TW201916187A - 用於製造利用澆鑄複合物而覆蓋於某些區域的組件之裝置與方法 - Google Patents

用於製造利用澆鑄複合物而覆蓋於某些區域的組件之裝置與方法 Download PDF

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Abstract

本發明係關於一種用於製造配置於一載體元件(2)上且至少在某些區域中由一澆鑄複合物(1)覆蓋之組件(3、4)的裝置(10；10a)，其具有至少兩個模具部件(11；11a、12)，該等模具部件以可相對於彼此移動之方式配置且在一封閉位置中形成用於接收該載體元件(2)與該等組件(3、4)及該澆鑄複合物(1)之一接收空間(55)，其中至少一個模具部件(11；11a)配置為在面對該模具部件(11；11a)之該側上與具有可撓性設計之一元件(30)於操作上連接。

Description

用於製造利用澆鑄複合物而覆蓋於某些區域的組件之裝置與方法
本發明係關於一種根據請求項1之預特徵化條款，用於製造配置於載體元件上、且至少在某些區域中由澆鑄複合物覆蓋之組件的裝置。本發明此外係關於一種使用根據本發明之裝置的方法。
所討論之裝置類型由本申請人自DE 10 2014 204 722 A1已知。該已知裝置用於在至少在具有被稱作「模鑄複合物」之塑膠複合物的某些區域中包圍配置於載體元件上之組件，例如電路載體。出於此目的，該已知裝置具有兩個模具部件，該等部件以可相對於彼此移動之方式配置且在封閉位置中形成接收空間來接收配置於該接收空間中之載體元件與組件(圖14)。為了補償組件公差，在所引用之文件中額外提及模具表面可由PTFE膜覆蓋。此膜係高度可變形的，且緊抱模具表面之形狀。最後，在接收空間內，已知裝置亦具有經設計以在模具部件關閉時，抵靠著不由模鑄複合物覆蓋之組件區域的凸起部分。舉例而言，此可係壓力感測器之隔膜表面。自所引用文件已知之用於公差補償的可變形膜在製造子組件之操作期間經受一特定磨損，尤其係因為其經受模鑄 複合物及可加熱模具的熱應力，該模鑄複合物在高壓及高溫下注入。此外，必須被視為不利的係，取決於用於模鑄複合物之材料或其收縮特性，在冷卻期間在模鑄複合物中會形成的間隔或自由空間，且此等間隔或自由空間會負面地影響由模鑄複合物覆蓋之結構的品質。
具有如請求項1之特徵，且根據本發明之用於製造配置於載體元件上(至少在某些區域中)、由澆鑄複合物覆蓋之組件的裝置具有以下優點：可以在澆鑄複合物(模鑄複合物)之凝固期間可靠地避免空腔及空氣夾雜物以及間隔之形成。此造成了藉由該裝置形成之子組件之特別高之品質，及特別高之可靠性，即使在此子組件已在操作中一段長時間之後。根據本發明，此藉由以下實情得以達成：提供經設計以在該至少兩個模具部件之該封閉位置中減少該接收空間之體積的構件。換言之，此意謂該接收空間體積的減小使該固化澆鑄複合物經受可靠地防止該前述空腔之形成的壓力。特定言之，從而可能可靠地防止緊鄰於該等組件形成的平坦空腔，且該平坦空腔會由於流體進入而引起該等組件之早期損壞或故障。須被視為另一優點的係，在該澆鑄複合物之固化或凝固期間，該接收空間之體積的減小確保澆鑄複合物經遞送至底切區域、或例如難以由該澆鑄複合物進入之其他區域中。從而確保該澆鑄複合物之材料對該等組件之可靠、無間隙封閉，即使係複雜形狀之狀況下。
根據本發明之裝置的有利發展呈現於所附申請專利範圍中。
如在開始時已提及，一模具表面上之由一可撓性材料組成的一塗層會隨時間而展現磨損，此對該塗層之功能性具有一負面影響。更重要者為，該裝置或該模具及該澆鑄複合物之溫度越高，藉由該裝置製造之子組件的數目就更多。
本發明之避免來自先前技術之潛在缺點的另一態樣因此設想：具有可撓性設計之該元件包含不黏附至該澆鑄複合物之一可撓性網，以由塑膠成且可抵靠著一模具部件表面置放為較佳。藉由將該可撓性元件設計為一網，該網儘管可抵靠著該模具部件表面置放，但(例如在材料上)不接合到該模具部件表面，將獲得優點：在發現某一磨損之情況下，可極易於由一新網替換一對應網片段。因此，為了最佳化品質，相當可能在製造各子組件之後替換或更換該對應網片段。
