DE2535923B2

DE2535923B2 - Verfahren und form zum einkapseln elektrischer bauteile

Info

Publication number: DE2535923B2
Application number: DE19752535923
Authority: DE
Inventors: Arne Gudmund Kalmar Ström (Schweden)
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: RIFA KALMAR SE AB
Priority date: 1974-09-19
Filing date: 1975-08-12
Publication date: 1977-07-14
Also published as: DE2535923C3; CA1043974A; US4045867A; DE2535923A1; BR7505844A; SE389991B; IT1046891B; FR2285225A1; GB1509738A; ES440787A1; SE7411786L; JPS5158650A; FR2285225B1; CH592354A5; JPS5914882B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einkapseln elektrischer Bauteile in mit härtbarem Kunststoffmaterial gefüllte Kapseln, wobei die Verbindungsdrähte der Bauteile durch den Boden der Kapseln verlaufen, und auf eine Form zur Durchführung dieses Verfahrens. Die elektrischen Bauteile werden innerhalb einer Form in härtbarem Kunststoffmaterial eingekapselt, wobei die Form nach dem Einbetten des Bauteils an diesem belassen wird und eine Abdeckung bildet.

Es ist bekannt, Bauteile, insbesondere Kondensatoren, in härtbarem Kunststoffmaterial, z. B. Epoxyharz, einzukapseln. Bei bekannten Verfahren wurden die Bauteile in getrennten Formen angeordnet, welche getrennt mit flüssigem Kunststoffmaterial gefüllt wurden, welches dann zum Aushärten gebracht wurde. Ein großes Problem beim Füllen der Formen bestand infolge der Tatsache, daß die Bauteile unterschiedliche Volumen aufweisen können, darin, die Menge des in die verschiedenen Foirmen einzufüllenden flüssigen Kunst- -•'•jffmaterials zu dosieren. Infolge dieser Schwierigkeit . - i infolge des Schrumpfens des Harzes während des Aushärtens ist es oft notwendig, zweimal zu gießen und zwischenzuhärten,

Beim Einbetten eines Bauteils in ein flüssiges Kunststoffmaterial ist es schwierig, Luftblasen in dem Material zu vermeiden. Gewöhnlich werden diese Blasen dadurch ausgeschaltet, daß unter Vakuum gegossen wird, oder daß die Form nach dem Füllen in ein Vakuum gebracht wird. Getrennte Formen sind schwierig in Vakuum zu füllen, insbesondere wenn sie klein sind. Weiter sind eine Anzahl von Formen auf einem Tragrahmen zusammengebracht worden, um deren Handhabung zu erleichtern. Das Problem des Zentrieren des Rohres zum Gießen besteht jedoch trotzdem. Bei einer Vakuumbehandlung nach dem Füllen wird das Harz infolge der Ausdehnung der Luftblasen überströmen.

Beim Einbetten von Bauteilen entsprechend bekannten Verfahren wurden die Verbindungsdrähte nach oben gedreht oder sie wurden durch Löcher im Boden der Form geführt. Im ersteren Fall besteht die Gefahr, daß die Verbindungsdrähte durch das härtbare Kunststoffmaterial während des Füllens verunreinigt werden und daß weiter ihr Abstand zueinander nicht sehr gut definiert ist. Im letzteren Fall werden diese Nachteile vermieden, es tritt jedoch dann das Problem des Einführens der Verbindungsdrähte durch die Löcher in den Boden der Form auf. Die Verbindungsdrähte müßten genügend lang sein, und es treten beträchtliche Abfälle auf, wenn die Verbindungsdrähte auf normale Länge geschnitten werden.

Durch die DT-AS 10 78 651 ist es weiter bekannt geworden, Bauteile in mehrfach verwendbaren Gießformen mit mehreren Kapseln für die Bauteile mit Gießharz zu umhüllen, wobei die Anschlußdrähte der Bauteile ein elastisches Werkstoffstück durchstoßen. Dieses Werkstoffstück dient dabei gleichzeitig als Halterung für das Bauteil und als Abdichtung der zweiseitig offenen Gießform, und es wird vor dem Gießen zusammen mit dem Bauelement in die Gießform eingeführt. Nach dem Aushärten des Gießharzes wird das Bauteil von der Gießform und dem Werkstoffstück entfernt. Dieses Verfahren löst zwar das Zentrierungsproblem; es ist jedoch immer noch schwierig, die vollständige Ausfüllung der Gießform sicherzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Form der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei welchem die Kapseln der Form in einem Gießgang vollständig und ohne Lufteinschlüsse mit Gießharz zu füllen sind, ohne daß unnötige Abfälle bei den Zuführungsdrähten der Bauteile auftreten.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Einkapseln elektrischer Bauteile und mit einer Form zur Durchführung dieses Verfahrens gelöst, deren kennzeichnende Merkmale aus dem Patentanspruch 1 hervorgeht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert und beschrieben. Es zeigt

Fig. la einen Querschnitt durch einen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eingekapselten Kondensators,

Fig. Ib den Kondensator nach Fig. la in Unteransicht,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung einer Form beim Einführen der Bauteile in ihre Kapseln und

Fig.3 eine perspektivische Darstellung der Form während des Betriebs beim Lösen der eingekapselten Bauteile.

in F ί g. 1 ist ein Bauteil 10 gezeigt, welches als Kondensatorkörper dargestellt ist Der Kondensatorkörper weist Anschlußkontakte 11, 12 auf, an welchen gebogene Teile 15, 16 von Verbindungsdrähten 13, 14, beispielsweise durch Löten angebracht sind. Her Kondensatorkörper wird in eine Kapsel 17 eingebracht, welche aus K'inststoffmaterial, vorzugsweise aus einem thermoplatischem Material mit genügend hohem Aufweichungspunkt zum Durchführen des Auühärtens hergestellt ist. In dem Boden der Kapsel sind Löcher, durch welche die Zuführungsdrähte herausgeführt sind. Weiter sind Köpfe 19 vorgesehen, welche Abstandhalter bilden und das Bauteil beim Einbau von der zugehörigen Schaltung weghalten.

