DE1205599B

DE1205599B - Mit abgedeckten Bauelementen bestueckte Schalt-platte

Info

Publication number: DE1205599B
Application number: DES69789A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Horst Reinhart
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-08-05
Filing date: 1960-08-05
Publication date: 1965-11-25

Description

Mit abgedeckten Bauelementen bestückte Schaltplatte Die Erfindung bezieht sich auf eine mit Bauelementen bestückte Schaltplatte, bei der eine Abdeckung aus Isolierstoff, die die Bauelemente überdeckt und an der Schaltplatte sowie an den Bauelementen haftet, vorgesehen ist.
Es ist bekannt, zur Abdeckung von Bauelementen EFoxydharze zu verwenden. Durch diese Harze werden die Baugruppen verhältnismäßig schwer. Außerdem übertragen sich thermische Spannungen in den Harzen auf die Bauelemente und verändern ihre elektrischen Werte.
Diese Mängel werden dann vermieden, wenn die die Bauelemente tragende Platte gemäß der Erfindung so ausgebildet wird, daß für die Abdeckung eine an sich bekannte aufgeschäumte Kunststoffmasse, insbesondere aufgeschäumtes Polystyrol verwendet ist, wobei die Kunststoffmasse mit der Schaltplatte bzw. auch mit den Bauelementen durch einen Klebstoff verbunden ist. Schaumartige Massen sind leicht; sie sind elastisch und sie sind bei geeigneter Wahl des Werkstoffs auch luftundurchlässig. Damit erfüllen sie alle Forderungen, die an eine Schutzhülle zu stellen sind.
Die Verbindung der Masse mit der Platte bzw. auch mit den Bauelementen erfolgt vorzugsweise durch einen Heißsiegelklebstoff. Wird die Aufschäumung des unter einer Form auf die Platte aufgebrachten, mit einem Treibmittel versetzten Kunststoffs unter Hitzeeinwirkung vorgenommen, so wird in Ausbildung der Erfindung zugleich der vordem aufgebrachte Klebstoff wie beim Heißsiegelverfahren erweicht.
In dem Lehrbuch »Gedruckte Schaltungen« von G. S e i d e 1, Ausgabe 1959, ist bereits auf den Schutz der Oberfläche von gedruckten Schaltungen hingewiesen. Es wird dort insbesondere vorgeschlagen, hierfür lötfähige Schutzlacke auf Kolophoniumbasis zu verwenden. Ferner wird darauf hingewiesen, daß sich nach Anwendung einer Schutzlackisolierung aus der nur schwer zu lösenden Aufgabe der Aufrechterhaltung einer geringen Oberflächenleitfähigkeit die wesentlich leichter zu lösende Aufgabe der Sicherstellung einer geringen Volumenleitfähigkeit ergibt. In der genannten Literaturstelle ist auf Seite 162 zusammengestellt, welche elektrischen und mechanischen Forderungen an die zu verwendenden Schutzschichten zu stellen sind. Dabei geht der Verfasser im wesentlichen davon aus, daß nur eine relativ dünne Schutzschicht auf der eigentlichen Schaltungsplatte anzubringen ist. Demgegenüber geht die Erfindung von dem Gedanken aus, nicht nur eine Oberflächenschutzschicht anzubringen, sondern die Platte derart mit Kunststoff abzudecken, daß zugleich auch die auf der Schaltungsplatte angebrachten Bauteile vollkommen in Kunststoff eingebettet sind. Es ist allerdings auch bereits bekannt, Schaltungseinheiten in Gießharz einzubetten.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Erkenntnis zugrupde, daß die bekannten Schutzschichten bzw. die bisher für die Einbettung von Bauteilen verwendeten Gießharze im Laufe der Zeit infolge Alterungserscheinungen bzw. infolge von Temperaturschwankungen zu Äußerungen der elektrischen Werte der zu schützenden Schaltungsplatte führen können und somit der eigentliche Zweck dieser Schutzschichten, nämlich die Schaltung vor äußeren Einwirkungen zu schützen und somit Veränderungen oder Störungen zu vermeiden, auf die Dauer gesehen, nicht in dem gewünschten Maße vollkommen erreicht wird. Es wurde erkannt, daß es häufig nicht so sehr auf die Oberflächenhärte des für die Einbettung verwendeten Kunststoffes ankommt, als vielmehr auf ein in gewisser Beziehung elastisches Verhalten der Kunststoffe, um zu vermeiden, daß sich thermische Spannungen, wie sie in den bekannten Harzen mit verhältnismäßig großer Oberflächenhärte auftreten, auch auf die Bauelemente auswirken können. Schaumstoffe zeigen hierfür das erwünschte Verhalten. Bisher hat man Transparenz des Kunststoffes angestrebt, um farbige Bauelementekennzeichnungen und Beschriftungen lesen zu können. Es wurde erkannt, daß auch diese Lehre in der modernen Massenfertigung unerheblich ist und somit verlassen werden kann, weil nämlich die Anbringung einer Schutzschicht bzw. die Einbettung der Bauteile in Kunststoff stets erst nach vollständiger Fertigung, Bestückung und Prüfung der Schaltungsplatte erfolgt. Bei rationeller Fertigung großer Stückzahlen kann man ohne weiteres dazu übergehen, im Fall einer Störung an einem fertigen Gerät die gesamte Schaltungsplatte durch eine neue zu ersetzen. In der Regel ist es dann sogar unwirtschaftlich, die defekte Schaltungsplatte zu reparieren. Es mußten somit einige wesentliche herkömmliche Gesichtspunkte verlassen werden, um zu der Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung zu gelangen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, bei dem als Schaumstoff ein handelsüblicher Polystyrolkunststoff mit einem Blähmittel verwendet worden ist, das bei erhöhter Temperatur ein Aufschäumen des Polystyrolmaterials bewirkt. Als Klebstoff wurde ein Heißsiegelkleber verwendet.
Der Kleber wurde auf die fertige Bauelementenseite der Schaltungsplatte aufgetragen und ähnlich einem Lacküberzug angetrocknet. Dann wurde die in Heißwasser vorgeschäumte, mit einem Blähmittel versetzte Polystyrohnasse in einer Form auf die Schaltplatte gebracht. Nach Schließen der Form wurde Wasserdampf mit einer Temperatur von 110 bis 120° C eingeleitet. Der Dampf bewirkte das Aufschäumen des Polystyrols und ein Erweichen des Klebstoffs. Dann wurde der Dampf abgestellt und die Schaltplatte mit der gefüllten Form gekühlt. Durch das Abkühlen wurde die Klebverbindung zwischen der Schaummasse und der Schaltplatte hergestellt.
Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Schaltplatte 1 mit den Leiterbahnen 2 ist mit Bauelementen 3 bestückt. Auf der Oberseite der Platte befindet sich die Klebstoffschicht 4. An der Klebstoffschicht 4 haftet die Kunststoffschaummasse 5, die nach Maßgabe der verwendeten Form begrenzt ist und die Bauelemente allseitig umgibt.