對於此狀況，有一在提案的特別較佳之實施方式中的提議，該提議令網經設計為一環形網，尤其以一捲筒之形式儲存，且提供輸送裝置，其經設計以在該至少兩個模具部件之一打開位置中，在該至少兩個模具部件之間輸送該環形網之一各別新網片段。
該網以-緊貼裝配方式抵靠在該對應模具部件表面上對於該網正確地起作用係重要的，此係因為該澆鑄複合物之在該載體元件上之該等組件之區域中的幾何佈置及/或排列亦由該模具部件表面之幾何形狀界定。出於此目的，本發明之另一態樣提議配置一用於將該網施加至該模具部件表面之第一真空裝置。特定言之，此第一真空裝置包含連接至一模具部件中之對應抽吸孔的一真空來源，其中該等抽吸孔在面向該網之側上朝該模具部件表面打開，結果經由該抽吸孔，該網抽吸至該模具部件表面。
該裝置之另一較佳設計實施方式設想該網分派給經設計為一底部部件之模具部件，且該底部部件具有用於界定該接收空間且用於接收該澆鑄複合物之一凹槽形容器。一此設計之實施方式具有以下效果：該澆鑄複合物可僅藉由重力或藉由適當計量裝置引入至該底部部件或該底部部件之該接收空間中。舉例而言，因此不需要在壓力下將該澆鑄複合物注入至該對應收納空間中。
作為上一所提出提議之發展，設想提供經設計為一頂部部件之一 模具部件，且提供第二真空裝置，其經設計以靠著該頂部部件之固持表面來固持該載體元件。換言之，此意謂該裝置使得該載體元件連同緊固或配置於其一表面上之該等組件「倒置」浸入該澆鑄複合物中為可能，同時藉由該第二真空構件靠著該裝置之該頂部部件固持該載體元件，該第二真空構件可以類似於該第一真空構件之方式設計。特定言之，該第二真空構件具有以下優點：使在該裝置之該區域中特別簡單地處置或特別簡單地定位該載體元件成為可能，且此不需要可能作用於該載體元件之額外機械元件。
如上文所解釋，本發明之核心概念係堅持提供經設計以在該至少兩個模具部件之該封閉位置中減小該接收空間之體積的裝置，詳言之，以便能補償該澆鑄複合物之收縮。在此等構件之一較佳設計實施方式中，此等構件包含至少一個經設計以可在該接收空間之方向上移動的元件。此元件可為一活塞、氣缸或相似形式，該活塞、氣缸例如經引導或配置於一模具部件中之一對應開口中，且其面向該接收空間之端面與界定該接收空間之該模具部件表面一樣遠。可以機械方式，例如藉助於一伺服馬達、以氣動方式或以液壓方式實現移動或施加力於一此類元件。
在該至少一個元件之一極特別較佳配置中，該元件配置於背對該接收空間、具有可撓性設計之該元件的側上。此具有以下效果：當該元件進入該接收空間時，具有可撓性設計之該元件以一對應方式變形，其中特定言之，確保該可移動元件無法與該澆鑄複合物接觸。此更簡化對該模具部件中之該元件之引導的密封。
此外較佳地提供用於抽空該接收空間之第三真空裝置。尤其在封閉該兩個模具部件以形成該(關閉)接收空間之過程中或在此期間，此等第三真空裝置具有以下效果：抽空該接收空間之區域中的空氣，結果在該收納空間之體積的減小期間，在該收納空間中不再存在必須移除或會在該澆鑄複合物中 製造空氣夾雜物的任何空氣。
本發明之另一態樣係關於不得由該澆鑄複合物覆蓋或罩住以便確保其功能性之組件或組件區域。在此處尤其考慮壓力感測器之隔膜或類似表面。出於此目的，本發明之另一態樣提出至少一個模具部件具有一凸起部分，該凸起部分突出至該接收空間中，且在該至少兩個模具部件之該關閉位置中，可定位成與該載體元件上之不被澆鑄複合物覆蓋之一組件的一表面在操作上連接。換言之，此意謂該凸起部分之面向該對應組件的末端或端面，特定言之，可配置成與該組件接觸，以便避免澆鑄複合物進入該組件之應受保護之區域中。
為了根據製程工程而最佳化該澆鑄複合物之鑄造或固化製程，此外再設想在該裝置之一有利實施方式中，至少接收該澆鑄複合物之該模具部件具有可加熱設計。特定言之，也因此避免該澆鑄複合物上之熱應力或使其均勻。
