DE3247448A1

DE3247448A1 - Elektronisches bauelement und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE3247448A1
Application number: DE19823247448
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dr.rer.nat. 8500 Nürnberg Keller
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1984-07-05
Also published as: DE3247448C2

Description

Elektronisches Bauelement und Verfahren
zur Herstellung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrotisches Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Ein elektronisches Bauelement der genannten Art ist b-eispielsweise bekannt aus der DE-OS 31 16 799. Dort ist auf den Rand des Gehäuseunterterl.s ein Metallrahmen aufgesetzt. Auf diesen wird ein Deckel gelegt, der an den Auf Lagestel len metallisiert und verzinnt ist. Bei aufgelegtem Deckel wird eine Erwärmung vorcenommen, so daß dieser mit dem Metallrahmen verlötet wird und eine' dichte Einkapselung des elektronischen Bauteils erfolgt. Hierbei sind also relativ teuere Fertigungsverfa.hren notwenig, wie beispielsweise die Metallisierung des Deckels und.die anschließende Verzinnüng. Außerdem muß bei der Herstellung des Gehäuseunterteils ein zusätz-liches Bauteil, nämlich der Metallrahmen, in die Form eingebracht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein luft- und feuchtigkeitsdicht eingekapseltes elektronisches Bauelement zu schaffen, das trotz Verwendung reiner Kunststoffteile für das Gehäuse ohne einen Klebevorgang und ohne zusätzliche Metallteile eine einwandfreie Dichtung auch im Langzeitverhalten gewährleistet.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und das im Unteranspruch 10 angegebene Verfahren. Durch das Umspritzen der Trennstelle zwischen Gehäuseunterteil und Deckel wird eine erhebliche Verlängeruna des Kriehweges erreicht. Außerdem wird durch das Umspritzen des Kunststoffteils infoloe guter Haftung eine gute Dichtfläche zwischen diesem und dem Gehäuseunterteil bzw. dem Deckel erreicht. Bei geeigneter Wahl der Kunststoffe und der Umspritzbedingungen wird eine homogene Verbindung dieser Teile erzielt, da in der Grenzschicht ein Verschmelzen der einzelnen Teile stattfindet. Hierdurch erhält man ein Kunststoffgehäuse, daß praktisch einen Monoblock bildet.
Weitere vorteilhafte EinzeLheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels beschrieben. Dabei zeigt: Fig. 1 einen möglichen Fertigungsablauf zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gegenstandes und Fig. 2 eine Ansicht gemäß dem Schnitt A-B der Fig. 1.
Mit 1 und 2 ist je ein Metallblechstreifen bezeichnet, an -dem durch Ausstanzen Anschlußleitungen 3 gebiLde. sind.
In einem ersten Verfahrensschritt werden beim Ausführungsbeispiel paarweise gegenüberliegende Anschlußleitungen 3 durch Umspritzen mit einem thermoplastischen -Kunststoff in ein Gehäuseunterteil 4 eingebettet. Letzteres besitzt eine Vertiefung 5, die von einem nach oben ragenden Rand (6) umgeben ist.' In oen vier Ecken der beim Ausführungsbeispiel rechteckigen Vertiefung 5 bilden die freien oberen Flächen der Enden der eingebetteten Anschluß-Leitungen 3 Kontaktstellen 7.
Zweckmäßig ist der Querschnitt der An-schlußelemente .3 im e-ingebetteten B-ereich verände-rt, so daß sich eine gute Verankerung im Kunststoff ergibt. Beispielsweise können seitliche Arme 8 vorgesehen sein. Anstelle einer solchen Querschnittsvergrößerung kann auch eine Querschnittsverkleinerung -vorgesehen sein.
