DE2719473C2

DE2719473C2 - Verfahren zur Herstellung eines Vergusses für ein elektrisches Bauelement

Info

Publication number: DE2719473C2
Application number: DE19772719473
Authority: DE
Inventors: Gert Dipl.-Phys. Dr. 3200 Hildesheim Siegle
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1977-05-02
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE2719473A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Vergusses für ein elektrisches Bauelement, das zentrisch in dem Verguß positioniert sein muß.

Für gewisse Anwendungsfälle werden elektrische Bauelemente vollständig vergossen, um eine gute elektrische Isolierung und ggf. einen mechanischen Schutz zu gewährleisten. Da in der modernen Elektronik in zunehmendem Maße Dickschichtschaltungen verwendet werden, tritt auch immer häufiger das Problem des Vergusses von Dickschichtschaltungen auf.

Üblicherweise werden die elektrischen Bauelemente und insbesondere die Dickschichtschaltungen nicht mit dicken Vergußmassen umgeben, da aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Bauelemente und der Vergußmasse thermische Spannungen auftreten, die z. B. bei Dickschichtschaltungen zu Ablösungen der Dickschichtbahn oder zum Bruch der Keramik führen können. Üblicherweise werden daher die Wandstärken des Vergusses z. B. von Dickschichtschaltungen unter 1 mm Dicke gehalten.

Werden jedoch Bauelemente eingesetzt, die mit einer t>5 besonders hohen Spannung betrieben werden, ist ein dicker Verguß aus Gründen der Hochspannungsfestigkeit oft unumgänglich. Häufig wird auch angestrebt, mehrere Bauelemente in einem Verguß unterzubringen, wodurch ebenfalls ein dicker Verguß notwendig wird.

Zur Verringerung der bei einem dicken Verguß auftretenden hohen thermischen Spannungen ist es bekannt die Vergußmasse mit Aluminiumoxyd oder Quarzmehl zu versetzen, um so den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Vergußmasse zu verringern.

Zusätzlich ist es erforderlich, das Bauelement genau in der Mitte des Vergusses zu positionieren. Im Zentrum des Vergusses ist die thermische Ausdehnung minimal, so daß auch nur geringe thermische Spannungen auftreten. Das Problem bei dieser Herstellungsmethode besteht in der genauen Zentrierung des Bauelements während des Gießvorgangs. In bekannter Technik werden für das Bauelement Halterungen vorgesehen, die das Bauelement während der Herstellung des Vergusses zentrieren.

Es hat sich jedoch gezeigt daß gerade durch die bekannten Halterungen Qualitätsverschlechterungen auftreten, da die Halterungen ihrerseits wieder eine Ursache für thermische Spannungen darstellen. Die Folgen sind häufig auftretende Haarrisse und Risse im Verbund zwischen Vergußmasse und Dickschicht, wodurch aufgrund der hohen Feldstärken Glimmererscheinungen auftreten können.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das einen Verguß eines Bauelements ermöglicht, ohne daß Nachteile wegen hoher thermischer Spannungen auftreten. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, dessen Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben sind.

Der wesentliche mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß das Bauelement in der günstigen zentrierten Lage des Vergusses positioniert werden kann, ohne daß, wie bei dem bekannten Verfahren, durch die Zentrierungsmittel neue thermische Spannungen verursacht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich besonders bei Dickschichtschaltungen bewährt, wobei es besonders vorteilhaft ist die Halterungen nicht auf den Widerstandsbahnen der Dickschichtschaltung aufliegen, sondern vorher enden zu lassen.

Eine weitere Sicherheit kann bei Dickschichtschaltungen dadurch erreicht werden, daß zwischen die Dickschicht und die Vergußmasse elastische Zwischenglieder eingefügt werden, die fest auf der Dickschichtschaltung haften und sich mit dem Verguß verbinden können.

Vorzugsweise ist die Wandstärke auf allen Seiten des Bauelements gleich. Beim Vorhandensein von Kanten, wie z. B. bei Dickschichtschaltungen, ist es günstig, die Wandstärke an den Kanten etwas größer auszubilden als an den Flächen.

Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In der Zeichnung ist ein seitlicher Schnitt durch eine gemäß der Erfindung vergossene Dickschichtschaltung dargestellt.

Das Verfahren für das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel läuft in folgenden Schritten ab:

Für die auf einem rechteckigen, flachen Keramikplättchen angeordnete Dickschichtschaltung 1 werden zunächst Halterungen 2,3 gefertigt, die im vorliegenden Beispiel die Breite eines Bechers 4 haben, der als Form für die Vergußmasse dient. Die untere Halterung 2 ist im

vorliegenden Beispiel so geformt, daß das Keramikplättchen der Dickschichtschaltung 1 in einer rechteckigen Nut 5 stehen kann. Die obere Halterung 3 weist an ihrer unteren Seite eine dreieckförmige Nut 6 auf, die zur Festlegung des oberen Endes der Dickschichtschaltung 1 dient Die Halterungen 2, 3 können in einem beliebigen Verfahren hergestellt sein. Sie bestehen entweder aus demselben Material, auj dem auch der anschließende Verguß gemacht wird oder aus einem Material, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient sich um weniger als 5 - 10-⁶⁰K.-¹ von dem des Vergusses unterscheidet Die gesamte Anordnung, bestehend aus den beiden Halterungen 2, 3 und der Dickschichtschaltung 1, wird nunmehr in den Becher 4 gestellt, daraufhin erfoigt der Verguß durch das Füllen des Bechers 4 mit dem geeigneten Vergußmaterial. Selbstverständlich dürfen die Halterungen 2,3 nicht die gesamte Querschnittsfläche des Bechers 4 beanspruchen, da ein Raum zum Füllen des Bechers mit dem Vergußmaterial bleiben muß. Da die aus dem gleichen Material wie der Verguß gefertigten Halterungen sich bei dem Vergießen mit dem übrigen Vergußmaterial verbinden, entsteht um die Dickschichtschaltung 1 herum ein homogener Verguß. Werden nach der oben angegebenen Anweisung verschiedene Materialien verwendet, können das Material und der Parameter des Vergußvorganges so gewählt werden, daß das Material für die Halterung während des Vergußvorganges an seiner Oberfläche anquillt oder leicht angelöst wird.

Um jedes Risiko auszuschließen, werden die Halterungen 2, 3 so ausgebildet, daß sie nicht nicht mit

ίο Widerstandsbahnen der Dickschichtschaltung 1 in Berührung kommen. Aus Gründen der Hochspannungsfestigkeit ist es anzustreben, daß die Dicke des Vergusses an allen Seiten des Bauelements gleich stark ist. Liegt jedoch, wie im vorliegenden Fall, ein Bauelement vor, das schmale Kanten aufweist, ist es sinnvoll, die Wandstärke des Vergusses an diesen Kanten etwas größer auszuführen, als an den flächigen Teilen des Bauelements.

Eine weitere Sicherung der Dickschichtschaltung 1 kann dadurch erzielt werden, daß zwischen den Widerstandsbahnen und dem Verguß eine hochelastische Zwischenschicht angeordnet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur formgebundenen Herstellung eines Vergusses von elektrischen Bauelementen, die zentrisch in den Verguß positioniert sein müssen, ■"> dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) in der Form (4) durch eine Halterung zentriert wird, die aus einem Material gefertigt ist, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient sich um weniger als 5 · 10-⁶°K-' von dem des Vergusses ι ο unterscheidet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement (1) durch eine Halterung (2,3) zentriert wird, die aus dem Material gefertigt ist, aus dem der Verguß hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material für die Halterung und der Parameter des Vergußvorganges so gewählt werden, daß das Material für die Halterung während des Vergußvorgangs an seiner Oberfläche anquillt oder leicht angelöst wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement eine Dickschichtschaltung (1) ist

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (2,3) so geformt ist, daß sie Widerstandsbahnen (7) der Dickschichtschaltung (1) nicht berührt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Bauelement (1) und dem Verguß eine elastische Zwischenschicht eingefügt ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Vergusses an allen Seiten des Bauelements (1) gleichgroß ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Vergusses an Kanten des Bauelements (1) größer ist als an Flächen.