NO128134B

NO128134B -

Info

Publication number: NO128134B
Application number: NO195570A
Authority: NO
Inventors: R Riedl; I Bauer; W Graf; S Nitzsche
Original assignee: Wacker Chemie Gmbh
Priority date: 1969-05-23
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1973-10-01
Also published as: ES379888A1; FR2044817A1; AT307044B; CH559412A5; GB1309299A; CA953869A; SE368293B; BE750805A; JPS5328471B1; DE1926575A1; FR2044817B1

Description

Fremgangsmåte ved omhylling av

elektriske og elektroniske byggedeler.

Det er kjent for omhylling (som også av og til betegnes som "innlagring" eller "innkapsling") av elektriske og elektroniske byggedeler med rene organiske harpikser eller organopolysiloxanharpikser å omhylle disse byggedeler med organopolysiloxanelastomerer (jfr. f.eks. tysk utlegningsskrift nr. 11^9^62). Det derved oppnådde mellom-skikt mellom byggedel og harpiks tjener f.eks. til å ta opp krympe-spenninger i harpiksen, å utjevne utvidelsesriss som kan oppstå mellom tnetalledere og harpiks på grunn av forskjellig varmeutvidelse, å danne en ytterligere beskyttelse overfor plutselig mekanisk påkjenning og for å beskytte omfintlige deler mot det trykk som anvendes ved omhylling med harpiksene ved sprbytestoping eller sproytepresstoping.

Sprbytepresstbpingen (som av og til også betegnes som "trans-presstoping") og sprbytestopingen (som på engelsk som regel be-

tegnes som "injection moulding") har den fordel at flere deler derved samtidig kan innlagres ved anvendelse av ett arbeidstrinn. Den for dette arbeidstrinn nbdvendige tid er dessuten meget kort, bg dette forer til at det kan fremstilles et stort stykkantall. Det taes derfor ved oppfinnelsen sikte på å gjennomfbre en omhylling av elektriske og elektroniske byggedeler med fleksible organopolysiloxaner ved sprbytepresstbping eller sprbytestbping for omhyllingen med harpikser.

De hittil mest anvendte masser på basis av organopolysiloxaner som herder til elastomerer, for omhylling av elektriske og elektroniske byggedeler for omhyllingen med harpiksene er slike som herdes ved anvendelse av en blanding av metall- og siliciumorganiske for-bindelser ved værelsetemperatur (jfr. f.eks. reklameskriftet "Bayer Silopren-Pasten", Ausgabe 1.1.1962, s. 11 og 28). Slike masser er

ikke egnet eller ikke godt egnet for en bearbeidelse i sprbytepresstbpe- og sprbytestbpeverktby. Dersom de nemlig har en tilstrekkelig kort herdetid, er deres brukstid, dvs. tiden mellom tilbe-redelse og merkbar begynnelse av en herding av massene, for kort for en slik bearbeidelse. Dersom de har en for bearbeidelse ved sprbytepresstbping eller -stbping tilfredsstillende lang brukstid, er deres herdetid imidlertid ikke tilstrekkelig kort for de ved hbyere temperatur arbeidende sprbytepresstbpe- og sprbytestbpeverktby. De kan derfor bare anvendes ved betraktelig arbeidsinnsats og ved tidskrevende stbping, neddykking, påsprbyting eller påstryking og avventing av herdingen. På den annen side har de for andre formål ellers mest anvendte, i handelen vanlige og til elastomerer varmtherdaende masser på basis av organopolysiloxaner og peroxydiske herdemidler en for hby viskositet til at det ved omhyllingen av de elektriske og elektroniske byggedeler ved sprbytepresstbping eller sprbytestbping kan unn-gåes en dannelse av ubnskede .hulrom mellom omhylling og byggedel og beskadigelser av omfintlige bestanddeler av byggedelene, som fine tråder.

Det har nu vist seg at også de kjente, til fleksible former herdende masser på basis av alkylengruppe- og Si-bundet hydrogenholdige organopolysiloxaner med en viskositet av under 500 000 cSt/25°C og platinakatalysatorer egner seg meget godt for anvendelse ved sprbytepresstbping eller sprbytestbping.

Oppfinnelsen angår derfor en fremgangsmåte ved omhylling av elektriske og elektroniske byggedeler med til fleksible strukturer herdende masser på basis av organopolysiloxaner, hvorefter det omhylles med et ytre skikt av rene organrske harpikser eller organopolysiloxanharpikser, og fremgangsmåten er særpreget ved at det som masser som er herdbare til fleksible strukturer anvendes masser basert på organopolysiloxaner med en viskositet under 500 000 cSt/25°C inneholdende alkehyigrupper og Si-bundet hydrogen, og platinakatalysatorer, idet de til fleksible strukturer herdnende masser påfores på byggedelene ved sproytepresstoping eller sproytestoping.