Claims

Patentansprüche: 1. Mit Bauelementen bestückte Schaltplatte, bei der eine Abdeckung aus Isolierstoff, die die Bauelemente überdeckt und an der Schaltplatte sowie an den Bauelementen haftet, vorgesehen ist, d a -durch gekennzeichnet, daß für die Abdeckung eine an sich bekannte aufgeschäumte Kunststoffmasse, insbesondere aufgeschäumtes Polystyrol verwendet ist, wobei die Kunststoffmasse mit der Schaltplatte bzw. auch mit den Bauelementen durch einen Klebstoff verbunden ist.
2. Verfahren zur Herstellung einer mit abgedeckten Bauelementen bestückten Schaltplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschäumung des unter einer Form auf die Platte aufgebrachten, mit einem Treibmittel versetzten Kunststoffs unter Hitzeeinwirkung in an sich bekannter Weise erfolgt, wobei zugleich der vordem aufgebrachte Klebstoff wie beim Heißsiegelverfahren erweicht wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Seidel, »Bedruckte Schaltungen«, 1959, S. 161 bis 163; »Printed Circuits Techniques«, National Bureau of Standards, Circular No. 468 v. 15. 11. 1947, S. 39 bis 41; W a n d e b e r g, »Kunststoffe, ihre Verwendung in Industrie und Technik«, 1959,2. Aufl., S. 256 bis 263.