DE19634523A1

DE19634523A1 - Anordnung von elektrischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdichten Verpackung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19634523A1
Application number: DE19634523A
Authority: DE
Inventors: Jens Dr Weber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1996-08-27
Publication date: 1998-03-05
Anticipated expiration: 2016-08-28
Also published as: FR2752826B1; JPH10120034A; GB2316808A; GB9718031D0; DE19634523B4; GB2316808B; US6161688A; FR2752826A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von elektrischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdichten Verpackung, welche eine die elektrischen und/oder optischen Bauteile wenigstens teilweise überdeckende Folie umfaßt.

Seit langem besteht das Bedürfnis, elektrische und/oder optische Bauteile in einer gasdichten Verpackung anzuordnen, um schädliche Gase, wie beispielsweise Sauerstoff, Wasserdampf oder dgl. von den Bauteilen fernzuhalten.

So ist es beispielsweise bekannt, Bauteile in einem als Verpackung dienenden gasdichten festen Gehäuse aus Metall oder Kunststoff anzuordnen. Das Gehäuse wird dabei evakuiert oder mit einem Schutzgas gefüllt. Problematisch bei einer derartigen Anordnung ist jedoch die Dichtigkeit des Gehäuses, insbesondere die Dichtig keit der Fugen, des Gehäusedeckels sowie der Durch führungen von Anschlußleitungen, beispielsweise Glasfaserleitungen oder elektrische Anschlußleitungen in das Gehäuseinnere. Darüber hinaus erfordern der artige Gehäuse in der Regel eine aufwendige Herstellung und sind infolge davon auch teuer.

Aus der EP 0 508 286 B1 ist eine Anordnung bekannt, welche eine die Bauteile wenigstens teilweise überdeckte Folie umfaßt.

Zwischen den Bauteilen und der Folie ist ein Luftvolu men eingeschlossen, das so gering wie möglich gehalten wird. Die Folie ermöglicht einerseits eine Abdichtung auf einfache Weise, andererseits aufgrund ihrer Flexibilität eine Anpassung an unterschiedliche Temperaturbedingungen.

Problematisch bei dieser Anordnung ist das zwischen den Bauteilen und der Folie eingeschlossene Luftvolumen. Hierdurch kann eine negative Beeinflussung der einge schlossenen Bauteile nicht vollständig ausgeschlossen werden. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Bauteile mit einem Schutzlack zu überziehen, der sie gegenüber Umgebungseinflüssen umempfindlich macht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung von elektrischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdichten Verpackung der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß diese bei möglichst einfacher Herstellung einen optimalen Schutz der in der Ver packung eingeschlossenen Bauteile ermöglicht.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung von elektrischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdichten Verpackung der eingangs beschriebenen Art erfindungs gemäß dadurch gelöst, daß die Folie eine die elek trischen und/oder optischen Bauteile und deren An schlüsse vollständig einschließende Folienhülle bildet, die mit einem unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten Druck stehenden Schutzgas gefüllt ist.

Das Einschließen der elektrischen und/oder optischen Bauteile und deren Anschlüsse in eine Folienhülle, die mit einem unter gegenüber dem Atmosphärendruck erhöhten Druck stehenden Schutzgas gefüllt ist, hat den beson ders großen Vorteil, daß die Anordnung zum einen besonders einfach und daher kostengünstig herzustellen ist, und daß zum anderen schädliche Gase, wie bei spielsweise Sauerstoff, Wasserdampf, die eine Korro sion, Oxidation oder andere negative Beeinträchtigungen der elektrischen und/oder optischen Bauteile hervor rufen könnten, von den elektrischen und/oder optischen Bauteilen vollständig ferngehalten wird, da sich diese in einer Schutzgasatmosphäre befinden. Dadurch, daß diese Schutzgasatmosphäre mit einem Druck beaufschlagt ist, der größer ist als der Atmosphärendruck, wird zudem besonders wirkungsvoll verhindert, daß Luft aus der Atmosphäre an die Bauteile gelangen kann, da selbst bei einer beispielsweise infolge einer Beschädigung hervorgerufenen kleinen Undichtigkeit lediglich Schutzgas in die Atmosphäre entweichen kann, jedoch keine Luft aus der Atmosphäre in das Innere der Folienhülle gelangen kann.

