DE19652030A1 - Infrarotsendeempfänger und Verfahren zum Einkapseln desselben - Google Patents

Infrarotsendeempfänger und Verfahren zum Einkapseln desselben

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einkapseln eines Infrarotsendeempfängers und einen eingekapselten Infrarot­ sendeempfänger.
Der eingekapselte Infrarotsendeempfänger weist ein Substrat, auf dem Infratrotsendeelemente und Infrarotempfangselemente angeord­ net sind, und ein Abschirmgehäuse auf, das auf dem Substrat an­ gebracht ist und mit demselben in ein Bindemittel in eine Ein­ füllform eingesetzt ist. Das Bindemittel ist dichtend mit dem Abschirmgehäuse und dem Substrat durch ein Erhitzungsverfahren verbunden.
Es sind verschiedene Verfahren zum Kapseln von Infrarotsende­ empfängern für die Herstellung einer Vielzahl von Fernbedienun­ gen bekannt geworden, die elektromagnetische Störungen vermei­ den.
Fig. 4 und 5 zeigen einen gekapselten Infrarotsendeempfänger und ein Ablaufschema des Standes der Technik. Dieses Verfahren weist die Schritte auf:
  • 1. eine gedruckte Schaltungsplatine mit einer Schicht eines Kle­ bemittels zu bedecken;
  • 2. den Chipwiderstand, Kondensator, IC usw. auf der gedruckten Schaltungsplatine anzubringen;
  • 3. die gedruckte Schaltungsplatine zu erhitzen, um das Klebemit­ tel auszuhärten;
  • 4. eine photoelektrische Diode und Kontaktstifte zu installie­ ren;
  • 5. die Einrichtung zu einem automatischen Lötofen zum Löten zu schicken;
  • 6. eine Metallabschirmung anzubringen und diese mit Erde zu ver­ binden, und dann die Metallabschirmung mit einer Metallabdec­ kung zu bedecken.
Während des Kapselns werden der gut gekapselte IC 41, die photo­ elektrische Diode 42, die Chipelemente 43 und die Kontaktstifte 49 an der gedruckten Schaltungsplatine 40 durch elektrisch lei­ tendes Material angeklebt, dann wird die Schaltungsplatine 40 in der Metallabschirmung 46 angebracht und dann wird eine Metallab­ deckung 52 über der Metallabschirmung 46 angebracht, daß sie dieselbe bedeckt. Dieses Verfahren ist einfach und erfordert we­ niger Installationskosten, das fertiggestellte Produkt ist je­ doch teuer, und die Materialkosten des fertiggestellten Erzeug­ nisses sind hoch.
Fig. 6 zeigt ein anderes vorbekanntes Einkapselungsverfahren gemäß US-Patent 5 350 943. Die Abschirmschale hat ein im wesent­ lichen U-förmiges Profil und ist faltbar. Die Wellenlänge des Senders bei der Vorrichtung des Einkapselungsverfahrens ist un­ gefähr 1100 nm, und die untere Grenze der Grenzwellenlänge ist ungefähr 800 nm. Dieses Einkapselungsverfahren ist schwierig durchzuführen. Der Anschlußdrahtrahmen begrenzt die Richtung der Verbindung der entsprechenden Elemente.
Fig. 7 und 8 zeigen einen anderen eingekapselten Infrarotsen­ deempfänger und ein Ablaufschema des Standes der Technik. Das Verfahren schließt die Schritte ein:
  • 1. geeignete Komponenten auszuwählen und sie an einem Substrat (Gestell oder Rahmen) anzukleben;
  • 2. IC und photoelektrische Diode durch Drahtbonden zu verbinden;
  • 3. ein Bindemittel auf dem Substrat durch eine Formmaschine zu formen;
  • 4. das so erhaltene Erzeugnis durch Stanzen in eine einzige Ein­ richtung zu teilen;
  • 5. das so erhaltene Erzeugnis mit einer Metallabschirmung zu be­ decken;
  • 6. so daß ein fertiges Erzeugnis erhalten wird.
Während des Einkapselns werden der IC 41, die photoelektrische Diode 42 usw. an der gedruckten Schaltungsplatine 40 durch elek­ trisch leitendes Material 45 befestigt, dann wird Drahtbonden der Drähte 44 durchgeführt, und dann wird ein Bindemittel 47 auf der Einrichtung geformt, und dann wird das geformte Objekt in einer Metallabschirmung 46 befestigt, und dann wird ein fertig­ gestelltes Produkt erhalten.
Fig. 9 und 10 zeigen noch einen anderen gekapselten Infrarot­ sendeempfänger und ein Ablaufschema des Standes der Technik. Dieses Verfahren weist die Schritte auf:
  • 1. geeignete Komponenten auszuwählen und sie an einer gedruckten Schaltungsplatine anzukleben;
  • 2. IC und photoelektrische Diode durch Drahtbonden zu verbinden;
  • 3. ein Bindemittel auf das Substrat über die darauf angeordneten Elemente zu gießen und dann die Einrichtung zu erhitzen;
  • 4. Widerstand, Kondensator und andere Komponenten anzubringen und zu verlöten;
  • 5. das so erhaltene halbfertige Erzeugnis in einer Metallab­ schirmung anzubringen und dann die Metallabschirmung mit ei­ ner Metallabdeckung zu bedecken;
  • 6. so daß ein fertiggestelltes Erzeugnis erhalten wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfah­ rens zum Einkapseln eines Infrarotsendeempfängers und in der Schaffung eines eingekapselten Infrarotsendeempfängers, bei de­ nen die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind.