Die Kapsel 17 wird mit einem härtbarem Kunststoffmaterial 20, z. B. Epoxykunststoff, gefüllt, welches den Kondensatorkörper und die Zuführungsdrähte in der Kapsel fixiert und einem mechanischen und elektrischen Schutz darstellt.

Ein Kondensator mit diesem Gesamtaufbau ist an sich bekannt, es ist jedoch schwierig, ihn mit bekannten Verfahren herzustellen. Die Fig. 2 und 3 zeigen ein neues Verfahren zum Herstellen eines eingekapselten Bauteils mit diesem Aufbau und eine Form, welche mit dem Verfahren verwendet wird. Eine Form 21 besteht aus einem trogförmigen Gießtrichter 22, in dessen Boden eine Anzahl von Hohlräumen vorgesehen ist, welche Formen oder Kapseln 15a, i5b... für die Bauteile bilden. Der Gießtrichter und die Kapseln werden durch ein Blasformverfahren oder durch Spritzgießen in einem Stück, beispielsweise aus thermoplastischem Harz, hergestellt. Zweckmäßig ist der verwendete thermoplastische Kunststoff, z. B. Polypropylen, relativ weich, weil dann Löcher 18 etwa unterkalibriert oder mit einem dünnen Überzug versehen sein können. Hierdurch läßt sich um die Zuleitungsdrähte oder Verbindungsdrähte 13„ 14 eine gewisse Abdichtung erhalten.

Dtr Herstellungsvorgang beginnt durch Drücken von zwei Zuleitungs- oder Verbindungsdrähten 13, 14 von unten in die Löcher 18 im Boden der Kapsel, wie es bei der Kapsel 15m gezeigt ist. Die Drähte kommen von Vorratsrollen 23,24. Die Zuleitungs- oder Verbindungsdrähte 13, 14 werden so weit eingeführt, daß sie etwas über den Gießtrichter 22 hinausragen. In dieser Position 25 werden die Drähte um einen Winkel von 90°

ίο gebogen und ihre gebogenen Teile 15,16 werden an den Anschlußkontakten 11, 12 des Kondensatorkörpers, welcher das Bauelement 10 darstellt, durch Löten oder Schweißen befestigt. Dann werden die Zuleitungs- oder Verbindungsdrähte 13, 14 zurückgezogen, bis sich der Kondensatorkörper in der richtigen Lage in der Kapsel befindet, und hierauf auf die gewünschte Länge abgeschnitten, wie es bei der Kapsel 15/7 gezeigt ist.

Wenn die Kondensatorkörper richtig in allen Kapseln der Form angeordnet worden sind, wird diese unter Vakuum gesetzt und ein geeignetes härtbares Kunststoffmaterial wird in den Gießtrichter 22 gegossen. Um alle Kapseln richtig zu füllen, wird ein Überschuß an härtbarem Kunststoffmaterial zugeführt, so daß eine bestimmte Menge in dem Gießtrichter bleibt, beispielsweise bis zu einer Höhe 30 in Fi g. 3. Nach dem Auffüllen wird das härtbare Kunststoffmaterial vorzugsweise in Wärme zum Aushärten gebracht. Schließlich werden die Trichterteile und überflüssigen Teile der Kapseln, falls solche vorhanden sind, beispielsweise mit Hilfe eines Sägeblatts 31 wie in Fig.3 gezeigt, abgetrennt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr geeignet für automatisierte Herstellung, wobei die verschiedenen oben beschriebenen Schritte in verschiedenen Stationen einer automatischen Maschine durchgeführt werden. Dann kann es weiter zweckmäßig sein, die Form so lang wie die Spur auszubilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einkapseln elektrischer Bauteile in mit härtbarem Kunststoffmaterial gefüllte Kapseln, wobei die Verbindungsdrähte der Bauteile S durch den Boden der Kapseln verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile in eine große Zahl von Kapseln mit einem gemeinsamen Gießtrichter eingeführt werden, daß die Kapseln mit einem flüssigen, härtbarem Kunststoffmaterial durch Gießen des Materials in den Gießtrichter mit Überschußmaterial unter Vakuum gefüllt werden, daß das Material zum Aushärten gebracht wird, und daß der Gieß) richter zusammen mit dem Überschuß des gehärteten Kunststoffmaterials von den eingekapselten Bauteilen getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsdrähte (13, 14) von unten durch ein Loch im Boden der Kapsel (15a, \5b) eingeführt und über den Gießtrichter hinaus gedrückt werden, daß ein Bauteil mit den Verbindungsdrähten verbunden und die Verbindungsdrähte zurückgezogen werden, bis sich das Bauteil in der richtigen Lage in der Kapsel befindet, und daß die Verbindungsdrähte dann auf die erforderliche Länge geschnitten werden.

3. Form zum Einkapseln elektrischer Bauteile zur Verwendung zu dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen trogförmigen Gießtrichter (22), in dessen Boden eine große Zahl von die Kapseln (15a, 15Z>...) bildenden Hohlräumen vorgesehen ist, wobei die Böden der Kapseln (15a, 15b...) mit Löchern oder für Löcher vorbereiteten Bereichen für die Zuleitungsdrähte der Bauteile (10) versehen sind.

4. Form nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist.

5. Form nach Anspruch ⁱ _t dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher oder die für Löcher vorbereiteten Bereiche derart bemessen sind, daß das Kapselmaterial die Zuleitungsdrähte dichtend umgibt.