Rein prinzipiell kann die Folienhülle auf die unter schiedlichste Art und Weise realisiert sein. Ins besondere hinsichtlich einer technisch problemlosen und daher auch kostengünstigen Herstellung wird die Folienhülle durch Verschweißen unter Ausbildung wenig stens einer Schweißnaht geschlossen, durch die elek trische und/oder optische Anschlußleitungen geführt sind. Durch die Anordnung der elektrischen und/oder optischen Anschlußleitungen in der Schweißnaht wird eine besonders einfach herzustellende und zugleich gasdichte elektrische und/oder optische Verbindung der elektrischen und/oder optischen Bauteile mit weiteren, außerhalb der Folienhülle angeordneten Schaltungs bestandteilen ermöglicht.

Zur Zugentlastung der Anschlußleitungen können die unterschiedlichsten Einrichtungen vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß die Schweiß naht selbst eine Zugentlastung für die Anschlußleitun gen bildet, so daß zusätzliche Zugentlastungen entfal len können.

Um insbesondere möglichst wenig Anschlußleitungen vom Innern der Folienhülle nach außen führen zu müssen, und somit die Anzahl möglicher Undichtigkeitsstellen möglichst gering zu halten, ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die elektrischen und/oder optischen Bauteile Bestandteil eines einzigen integrierten Bauteils sind, dessen Bonddrähte auf einen innerhalb der Hülle angeordneten mit dem integrierten Bauteil verbundenen Rahmen geführt sind. Dadurch daß das integrierte Bauteil und dessen Bondteile innerhalb der Folienhülle angeordnet sind, wird ein optimaler Schutz des integrierten Bauteils und seiner elektrischen und/oder optischen Anschlüsse sichergestellt.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird darüber hinaus auch noch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Anord nung von elektrischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdichten Verpackung gelöst, bei welchem die elektrischen und/oder optischen Bauteile und deren Anschlüsse in einer gegenüber dem Atmosphärendruck unter erhöhtem Druck stehenden Schutzgasatmosphäre in eine die Bauteile vollständig umgebende Folienhülle eingebracht werden und bei dem sodann die Folienhülle gasdicht verschlossen wird.

Zum Verschließen der Folienhülle hat es sich als günstig erwiesen, daß die Folienhülle durch Verschwei ßen unter Ausbildung wenigstens einer Schweißnaht gasdicht verschlossen wird. Diese Art des Verschließens ist technisch besonders einfach und kostengünstig zu realisieren.

Darüber hinaus ist es besonders vorteilhaft, Anschluß leitungen in der Schweißnaht anzuordnen und beim Schweißvorgang mit der Folienhülle gasdicht zu ver binden. Hierdurch wird nicht nur eine Abdichtung der in das Innere der Folienhülle geführten Anschlußleitungen bei einfacher Herstellung gewährleistet, sondern durch diese Anordnung der Anschlußleitungen wird auch von der Schweißnaht selbst auf einfache Weise eine Zugent lastung der in der Folienhülle angeordneten Anschluß drähte realisiert.

Zeichnung

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung von elek trischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdichten Verpackung und

Fig. 2 ein auf einem Rahmen angeordnetes integrier tes optisches Bauteil, das in der in Fig. 1 dargestellten Verpackung angeordnet ist.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung von elek trischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdich ten Verpackung, dargestellt in Fig. 1 umfaßt eine als Ganze mit 10 bezeichnete Folienhülle aus einer gasun durchlässigen, beispielsweise aus einem durchsichtigen Material bestehenden Folie, die beispielsweise zwei Hälften umfassen kann, die mittels einer Schweißnaht 20 miteinander verschweißt sind. Die Folienhülle 10 ist mit einem unter Druck stehenden Schutzgas gefüllt, so daß sie ballonartig gewölbt ist.

In das Innere der Folienhülle 10 sind Anschlußleitun gen, beispielsweise optische Faserkabel 30 und ein elektrisches Flachbandkabel 31 geführt. Sowohl die optischen Faserkabel 30 als auch das elektrische Flachbandkabel 31 sind dabei durch die Schweißnaht 20 geführt. Durch gasdichte Verbindungen der Umhüllungen der Faserkabel 30 sowie des Flachbandkabels 31 mit der Folienhülle 10 im Bereich der Schweißnaht 20 wird zum einen eine optimale Abdichtung des Innern der Folien hülle 10 gegenüber der Umgebung gewährleistet, zum andern eine stabile Verbindung der Folienhülle 10 mit den Umhüllungen der Faserkabel 30 sowie des Flachband kabels 31. Dabei übernimmt die Schweißnaht 20, die in gewissem Sinne einen, die elektrischen und/oder opti schen Bauteile umgebenden, durch das Verschweißen stabilisierten Rahmen bildet, die Funktion einer Zugentlastung.

