DE19543857C2 - Vorrichtung zum Vergießen von elektronischen Bauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vergießen von elektronischen Bauelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei elektronischen Bauelementen, insbesondere Leuchtdioden, müssen die elektronischen Halbleiterkomponenten mit einem lichtdurchlässigen Harz als Gießmasse vergossen werden.

Nach dem Stand der Technik ist dafür eine mechanische Spritz-Gießvorrich­ tung vorgesehen mit einer Zuleitung für die Gießmasse, die im einen Ansaug- und Verdichtungsraum führt, innerhalb dessen ein bestimmtes Dosiervolumen gebildet wird, das mittels eines Kolbens und über eine Düse ausgespritzt wird. Das Dosiervolumen ist dabei konstant und für eine bestimmte Baureihe und Baugröße von elektronischen Bauelementen, ins­ besondere Leuchtdioden, fest vorgegeben. Außerdem kann nach dem Stand der Technik pro Arbeitszyklus jeweils nur ein elektronisches Bauele­ ment vergossen werden.

Aus der DE 93 20 072 U1 ist eine Vorrichtung zum Befüllen einer oder mehre­ rer Gießformen mit gießfähig flüssigen Medien bekannt, mit Vorratsbehälter für die Gießmasse, mit sich anschließender Pumpeinrichtung, Verbindungs­ leitung und Ventil, einer Zweifach-Kolben-Zylinder-Anordnung oder zwei einzelnen Kolben-Zylinder-Anordnungen, die einen Stufenkolben oder Kolben und Dosierkammern besitzt/besitzen, einer Antriebseinheit, mit Hydraulikaggregat, Versorgungsleitungen, Servoventil(en), Inkremental­ geber zur Erfassung der Kolbenposition, Drucksensor zur Erfassung des Nachpreßdruckes und einer Steuerung zur Steuerung der Antriebseinheit unter Berücksichtigung der von den Sensoren erfaßten Meßwerte, und einer Mischkammer, die einerseits über Zuführleitungen und Ventile mit den Dosierkammern verbunden ist und andererseits eine mit einem Absperrventil versehen Gießmündung (Düse) aufweist, über die die Gieß­ masse in eine Gießform zugeführt wird. Es ist dabei auch möglich für mehrere parallel liegende Gießformen mehrere parallele Düsen anzuordnen. Die Dosierung der Gießmasse erfolgt dabei über die Steuerung des Kolben­ hubes.

Aus der DE 43 18 496 A1 ist eine Vorrichtung zum Befüllen einer oder mehre­ rer Gießformen mit gießfähig flüssigen Medien bekannt, ähnlich der aus der DE 93 20 072 U1 bekannten Vorrichtung.

Aus der DE 42 11 370 A1 ist eine Vorrichtung zum Fördern oder Dosieren von viskosen, fließfähigen Massen bekannt, mit einem Vorratsbehälter, in dem sich die Masse befindet, einer im Vorratsbehälter kolbenartig angeordneten Folgeplatte mit einem zentrisch angeordneten Auslaßstutzen, wobei sich saugseitig am Auslaßstutzen ein Absperrhahn befindet, der als Drehschieber mit einer radialen Durchgangsbohrung ausgeführt ist und um seine Längsachse verdrehbar ist, so daß entsprechend seiner Drehposition (Offen- oder Schließstellung) entweder das Ansaugen und Dosieren oder das Aus­ spritzen in die Gießform erfolgen kann, einem Förderzylinder, der am Absperrhahn (Ventil) gegenüberliegend vom Auslaßstutzen angeordnet ist, wobei in der Axialbohrung des Förderzylinders ein, ebenfalls eine Axialboh­ rung aufweisender, kolbenartiger Verdrängungskörper angeordnet ist, der über ein Gestänge mit einem Antriebszylinder (Pneumatik- oder Hydrau­ likzylinder) verbunden ist, wobei die Dosierung der Gießmasse im Förderzy­ linder durch den Kolbenhub des Antriebszylinders und dementsprechend des Verdrängungskörpers bewirkt und gesteuert wird, einer sich dem Verdrängungskörper ausgangsseitig anschließenden Förderleitung mit einem weiteren dazwischen liegendem Absperrhahn (Ventil) und einer Düse.

