DE2508595B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Umhüllen eines aus Zuleitern und einem Element bestehenden elektronischen BauteUs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Umhüllen eines aus Zuleitern und einem Element bestehenden elektronischen BauteUs

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Umhüllen eines aus Zuleitern und einem Element bestehenden elektronischen Bauteils, mit einer Pulverschicht, wobei das Bauteil durch eine mit Halteelementen versehene Fördervorrichtung gehaltert zu einer die Pulverschicht auftragenden Beschichtungseinrichtung und zu zwei Heizeinrichtungen transportiert wird.
Als Stand der Technik ist bereits ein Verfahren zum Umhüllen von elektrischen Bauelementen bekannt (DE-AS 19 48 862). Hierbei wird das elektronische Bauteil zwischen Spannbacken eines Förderbandes gehaltert, worauf über einen Behälter eine bestimmte Pulvermenge stirnseitig auf das elektronische Bauteil aufgebracht wird. Durch eine erste Heizeinrichtung wird die Pulverschicht teilweise geschmolzen, woran sich eine Absaugung anschließt. Danach durchläuft das Bauteil eine zweite Heizeinrichtung.
Nachteilig ist hierbei, daß der Anschlußdraht des elektronischen Bauteils mit von der Pulverschicht umgeben wird. Weiterhin bedarf die Abgabe der Pulverschicht über dem Behälter einer genauen Dosierung, um den Verbrauch dieses Pulvers in vertretbaren Grenzen zu halten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß auch die Absaugung sehr genau eingestellt werden muß, um nicht zu viel und nicht zu wenig der Pulverschicht zu entfernen.
Damit ist dieses bekannte Verfahren relativ kompliziert aufgebaut und gewährleistet nicht, daß in jedem Fall die Zuleitungen des elektronischen Bauteils fre; von der aus der Pulverschicht bestehenden Umhüllung sind.
Zum Stand der Technik zählt weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzüberzuges auf elektrischen Bauelementen (DE-OS 15 40 289). Hierbei wird eine Walze schräggestellt, wodurch ein Vorschub für einen Bauelementkörper bewirkt wird und beim Durchlauf eine Auftragung von Überzugsmaterial erfolgt. Hierbei weist der Bauelementkörper keine Zuleitungen auf und das bekannte Verfahren verwendet weder eine Fördervorrichtung noch zwei Heizeinrichtungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, ein Element eines elektronischen Bauteils, welches mit Zuleitern versehen ist, auf einfache Weise mit einer Pulverschicht zu umhüllen, ohne daß die Zuleiter abgedeckt werden müssen, wobei die Umhüllung in genau dosierter Menge erfolgen soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fördervorrichtung unter Freilassung des Elements das Bauteil nur an den Zuleitern halten, daß das Bauteil durch die eine Heizeinrichtung zunächst vorgewärmt wird, bis auf eine die Pulverschicht teilweise auflösende Temperatur, daß danach das Element des Bauteils durch zwei gegenläufige, zwischen der Fördervorrichtung liegende Drehkörper geführt und unter Vakuumeinwirkung mit der Pulverschicht versehen wird, welche sich durch vom Element abgegebene Wärme teilweise auflöst und damit eine fest haftende, vorläufige Umhüllung bildet und daß die Umhüllung auf dem Element des elektronischen Bauteils beim Durchlaufen der zweiten Heizeinrichtung ausgehärtet wird.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß eine Umhüllung auf das Element des elektronischen Bauteils aufgebracht wird, ohne daß die Zuleiter zusätzlich abgedeckt werden müssen. Durch den Durchlauf des Elemt nts durch die beiden Drehkörper kann die Umhüllung verschiedene Formen annehmen. In jedem Fall ist gewährleistet, daß eine genau definierte Menge an Pulver als Umhüllung Verwendung findet. Das gesamte Verfahren ist damit wesentlich einfacher aufgebaut und arbeitet effek iiver als der bekannte Stand der Technik. ι ο
