DE1984647U - Vorrichtung zum herstellen elektrischer funktionseinheiten aus herkoemmlichen bauelementen. - Google Patents

Description

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-i MRZ 1958'

SIEMEIS AKTIENGESEIIiSCHaI¹T München 2, den

littelsbaeherplatz 2 Bit/Rl

S 43 525/21 a Gbm PA 62/3109

Vorrichtung zum Herstellen elektrischer Funktionseinheiten aus herkömmlichen Bauelementen

Die Heuerung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen elektrischer Punkti ons einhei ten, die aus herkömmlichen, mit Ansehlußdrähten versehenen Bauelementen zusammengesetzt sind» Derartige Einheiten üben elektrische Punktionen aus, die nur durch Verschalten mehrerer elektrischer Bauelemente miteinander möglich sind, wobei diese elektrischen Punktionen weit über die Wirkungen der einzelnen., in der Punktions einheit zusammengeschalteten Bauelemente hinausgehen,, So kann z.B. ein bistabiler Multivibrator aus zwei Transistoren zwei Dioden, drei Kondensatoren und sieben Widerständen hergestellt werden„

lunktionseinheiten besonders kleinen Raumbedarfs aus herkömmlichen Bauelementen, die mit Anschlußdrähten versehen sind, sind an sich bekannte Es ist auch bekannt, diese Bauelemente durch Vergießen in einem aus härtbarem Kunststoff hergestellten Block unterzubringen, an dessen Oberflächen die Anschlußdrähte enden, indem Z₀B₀ die Oberflächen solange geschliffen werden, bis die Anschlußdrähte in der Größe ihres Querschnittes

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freiliegen, so daß sie an der Oberfläche untereinander und/ oder mit Stromzuleitungen und »ableitungen, d„h_o Anschlußelementen_s durch gedruckte leitungsbahnen verschaltet Virerden können„

Die herkömmlichen Bauelemente müssen? damit sie vergossen werden können, zunächst in der für sie vorbestimmten lage gehalten werden« Dies hat man bereits in der Weise durchgeführt, daß man die Anschlußdrähte der Bauelemente in Öffnungen zweier parallel liegender Platten eingefädelt hat und auf diese Weise den Halt der Bauelemente für das spätere Vergießen erzielen konnte« lun ist jedoch das Einfädeln der Anschlußdrähte in die beschriebenen Platten ein Vorgang, der nicht oder nur mit sehr hohem technischen Aufwand automatisch durchgeführt werden kann* Selbst wenn man den Vorgang durch geübte !Fachkräfte von Hand durchführen läßt., bereitet das Einfädeln erhebliche Schwierigkeiten,,

Der Heuerung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, äie sowohl die Anordnung der Bauelemente und ihre Halterung bis zum Vergießen vereinfacht als auch die Möglichkeit schafft, die Herstellung der Baugruppe automatisch durchzuführen» Es muß hierbei berücksichtigt werden, daß der Vorteil dieser elektrischen !Punktionseinheiten", nämlich die hohe Packungsdichte,, die bis um den Faktor 2 größer ist als bei aus Trägerplättchen hergestellten sogenannten "micromoduln"-, eine

hohe Präzision für den Zusammenbau erforderlich machte Wenn es gelingt, trotz der hohen erforderlichen Präzision in einfacher Weise die Punktionseinheiten zusammenzubauen _? so wird damit ein weiterer erheblicher Schritt in Richtung auf die Mikrominiaturisierung elektrischer Funktionseinheiten getan? denn die Verwendung herkömmlicher Bauelemente in Funktionseinheiten schafft die Gewähr für eine Wirksamkeit der Einheiten mit sehr engen iDoleranzen, weil alle herstellungs- und eigenschaftsmäßigen Vorteile der herkömmliehen Bauelemente bei den beschriebenen Funktionseinheiten ausgenutzt werden können. - . -

Ein Verfahren zum Herstellen elektrischer Funktionseinheiten, die aus herkömmlichen, mit Anschlußdrahten versehenen Bauelementen zusammengesetzt sind? welche sich in einem aus härtenden Kunststoff gegossenen Block befinden;, an dessen Oberflächen die Änschlußdrähte enden und dort untereinander und/oder mit Stromzuleitungen und -ableitungen durch gedruckte leitungsbahnen versehaltet sind und bei dem die neue Vorrichtung verwendet wird₅ ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet?

a) In eine Gießform für den die Bauelemente enthaltenden Kunststoffblock werden die herkömmlichen Bauelemente, durch Abstandsstege in Lagen getrennt, eingelegt und mit ihren Anschlußdrahten innerhalb einer jeden lage ausge-

