SE517022C2 - Förseglingsanordning samt metod för hermetisk försegling - Google Patents

Description

25 30 517 022 utrustningen för värme på omkring 85 °C.

Svensk patentpublicering nr. 462 944 tillkännager en avskärmningsanordning för kretskort för avskärrnning av elektriska komponenter anordnade på ett kretskort mot yttre störningar och tillhandahåller avskärmning mot hög frekvensstrålning från kretsarna. Anordningen innefattar ett isolerande skikt, vilket täcker kortet och kretsarna.

EP 781 085 avser en metod och en anordning dels för avskärmning av ett elektroniskt medel mot extern elektromagnetisk störning, och dels förhindrande av elektroniskt medel från att störa med näraliggande elektriska anordningar. Enligt uppfinningen bildas en avskärmande film med en eller flera skikt, som innefattar en eller flera väsentligen ledande polymerfilmer och en eller flera isolerande filmer. Den på så sätt bildade avskärmande filmen fästes ytan hos det elektriska medlet genom värmebehandling eller en vakuumbehandling, eller en kombination av dessa två och om nödvändigt ett separata skikt av lim.

Förseglingen enligt detta dokument är inte hermetiskt.

UPPFINNINGENS SAMMANFATTNING Det huvudsakliga ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en förseglingsanordning, vilken överkommer problemen förknippade med teknikens ståndpunkt, och att tillhandahålla en hermetisk försegling, företrädesvis för elektriska komponenter anordnade på åtminstone en sida av bäraren.

Förseglingsanordningen enligt uppfinningen tillhandahåller elektrisk avskärmning för både interna och externa strålningar. Den mest viktiga fördelen med uppfinningen är dock att den tillhandahåller en hermetisk försegling för ett antal olika omgivningar, vilken motstår inträngande av fukt, gas, damm etc.

Av dessa skål innefattar den inledningsvis nämnda förseglingen för bäraren, företrädesvis en bärare för elektriska komponenter, åtminstone ett första metallskikt och ett andra vidhäftningsskikt, och som bildas med en anslutningszon. Vidhäfiningsskiktet anordnas att tillhandahålla en första väsentligen provisorisk vidhäftning på nämnda bärare och att nämnda metallskikt anordnas för att anslutas galvaniskt med ett metallmönster på nämnda bärare genom en öppning i nämnda vidhäfiningsskikt som exponerar näinnda metallmönster. 10 15 20 25 30 517 022 3 Öppningen är företrädesvis ett urtag i nämnda anslutningszon, och anslutningszonen är en fläns som o » n u a v e n u se omger hela förseglingsanordningen. Öppningen kan anordnas innan montering av nämnda förseglingsanordning på nämnda bärare eller under monteringen av nämnda förseglingsanordning på nämnda bärare.

Anslutningen av metallskiktet hos förseglingen till metalhnönstret hos bäraren åstadkoms företrädesvis genom plätering, tex. pulsplätering. Anslutningen kan dock åstadkommas genom lödning.

För avskärmande skäl framställs metallskiktet och/eller metallmönstret av ledande material.

Vidhäftningsskiktet tillhandahåller en väsentligen provisoriskt vidhäftning, och den kan vara framställd a polymeriskt material, företrädesvis plast- eller terrnoplastmaterial.

Om bäraren inte är av ett herrnetiskt material kan förseglingsanordningen tillhandahållas på en första och en andra sida av närrmda bärare.

Förseglingsanordningen kan innefatta en eller flera koppformade sektioner.

Förseglingsanordningen är företrädesvis framställd av ett laminerat ark.

Uppfinningen avser också en metod fór hennetisk försegling av åtminstone en sida av en bärare med användning av en törseglingsanordning som innefattar åtminstone ett första metallskikt och ett andra vidhäftningsskikt, och tillhandahållet med en anslutningszon. Metoden innefattar stegen: att anordna nämnda bärare med ett metallmönster, att använda nämnda vidhäftningsskikt för att tillhandahålla en första väsentligen provisorisk vidhäftning av nämnda bärare, och att galvaniskt ansluta nämnda metallskikt till metallmönstren genom en öppning i nämnda vidhäfiningsskikt som exponerar nämnda metallmönster. Den galvaniska anslutningen uppnås genom plätering.

KORT BESKRIVNING AV RITNNGARNA I det följande kommer uppfinningen att beskrivas mer detaljerad på ett icke-begränsande sätt och med hänvisning till de åtföljande ritningama, i vilka; 10 15 20 25 30 517 022 F ig. 1 visar schematiskt ett tvärsnitt genom enárförseglingsanordning, enligt uppfinningen och en bärare för elektriska komponenter, Fig. 2 illustrerar en förstorad vy av den inneslutna sektionen i fig. 1, Fig. 3 visar ett tvärsnitt genom en andra utfóringsforrn av Förseglingsanordningen, enligt uppfmningen Fig. 4 visar ett tvärsnitt genom en tredje utföringsforrn av Förseglingsanordningen, enligt uppfinningen och Fig. 5 visar ett tvärsnitt genom en del av en fjärde utföringsforrn av Förseglingsanordningen, enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORMER Fig. l visar en schematisk illustration av en förseglingsanordning 10 tillhandahållen för försegling av elektriska komponenter 20 på en bärare eller ett kretskort 30.

Förseglingsanordningen 10 är utformad som en kopp som innefattar en flänsdel 11 och en koppformad sektion 12. Den koppformade sektionen 12 anordnas att tillhandahålla ett utrymme för komponenterna 20. Flänsdelen 11 anordnas som en kontaktyta mot bäraren.

Nu med hänvisning till fig. 2 visas ett förstorat tvärsnitt genom en kantdel hos törseglingsanordningen 10 och bäraren 30 i fig. 1. Förseglingsanordningen 10 monteras på bäraren genom dess flänsdel 11. De olika skikten hos Förseglingsanordningen visas. Förseglingsanordningen 10 innefattar åtminstone två skik 14 och 15. Det första skiktet 14 är ett metallskikt och det andra skiktet 15 är ett vidhäfiningsskikt, t.ex. framställd av en polymer, företrädesvis termoplastrnaterial. Förseglingsanordningen kan också innefatta tre eller fler skikt av ledande, isolerande och/eller halvledande material. Det är förstås också möjligt att använda ett vidhäfiande skikt istället för termoplast materialet, eller ett härdbart plastmaterial såsom epoxi. Vidhäftningsskiktet måste inte täcka hela metallskiktet och kan fördelaktigt anordnas i vidhättningspurkter, t.ex. innan vidhäflningen.

Flänsdelen ll tillhandahålls med ett urtag som exponerar plastskiktet 15 genom metallskiktet. Flänsen 14 indelas i två delar 14' och 14". Urtaget 13 kan anordnas vid framställning av Förseglingsanordningen, t.ex. genom stansning, eller liknande, eller under vidhäfiningsfcírfarandet. Vid förstansning hålls flänsdelama samman av plastskiktet 15 och/eller “bryggor” (inte visade). 10 15 20 25 30 517 022 av: o. 5 Bäraren eller kretskortet (PCB) 12 är av en känd sort, företrädesvis framställd av ett hermetiskt material, såsom keramiskt material, till exempel LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic), tunn, tjock film eller varje lämplig sort som tillhandahåller isolering mot fukt, damm etc., i vertikal och horisontell riktning. Vidare tillhandahålls bäraren 30 med ett metallskikt 31, t.ex. ett kopparskikt. Det är viktigt att metallskiktet kan tillhandahålla en hermetisk isolering.

Förseglingsanordningen 10 monteras på bäraren 30 efter att komponenterna 20 har monterats. Vid montering anordnas flänsen l4 på bäraren 30 med försänkningen 15 som möter metallskiktet 31 hos bäraren och plastskiktet mellan bäraren och metallskiktet. Därefter uppvärms íörseglingsanordningen, åtminstone vid flänssektionen 14 för att fästa förseglingsanordningen medelst terrnoplastskiktet på bäraren. Det är också möjligt att använda vakuurn/värme eller liknande.

Urtaget framställes medelst en skäranordning genom metall- och plastskiktet. Skärprocessen kan också användas för att framställning vidhäñningen av förseglingsanordningen på bäraren genom att smälta plastskiktet. Laserskäming anses att vara en lämplig metod för att tillhandahålla uttaget.

När förseglingsanordningen fastsåtts på bäraren genom vidhäfiningsskiktet, pläteras åtminstone flänsdelen eller företrädesvis hela förseglingsanordningen, vilket tillhandahåller ett hermetiskt skikt 16.

Under pläteringen, flyter pläteringsmaterialet, t.ex. koppar eller annan metall (och hermetiskt material) in urtaget 13 och bringas i kontakt med skiktet 31 hos bäraren 30, varvid en hennetisk försegling åstadkoms.

Företrädesvis, men inte uteslutande, kan för plätering användas så-kallad pulsplätering, vilken tillhandahåller en flerskiktad kristallin struktur, vilken ger bättre försegling än en enkel kristall struktur.

Lödning eller liknande teknik kan också användas.

Med användning av denna metod används vidhäftningsskiktet som en provisorisk försegling för en kort tidsperiod, medan den slutliga förseglingen åstadkoms efter plätering. Följaktligen åstadkoms en mycket högre arbetstemperatur för förseglingen.

Föreliggande uppfinning kan också anordnas på båda sidor av en bärare 30, såsom visat i fig. 3, företrädesvis, när ett icke-herrnetiskt bärarematerial såsom glasepoxi används. Baksídans försegling 10' 10 15 20 517 022 e nu' cc 6 fastsättes på samma sätt som nämnt ovan, och pläteringen täcker också kantema 32 hos bäraren.