Aus der DE 42 24 330 C1 ist allgemein ein Verfahren zum Vergießen von Elek­ tronikbausteinen mit fließfähigen Medien bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vergießen elektronischer Bauelemente anzugeben, durch die auf einfache Art und Weise ohne großen Aufwand unterschiedliche Größen von elektronischen Bauelementen, insbesondere Leuchtdioden, hergestellt werden können und durch die zugleich in einem Arbeitsvorgang eine Viel­ zahl von Bauelementen vergossen werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst.

Insbesondere dient als Antrieb für die Kolben ein Schrittmotorantrieb, so daß die Dosiervolumina durch eine softwarebestimmte Anzahl von Schritten des Schrittmotors variabel einstellbar sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1a) die Vorrichtung in einer Prinzip-Schnittdarstellung beim Entlüften,

Fig. 1b) die Vorrichtung in einer Prinzip-Schnittdarstellung beim Ansaugen,

Fig. 1c) die Vorrichtung in einer Prinzip-Schnittdarstellung beim Dosieren,

Fig. 2) die Vorrichtung als Prinzipdarstellung mit elektronischen Steuerkomponenten.

Die in Fig. 1a) dargestellte Vorrichtung zeigt mit dem Bezugszeichen 1 die Gießmasse, die über den Zulauf 2 zugeführt wird, aus dem diese in den mit dem beweglichen Kolben 3 versehenen Ansaug- und Verdichtungsraum 5 und den für das Vergießen der entsprechenden Quantität vorge­ sehenen und vom Gehäuse 4 umschlossenen Dosiervolumen 6 einfließt. Zwischen Ansaug- und Verdichtungsraum 5 ist im Gehäuse 4 der Drehschieber 9 vorgesehen, der um seine Längsachse verdrehbar ist und durch den bei entsprechen­ den Positionen entweder das Ansaugen oder das Dosieren mit Ausspritzen in die Gießform 8 bewerkstelligt werden kann. Der Drehschieber 9 besteht aus einer Welle mit einer Vielzahl paralleler beabstandeter, im wesentlichen T-förmiger Durchgangsbohrungen 10, 11, über die Gieß­ masse 1 vom Zulauf 2 in der einen Position des Drehschie­ bers 9 in den Ansaug- und Verdichtungsraum 5 mittels Kolbenhub 26 durch den Kolben 3 in die Gießform 8 einge­ spritzt werden kann. Im Bereich des oberen Totpunkts 12 des Kolbens 3 mündet der Ansaug- und Verdichtungsraum 5 in ein Überlaufbehältnis 13, das für die Entlüftung von in der Gießmasse 1 eingeschlossenen Luftblasen dient. Der Drehschieber 9 ist dabei in der gemäß Fig. 1a) ge­ zeigten Position und der Kolben 3 ist im Bereich des obe­ ren Totpunkts 12. Dann strömt Gießmasse 1 aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter unter Druck über den Zulauf 2 und die T-förmigen Durchgangsbohrungen 10, 11 in den Ansaug- und Verdichtungsraum 5. Dieser ist im wesent­ lichen identisch mit dem Dosiervolumen 6 der Vorrich­ tung. Die Gießmasse 1 strömt bis in das Überlaufbehältnis 13, wo die noch in der Gießmasse 1 enthaltenen Luftblasen entweichen. Dieser Vorgang erfolgt vor der Inbetrieb­ nahme der Vorrichtung. Für die Bewegung der Kolben 3 ist ein Schrittmotor 14 vorgesehen, der beim Entlüftungs­ vorgang im Einzelschrittmodus betrieben wird.

Die T-förmigen Durchgangsbohrungen 10, 11 des Drehschie­ bers 9 stehen unter einem Winkel von 70 bis 80 Grad bzw. 100 bis 110 Grad, vorzugsweise 75 bzw. 105 Grad zuein­ ander.