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richtet j

b) als oberste lage werden abgewinkelte Stromzuleitungen und -ableitungen so eingesetzt, daß jeweils ein Ende senkrecht zu einer Grießformseitenfläche gerichtet ist und jeweils das andere Ende aus der Gießform herausragt,

c) Ausfüllen der Grießform mit aushärtbarem Kunststoff und

Aushärten derselben«,

d) Entfernen der Grießform und Verringern der Abmessungen des Blockes bis zu seiner Endform und

e) Verschalten der Funktionseinheit an den Oberflächen des EunststoffblockeSo

Durch die Abstandsstege werden die einzelnen lagen der Bauelemente in gewünschter Weise zueinander angeordnete Um auch innerhalb der einzelnen Lagen bestimmte Abstände der Anschlußdrähte und damit auch der Bauelemente voneinander zu gewährleisten, sind in den Abstandsstegen Kerben vorgesehen, in die die Anschlußdrähte eingelegt werden." Es ist, insbesondere bei der automatischen Bestückung der Grießform, jedoch noch vorteilhafter, wenn die Anordnung der Anschlußdrähte und damit der Bauelemente in vertikaler Sichtung durch HTuten gewährleistet wird, die sich in den Seitenflächen des Grießraumes befinden» Auf diese Weise gelangen mit Sicherheit die Anschlußdrähte senkrecht übereinander, und der Automat braucht nur so eingerichtet zu werden, daß er die Bauelemente mit ihren

Ansehlußdrähten in das jeweilige lutenpaar einsetzt«. Ist eine Lage ausgefüllt, so werden Abstandsstege eingesetzt, die durch Rinnen, die in den von Mllnuten freien Gießraumseitenfläehen vorgesehen sind, gehalten werden. Durch entsprechende Wahl der Höhe der Abstandsstege und durch entsprechende Abstände der Kerben in den Abstandsstegen, bzw. der Abstände der Füllnuten voneinander wird erreicht, daß die Anschlußdrähte der Bauelemente und die Kontaktenden der Stromzuleitungen und -ableittmgen an vorbestimmte Rasterpunkte in den Kunststoffblockoberfläehen gelangen. Diese Möglichkeit stellt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung dar, denn dadurch kann für die gedruckten Leitungsbahnen in einfacher Weise das Sehaltschema entworfen und die Terschaltung hergestellt werden.

Die Torrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ist neuerungsgeifiäß dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Gießform, die wenigstens an zwei gegenüberliegenden Gieß» raumseitenflachen jeweils wenigstens zwei Rinnen aufweist, die zur Füllriehtung senkrecht verlaufen, sowie aus Abstandsstegen besteht. Außer den genannten Rinnen sind in den anderen beiden gegenüberliegenden Gießraumseitenflächen in gleichen Abständen mehrere Huten eingebracht, die entweder am Gießraumboden oder vorzugsweise oberhalb des Gießraumbodens beginnen« Zur Erleichterung des Einlegevorgangs der Bauelemente in die luten sind diese so ausgebildet, daß sie von unten nach oben an Tiefe zu-'

nehmen, d<,h„_s daß der Querschnitt der Hüten von unten nach oben zunimmt„

Die Abstandsstege, die Bestandteile der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind_s besitzen wenigstens an einer Längsseite Kerben zur Aufnahme der Ansehlußdrähte«

Die Grießform besteht vorteilhafterweise aus Silikonkautschuk: oder aus Polytetrafluorethylen, weil diese Materialien mit den als aushärtende Kunststoffe verwendeten Epoxydharzen sich nicht verbinden und daher nach dem Aushärten die Gießkörper leicht aus der Form herausgenommen werden können»

Die Abstandsstege bestehen vornehmlich aus Epoxydharzen, weil die Abstandsstege im Gießkörper verbleiben und auf diese Weise ein homogenes Gebilde des Gießkörpers erreicht wird» Die Abstandsstege werden in entsprechenden Formen für sich vorgefertigt O

Anhand der Zeichnungen soll die neue Vorrichtung näher erläutert werdenο

Figur 1 zeigt eine Gießform nach der !Teuerung zur Durchführung des neuerungsgemäßen Verfahrens«

Die Figuren 2 und 3 zeigen Abstandsstege„ '

Figur 4 zeigt Stromzuleitungen und »ableitungen.

Die figuren 5 bis 7 zeigen die einzelnen eingelegten Bauelement el ag @n.