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann als Beschichtungsmaterial thermisch härtender Harz oder Epoxyharz verwendet werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist so ausgebildet, daß zwischen der Ausgangsstation und der Ausgabestation der Fördervorrichtung eine Beschichtungseinrichtung angeordnet bt, welcher eine erste Heizvorrichtung mit kurzem Abstand vorgeschaltet und eine zweite Heizvorrichtung nachgeschaitet ist Hierbei kann die Fördervorrichtung aus zwei im Abstand nebeneinander laufenden endlosen Förderorganen bestehen, auf welchen das zu transportierende elektronische Bauteil beidseitig an seinen Zuleitern lagefest halternde Rastelemente vorgesehen sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Beschichtungseinrichtung zwei gegenläufig J rehbare, im Abstand nebeneinander angeordnete Drehkörper aufweisen, auf deren Umfang eine umlaufende Nut ausgebildet ist, in welcher unter Saugwirkung eine pulvrige Schicht aus einem unterhalb der Drehkörper angeordneten, pulvriges Material enthaltenden Behälter aufnehmbar ist Weiterhin kann nach einem anderen Merkmal der Erfindung jeder Drehkörper aus einer porösen Trommel bestehen, auf deren Umfang die umlaufende Nut ausgebildet ist zur Aufnahme des Elements des elektronischen Bauteils, wobei die Trommel zwischen zwei schalenförmigen Platten größeren Durchmessers als die Trommel eingelagert und mit diesen gemeinsam fest auf einer Welle sitzt, daß sich von der einen Platte seitlich ein hohlzylindrischer Ansatz erstreckt, dessen Innenraum am einen Ende mit dem Inneren der Trommel und am anderen Ende mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht, wobei an jedem Drehkörper ein die in der Nut aufgenommene Pulverschicht formender Abstreifer vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer Be-Schichtungseinrichtung nach der Erfindung;
F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht der Fördervorrichtung nach der Erfindung;
F i g. 3 einen Schnitt durch einen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Darstellung eines Drehkörpers;
F i g. 4 im Schnitt verschiedene elektronische Bauteile, welche in der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschichtbar sind.
Wie aus F i g. 1 —3 ersichtlich, wird das elektronische Bauteil Λ auf einer Fördervorrichtung 11 transportiert. Diese Fördervorrichtung 11 besteht aus zwei mit einem vorbestimmten Zwischenabstand nebeneinander über Kettenräder laufenden Endlosketten 12, auf welchen Rastelemente 13 zur beiderseitigen Halterung des zu befördernden Bauteils A an seinen Zuleitern vorgesehen sind.
Die sich von beiden Enden des elektronischen Bauteils A erstreckenden Zuleiter C werden von den Rastelementen 13 erfaßt, so daß das Bauteil A lagefest gehaltert von der Fördervorrichtung 11 transportiert wird (F i g. 2). Die Organe der Fördervorrichtung bewegen sich im Uhrzeigersinn, wie durch die Pfeile in F i g. 2 angegeben, wobei das elektronische Bauteil an der Ausgangsstation aufgegeben und bis zur Ausgabestation transportiert wird. Zwischen diesen beiden Stationen der Fördervorrichtung 11 ist eine Beschichtungseinrichtung 14 angeordnet, in welcher auf das Element B des elektronischen Bauteils A auf desseni Weg durch diese Vorrichtung eine Pulverschicht D aufgebracht wird.
Diese Beschichtungseinrichtung 14 weist zwei Drehkörper 15 auf, welche gegeneinander mit einem für den Durchtritt des Elementes B des elektronischen Baukörpers A bestimmten Zwischenabstand gegeneinander drehbar vorgesehen sind. Jeder Drehkörper 15 ist auf seiner Außenfläche mit einer Pulverschicht D behaftet, welcher er aus einem unterhalb des Drehkörpers angeordneten Behälter 16 entnimmt.
Wie F i g. 3 zeigt, besteht jeder Drehkörper 15 aus einer porösen Trommel 17 aus Kunstharz, gesintertem Metall und dergL, welche auf ihrer Mantelfläche mit einer umlaufenden Nut 20 ausgebildet ist, in welcher das Element ßdes Bauteils A beweglich abnehmbar ist Die Trommel 17 sitzt zwischen zwei schalenförmigen Platten 18 und 19 etwas größeren Durchmessers als die Trommel und ist aus gleichem Material wie diese. Die Trommel 17 und die Platten 18, 19 sitzen fest auf einer gemeinsamen Welle.