Som elektriske og elektroniske byggedeler kan ved oppfinnelsen alle elektriske og elektroniske byggedeler av samme type anvendes som hittil er blitt eller har kunnet bli påfort en beskyttende omhylling ved anvendelse av sproytepresstdpe- eller sproytestopeverktoy. Eksempler på byggedeler som kan omhylles ved foreliggende fremgangsmåte, er elektriske motstander, halvlederanordninger, kondensatorer, moduler og integrerte koblinger.

For omhyllingen av de elektriske eller elektroniske byggedeler kan disse påfores et grunningsmiddel som forbedrer de fra organo-polysiloxan dannede fleksible strukturers vedheftning til byggedelene. Slike grunningsmidler er kjente og er f.eks. ethylpolysilikater eller oppløsninger av organopolysiloxanharpikser.

Eksempler på de ifolge oppfinnelsen anvendbare masser som herder til fleksible strukturer, er spesielt slike av (1) organopolysiloxaner med den generelle formel

hvori R og R' er enverdige hydrocarbonradikaler som er frie for alifatiske flerbindinger, idet minst 80 molprosent av radikalene R<1> er methylradikaler og n er et helt tall, og som har en viskositet av 500 - 500 000 cSt/25°C, 5 - 50 vektprosent, basert på vekten av organo-polysiloxanene (1), av (2) blandingpolymerisater av SiO^^-, (CH^)^-Si01//2- og (CH2)2(CH2=CH)Si01/,2-enheter inneholdende 1,5 -

3,5 vektprosent vinylgrupper og et samlet antall av 0,6 - 1

(CH^)^- Si0-]y2_ og (CH3)2(CH=CH)Si01y2-enheter pr. Si0^/2_enhet, (3) med polysiloxanene (1) og (2) forenelige polysiloxaner inneholdende 0,1 - 1,7 vektprosent siliciumbundne hydrogenatomer og minst 3 slike atomer pr: molekyl, hvorved de ikke med hydrogen- eller siloxan-

oxygenatomer mettede siliciumvalenser er mettet med enverdige hydrocarbonradikaler som er frie for alifatiske flerbindinger, med den betingelse at praktisk talt alle hydrocarbonradikaler som er bundet til de siliciumatomer som har de siliciumbundne hydrogenatomer, er methylradikaler og at det i polysiloxanene CD og (2) foreligger 0,75 - 1,5 mol siliciumbundne hydrogenatomer pr. mol vinylgruppe, og dessuten ( k) platinakatalysatorer (jfr. britiske patentskrifter nr. 9^5580 og nr. 1020827). Ytterligere eksempler på masser som herder til fleksible strukturer og som kan anvendes ifblge oppfinnelsen, er angitt i britiske patentskrifter nr. 9967^, nr. 109390^, nr.110^117

og nr. 1055777.

'Det er meget overraskende og kunne ikke forutsies at de ifblge oppfinnelsen anvendbare masser som herder til fleksible strukturer,

er egnet for bearbeidelse ved sprbytepresstbping eller sprbytestbping, dvs. for bearbeidelse i sprbytepresstbpe- eller sproytestopeverktoy. Den hittil for herding av slike masser anvendte oppvarmningstid ved 150°C var nemlig 1 time, eller k timer ved 65°C, og dette var altfor lenge for en bearbeidelse i sprbytepresstbpe- eller sproytestopeverktoy. Ved foreliggende fremgangsmåte er det derimot bare nbdvendig med en herding i 5 s - 5 min ved 300 - 100°C.

De ifblge oppfinnelsen anvendbare masser somherder til fleksible strukturer, kan inneholde midler for å forsinke eller hindre en herding ved værelsetemperatur. Et eksempel på et slikt middel er benzotriazol som angitt i britisk patentskrift nr. 9967*+^ •

Ifblge en foretrukken utfbrelsesform av den foreliggende frem-, gangsmåte anvendes de til fleksible strukturer herdnende masser med et innhold av et drivmiddel, dvs. materialer som ved foihbyet temperatur danner en gass, som dinitrosopentamethylentetramin, for å forsterke virkningen av skiktet mellom byggedel og harpiks, for å oppta krympe-spenninger i harpiksen,- for å motvirke på grunn av utvidelse forår-sakede sprekker som kan oppstå på grunn av forskjell i varmeutvidelse for metalliske ledere og harpiks, for å gi en tilleggsbeskyttelse mot plutselig mekanisk belastning og for å beskytte omfintlige deler mot det trykk som anvendes ved omhyllingen med harpiksene ved sprbytepresstbping eller sprbytestbping.