Figur 8 zeigt die mit Bauelementen gefüllte Vorrichtung nach dem Vergießen mit aushärtbarem Kunststoff.

Me !Figuren 9 und 10 zeigen den fertigen, mit gedruckten Leitungsbahnen versehenen Kmiststoffbloek.

Figur 11 zeigt das vereinfachte Ersatzsehaltbild für die in den Zeichnungen als Beispiel angegebene Fttnktionseinheit·

In Figur 1 ist mit 1 die Gießform bezeichnet, die den Gießraum 2 umgibt. An den Schmalseiten des Gießraumes 2 sind Hinnen 3 vorgesehen. Eine Kennzeichnungskerbe 4 läßt am Kunststoffblock eine Markierung entstehen, die dazu dient, die richtigen zu metallisierenden Seiten des Kunststoffblockes aufzufinden» Etwas oberhalb des Gießraumbodens 5 sind in den Gießraumlängsseitenflachen 6 und 7 Juten 8 eingebracht, die das Füllen der Gießform mit Bauelementen sowohl erleichtern als auch für die vertikale Anordnung der Bauelemente sorgen.

In die Gießform 1 wird zunächst eine Lage Bauelemente eingelegt (vgl. Figur 5)j dann werden in die Rillen 3 Abstandsstege

gemäß Figur 2 eingelegt. Der Abstandssteg nach Figur 2 ■besitzt an der Längsseite 9 eine Vertiefung 10,. die etwa den !Durchmessern der verwendeten Ansehlußdrähte entspricht«, Die Höhe h der Äbstandsstege ist zum Abstand b der Füllnuten in Figur 1 passend, so daß ein Raster für die Ansehlußdrähte entsteht.

Sind in der Gießform keine Futen 8 vorhanden oder werden Bauelemente mit sehr dünnen Anschlußdrahten gewählt, so wird die Ordnung der Bauelemente in jeder lage durch Kerben 11 am Steg nach Figur 3 bewirkt«, Auch die Höhe h dieser Stege und der Abstand der Kerben b in figur 3 gewährleisten ein Rastermaß für die Anschlußdrahte. Die Abstandsstege nach den Figuren 2 und 3 paasen in ihrer Dicke a bzw. c zu den jeweils anzuordnenden Rillen 3 in der Gießform, Auf diese Weise wird erreicht, daß die Abstandsstege in der Gießform an ihrem Platz gehalten werden. laehdem die Bauelemente in mehreren lagen in der Gießform untergebracht sind, folgen als oberste Lage die Stromzuleitungen und -ableitungen der Funktionseinheit. Ss ist vorteilhaft, diese Anschlußelemente sämtlich miteinander zu verbinden, um dem Gebilde einen gewissen Halt zu verleihen. Figur 4- zeigt die Anordnung eines derartigen Gebildes aus Stromzuleitungen und -ableitungen. Eine Leiste 12 dient zum Zusammenhalt der Ansehlußelemente 15, indem diese mit der Leiste z.B. verlötet sind,,

lach Fertigstellung der Funktionseinheit werden die Zu- und Ableitungen entlang den Linien GD und BF abgetrennt*

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Me Ans chluß elemente sind bei 13 derart abgeivinkelt, daß die Kontaktenden 14 zu den Längsseiten des Gießraunies gerichtet sind» Me Anordnung wird, wie bereits beschrieben, als oberste Lage in die Gießform eingesetzt.

Figur 5 zeigt die unterste Bauelementenlage Y der !Figur 8. Bs handelt sich hierbei Lim zwei Kondensatoren 16, drei Widerstand© 17 und eine Mode 18, die mit ihren Anschlußdrähten 19 in die Muten 8 eingelegt sind» In Figur 6 ist die zweite Bauelement ejlage TI der Figur 8 gezeigt, die aus zwei Widerständen 17, einer Mode 18 und einem Transistor 20 besteht, während Figur 7 die oberste Bauelementenlage 711 in Figur 8, bestehend aus einem Kondensator 16, zwei Widerständen 17 und einem !Transistor 20, in Draufsicht darstellt.

Figur 8 zeigt als Schnitt A-B τοη Figur 1 eine gefüllte Gießform in Seitenansicht. Der Gießraum 2 mit den Längsseiten 6 und 7 ist in dieser Figur deutlich zu sehen» Die Hüten 8 nehmen τοη unten nach oben an !Tiefe zu= Die Bauelemente, nämlich ein Kondensator 16 und zwei Widerstände 17, sind mit ihren An= sehlußdrähten 19 in die Hüten 8 eingelegt, wobei die einzelnen Lagen Y, YI, YII durch Abstandsstege 21 entsprechend der Fi= gur 2 voneinander getrennt sind» Auf die obersten Abstandsstege sind die Anschlußelemente 15 gelegt, die mit ihren Kontaktenden 14 ebenfalls in die luten hineinragen» Die Gießform ist mit aushärtbarem Gießharz bis zur Höhe 22 gefüllt.