Von der Platte 19 erstreckt sich ein hohlzylindrischer Ansatz 21 nach außen, dessen Innenraum in das Innere der Trommel 17 mündet und an seinem anderen, freien Ende über einen Anschlußzylinder 22 mit einer Düse 23 verbunden ist. Die Düse 23 ist an einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe angeschlossen, welche eine an der im Außenumfang der Trommel 17 umlaufenden Nut 20 angreifende Saugkraft erzeugt
Die Fördervorrichtung 11 läßt den einen Drehkörper 15 im Uhrzeigersinn und den anderen entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, so daß sich die beiden Drehkörper auf ihren einander gegenüberliegenden Seiten in Transportrichtung des elektronischen Bauteils A auf der Fördervorrichtung 11 bewegen. Die Düse 23 auf dem Anschlußzylinder 22 soll sich selbstverständlich nicht mit den Drehkörpern 15 mitdrehen.
Der an seinem oberen offenen Ende den Drehkörper 15 aufnehmende Behälter 16 ist an seinem unteren Ende mit einer öffnung 24 ausgebildet, durch welche unter der Saugwirkung der Vakuumpumpe Luft einströmt und die pulvrigen Beschichtungsstoffe, wie z. B. Polyvinylchlorid, Nylon, Epoxyharz, Polyesterharz, Akrylharz und dergleichen aufwirbelt. Durch die Saugkraft wird das Beschichtungspulver in die umlaufende ringförmige Nut 20 gezogen.
Von den genannten Beschichtungsmaterialien sind thermisch härtende Harze wie z. B. Epoxyharz, Polyesterharz, Akrylharz und dergleichen vorzuziehen, insbesondere Epoxyharz, da sie eine besonders vorteilhafte, chemisch und mechanisch widerstandsfähige, filmartige Umhüllung gestatten.
Beide Drehkörper 15 sind an ihrem Umfang mit einem Abstreifer 25 versehen, welcher der in der ringförmigen Nut 20 haftenden Pulverschicht D eine bestimmte Gestalt verleiht, so daß sich die Schichten auf den einander gegenüberliegenden Seiten der Drehkörper gegenseitig ergänzen.
Zwischen der Ausgangsstation und der Ausgabestation der Fördervorrichtung ist der Beschichtungseinrichtung vorgeschaltet eine erste Heizvorrichtung 26 angeordnet, in welcher das elektronische Bauteil A auf seinem Weg zur Beschichtungseinrichtung vorerwärmt wird, so daß das heiße Element B des Bauteils die ihm auf seinem anschließenden Weg durch die Beschichtungseinrichtung aus der ringförmigen Nut 20 übertragene Pulverschicht teilweise auflöst. Der Beschichtungseinrichtung nachgeschaltet ist eine zweite Heizvorrichtung 27, in welcher die Umhüllung des Elements B durch eine vollständige Aushärtung der vorher teilweise aufgelösten Pulverschicht seine Endbearbeitung erfährt.
Diese Umhüllung läßt sich auf elektronische Bauteile unterschiedlicher Größe und Gestalt anbringen, wie aus Fig.4 ersichtlich, wobei lediglich Durchmesser und Dicke der Trommel 17 und damit Breite und Tiefe der ringförmigen Nut 20 zu verändert werden brauchen.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:
Sobald die Drehkörper 15 zu drehen und die Vakuumpumpe zu arbeiten beginnen, nimmt die im Außenumfang der Drehkörper 15 ausgebildete ringförmige Nut 20 unter der Wirkung des angesaugten Luftstroms aus dem Behälter 16 eine Pulverschicht auf. Die Drehkörper drehen sich in der durch die Pfeile in F i g. 1 angegebenen Richtung weiter, so daß der Abstreifer 25 die aufgenommene Pulverschicht in eine vorbestimmte Form bringt. Das elektronische Bauteil A mit den damit verbundenen Zuleitern C wird auf der Ausgangsstation der Fördervorrichtung aufgegeben, und gelangt an seinen jeweiligen Leitern über Rastelemente 13 gehaltert durch die erste Heizvorrichtung 26, wo es so weit erwärmt wird, daß das anschließend bei Durchlauf zwischen den Drehkörpern 15 aus der ringförmigen Nut 20 übertragene Pulver teilweise aufgelöst wird und eine vorläufige Umhüllung bildet.