Außerhalb des Randes 6 besitzt das Gehäuseunterteil 4 einen Flansch 9.lVorteilhaft sind die Anschlußelemente 3 so. eingebettet, daß deren obere Flac-hsei-te 10 mit der Oberfläche 11 des Gehäuseunterteils 4 bzw. des Flansches 9 bündig abschließt.
In die Vertiefung 5 ist ein ele.ktronisches Bau-teil 12 eingesetzt und mittelsseiner Anschlüsse m.it den zwgecruneten Kontaktstellen 7 elektrisch Leitend verbunden.
Zur Kontaktierung dient zweckmäßig ein Leitkleber 13.
An Stellen, wo keine Kontaktanschlüsse des Bauteils 12 vorhanden sind, können die Kontak-tstellen 7 als Auflage dienen. Das Bauteil 12 Liegt vorteilhaft auf den Kontaktstellen 7 auf. Im Ausführungsbeispiel besteht das Bauteil 12 aus einem z.B. als Resonator oder Dickenschwinger wirkenden Quarzplättchen mit an gegenüberliegenden Seiten angebrachten Leitbelägen 14. Vorteilhaft liegt der Boden 15 der Vertiefung 5 tiefe-r als die Kontaktstelle-n 7. D.adurch Liegt das Baut-eil 12 in diesem Bereich frei,-so daß es beispielsweise als Resonator unbehindert schw-i.ngen kann.
Auf den Rand 6 ist ein Deckel 16 selbsthaltend aufgebracht, beispielsweise durch-leicht -konische Ausbildung der anorenzenden Flächen und/oder durch Anbringen von Schnappgliedern, wie z.B. eine umlaL'fende Nut-Feder-Schnappverbindung. Der Deckel besteht vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoff wie das Gehäuseunterteil 4. Der Ranci 6 und der Deckel 16 sind zweckmäßig so gestaltet, daß die Trennlinie 17 stufenförmig verläuft. Dadurch wird ein Langer Kriechweg erreicht, was sich günstig auf die Dichtung des Gehäuses auswirkt.
Im Bereich der sichtbaren Trennstelle 18 zwischen Rand 6 und Deckel 16 ist ein Kunststoffteil 19 durch einen Spritzvorgang, z.B. durch ein Spritzsuß- oder Spritzpreßverfahren, aufgebracht. Um einen noch längeren Kriechweg zu erhalten, ist hier das Gehäuseuntertell gemäß Fig. 2 im Bereich des Randes 6 außen doppelstufenförmig aus-aebildet, wobei die untere Stufe vom Kunststoffteil 19 ausgefüllt ist.
Als Kunststoff für das Kunststoffteil 19 dient der gleiche Kunststoff wie für das Gehäuseunterteil 4 und den Deckel 16.
Der Umspritzvorgang wird so ausgefuhrt, daß ein Verschweißen oder Verschmelzen des Kunststoffteils 19 mit d.en angrenzenden Berührungsflächen des Deckels 16 und des Gehäuseunterteils 4 eintritt. ALs Kunststoff wird daher ein Thermoplast, coeispielsweise Polystyrol, Polyäthylen, Polypropylen oder Polycarbonate, verwendet. Druck und Temperatur und Verweildauer wird beim Ums.pritzen so gewählt, daß die angrenzenden Berührungsflächen plastisch oder fließfähig werden. Dadurch wird eine e-inwandfreie Verbindung mit dem Kunststoffteil 19 und eine dichte Einkapselung des Bauteils 12 erreicht. Man erhält als Gehäuse praktisch einen Monoblock aus Kunststoff.
Beim Ausführuncsbeispiel ist das Kunststoffteil 19 so ausgebildet, daß es den Deckel 16 ganz schließt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit-, das Kunststoffteil 19 nur ringf-örmig auszubilden, so daß die Deckeloberseite nicht nochmals mit umspritzt wird.
Cies hat besonders fertigungstechnische Vorteile, da mittels eines Stempels, der auf den Deckel auf-ged ückt wird und dadurch das Gehäuseunterteil in eine für dieses.
vorgesehene angepaßte Spritzgußform hineindrückt. Dadurch kann vermieden werden, daß beim Spritzvorgang Spritzgußmaterial unter das Gehäuseunterteil fließen kann. Außerdem wird durch den Druck des Stempels der Deckelrand fest und in definierter Lace gegen seine-Auflage gepreßt. Diese Ausführungsform ist in Fig. -2 durch die gestrichelte Linie 20 angedeutet.