本發明亦係關於一種用於藉由目前為止根據本發明所描述之一裝置製造配置於載體元件上且至少在某些區域中由澆鑄複合物覆蓋之組件的方法。根據本發明之方法至少包含以下步驟：在第一步驟中，將該澆鑄複合物引入至一個模具部件中。另外，在另一模具部件之面向該接收空間的側上，該載體元件緊固於另一模具部件上。接著該等模具部件朝向彼此移動至一封閉位置中，其中該載體元件上之組件浸入該澆鑄複合物中，且在過程中至少在某些區域中由該澆鑄複合物封閉。接著減小該接收空間之體積。
以使用顆粒、以用於該澆鑄複合物之一「薄片」或一膏狀物形式的(可熔)實心體為較佳，其中對材料之特定選擇取決於各別要求。
本發明之其他優點、特徵及細節將自以下之較佳說明性實施方式描述及自圖式變得顯而易見，其中： 圖1至圖3以簡化縱向截面展示第一裝置，其用於在裝置之兩個模具部件的各位置期間，以澆鑄複合物覆蓋配置於載體元件上之組件，且圖4同樣地以簡化縱向截面展示已相較於圖1至圖3修改之裝置。
相同元件或具有相同功能之元件在圖式中提供相同附圖標記。
在圖1至圖3中，以極度簡化的形式說明用於製造配置於載體元件2上且至少在某些區域中由澆鑄複合物1覆蓋之組件3、4的第一裝置10。特定言之，包含載體元件2及組件3、4之配置攜載電子電路或係控制單元中之電子電路的部分。首先以呈顆粒或膏狀物形式為較佳、且亦被稱作模製複合物的澆鑄複合物1用以保護配置於載體元件2之一側上的組件3、4，免受損害功能之流體或濕氣的進入。儘管組件3應完全由載體元件2上之澆鑄複合物1覆蓋，但組件4係具有不應由澆鑄複合物1之組件表面6覆蓋的組件4。作為實施例，組件4係一壓力感測器，且組件表面6係此壓力感測器之隔膜。舉例而言，澆鑄複合物1以顆粒或膏狀物之形式提供，膏狀物可藉由加熱液化且隨其冷卻而固化或硬化。
在所展示說明性實施方式中，裝置10具有模具部件11、12，其中模具部件11經設計為底部部件13，且模具部件12經設計為頂部部件14。模具部件11、12以以下方式配置：其可在箭頭15之方向上相對於彼此移動，離開圖1中所說明之相互間隔開的位置至圖3中可見的位置中。模具部件11、12朝向彼此之移動，其可出於此目的而在對應導引件中導引該等模具部件，舉例而言，藉由本身已知之裝置來達成，例如藉由馬達致動器或液壓構件，例如在底部部件13以固定方式配置時、藉由頂部部件14向下移動。
底部部件13(舉例而言，具有矩形底表面)具有經設計以收納澆鑄複合物1之凹槽形容器18。在一個組件4之方向上自容器18之底部升高後，此外存在凸起部分19，該凸起部分配置為與組件表面6對齊，且在相對於彼此定位之模具部件11、12的封閉位置中，經設計以至少間接地封蓋或覆蓋組件表面6，以便防止澆鑄複合物1近接組件表面6。
在說明性實施方式中，底部部件13另外具有圓柱形設計之複數個通孔21、22以接收提昇氣缸24。由於圖1至圖3中之圖示，僅兩個提昇氣缸24可見。當然，可採取措施以提供對應通孔21、22之多於或少於兩個提昇氣缸24，此取決於模具部件11及/或容器18之大小。此外，可提供提昇氣缸24之不同直徑。通孔開口21、22及朝向容器18之底部25的開口使得配置於通孔21、22中之提昇氣缸24延伸至底部25上方的容器18中成為可能，致使提昇氣缸24之末端26可突出至容器18中(圖3)。提昇氣缸24耦接至控制提昇氣缸24移動的驅動器28。驅動器28可具有以機械方式、以液壓方式或以氣動方式之作動裝置。
至少在容器18之區域中，底部部件13由環形網30之形式的可彈性變形元件橫跨，以由塑膠構成為佳。選擇網30之材料以使得其不黏附至澆鑄複合物1之材料。此外，(環形)網30之材料捲繞至定位於底部部件13之各側上的兩個滾輪31、32上。一個滾輪31連接至另一驅動器34，該驅動器允許定位於容器18內之網區段36捲起，而對應新網區段36同時在箭頭37之方向上自另一滾輪32展開(圖1)。