De til fleksible strukturer herdnen.de masser på basis av organopolysiloxaner inneholdende alkenylgrupper og Si-bundet hydrogen kan også- foruten midler for å forsinke eller hindre herdingen ved værelsetemperatur og/eller drivmidler for slike masser inneholde tilset-ningsmidler, som fyllstoffer.

Efter at de elektriske hhv. elektroniske byggedeler er blitt på-fbrt det fleksible overtrekk ved sproytepresstbping eller sprbytestbping, hvorved denne sproytepresstbping eller sprbytestbping kan utfores på for plaster vanlig måte ved anvendelse av denne type bearbeidelse, kan det på det derved fremstilte overtrekk påfores et grunningsmiddel som forbedrer vedheftningen mellom det fleksible overtrekk og harpiksomhyllingen. For dette kan de samme grunningsmidler anvendes som angitt ovenfor.

Som rene organiske harpikser kan alle rene organiske harpikser av samme type anvendes som hittil er blitt anvendt hhv. har kunnet anvendes for omhylling av elektriske og elektroniske byggedeler.

På grunn av de ovenfor angitte fordeler bearbeides ifblge oppfinnelsen også harpiksene ved sproytepresstbping eller sprbytestbping, og det foretrekkes derfor som rene organiske harpikser å anvende slike som er egnet for en slik bearbeidelse.

Eksempler på slike rene organiske harpikser er spesielt epoxy-harpikser og polystyren. Imidlertid foretrekkes det bl.a. på grunn av deres bedre varmebestandighet å anvende organopolysiloxanharpikser, og spesielt blandinger av organopolysiloxanharpikser og rene organiske harpikser fremfor de rene organiske harpikser. Som organopolysiloxanharpikser kan alle organopolysiloxanharpikser av samme type anvendes som hittil er blitt anvendt hhv. har kunnet anvendes for omhylling av elektriske og elektroniske byggedeler. De hittil for en bearbeidelse ved sproytepresstbping eller sprbytestbping mest anvendte og derfor også de for foreliggende fremgangsmåte foretrukne organopolysiloxanharpikser er organopolysiloxanpressmasser på basis av organopolysiloxaner inneholdende Si-bundne hydroxyl- og fenylgrupper, fyllstoffer og uorganiske blyforbindelser som katalysatorer. Slike pressmasser er f.eks. detaljert beskrevet i britiske patentskrifter nr. 10017^3 og nr. 105^352. Bearbeidelsen av organopolysiloxanpress-mas,ser ved sproytepresstbping er detaljert beskrevet i brosjyren "Transfer Molding Of Devices With DOW CORNING® Silicone Molding Compound", 1965. De i den angitte brosjyre beskrevne forholdsregler kan, som angitt ovenfor, også anvendes ved omhylling av elektriske og elektroniske "byggedeler med til fleksible strukturer herdnende masser ved foreliggende fremgangsmåte.

Herdetiden for organopolysiloxanharpiksene ved bearbeidelsen

ved sproytepresstbping eller sprbytestbping er som regel 30 s - 5 min-ved 200 - 160°C.

Formhulrommenes volum i sprbytepresstbpe- hhv. sprbytestbpeverk-tbyene må selvfblgelig ved omhyllingen av de elektriske hhv. elektroniske byggedeler med de til fleksible strukturer herdnende masser være mindre enn formhulrommenes volum ved omhyllingen med harpiksene. Forholdet mellom det fleksible mellomskikts volum og harpiksomhylling-ens er fortrinnsvis 1:10-5:1.

Eksempel 1

a) En blanding av 65 vektprosent av et dimethylpolysiloxan med en viskositet av 5000 cSt/25°C og inneholdende vinyldimethylsiloxygrupper

som endeenheter, og 35 vektprosent av en blandingspolymer av SiO^^"»

(CHO^SiO-jy^ og (CHO2(CH2=CH)Si0-L/,2-enheter ble pr. million deler av sin vekt tilsatt 5 vektdeler platina i form av klorplatinasyre opplost i 2-ethylhexanol. 90 vektdeler av den derved oppnådde blanding ble blandet med 10 vektdeler av en blandingspolymer av (CH^^SiO-, CH^HSiO- og (CH^)2HSiO-Ly2-enheter inneholdende 5 vektprosent Si-bundet hydrogen.