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Die Figuren 9 und 10 aeigen die als Kunststoffblock vergossene Funktionseinheit von den Seiten G- und H. Der Kunststoffbloek ist von den durch di© Einnen und Unten entstandenen Rippen "befreit und auf die Sndform zureehtgesehliffen« Dadurch durchstoßen die Anschlußdrahtβ 19 die beiden Seiten des Kunststoffblockes und sind dort durch Leitungsbahnen 23 miteinander und mit den Kontaktenden 14 der Stromzuleitungen und -ableitungen 15 verbunden.

Wie aus figur 11 hervorgeht, besitzt der bistabile Multivibrator sechs Stromzuleitungen und -ableitungen. In Figur 4 wären hierfür eine Eeihe von Zi|--und Ableitungen überflüssig» Es ist aber selbstverständlich, daß als oberste Lage in die Gießform nur soviel Zu- und Ableitungen eingelegt werden_s wieviel für die Funktionseinheit erforderlich sind. Das Ersatzsehaltbild der als Beispiel angegebenen Funktionseinheit (bistabiler Multivibrator) besteht aus Kondensatoren 16 (C, bis C^)₅ Widerständen 17 (E^ bis E„), Dioden 18 (D^ und Dg) und aus Transistoren 20 (T₁ und T₂).

11 Figuren
9 SchutzansprüGhe

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Claims (9)

PA123 4G4-UJ8 S c h u t ζ a η s ρ r fi. e_h_e

1. Yorriehtung zum Herstellen elektrischer Punktions einheit en, die aus herkömmlichen, mit Anschlußdrahten versehenen Bauelementen zusammengesetzt sind, welche sich in einem aus aushärtendem Kunststoff gegossenen Block befinden«, an dessen Oberfläche die Ansehlufdrähte enden und dort untereinander und/oder mit Stroiazuleitungen und -ableitungen durch gedruckte Leitungsbahnen versehaltet sindj dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Gießform (1) und aus Abstandsstegen (21) besteht.

2. Yorriehtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießfora (1) in den Gießraumseitenflachen (β, 7) eingebrachte und in Eüllriehtung verlaufende Hüten (8) und Rinnen (3) auf-= weist«

3. Yorriehtung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießraum (2) rechteckig ist und an zwei gegenüberliegenden Seiten des Gießraumes '(2). jeweils nur. zwei Einnen (3-)» die am land dieser Seiten in Verlängerung der anderen zwei Seiten (6, 7) des Gießraumes.verlaufen, vorhanden sind, während die anderen zwei gegenüberliegenden Seiten (6, 7) des Grießraumes ■ (2) in gleichen Abständen (b) mehrere Hüten (8) aufweisen.

4. Yorriehtung nach Anspruch 2 oder 3$ dadurch gekennzeichnet, daß die Hüten (8) oder Rinnen (3) am Gießraumboden (5). "beginnen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch -gekennzeichnet., daß die Muten (8) oder Binnen (3) oberhalb des Gießraumbodens (5) beginnen«,

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5₉ da durch gekennzeichnet, daß die Hüten (8) von unten nach oben an liefe zunehmen.

7« Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6» dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstege (Pigα 3) wenigstens an einer Längsseite (9) Kerben (11) zur Aufnahme der Anschluß·=· drähte (19) aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis S₉ dadurch gekennzeichnet, daß di© Gießform aus Silikonkautschuk oder Polytetrafluoräthylen besteht·

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7«, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstege aus Epoxydharzen bestehen«

^Is5«r*l8! Dksse Untertage (Btesctetag und SohHfeaisspr·.) » dl® zuiefet eingereichte; sie welch* von der Wor!- fassung der urejwüngüoii eingereichten Untertagsn ab. Die rechiiichs Berufung der Abweichung ist nicht gsprilft. DIs urwr8nglich e!nge»!ch'.sn Ur,*~rlogan bsfinden sich in den Amisckie-n. Sie, können jedörsatt oh«e Nachweis eines rechtlichen jniersssss gcbünrenfret eingesehen werden. Auf Anitaff werden hiervon auch Foiökspfen oder HImesgatlve zu den übltehen Preisen geliefert. DeutesA^ Patentamt, Gebrauchsmusterstelle.