DE2532009B2 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteiles aus mindestens zwei Einzelteilen, die durch eine Isolierschicht getrennt sind - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteiles aus mindestens zwei Einzelteilen, die durch eine Isolierschicht getrennt sindInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteiles gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Vielfach bestehen elektrische Bauteile aus einem aus Blech gestanzten Formteil, welches als Träger eines
aktiven oder passiven, elektrischen Bauelementes dient und mit diesem mechanisch verbunden ist. Das Formteil
ist zumeist gegenüber dem elektrischen Bauelement durch Einfügen einer Zwischenschicht isoliert. Als
Zwischenschichten verwendet man hochwertige Isoliermaterialien, die man z. B. als Folie mittels eines Heißoder
Kaltklebers zwischen die zu verbindenden Einzelteile fügt Das Verbinden der Einzelteile erfolgt
mittels einer Presse, wobei man, z. B. beim Heißkleben, die Einzelteile unter gleichzeitiger Erwärmung und
Druck zu einem Bauteil zusammenfügt.
Nachteilig bei der Erstellung eines derartigen elektrischen Bauteiles ist der vergleichsweise hohe
Zeitaufwand zum Auftragen des Klebers, sei es beidseitig auf die isolierende Zwischenlage oder
einseitig auf die jeweiligen Verbindungsflächen der einzelnen Teile. Es ist auch möglich, auf eine gesonderte
isolierende Zwischenlage zu verzichten und einen isolierenden Heiß- oder Kaltkleber zu verwenden.
Indessen besteht hierbei der Nachteil, daß der Kleber nicht die erforderlichen Isolationseigenschaften und/
oder die notwendige Haftfestigkeit besitzt. Nachteilig ist es auch, daß für jedes zu erstellende Bauteil in einem
gesonderten Arbeitsgang mindestens eine Verbindungsfläche der Teile mit dem Kleber zu beschichten ist. Beim
Zusammenfügen des Formteiles mit dem elektrischen Bauelement darf der Kleber nicht verlaufende nach Art
des Bauelementes kann eine Flächenberührung zu einem Kurzschluß führen. Bei elektronischen Bauteilen
sind die einzelnen miteinander zu verbindenden Flächen der einzelnen Teile oft recht klein, so daß auch insoweit
an die Klebeschicht besondere Anforderungen in bezug auf ihre Haftfestigkeit gestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren so weiterzubilden, daß die
Herstellung von großen Stückzahlen der genannten elektrischen Bauteile unter Minderung des Material-
und Zeitaufwandes beschleunigt sowie die Qualität dieser Bauteile verbessert wird. Diese Aufgabe wird
gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 genannten Maßnahmen
gelöst.
Die Verwendung von Copolymerisaten (Polymerisate einer Mischung aus Olefinen, Akrylsäure und Akrylsäure-Estern)
als Beschichtungsmaterialien für Aluminiumfolien, z. B. für Kabelummantelungen, ist bekannt; auch
zum dauerhaften Verbinden von z. B. aus Polyäthylen gebildeten Teilen mit Metallteilen finden Copolymerisate
Anwendung (vgl. das Vorläufige Merkblatt VM der BASF über Lupolen A 2910 MX vom Dez. 1970).
Verfährt man in der erfinderischen Weise, indem man die Copolymerisat-Schicht als Isolierschicht und Verbindungsschicht
benutzt, dabei aber vor dem Stanzen der Formteile das Copolymerisat auf das Blechhalbzeug
is vollflächig aufträgt, wird der Zeit- und Materialaufwand
bei der Fertigung der elektrischen Bauteile wesentlich eingeschränkt Ein oftmaliges Auftragen oder Einfügen
einer isolierenden Zwischenschicht und zusätzliches Beschichten der zu verbindenden Flächen der einzelnen
Teile mit einem Kleber entfällt. Es wurde bekannt, daß diese Copolymerisatschicht — neben ihrer guten
dielektrischen Eigenschaft und guter Haftfähigkeit — beim Zusammenfügen der Teile unter Druck und
Wärme nicht verläuft, so daß auch ein Berührungskontakt der so miteinander verbundenen Teile nicht
gegeben ist. Besonders vorteilhaft ist das erfinderische Verfahren anwendbar, wenn das mit dem Formteil zu
verbindende elektrische Bauelement ein Keramiksubstrat, insbesondere ein integriertes Halbleiter-Bauelement
oder eine Piezo-Keramikscheibe ist. Die Verbindungsfläche des Keramiksubstrates kann hierbei gegebenenfalls
auch die Strukturfläche des Elementes sein. Die meist mit einem Kunstharzbelag versehene
Strukturschicht des Halbleiter-Bauelementes verbindet sich mit der Copolymerisatschicht besonders innig, ohne
daß bei dem an sich geringen Flächendruck und der vergleichsweise auch geringen Erweichungstemperatur
für die Copolymerisatschicht (100 bis 110° C) die Leiterbahnstrukturen des Halbleiter-Bauelementes
ίο Schaden erleiden. Die Copolymerisatschicht ist bei
vergleichsweise geringer Dämpfung auch widerstandsfähig gegen mechanische Schwingungen.
Anhand der Zeichnungen werden das erfinderische Verfahren näher erläutert und einige Anwendungsbeispiele
gezeigt.
F i g. 1 zeigt eine Blechtafel 1, beispielsweise mit einer Stärke von 0,8 mm, auf der eine Copolymerisatschicht 2,
z.B. mit einer Stärke von 0,015rnm in einem
vorangegangenen Beschichtungsprozeß aufgetragen ist.