Erfindungsgemäß weist der gekapselte Infrarotsendeempfänger ein Substrat, eine Vielzahl von Infrarotsende- und Infrarotempfangs­ elementen (IC, photoelektrische Diode oder Transistor, Kontakt­ stifte), die durch Drahtbonden mit dem Substrat verbunden sind, ein Abschirmgehäuse, das das Substrat bedeckt und mit Erde ver­ bunden ist, und eine Einsetzform auf, die mit einem Bindemittel gefüllt ist, wobei das Abschirmgehäuse mit dem Substrat in das Bindemittel in der Einsetzform eingesetzt wird und dann dicht mit der Bindemittelverbindung zusammen durch Erhitzen verbunden wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von vorteilhaften Ausfüh­ rungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm des Verfahrens zum Einkapseln eines Infrarotsendeempfängers der Erfindung;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Einkapse­ lungsverfahrens für einen Infrarotsendeempfänger;
Fig. 3 eine alternative Form der Herstellung eines gekapsel­ ten Infrarotsendeempfängers der Erfindung;
Fig. 4 ein Blockdiagramm des Einkapselungsverfahrens des Standes der Technik für einen Infrarotsendeempfänger;
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm des Einkapselns des Infrarotsende­ empfängers von Fig. 4;
Fig. 6 in Draufsicht den eingekapselten Infrarotempfänger ge­ mäß US-Patent 5 350 943;
Fig. 7 ein Blockdiagramm eines anderen Einkapselungsverfahrens von Sharp für einen Infrarotsendeempfänger;
Fig. 8 ein Ablaufschema für das Einkapseln eines Infrarotsen­ deempfängers gemäß dem Verfahren von Fig. 7;
Fig. 9 ein Blockdiagramm eines Verfahrens von Sony zum Ein­ kapseln eines Infrarotsendeempfängers; und
Fig. 10 das Verfahren des Einkapselns eines Infrarotsende­ empfängers gemäß dem Verfahren von Fig. 9.
Wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, weist der eingekapselte Infrarotsendeempfänger der Erfindung ein Substrat 40, ein Ab­ schirmgehäuse 46 und eine Einsetzform 50 auf. Am Substrat 40 ist ein IC 41, ein photoelektrisches Element (photoelektrische Diode oder photoelektrischer Transistor) 42 und eine Vielzahl von Kon­ taktstiften 49 angebracht. Der IC 41, das photoelektrische Ele­ ment 42 und die Kontaktstifte 49 sind am Substrat 40 mit elek­ trisch leitendem Material 45 durch Bonden befestigt. Das Sub­ strat 40 kann die Form eines Gestells, eines offenen Rahmens oder einer gedruckten Schaltungsplatine haben. Das Abschirmge­ häuse 46 ist um das Substrat 40 herum angebracht und weist ein Fenster 46a auf. Eine Einsetzform ist mit einem Bindemittel 47 gefüllt. Wenn das Substrat 40 im Abschirmgehäuse 46 angebracht ist, wird das Abschirmgehäuse 46 in das Bindemittel 47 in der Einsetzform 50 hineingesteckt und dann durch Erhitzen und Ent­ fernen der Form in ein fertiges Erzeugnis verarbeitet.
Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist das Verfahren zum Einkapseln eines Infrarotsendeempfängers erfindungsgemäß die Schritte auf:
  • 1. einen IC 41 und ein photoelektrisches Element 42 vorzuberei­ ten und die vorbereiteten Elemente an einem Substrat 40 anzu­ bringen;
  • 2. Drahtbonden 44 durch Erhitzen in einem Hochtemperaturofen und mit einer Drahtbondmaschine zu bewirken;
  • 3. ein Abschirmgehäuse 46 am Substrat 40 anzubringen und dieses mit Erde zu verbinden;
  • 4. das Substrat 40 in ein Bindemittel 47 in einer Einsetzform 50 einzusetzen;
  • 5. die Einsetzform 50 zu erhitzen, um das Bindemittel 47 auszu­ härten;
  • 6. das ausgehärtete Bindemittel 47 aus der Einsetzform 50 zu entfernen.
Auf diese Weise wird ein fertiggestelltes Erzeugnis hergestellt und gegen Störung von elektromagnetischen Wellen geschützt.
Die Elemente, die auf dem Substrat 40 angebracht sind, können durch eine Oberflächenmontagetechnik oder Nicht-Oberflächenmon­ tagetechnik installiert werden. Das Abschirmgehäuse 46 weist ein Fenster oder zwei Fenster 46 für Infrarotsenden und Infrarotemp­ fangen auf.
Fig. 3 zeigt eine alternative Form der Hardware für das erfin­ dungsgemäße Einkapselungsverfahren für einen Infrarotsendeemp­ fänger. Gemäß dieser alternativen Ausführungsform weist die Hardware ein Substrat 40, ein Abschirmgehäuse 46 und eine Ein­ setzform 50 auf. Am Substrat 40 ist ein IC 41, ein photoelektri­ sches Element (photoelektrische Diode oder Transistor) 42, eine infrarotemittierende Diode 51 und eine Vielzahl von Kontaktstif­ ten 49 angebracht. Der IC 41, das photoelektrische Element 42, die Infrarotdiode 51 und die Kontaktstifte 49 sind am Substrat 40 durch elektrisch leitendes Material 45 durch Bonden befe­ stigt. Das photoelektrische Element 42 ist zum Empfangen von In­ frarotsignalen ausgebildet. Die Infrarotdiode 51 ist zum Abgeben von Infrarotsignalen ausgebildet. Das Substrat 40 kann die Form eines Gestells, eines offenen Rahmens oder einer gedruckten Schaltungsplatine haben. Das Abschirmgehäuse 46 ist um das Sub­ strat 40 herum angebracht und weist zwei Fenster 46a auf. Die Einsetzform 50 wird mit einem Bindemittel 47 vollgefüllt. Das Substrat 40 wird im Abschirmgehäuse 46 angebracht, das Abschirm­ gehäuse 46 wird in das Bindemittel 47 in der Einsetzform 50 hin­ eingesteckt und dann durch Erhitzen und Entfernen der Form zu dem fertigen Erzeugnis verarbeitet.
Man wird verstehen, daß die Zeichnungen nur Illustrationszwecken dienen sollen und nicht als eine Definition der Grenzen und des Schutzbereiches der hier offenbarten Erfindung dienen sollen. Zum Beispiel kann ein optischer IC mit den vorgenannten Elemen­ ten benutzt und auf dem Substrat angebracht werden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Einkapseln eines Infrarotsendeempfängers, da­ durch gekennzeichnet, daß es die Schritte aufweist:
  • i) infrarotemittierende und infrarotempfangende Elemente vorzubereiten und diese ausgewählten Elemente auf einem Substrat anzubringen;
  • ii) Drahtbonden durchführen;
  • iii) das Substrat mit den angebrachten Elementen in einem Ab­ schirmgehäuse anzubringen und das Gehäuse mit Erde zu verbinden;
  • iv) das Abschirmgehäuse mit dem Substrat in ein Bindemittel in einer Einsetzform einzusetzen;
  • v) die Einsetzform zu erhitzen, um das Bindemittel zu här­ ten; und
  • vi) das gehärtete eingekapselte Element aus der Einsetzform zu entfernen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das infrarotemittierende und das infrarotempfangende Element ei­ nen IC, eine photoelektrische Diode, eine infrarotemittieren­ de Diode und eine Vielzahl von Kontaktstiften einschließt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Diode und der IC einen optischen IC bil­ den.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das infrarotemittierende und infrarotempfangen­ de Element einen IC, einen photoelektrischen Transistor, eine infrarotemittierende Diode und eine Vielzahl von Kontaktstif­ ten aufweist.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Einkapseln ei­ nes Infrarotsendeempfängers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:
ein Substrat (40) mit darauf angebrachten infrarotemittieren­ den und infrarotempfangenden Elementen (42, 51);
ein Abschirmgehäuse (46), das das Substrat (40) bedeckt und es mit Erde verbindet;
eine Einsetzform (50), die mit einem Bindemittel (47) gefüllt ist;
wobei das Abschirmgehäuse (46) und das Substrat (40) in das Bindemittel (47) der Einsetzform eingesetzt sind und dann durch Erhitzen dicht mit dem Bindemittel verbunden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die infrarotemittierenden und infrarotempfangenden Elemente (42, 51) am Substrat (40) mit einem elektrisch leitenden Mate­ rial angeklebt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die infrarotemittierenden und infrarotempfangenden Ele­ mente (42, 51) am Substrat (40) mit einer Oberflächenmontage­ technik befestigt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die infrarotemittierenden und infrarotempfan­ genden Elemente (42, 51) am Substrat (40) durch Drahtbonden befestigt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Substrat (40) ein Gestell ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Substrat (40) ein offener Rahmen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Substrat (40) eine Schaltungsplatine ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse (46) wenigstens ein Fenster (46a) zum Senden und Empfangen von Infrarotstrahlen aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die infrarotemittierenden und infrarotem­ pfangenden Elemente (42, 51) einen IC (41), eine photoelektri­ sche Diode (42), eine infrarotemittierende Diode (51) und ei­ ne Vielzahl von Kontaktstiften (49) aufweisen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Diode (42) und der IC (41) einen optischen IC bilden.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die infrarotemittierenden und infrarotemp­ fangenden Elemente (42, 51), einen IC (41), einen photoelek­ trischen Transistor (42), eine infrarotemittierende Diode (51) und eine Vielzahl von Kontaktstiften (49) aufweisen.
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