朝容器18之區域內的開口係大量抽吸孔38，作為實施例，該等抽吸孔連接至第一真空來源40，其方式為使得當在抽吸孔38中存在真空時，位於容器18之區域中的網區段36抽吸至形成容器18之模具部件表面41，其中網區段36以緊貼裝配方式靠在容器18之輪廓上且亦靠在凸起部分19上，如圖1中所示。
其他抽吸孔44形成於模具部件12或頂部部件14中，且作為實施 例，此等抽吸孔連接至第二共同真空來源46。通向頂部部件14之平坦固持表面48之區域的抽吸孔44用以在背對組件3、4之側上對載體元件2施加吸力，且靠著固持表面48固持該載體元件。
至少一個完全包圍容器18之區域的真空密封件50另外配置於頂部部件14之面朝底部部件13的側上。此真空密封件50與第三真空來源52相互作用，當致動時，該第三真空來源經設計以在模具部件11、12朝向彼此移動時抽空容器18之區域。
參考圖1至圖3之序列如下解釋目前為止描述之裝置10的操作模式：在圖1中，網區段38配置於容器18之區域中且靠在模具部件表面41上，此已藉由對應地致動第一真空來源40來達成。此外，所提供以覆蓋組件3、4之大量澆鑄複合物1位於容器18之區域中。該澆鑄複合物1已先藉由計量裝置(圖中未示)引入至容器18中，模具部件11、12間隔開。自圖1亦顯而易見者為，在模具部件11、12仍在間隔開之位置中時，具有組件3、4之載體元件2藉由第二真空來源46以位於頂部部件14之固持表面48上。
根據圖2，裝置10之底部部件13及頂部部件14接著朝向彼此移動，致使真空密封件50靠在網30及底部部件13上。同時，底部部件13與頂部部件14之間形成的接收空間55藉由第三真空來源52、經由真空密封件50而抽空。
圖3展示兩個模具部件11、12已呈相對於彼此之封閉末端位置的狀態。在此位置中，凸起部分19經由網區段38靠在組件4之組件表面6上。此外可見，在抽空接收空間55之後，兩個提昇氣缸24已略延伸至接收空間55中。結果，接收空間55之原始體積已減小，以便在其固化期間補償澆鑄複合物1之收縮，且確保澆鑄複合物1進入針對其設想之所有區域中，亦即，進入組件3、4及載體元件2之區域中之任何現有底切或相似的區域中。維持圖3中所示之模具部件11、12的位置，直至澆鑄複合物1已固化至充足程度為止，從而允許在裝置10 隨後再打開時自頂部部件14移除組件連同澆鑄複合物1。
在圖4中展示根據圖1至圖3之裝置修改的裝置10a。裝置10a不同於裝置10，一方面為，在底部部件13a之區域中未提供凸起部分19。此外，模具部件11a或底部部件13a為具有(剛性)框架57之多部件設計，該框架具有凹槽58，在其中基底60經配置為沿雙箭頭59之方向上為可移動。作為實施例，基底60受彈簧元件62之力，從而在裝置10a關閉時以相似於裝置10中之提昇氣缸24的方式，藉由基底60使得降低接收空間55之壓力施加於澆鑄複合物1。
在不背離本發明之概念的情況下，目前為止描述之裝置10、10a可以許多不同方式變更或經修改。因此，裝置10、10a亦尤其適用於以澆鑄複合物1覆蓋具有大量對應組件3、4之大面積設計的載體元件2，其後載體元件2接著可劃分成大量子組件，該等子組件各自較佳地形成用於控制單元或其相似物之相同電路。可進一步採取措施以省掉提昇氣缸24，且特別是藉由通孔21、22之氣動加壓達成收納空間55之體積的減縮。最後，特定言之，亦有可能至少在底部部件13、13a之區域中安排裝置10、10a具有加熱裝置64。

Claims (15)

  1. 一種用於製造配置於一載體元件(2)上且至少在某些區域中由一澆鑄複合物(1)覆蓋之組件(3、4)的裝置(10；10a)，其具有至少兩個模具部件(11；11a、12)，該等模具部件以能夠相對於彼此移動之方式配置且在一封閉位置中形成用於收納該載體元件(2)與該等組件(3、4)及該澆鑄複合物(1)之一接收空間(55)，其中在面朝至少一個模具部件(11；11a)之側上，該模具部件(11；11a)配置為與具有可撓性設計之一元件(30)可操作地連接，其界定以下特徵：提供經設計以在該至少兩個模具部件(11；11a、12)之該封閉位置中減小該收納空間(55)之體積的裝置(24、28；60、62)。
