 shows schematically a pre-compressed tablet 1; according to Figure 6 is a tablet 1 by means of a Holding member 3 pressed on both sides onto a preheated component 4 to be encased, on the component heated to about 900 C when using epoxy molding compounds stick the tablets on.

Nach Entfernung der Halterungsorgane werden die Tabletten fest von den Bauteilen getragen (Fig.7). After removing the retaining organs, the tablets are solid from carried by the components (Fig. 7).

Nach F i g. 8 wird nunmehr das von den Tabletten eingeschlossene Bauteil zwischen zwei Preßformhälften 5 geführt, die die vollständige Preßmasseumhüllung des Bauteils bewirken und der Umhüllung damit die endgültige Form geben.. Durch Wärme härtet nunmehr die Umhüllung aus. According to FIG. 8 now becomes that enclosed by the tablets Component guided between two compression mold halves 5, which encapsulate the complete molding compound of the component and thus give the envelope its final shape Heat now hardens the envelope.

Beim Zurückgehen der Formhälften fällt das fertig umhüllte Bauteil heraus (F i g. 9) und kann zum nächsten Arbeitsschritt, z. B. zur Prüfung, in der Automatenstraße weiterlaufen. Gegebenenfalls wird die Umhüllung in der Form nur so weit vorgehärtet, daß sie äußerlich fest ist, während die endgültige Aushärtung außerhalb der Form durch eine Nachtemperung erfolgt. Ein Einprägen von Bezeichnungen in die Umhüllung ist wie bei den üblichen Umpressungsverfahren möglich. When the mold halves go back, the finished, encased component falls out (Fig. 9) and can move on to the next step, e.g. B. for testing in the Continue on the vending machine street. If necessary, the wrapping is only in the form pre-hardened to such an extent that it is externally solid, while the final Curing takes place outside the mold by post-curing. Memorizing names into the casing is possible as with the usual extrusion processes.

Claims

Claims: 1. Method for encasing electrical components by pressing with curable insulating molding compounds using temperature and / or Printing in a machine line, characterized by the process steps, some of which are known: a) Manufacture of casing parts from molding powder in tablet form; b) Press on of the tablets on opposite end faces of the heated one to be enveloped electrical component (4) with the help of holding devices (3) so that the tablets freely adhere to the component (4).

2. The method according to claim 1, characterized by the use of epoxy resins in pre-crosslinked state with hardeners and possibly others Additives such as B. fillers, as a molding compound.

3. The method according to claim 2, characterized by the use of p, p'-methylenedianiline as a hardener for the epoxy resins.

4. The method according to any one of claims to 3, characterized in that that the electrical components to be encased before pressing and pressing the Sheath parts are provided with a thin film.

Considered publications: German Patent Specifications No. 757 045, 831 768, 1 006 153; French Patent Nos. 586 630, 1,134,871; British Patent No. 519,295; Book by Sommerfeld, "Plastic Masses", edition 1934, p. 34; "Kunststoffe" magazine, 1952, no. 10, p. 291.