Das elektronische Bauteil A gelangt nach Durchlaufen der Beschichtungseinrichtung durch eine zweite Heizvorrichtung 27. wo die Umhüllung unter weiterer Erhitzung bis zur vollständigen Aushärtung der teilweise aufgelösten, auf dem Element B haftenden Pulverschicht endgültig fertiggestellt wird. Am Ende
■ 5 dieses Zyklus wird das elektronische Bauteil A von Hand oder mechanisch an der Ausgabestation der Fördervorrichtung 11 abgenommen.
Mit den bisher üblichen Verfahren ist die Umhüllung des Elementes eines elektronischen Bauteils mittels eines Pulvers sehr schwierig durchzuführen, da diese die Wärmekapazität solch kleiner Gegenstände nicht wirksam berücksichtigen können und das Element des elektronischen Bauteils nach der Vorwärmung zu rasch wieder abkühlt. Die Erfindung löst dieses Problem durch Verkürzung des Abstandes zwischen der ersten Heizvorrichtung und der Beschichtungseinrichtung und ermöglicht über Anlagedruck zwischen dem Element und der auf der ringförmigen Nut der Drehkörper haftenden Pulverschicht, daß sich die Umhüllung in gewünschter Dicke bildet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:
1. Verfahren zum Umhüllen eines aus Zuleitern und einem Element bestehenden elektronischen Bauteils, mit einer Pulverschicht, wobei das Bauteil durch eine mit Halteelementen versehene Fördervorrichtung gehaltert zu einer die Pulverschicht auftragenden Beschichtungseinrichtung und zu zwei Heizeinrichtungen transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung ίο (11) unter Freilassung des Elements (B) das Bauteil (A) nur an den Zuleitern (C) halten, daß das Bauteil (A) durch die eine Heizeinrichtung (26) zunächst vorgewärmt wird, bis auf eine die Pulverschicht (D) teilweise auflösende Temperatur, daß danach das Element (B) des Bauteils (A) durch zwei gegenläufige, zwischen der Fördervorrichtung (11) liegende Drehkörper (15, 15) geführt und unter Vakuumeinwirkung mit der Pulverschicht (D) versehen wird, welche sich durch vom Element (B) abgegebene Wärme teilweise auflöst und damit eine fest haftende, vorläufige Umhüllung bildet und daß die Umhüllung auf dem Element (B) des elektronischen Bauteils (A)be\m Durchlaufen der zweiten Heizeinrichtung (27) ausgehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung von thermisch härtendem Harz als Beschichtungsmaterial.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung von Epoxyharz als Beschichtungsmaterial.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Fördervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Ausgangsstation und der Ausgabestation der Fördervorrichtung (11) eine Beschichtungseinrichtung (14) angeordnet ist, welcher eine erste Heizeinrichtung (26) mit kurzem Abstand vorgeschaltet und eine zweite Heizeinrichtung (27) nachgeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervorrichtung (11) aus zwei im Abstand nebeneinander laufenden endlosen Förderorganen besteht, auf welchen das zu transportierende elektronische Bauteil (A) beidseitig an seinen Zuleitern lagefest halternde Rastelemente vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungseinrichtung (14) zwei gegenläufig drehbare, im Abstand nebeneinander angeordnete Drehkörper (15) aufweist, auf deren Umfang eine umlaufende Nut (20) ausgebildet ist, in welcher unter Saugwirkung eine pulvrige Schicht (D) aus einem unterhalb der Drehkörper angeordneten, pulvriges Material enthaltenden Behälter (16) aufnehmbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehkörper (15) aus einer porösen Trommel (17) besteht, auf deren Umfang die umlaufende Nut (20) ausgebildet ist zur Aufnahme des Elements (B) des elektronischen Bauteils (A), daß die Trommel (17) zwischen zwei schalenform igen Platten (18, 19) größeren Durchmessers als die Trommel eingelagert und mit diesen gemeinsam fest auf einer Welle sitzt, daß sich von der einen Platte (19) seitlich ein hohlzylindrischer Ansatz (21) erstreckt, dessen Innenraum am einen Ende mit dem Inneren der Trommel (17) und am anderen Ende mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht und daB an jedem Drehkörper (15) ein die in der Nut (20) aufgenommene Pulverschicht formender Abstreifer (25) vorgesehen ist
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