Zum eigentlichen Vergießen der elektronischen Bauelemen­ te mit Gießmasse 1 wird der Drehschieber 2 wie beim Ent­ lüften in die gemäß Fig. 1b) dargestellte Position gebracht. Die Gießmasse 1 wird über den Zulauf 2 von dem im unteren Totpunkt befindlichen Kolben 3 angesaugt. Das Dosiervolumen 6 ist durch den Kolbenhub 26 vorgegeben, der durch den Schrittmotor 14 bewegt wird, und das Dosiervolumen 6 kann variabel eingestellt werden in Abhängigkeit von der Bau­ größe der elektronischen Bauelemente über eine Software­ vorgabe der Taktschritte pro Arbeitszyklus. Der Kolben 3 wird bis zum vorgewählten oberen Totpunkt 12 bewegt und saugt Gießmasse an. Dann wird der Drehschieber 2 in die in Fig. 1c) dargestellte Position zum Dosieren gebracht. Der Kolben 3 wird dazu jetzt abwärts bewegt und spritzt Gießmasse 1 über die Düse 7 in die Gießform 8.

Durch die Anordnung einer Vielzahl paralleler Zuläufe 2, T-förmiger Durchgangsbohrungen 10, 11 im Drehschieber 9, Dosiervolumina 6, Kolben 3 und Düsen 7 können in einem Arbeitsgang beliebig viele elektronische Bauelemente in einem Arbeitsgang vergossen werden.

Für den Steuerungsablauf der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung ist gemäß Fig. 2 ein von einem Magnetventil 22 betätigter Zylinder 15 vorgesehen, der die Gießform 8 gegenüber den Düsen 7 anhebt und in Gießposition gegen den Anschlag 27 bringt bzw. absenkt nach Beendigung des Gießvorgangs. Die Endpositionen des Zylinders 15 werden über die Näherungsschalter 16, 17 erfaßt. Die Gieß­ position der Gießform 8 wird über zwei weitere Näherungs­ schalter 18, 19 erfaßt, außerdem wird auch der Hub des Kolbens 3 im Ansaug- und Verdichtungsraum 5 durch die Näherungsschalter 20, 21 erfaßt. Die Position des Dreh­ schiebers 9 wird durch ein zweites Magnetventil 23 einge­ stellt und mittels der beiden Näherungsschalter 24, 25 erfaßt.

Neben Leuchtdioden können auch andere elektronische Bau­ elemente mit der Vorrichtung vergossen werden und ne­ ben dem bevorzugten Schrittmotorantrieb können auch an­ dere motorische Antriebe Anwendung finden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Vergießen von elektronischen Bauelementen mit einem eine Gießmasse (1) zuführenden Zulauf (2) in einem mit einem über einen motorischen Antrieb (14) bewegbaren Kolben (3) versehenen Ansaug- und Verdichtungsraum (5) in einem Gehäuse (4) und einem für das Vergießen der entsprechenden Quantität vorgesehenen Dosiervolumen (6), aus dem Gießmasse (1) durch den Kolbenhub (26) über eine Düse (7) in eine Gießform (8) eingespritzt wird, wobei zwischen Zulauf (2) und Ansaug- und Verdichtungsraum (5) ein Drehschieber (9) vorgesehen ist, der um seine Längsachse verdrehbar ist, und durch den bei entsprechenden Positionen entweder das Ansaugen oder das Dosieren und Ausspritzen in die Gießform (8) bewerkstelligt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (9) eine Vielzahl paralleler, beabstandeter, im wesentlichen T- förmiger Durchgangsbohrungen (10, 11) aufweist, über die Gießmasse (1) vom Zulauf (2) in der einen Position des Drehschiebers (9) in den Ansaug- und Verdichtungsraum (5) mittels Kolbenhub (29) angesaugt und in der anderen Position in die Gießform (8) eingespritzt werden kann, daß im Bereich des oberen Totpunkts (12) des Kolbens (3) der Ansaug- und Verdichtungsraum (5) in ein Überlaufbehältnis (13) mündet, das für die Entlüftung von der Gießmasse (1) eingeschlossenen Luftblasen dient, und daß die Positionen des Drehschiebers (9) magnetventilbetätigt durch ein zweites Magnetventil (23) mittels Näherungsschalter (24, 25) erfaßt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die T- förmigen Durchgangsbohrungen (10, 11) des Drehschiebers (9) unter einem Winkel von 70 bis 80 Grad oder 100 bis 110 Grad, vorzugsweise 75 oder 105 Grad zueinander stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb (14) ein Schrittmotor ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Kolbens (3) im Ansaug- und Verdichtungsraum (5) durch zwei weitere Näherungsschalter (20, 21) erfaßt wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zum Vergießen von Leuchtdioden.