Med den derved fremstilte masse som kunne anvendes ifblge oppfinnelsen og som var herdbar til en fleksibel struktur, ble i et sproytestopeverktoy 2k elektriske motstander som hver var beregnet for anvendelse under hbye temperaturer og som besto av en motstands-tråd viklet på en keramisk del og hadde et volum av 5 cm^, samtidig omhyllet efter at motstandene på forhånd var blitt neddykket i et grunningsmiddel. (Grunningsmidlet ble fremstilt som folger: 300 cm^ methyltriklorsilan, 300 cm^ fenyltriklorsilan og 200 cm^ vinyltriklor-silan ble hydrolysert ved å helles inn i en blanding av vann, benzen og ethylacetat. Det organiske lag ble vasket med vann inntil det var nbytralt, filtrert og opplbsningsmidlet destillert av. Fra resten, dvs. en organopolysiloxanharpiks, ble det fremstilt en 10 vektprosent opplbsning i ethylacetat og bensin). Ved den-ovenfor angitte fremgangsmåte var hvert av de 2h formhulroms volum i sprbytestbpeverk-tbyet ca. 8 cm^, temperaturen 125°C og massens herdetid 2 minutter.

b) 100 vektdeler av et ved værelsetemperatur fast fenylmethylpoly-siloxan med et forhold mellom fenylgrupper og methylgrupper av 3:1

og et forhold mellom det samlede antall fenyl- og methylgrupper og Si-atomer av 1:1 og inneholdende k, 5 vektprosent Si-bundne hydroxyl-grupper ble blandet med 300 vektdeler kvartsmel, 2 vektdeler kalsium-stearat som smoremiddel, h vektdeler jernoxydsort, 1 vektdel basisk blycarbonat og h vektdeler alum.iniumacetylacetonat som middel for å forbedre flytbarheten.

Med den derved fremstilte organopolysiloxanpressmasse ble i et sproytepresstopeverktoy de 2h elektriske motstander, efter at de var blitt fjernet fra det varme sproyteverktoy som ble anvendt for det ovenfor under a) angitte arbeidstrinn, og efter at stopestrengen,

dvs. det på grunn av stopekanalen dannede, overflodige materiale,

var blitt fjernet og overflaten med sin fleksible omhylling var blitt grunnet ved neddykking i den under a) ovenfor angitte grunningsmidde1-opplosning, samtidig omhyllet. Ved det ovenfor angitte arbeidstrinn hadde hvert av de 2h formhulrom i sproytestopeverktoyet et volum av ca. 12 cm^, og temperaturen var 175° C og pressmassens herdetid 2 minutter.

Eksempel 2

Den i eksempel 1 angitte fremgangsmåte ble. gjentatt, men med de forandringer at det istedenfor de elektriske motstander ble anvendt siliciumlikerettere av den type som anvendes i motorkjoretbyer, at den til .en fleksibel struktur herdnende masse dessuten inneholdt 50 deler benzotriazol pr. million deler og at temperaturen i sproytestopeverktoyet ikke var 125°C, men 150 - 175°C. Herdetiden var igjen hver gang 2 minutter.

Eksempel

a) Den til en fleksibel struktur herdnende masse fremstilt som angitt i eksempel 1 under a), ble blandet med tre ganger sin vekt med

rtvartsmel. Moduler, dvs. plater, hvorpå flere elektroniske byggedeler var anordnet, ble omhyllet i et sproytepresstopeverktoy med den ierved oppnådde blanding. Temperaturen var 150°C og massens herdetid 1 minutt. b) De fra det varme sproytepresstopeverktoy fjernede og med et fleksibelt skikt omhyllede moduler ble, som angitt i eksempel 1 under

b), omhyllet med en organopolysiloxanpressmasse.

Eksempel k

kvartsmel og 2 vektprosent, basert på vekten av organopolysiloxanet, dinitrosopentamethylentetramin. Ved anvendelse av den derved oppnådde masse ble 12 integrerte koblinger samtidig omhyllet i et sproytepresstopeverktoy. Temperaturen i sprbytepresstbpeverktoyet var 125°C, massens herdetid 5 minutter og volumet til den fra sprbytepresstbpe-verktoyet fjernede struktur ca. 20% storre enn volumet til sproyte-verktoyets formhulrom.

b) I et sproytepresstopeverktoy hvor formhulrommenes volum var ca. 150% storre enn formhulrommenes volum under arbeidstrinnet a), ble

de med et fleksibelt skumplastskikt omhyllede, integrerte koblinger, som angitt i eksempel 1 under b), omhyllet med en organopolysiloxanpressmasse .

Claims

1. Fremgangsmåte ved omhylling av elektriske og elektroniske byggedeler med til fleksible strukturer herdnende masser på basis av organopolysiloxaner, hvorefter det omhylles med et ytre skikt av rene organiske harpikser eller organopolysiloxanharpikser, karakterisert ved at det som masser som er herdbare til fleksible strukturer, anvendes masser basert på organopolysiloxaner med en viskositet under 500 000 cSt/25°C inneholdende alkenylgrupper og Si-bundet hydrogen, og platinakatalysatorer, idet de til fleksible strukturer herdnende masser påfores på byggedelene ved sproytepresstoping eller sprbytestbping.

2. Fremgangsmåte ifblge krav 1, karakterisert ved at de til fleksible strukturer herdnende masser anvendes med et innhold av et drivmiddel.