In Fig. 2 ist ein auf einem Rahmen 40 angeordnetes integriertes, optisches Bauteil 50 dargestellt, welches beispielsweise in eine in Fig. 1 gezeigte Folienhülle 10 eingebracht werden kann. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das integrierte optische Bauteil 50 auf einem Rahmen 40 angeordnet, auf dem Anschlußkontakte 41 für Bonddrähte 51 vorgesehen sind. Der Rahmen 40 ist zusammen mit dem integrierten Bauteil 50 vollständig von der Folienhülle 10 umschlossen (nicht dargestellt), wodurch ermöglicht wird, daß die empfindlichen Bond drähte 51 gegenüber Umgebungseinflüssen, aber auch aufgrund des innerhalb der Folienhülle 10 herrschenden Überdrucks, gegenüber mechanischen Einflüssen geschützt sind. Anschlußdrähte 32 des Flachbandkabels 31 sind dabei direkt mit den auf dem Rahmen angeordneten Anschlußelementen 41, beispielsweise durch eine Lötver bindung, verbunden.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung wird nun dadurch herstellt, daß man beispielsweise das in Fig. 2 dargestellte integrierte optische Bauteil 50 in einer gegenüber dem Atmosphärendruck unter erhöhtem Druck stehenden Schutzgasatmosphäre in eine das Bauteil 50 vollständig umgebende Folienhülle 10 einbringt, und sodann die Folienhülle 10 gasdicht durch Verschweißen unter Ausbildung der Schweißnaht 20 verschließt. Dabei werden die in der Schweißnaht 20 angeordneten An schlußleitungen 30, 31 während des Schweißvorgangs mit der Folienhülle 10 gasdicht verbunden.

Sobald die so hergestellte Anordnung dem gewöhnlichen Atmosphärendruck ausgesetzt wird, bläht sich die verschweißte Folienhülle 10 ballonartig auf. Das in der auf diese Weise ballonartig expandierten Folienhülle 10 befindliche Schutzgas verhindert jegliche Korrosion, Oxidation oder andere negative Beeinflussungen des im Innern der Folienhülle 10 befindlichen integrierten Bauteils 50 und dessen Anschlußleitungen 30, 31 und/oder Bonddrähte 51.

Selbst bei einer kleinen Undichtigkeit, beispielsweise aufgrund einer geringfügigen Beschädigung der Folien hülle 10, dringt zunächst Schutzgas aus dem Innern der Folienhülle 10 aufgrund des im Innern herrschenden Überdrucks in die Atmosphäre und es wird dadurch verhindert, daß Luft in das Innere der Folienhülle 10 eindringen kann.

Darüber hinaus bildet die unter Druck stehende, ballonartig aufgeblähte Folienhülle 10 auch einen mechanischen Schutz für die in ihrem Innern angeord neten Bauteile und deren Anschlußdrähte.

Claims

1. Anordnung von elektrischen und/oder optischen Bauteilen (40) in einer gasdichten Verpackung, welche eine die elektrischen und/oder optischen Bauteile wenigstens teilweise überdeckende Folie umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine die elektrischen und/oder optischen Bauteile und deren Anschlüsse vollständig einschließende Folienhülle (10) bildet, die mit einem unter Druck stehenden Schutzgas gefüllt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienhülle (10) mittels wenigstens einer Schweißnaht (20) verschlossen ist, durch welche elektrische und/oder optische Anschlußleitungen (30, 31) gasdicht geführt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht (20) eine Zugentlastung für die elektrischen und/oder optischen Anschlußlei tungen (30, 31) bildet.

4. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen und/oder optischen Bauteile Bestandteil eines einzigen integrierten Bauteils (50) sind, dessen Bonddrähte (51) auf einen innerhalb der Folienhül le (10) angeordneten und mit dem integrierten Bauteil (50) verbundenen Rahmen (40) geführt sind.

5. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung von elektrischen und/oder optischen Bauteilen in einer gasdichten Verpackung, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen und/oder optischen Bauteile (50) und deren Anschlüsse (51) in einer gegenüber dem Atmosphärendruck unter erhöhtem Druck stehenden Schutzgasatmosphäre in eine die Bauteile (50) und deren Anschlüsse (51) vollständig umgebende Folienhülle (10) eingebracht werden und daß sodann die Folienhülle (10) gasdicht verschlossen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienhülle (10) durch Verschweißen unter Ausbildung wenigstens einer Schweißnaht (20) gasdicht verschlossen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Anschlußleitungen (30, 31) der elektrischen und/oder optischen Bauteile (50) in der Schweißnaht (20) angeordnet und beim Schweiß vorgang mit der Folienhülle (10) gasdicht ver bunden werden.