Die Blechtafel 1 besteht hier aus einem nicht rostenden Material, wie Neusilber, Messing od. dgl. Aus dieser
Platte werden mittels eines Mehrschnittstempels 3 und einer Schneidmatrize 4 Formteile 5 ausgestanzt. Die
Copolymerisatschicht beeinträchtigt den Stanzvorgang nicht. Die aus der Stanze ausgeworfenen Formteile sind
nunmehr mit einer Copolymeritschicht belegt.
Gemäß Fig.2 soll ein Halbleiterbauelement 6, bestehend aus einem Keramiksubstrat 7 mit einer darauf
aufgetragenen Dickschichtschaltung 8 mit dem Stanzformteil 5 verbunden werden. Zu diesem Zweck wird
das Stanzformteil 5 auf eine Heizplatte 8 gelegt und bis auf die Schmelztemperatur der Copolymerisatschicht 2
aufgewärmt. Das Bauelement 6 befindet sich auf dem Stanzformteil. Ein elektrooptisches Meß- und Steuergerät,
hier ein Foto-Adapter 9, dient zur Erkennung des Umschlagpunktes, an dem die Copolymerisatschicht in
eine zähflüssige Phase übergeht. In diesem Zeitpunkt wird mittelbar vom Foto-Adapter gesteuert ein
Preß-Stempel 10 betätigt, welcher das Bauelement 6 mit
hinreichendem Andruck gegen die Copolymerisatschicht 2 des Stanzformteiles S preßt
Damit der Andruck in zulässigen Grenzen bleibt — er soll je nach Art der Verbindung 5 bis 10 N/cin2 betragen
—, ist die Andruckplatte 11 des Preß-Stempels 10 mit Federn abgestützt, wobei die Andruckfläche gegebenenfalls
noch eine das Halbleiterbauelement schützende Schutzschicht trägt Der Preßhub ist beendet, sobald
vom Preß-Stempel ein bestimmter Federweg zurückgelegt wurde, wobei dieser Federweg der gewünschten
Andruckkraft proportional ist Das Bauelement 6 ist nunmehr fest mit dem Stanzformteil 5 verbunden. Die
über die Kanten 12 des Bauteiles 6 geführten Leiterbahnen sind durch die Copolymerisatschicht 2
hinreichend gegeneinander isoliert.
In den Fig.3 und 4 ist ein in Form einer kreisförmigen Scheibe gebildetes Formstanzteil 5, auf
welchem in vorbeschriebener Weise eine Copolymerisatschicht 2 aufgetragen ist, gezeigt. Ein pirzokeramischer
Schwinger 14, z.B. mit einer Dicke von nur 0,14 mm, ist mit der Copolymerisatschicht und damit
auch mit der Kreisscheibe bzw. dem Formstanzteil 5 fest verbunden. Der Schwinger 14 besitzt elektrische
Verbindungsanschlüsse 15, bestehend aus dünnen lackisolierten Drähten. Beim Andrücken der Keramikscheibe
14 gegen die Isolierschicht werden gleichzeitig auch die Anschlußdrähte 15 gegen die Isolierschicht
bzw. die Copolymerisatschicht der Kreisscheibe 5 gepreßt. Sowohl der Schwinger 14 als auch die
Anschlüsse 15 sind nunmehr kraftschlüssig und gegenüber der kreisförmigen Scheibe 5 elektrisch isoliert mit
letzterer verbunden.
Wie insbesondere aus dem in der F i g. 4 vergrößert dargestellten Schnitt des Bereiches 16 der Fig.3 zu
ersehen ist, besteht der Schwinger 14 aus einer Keramikscheibe 17, welche beidseitig mit einer Schicht
18 bzw. 18' aus einem elektrisch leitenden Material beschichtet ist Die Keramikscheibe 17 einerseits sowie
die beiden Schichten 18 und 18' sind kontüktiert, d. h. an
ίο Lötstützpunkten 19 — von denen in der F i g. 4 nur einer
gezeigt ist — mit lackisolierten Anschlußdrähten 15 verbunden. Wie ersichtlich, liegt eine der elektrisch
leitenden Schichten 18' auf der Copolymerisatschicht 2 des Stanzformteiles 5. Beim Verbinden des Schwingers
14 mit dem Stanzformteil 5 vermindert sich die Dicke d der Copolymerisatschicht geringfügig; jedoch kommt es
dabei nicht zu einer galvanischen Verbindung zwischen der Metallschicht 18' und dem Stanzformteil 5. Die
Anschlußdrähte 15 können mittels eines abgestuften Preß-Stempels in einem Arbeitsgang, d. h. zusammen
mit dem Verbinden des Schwingers und dem Stanzformteil, aber auch in einem nachfolgenden Arbeitsgang in
entsprechender Weise mit der Copolymerisatschicht verbunden und so am Stanzformteil festgelegt werden.
Die Erwärmung der Copolymerisatschicht kann auch durch Wärmestrahlung oder — je nach Art der zu
verbindenden Bauelemente — in einem hochfrequenten elektrischen Feld erfolgen. Ist das dem Preß-Stempei
zugewandte Bauelement vergleichsweise dünn, so
jo besteht auch die Möglichkeit, mit einem erwärmbaren
Preß-Stempel zu arbeiten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteiles aus mindestens zwei Einzelteilen, von
denen eines ein aus einem Blech gestanztes Formteil ist und die durch eine aus einem Heißkleber
bestehende Isolierschicht voneinander elektrisch getrennt, jsdoch mechanisch miteinander verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß man als Isolierschicht ein Copolymerisat (2) verwendet
und diese Copolymerisatschicht vor dem Stanzen des Formteiles (5) auf das Blech (1) aufbringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Zusammenfügen der
Bauteile in einer Presse den Schmelzpunkt der Copolymerisatschicht (2) elektrooptisch erfaßt, bei
Erreichen dieses Schmelzpunktes den Preßhub auslöst und die Andruckkraft der Presse überwacht
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |