DE2706868A1

DE2706868A1 - ASSEMBLIES OF EMBEDDED ELECTRICAL COMPONENTS

Info

Publication number: DE2706868A1
Application number: DE19772706868
Authority: DE
Inventors: Heinz Groehlich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-02-17
Filing date: 1977-02-17
Publication date: 1978-08-24
Also published as: FR2381439A1; IT1092692B; BE864082A; NL7801590A; IT7820274A0; ES467079A1; SE7801793L

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München · 3 · VPA Jf ψ J (J J 2 BRDSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our symbol Berlin and Munich · 3 · VPA Jf ψ J (JJ 2 BRD

Baugruppen aus eingebetteten elektrischen BauelementenAssemblies made from embedded electrical components

Die Erfindung betrifft Baugruppen, insbesondere Drosseln und Filter für die Funkentstörung, bestehend aus einem becherartigen Gehäuse, in dem ein oder mehrere elektrische Bauelemente raumsparend untergebracht sind, mit einer Einbettmasse für die > elektrischen Bauelemente und einem Deckel aus ausgehärteter Vergußmasse. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Baugruppe sowie eine zur Herstellung geeignete Einbettmasse.The invention relates to assemblies, in particular chokes and Filter for radio interference suppression, consisting of a cup-like housing in which one or more electrical components are housed in a space-saving manner, with an investment material for the> electrical components and a cover made of hardened potting compound. The invention also relates to a method for producing such an assembly as well as an investment material suitable for production.

Elektrische Bauelemente und Bauelementeteile, die keine Möglichkeit zur direkten Befestigung mittels Schrauben, Löten oder Verschweißen haben, müssen in entsprechend ausgebildete Becher bzw. Gehäuse eingesetzt und dort fixiert werden. Dabei darf auf empfindliche Bauelemente, insbesondere auf Drosseln oder Transfor-Electrical components and component parts that have no possibility of direct attachment by means of screws, soldering or welding must be placed in appropriately designed cups or Housing used and fixed there. Sensitive components, especially chokes or transformers, may be matoren mit Ferritkern kein mechanischer Druck ausgeübt werden, da darunter die Funktion dieser Bauelemente leiden würde.mators with ferrite core no mechanical pressure is exerted, as this would impair the function of these components.

Die Fixierung erfolgte bisher durch Vergießen der in den Becher eingesetzten Bauelemente mittels erstarrender oder aushärtenThe fixation was previously carried out by potting in the cup components used by means of solidifying or hardening der Vergußmasse. Bei druckempfindlichen Bauelementen wird dazu eine elastischbleibende Vergußmasse verwendet. Es ist auch bereits bekannt, das Gehäuse mit den Bauelementen zunächst mit losem Sand zu füllen und dann mit einem Deckelverguß aus geeigneter Vergußmasse zu verschließen.the potting compound. In the case of pressure-sensitive components a potting compound that remains elastic is used. It is also already known to initially use the housing with the components to fill loose sand and then to close with a lid potting compound made of suitable potting compound.

Bei der Verwendung von losem Sand sind die elektrischen Bauelemente nicht ausreichend mechanisch fixiert. Auch kann durch die Bewegung zwischen Bauelementen und Sand, die z.B. durch die Magnetostriktion der Magnetkerne hervorgerufen sein kann, dieWhen using loose sand, the electrical components are not sufficiently mechanically fixed. Also can through the movement between components and sand, which can be caused, for example, by the magnetostriction of the magnetic cores, which

JO Isolierung der Spulendrähte beschädigt werden. Bei der Verwen- .JO insulation of the coil wires will be damaged. When using.

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dung elastisch bleibender Vergußmassen treten zwar diese Probleme nicht auf, jedoch ist die Wärmeleitfähigkeit dieser Vergußmassen geringer und außerdem sind sie wesentlich teurer.Although these problems do not arise when sealing compounds remain elastic, the thermal conductivity of these sealing compounds is less less and they are also much more expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die elektrischen Bauelemente im Becher bzw. Gehäuse einwandfrei mechanisch fixiert sind, wobei die Einbettmasse eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzt sowie aus einem preiswerten Material besteht.The present invention is based on the object of an assembly of the type mentioned at the outset, in which the electrical components in the cup or housing are perfectly mechanically are fixed, the investment material has good thermal conductivity and consists of an inexpensive material.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Einbettmasse aus einem losen Füllstoff und einem Epoxidharz-Pulver besteht, die durch Wärmeeinwirkung miteinander vernetzt und verbacken sind. Als Füllstoff wird vorzugsweise Quarzsand verwendet, wobei das Verhältnis von Füllstoff zu Epoxidharz-Pulver etwa 100:4 beträgt.This object is achieved in that the investment consists of a loose filler and an epoxy resin powder, which through Due to the effects of heat are interlinked and baked. Quartz sand is preferably used as filler, the ratio being of filler to epoxy resin powder is about 100: 4.

Damit ergeben sich die Vorteile, daß Füllstoffe und Epoxidharz-Pulver einwandfrei vermischbar sind, was bei Verwendung von Gießharzen mit entsprechendem Füllstoffanteil wegen der hohen Viskosität nicht möglich ist, daß das trockene Pulvergemisch alle freien Räume im Becher einwandfrei ausfüllt, ohne daß spezielle Füllverfahren angewendet werden müssen, daß durch die Einwirkung einer relativ geringen Wärme das Epoxidharz-Pulver schmilzt, die Sandkörner miteinander vernetzt und beim Aushär-This results in the advantages that fillers and epoxy resin powder are perfectly miscible, which is when using casting resins with a corresponding filler content because of the high Viscosity is not possible that the dry powder mixture fills all free spaces in the cup perfectly, without special filling processes that have to be used by the The epoxy resin powder melts under the influence of relatively low heat, the grains of sand are crosslinked and

^?R ten mit diesen zu einer festen, kompakten Masse zusammenbackt , daß durch den hohen Füllstoffanteil eine geringe Schrumpfung und eine gute Wärmeleitfähigkeit gewährleistet ist, daß die eingebetteten Bauelemente fest und sicher fixiert sind und daß ein Scheuern durch Erschütterung oder Schwingung ausgeschlossen ist. Der Deckverguß aus Gießharz verbindet sich einwandfrei mit der Einbettmasse und bietet den erforderlichen Schutz gegen Feuchtigkeit und sonstige Umwelteinflüsse. ^R ten cakes with these to form a solid, compact mass, that the high filler content ensures low shrinkage and good thermal conductivity, that the embedded components are firmly and securely fixed and that chafing due to shock or vibration is excluded. The cast resin top potting combines perfectly with the investment and offers the necessary protection against moisture and other environmental influences.

Bei der Herstellung der Baugruppe werden Füllstoff und Bpoxidharz-Pulver zunächst trocken gemischt, das lose Gemisch in denDuring the manufacture of the assembly, filler and epoxy resin powder are used first dry mixed, the loose mixture in the

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mit den fertig verschalteten elektrischen Bauelementen versehenen Becher eingefüllt, worauf durch Erwärmen in einem Ofen das Epoxidharz-Pulver geschmolzen und mit dem Füllstoff zu einer festen Einbettmasse ausgehärtet wird. Die Erwärmung erfolgt vorzugsweise im Ofen bei ca. 80⁰C, über acht Stunden. Die genauen Verfahrensparameter sind auf das jeweils verwendete Epoxidharz abzustimmen. Durch Rütteln während des Einfüllens des Pulvergemisches werden auch schmale Spalte und kleine Hohlräume zwischen Becher und Bauelementen gefüllt.filled with the fully wired electrical components cup, whereupon the epoxy resin powder is melted by heating in an oven and cured with the filler to form a solid investment. The heating is preferably carried out in an oven at about 80 ^° C. for eight hours. The exact process parameters are to be matched to the epoxy resin used in each case. By shaking while filling the powder mixture, narrow gaps and small cavities between the cup and components are also filled.

Die erfindungsgemäße Einbettmasse zur Verwendung bei der Herstellung von Baugruppen mit in Becher eingegossenen elektrischen Bauelementen besteht aus 100 Teilen Quarzsand und 4 Teilen Epoxidharz-Pulver, die trocken gemischt und im Ofen bei ca. 80° C aushärtbar sind. Wesentlich ist dabei das äußerst günstige Verhältnis von Füllstoff zu Harzgemisch, die für eine gute Wärmeableitung, eine geringe Schrumpfung, einen günstigen Preis und eine sichere Fixierung der Bauelemente verantwortlich sind. Füllstoffanteile dieser Größenordnung sind bei flüssigen Gießharzen wegen der zu hohen Viskosität nicht erreichbar. Geeignetes Epoxidharz-Pulver ist als Wirbelsinterpulver auf Epoxid-Basis handelsüblich.The investment according to the invention for use in manufacture of assemblies with electrical components cast in cups consists of 100 parts of quartz sand and 4 parts of epoxy resin powder, which are dry mixed and hardenable in the oven at approx. 80 ° C. What is essential is the extremely favorable ratio of filler to resin mixture, which for good heat dissipation, low shrinkage, affordable price and a safe fixation of the components are responsible. Fillers of this order of magnitude are due to liquid casting resins the excessively high viscosity cannot be achieved. Suitable epoxy resin powder is commercially available as an epoxy-based fluidized bed powder.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung am Ausführungsbeispiel eines Funkentstörfilters erläutert werden.Based on the drawing, the invention should be based on the exemplary embodiment a radio interference filter are explained.

In einem Becher 1, der an seinem Boden einen Befestigungsbolzen 2 besitzt, sind elektrische Bauelemente 3,4,5 raumsparend eingesetzt. Die Bauelemente 3*4,5 sind fertig untereinander verschaltet sowie mit äußeren Anschlußstiften 8 und Anschlußdrähten 9 versehen. Bei dem elektrischen Bauelement 5 handelt es sich um eine Drosselspule mit einem Ferritringkern, der an seiner Außenseite mit einer Schicht 6 isoliert und mit Draht 7 bewickelt ist. Nach dem Einsetzen der untereinander verschalteten Bauelemente in das Gehäuse wird das erfindungsgemäße Sand-Harz-Gemisch 10 eingefüllt und im Ofen ausgehärtet. Anschließend wird auf diesem Backsand 10 der Deckverguß 11 nach bekannten Verfahren aufgebracht und ausgehärtet.In a cup 1 that has a fastening bolt 2 at its bottom owns, electrical components 3,4,5 are used to save space. The components 3 * 4.5 are completely interconnected as well as provided with external connecting pins 8 and connecting wires 9. The electrical component 5 is a choke coil with a ferrite ring core which is insulated on its outside with a layer 6 and wound with wire 7. After the interconnected components have been inserted into the housing, the sand-resin mixture 10 according to the invention filled and hardened in the oven. Subsequently, the top casting 11 is applied to this baking sand 10 by known methods and hardened.

6 Patentansprüche 809834/0100 6 patent claims 809834/0100

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Claims

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1) Assemblies, in particular chokes and filters for radio interference suppression, consisting of a cup-like housing in which one or more electrical components save space are housed, with an embedding compound for the electrical components and a cover made of hardened potting compound, characterized in that the investment material (10) consists of a loose filler and a Epoxy resin powder consists, which are crosslinked and baked together by the action of heat.

2) Assembly according to claim 1, characterized in that the loose filler is quartz sand.

3) Assembly according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of filler to epoxy resin is about 100 to 4.

4) A method for producing an assembly according to claims 1 to 3, characterized in that the filler and epoxy resin powder are first mixed dry, that the loose mixture is filled into the cup provided with the fully wired electrical components and that by heating the epoxy resin powder is melted in an oven and cured with the filler to form a solid investment.

5) Method according to claim 4, characterized in that the heating in the oven at about 80 ⁰ C is carried out over eight hours.

6) Investment material for use in the production of assemblies with electrical components cast in cups, consisting of 100 parts of quartz sand and 4 parts of epoxy resin powder, which are dry mixed and hardenable ^{in an oven at 80 ° C.}

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