Bakdelens försegling 10' erfordrar dock inte en koppfonnad sektion utan kan anordnas plan, tex. tillhandahållen med ett tjockare isolerande skikt.

Den koppforrnade sektionen kan också indelas i sektioner 12 och 12", som visat i fig. 4, t.ex. för att tillhandahålla bättre mekanisk stabilitet eller för att tillhandahålla avskärmning mellan komponenterna.

Härvidlag tillhandahålls en mellanfläns 11' i mellandelen och anordnas med ett urtag 13'. Bäraren 30 tillhandahålls likaså med ett ledande skikt för anslutning med flänsen 11'.

Såsom visat i fig. 5 är det också möjligt att tillhandahålla ändarna hos kanten 513 hos flänsen 511 hos metallskiktet 514 med en zon 529 fri från vidhäfiningsskiktet 515 och anordna metallmönstret 531 hos bäraren 513 så att den går över kanterna hos flänsen. Vid plätering av förseglingsanordningen 510 kommer det pläterade skiktet 516 att täcka kanten och ansluta det metalliska skiktet till metallmönstret.

Dessutom, enligt denna utforingsfonn täcker vidhäftningsskiktet 515 endast undersidan hos flänsen och inte hela metallskiktet 514.

Förseglingsanordningen enligt uppfinningen kan använda samma konstruktion som beskrivet i ovan nämnda patentdokument: SE 508 364 och 462 944. Andra laminerade material kan emellertid också användas.

Uppñnningen är inte begränsad till de visade utföringsfonnema utan kan varieras på ett antal sätt utan att avvika från de bifogade patentkravens räckvidd, och anordningen och metoden kan implementeras på olika sätt beroende på applikation, funktionella enheter, behov och krav etc.

Claims (16)

10 15 20 25 30 517 022 .ua av 7 PATENTKRAV

1. En herrnetisk forseglingsanordning (10, 10', 510) för en bärare (30, 530), företrädesvis en bärare av elektriska komponenter, vilken íorseglingsanordrling består av åtminstone ett forsta metallskikt (14, 514) och ett andra vidhäítningskikt (15, 515) och vilken är anordnad med en anslutningszon (11, 11', 511), kännetecknad av, att nämnda vidhäftningsskikt anordnas for att tillhandahålla ett forsta väsentligen provisorisk vidhäftning på nämnda bärare (30, 530), och att nämnda metallskikt anordnas for att anslutas galvaniskt med ett metallmönster (3 l, 531) på nämnda bärare genom en öppning (13, 513) i nämnda vidhäñningsskikt som exponerar nämnda metallmönster.

2. F örseglingsanordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av, att nämnda öppning (13) är ett urtag i nämnda anslutningszon (1 1, 11').

3. Förseglingsanordning enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad av, att nämnda anslutningszon är en fläns som omger hela forseglingsanordningen.

4. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknar! av, att nämnda öppning åstadkoms före monteringen av nämnda förseglingsanordning pånärnnda bärare.

5. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda öppning åstadkoms under monteringen av nämnda forseglingsanordning på nämnda bärare.

6. Försegling enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda anslutning av metallskikt på torseglingen på metallmönstret hos bäraren åstadkoms genom plätering. 10 15 20 25 30 517 022 8

7. F örseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda anslutning av metallskiktet på förseglingen på metallmönstret hos bäraren åstadkoms genom lödning.

8. Förseglingsanordning enligt patentkrav 6, kännetecknad av, att nämnda plätering är pulsplätering.

9. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda metallskikt och/eller metallmönster framställs av ledande material.

10. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda väsentligen provisoriska vidhäftning tillhandahålls genom uppvärmning av nämnda vidhäftningsskikt.

11. 1 1. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda vidhäfiningsskikt framställs av polymeimaterial, företrädesvis plast eller tennoplastmaterial.

12. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda förseglingsanordning tillhandahålls på en första och en andra sida hos nämnda en bärare.

13. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, att nämnda förseglingsanordning innefattar en eller flera skålforinade sektioner.

14. Förseglingsanordning enligt något av föregående patentkrav, kännetecknad av, 10 15 517 022 9 att nämnda förseglingsanordning framställs av ett laminerat ark.

15. Metod för hermetisk forsegling av åtminstone en sida hos en bärare med användning av en fórseglingsanordning (10, 10', 510) som innefattar åtminstone ett första metallskikt (14, 514) och ett andra vidhäftningsskikt (15, 515) och försedd med en anslutningszon (11, 11', 511), kännetecknad av, - att anordna nämnda bärare med ett metallmönster (31, 531), - att använda nämnda vidhäftningsskikt för att tillhandahålla en första provisorisk vidhäftning på nämnda bärare (30, 530), och - att ansluta nämnda metallskikt till metallmönstret (31, 531) galvaniskt genom en öppning (13, 513) i nämnda vidhäftningskikt som exponerar nämnda metallmönster.

16. Metod enligt patentkrav 15, kännetecknad av, att nämnda galvaniska anslutning uppnås genom plätering.