  2. 如請求項1所述之裝置，其界定以下特徵：具有可撓性設計之該元件(30)包含不黏附至該澆鑄複合物(1)之一可撓性網，由塑膠構成為較佳，且能夠置放成與一模具部件(11；11a)之一模具部件表面(41)緊貼裝配地接合。
  3. 如請求項2所述之裝置，其界定以下特徵：該網經設計為一環形網，特別是以一捲筒之形式儲存，且提供輸送裝置(34)，其經設計以在該至少兩個模具部件(11；11a、12)之一打開位置中在該至少兩個模具部件(11；11a、12)之間輸送該環形網之一網片段(36)。
  4. 如請求項2或3所述之裝置，其界定以下特徵：提供用於將該網施加至該模具部件表面(41)之第一真空裝置(38、40)。
  5. 如請求項2至4中任一項所述之裝置，其界定以下特徵：該網指定給一設計為底部部件(13；13a)之模具部件(11；11a)，且該底部部件(13；13a)具有用於界定該接收空間(55)且用於收納該澆鑄複合物(1)之一凹槽形容器(18)。
  6. 如請求項5所述之裝置，其界定以下特徵：提供設計為一頂部部件(14)之一模具部件(12)，且提供第二真空裝置(44、46)，其設計以藉由該載體元件(2)之背對該等組件(3、4)的側，在面朝該模具部件(12)之側上靠著該頂部部件(14)之一固持表面(48)固持該載體元件(2)。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其界定以下特徵：該等裝置(24；60)具有至少一個經設計以能夠在該接收空間(55)之方向上移動之一模具部件(11；11a)的元件。
  8. 如請求項7所述之裝置，其界定以下特徵：至少一個具有可移動設計之該元件能夠藉由以機械方式、以氣動方式或以液壓方式作動之構件(28；62)在該接收空間(55)之方向上受一力。
  9. 如請求項7或8所述之裝置，其界定以下特徵：該至少一個元件配置於具有可撓性設計之該元件(30)之背對該接收空間(55)的側上。
  10. 如請求項1至9中任一項所述之裝置， 其界定以下特徵：提供用於抽空該接收空間(55)之第三真空裝置(50、52)。
  11. 如請求項1至10中任一項所述之裝置，其界定以下特徵：至少一個模具部件(11)具有一凸起部分(19)，該凸起部分突出至該收納空間(55)中，且在該至少兩個模具部件(11、12)之該封閉位置中，能夠定位成與該載體元件(2)上之不被澆鑄複合物(1)覆蓋之一組件(4)的一表面(6)於操作上連接。
  12. 如請求項1至11中任一項所述之裝置，其界定以下特徵：至少收納該澆鑄複合物(1)之該模具部件(11；11a)具有可加熱設計。
  13. 一種用於藉由根據如請求項1至12中任一項設計之一裝置(10；10a)製造配置於一載體元件(2)上且至少在某些區域中由一澆鑄複合物(1)覆蓋之組件(3、4)的方法，其至少包含以下步驟：-將澆鑄複合物(1)引入至一個模具部件(11；11a)中-將該載體元件(2)緊固於另一模具部件(12)上，其方式為使得該等組件(3、4)在該模具部件(11；11a)之方向上突出-使該等模具部件(11；11a、12)朝向彼此移動至一封閉位置中，其中該載體元件(2)上之組件(3、4)浸入該澆鑄複合物(1)中，且在過程中至少在某些區域中由該澆鑄複合物(1)封閉-減小包圍該載體元件(2)、該等組件(3、4)及該澆鑄複合物(1)之該接收空間(55)的該體積。
  14. 如請求項13所述之方法，其界定以下特徵： 在該體積減小之前抽空該收空間(55)。
  15. 如請求項13或14所述之方法，其界定以下特徵：將顆粒、一實心體或一膏狀物用作該澆鑄複合物(1)。
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