Claims

Patentansprüche 1. Elekfronisches Bauelement, bestehend aus einem in ein dichtes Kunststoffgehäuse eingekapselten e Lektrischen Bauteil, mit einem Gehäuseunterteil, das eine Vertiefung zur Aufnahme des Bauteiles aufweist und in das nach außen ragende Anschlußleitungen eingeformt sind, die in der Vertiefung mit dem Bauteil elektrisch leitend verbunden sind, und mit einem Deckel, der mit dem Gehäuseunterteil dicht verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das die Anschlußleitungen (3) enthaltende Gehäuseunterteil (4) einen die Vertiefung (5) umgebenden Rand (6) aufweist, auf den der Deckel (16) selbsthaltend aufsteckbar ist, daß das Gehäuseunterteil (4) einen Flansch (9) aufweist, dessen Aussenflächen die Aussenflächen des Randes (6) und/oder des Deckels (16) nach außen hin allseitig uberragt, und daß der Deckel (16) und das Gehäuseunterteil (4) zuminde st im Bereich der äußeren sichtbaren Trennstelle (18) mit einem Kunststoffteil (19) umspritzt ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseunterteil (4) und der Deckel (16) aus dem gleichen Kunststoff bestehen, aus dem auch das um spritzt e Kunststoffteil (19) besteht.
3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile. (4, 16, 19) aus thermoplastischem Kunststof-f bestehen.
4. Bauelement nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gehäuseteilen (4, 16, 19.) eine im Querschnitt betrachtet wenigstens zwei Stufen aufweisende Trennlinie (17) vorhanden ist.
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im -Gehäuseunterteil (4) vorhandenen Ansch Lußleitungen (3) als parallel zur Ebene des Gehäusebodens verlaufende Flachleiter ausgebildet und derart eingeformt sind, daß ihre obere Flachseite C10) innerhalb der Vertiefung (5) frei l-iegen und eine Kontaktstelle (7) bilden und außerhalb des Randes (6) mit oer Oberfläch-e (11) des Flansches (9) bündig verlaufen.
6, Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (3) im eingebetteten Bereich eine Querschnittsänderung aufweisen.
7. Bauelement nach einem der Anspru-cfie 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (15) der Vertiefung (5) tiefer liest als die Kontaktstellen (7).
8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 b.is 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (7) als Auflagefläche für das einzusetzende und zu kontaktierende -elektronische Bauteil (12) dienen.
9. Bauelement nach einem cier Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (12) mit den Kontaktstellen (7) durch einen elektrisch leitfähigen Kleber (13) kontaktiert ist.
10. Verfahren zur Hersstellung eines elektronis-chen 6auteils nach einem der Ansprüche 1 bi bis- 9 mit einem in ein Kunststoffgehäuse dicht eingekapselten elektronischen 3auteil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuseuntertei 1 (/) mit einer Vertiefung (5), einen diese umgebenden Rand '6) und einen den Rand (6) umgebenden Flansch (9) aus eine thermoplastischen .Kunststoff um flache Anschlußleitungen (3) i Spritzgußverfahren derart hergestellt wird, daß die Anschlußleitungen (3) in der Vertiefung (5) Kontaktstellen -(7) biLden, daß in die Vertiefung (5) ein elektronisches Bauteil (12) eingelegt und mit den Kontaktstellen (7) verbunden ist, aaß auf den Rand (6) ein Dekkel (16) aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff aufgesteckt wird, aus dem das Gehäuseunterteil (4) hergestellt ist, und daß anschließend das Gehäuseunterteil (4) und der Deckel (16) zumindest im Bereich ihrer sichtbaren Trennstelle (18) im Spritzgußverfahren mit einem Kunststoffteil (19) aus dem gleichen Kunststoff wie das Gehäuseunterteil (4) und der Deckel (1-6) unter derartigen Spritzbedingungen umspritzt wird, daß zumindest an den Berührungsflächen zwischen dem Kunststoffteil (19) und dem Gehäuseunterteil (4) einerseits und dem Kunststoffteil (19) und dem Deckel (16) andererseits eine Verschmelzung eintritt.