DE4405710A1

DE4405710A1 - Vorrichtung mit einer Trägerplatte und Verfahren zum Aufbringen eines Passivierungsgels

Info

Publication number: DE4405710A1
Application number: DE4405710A
Authority: DE
Inventors: Kurt Ing Grad Weiblen; Bertram Woessner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-02-23
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1995-08-24
Also published as: CN1113070A; KR950035543A; US5547730A; JPH07263847A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit einer Trägerplatte, auf der ein passiviertes Bauteil angeordnet ist, nach der Gattung des Anspruchs 1 und von einem Ver fahren zum Aufbringen von Passivierungsgel auf ein Bauteil nach der Gattung des Anspruchs 4.

Aus der DE-OS 22 14 163 ist eine Vorrichtung bekannt, die eine Trägerplatte auf weist, wobei auf der Trägerplatte ein elektrisches Bauteil angeordnet ist. Das elektrische Bauteil ist über Stromzuführungen mit Spannung versorgt. Die Stromzuführung und das elektrische Bauteil sind mittels eines ausgehärteten Passivierungsgels als Schutzschicht gegen externe Einflüsse und Beschädigungen geschützt. In einer ersten Ausführung umgibt die Schutzschicht das elektrische Bauteil und die Stromzuführungen. Da das Passivierungsgel in flüssigem Zustand auf das elektrische Bauteil aufgebracht wird, ist es in diesem Fall nicht möglich, exakt vorgegebene Flächen mit der Schutzschicht zu bedecken, da das Passivierungsgel vor dem Aushärten auseinanderfließt. Eine weitere Anordnung besteht darin, einen Rahmen um ein elektrisches Bauteil mit Stromzuführungen zu legen und anschließend den Rahmen mit dem Passivierungsgel, das die Schutzschicht bildet, auszugießen. Dabei kann es zu Undichtigkeiten zwischen der Trägerplatte und dem dem Rahmen kommen, so daß Passivierungsgel zwischen der Trägerplatte und dem Rahmen hindurchfließt und nicht vorgesehene Bereiche der Trägerplatte bedeckt.

Weiterhin ist es bekannt, einen Rahmen um ein elektrisches Bauteil anzuordnen und den gesamten Rahmen mit der Träger platte dicht zu verkleben. Das Verkleben des gesamten Rahmens mit der Trägerplatte erfordert eine hohe Genauigkeit bei der Justierung des Klebers bzw. des Rahmens und ist deshalb verhältnismäßig aufwendig.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß mit Hilfe des thixotropen Gels beliebige Formen von Fließsperren angeord net werden können und das Passivierungsgel sicher von dem thixotropen Gel begrenzt wird. Dies ermöglicht eine ein fache, kostengünstige und schnelle Passivierung von Bau teilen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung möglich.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, einen Rahmen um ein Bauteil zu legen und den Zwischenraum zwischen Trägerplatte und Rahmen mit einem thixotropen Gel auszugießen und abzudichten. Auf diese Weise wird das auf wendige dichte Verkleben des gesamten Rahmens mit der Trägerplatte vermieden. Zudem weisen thixotrope Gele Fließeigenschaften auf, die Zwischenräume zwischen einem Rahmen und einer Trägerplatte sicher abdichten.

Besonders vorteilhaft ist es, eine Fixierung des Rahmens auf der Trägerplatte mit Hilfe einer punktuellen Klebeschicht vorzunehmen. Auf diese Weise wird die Genauigkeit bei der Anordnung des Rahmens erhöht und ein Verrutschen des Rahmens vermieden, ohne den gesamten Rahmen mit der Trägerplatte verkleben zu müssen. Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 hat demgegenüber den Vorteil, daß keine exakte Justierung des Rahmens auf der Trägerplatte bzw. auf der Klebeschicht notwendig ist. Weiterhin ist von Vorteil, daß das Passivierungsgel und das thixotrope Gel hintereinander ohne Trocknungsvorgang aufgebracht werden kön nen. Dadurch verkürzt sich das Herstellungsverfahren, wodurch die Vorrichtung kostengünstiger ist.

Eine weitere Verbesserung des Verfahrens besteht darin, den Rahmen über einem weiteren Bauteil anzuordnen. Dadurch wird erreicht, daß nur ausgewählte Teile eines Bauteils mit Passivierungsgel geschützt werden, wodurch Passivierungsgel eingespart wird und das Verfahren zeitlich kürzer ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Fließsperre aus thixotropem Gel, Fig. 2 die Fließsperre im Querschnitt, Fig. 3 eine Fließsperre aus einem Rahmen und thixotropen Gel und Fig. 4 einen Schnitt durch die Schutzschicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Trägerplatte 1, die eine Ausnehmung 4 aufweist. In der Ausnehmung 4 ist ein weiteres Bauteil 3, das in diesem Ausführungsbeispiel als Chip mit integrierter Schaltung ausgebildet ist, eingebracht. Die Trägerplatte 1 ist aus Aluminium gebildet. Andere Materialien, aus denen die Trägerplatte gefertigt sein kann sind z. B. Kupfer und Kunststoffe. Neben der Ausnehmung 4 ist auf der Trägerplatte 1 ein Bauteil 2 angeordnet. Das Bauteil 2 wird von einer Hybridschaltung dargestellt. Das Bauteil 2 und das weitere Bauteil 3 sind über Leitungen 8 elektrisch miteinander ver bunden. Das Bauteil 2 ist von einer geschlossenen Fließsperre 5 aus thixotropen Gel umgeben. Die Fließsperre 5 ist quer über das weitere Bauteil 3 geführt, so daß ein Teil des weiteren Bauteils 3, die Leitungen 8 und das Bauteil 2 von der Fließsperre 5 umgeben sind. Innerhalb der Fließsperre 5 ist als Schutzschicht gegen Umwelteinflüsse und Beschädigung ein Passivierungsgel 6 angeordnet, wobei ein Teil des weiteren Bauteils 3, die Leitungen 8 und das Bauteil 2 von dem Passivierungsgel 6 bedeckt sind.

Fig. 2 zeigt Fig. 1 im Schnitt A-A. Dabei ist deutlich die Ausnehmung 4 in der Trägerplatte 1 zu erkennen, in der das weitere Bauteil 3 eingelegt ist. Der Querschnitt zeigt die wulstförmige Form der Fließsperre 5, die aus thixotropen Gel besteht. Die Fließsperre 5 ist auf der Trägerplatte 1 und auf dem weiteren Bauteil 3 angeordnet. Innerhalb der Fließsperre 5 befinden sich der Teil des weiteren Bauteils 3, von dem aus die Leitungen 8 zum Bauteil 2 geführt sind. Der Raum innerhalb der Fließsperre 5 ist mit Passivierungs gel 6 ausgegossen. Als Passivierungsgel wird das Standardgel Q3 6527 und als thixotropes Gel Semicosil 900 LT der Firma Wacker verwendet. Es können jedoch auch andere Passivierungsgele und andere thixotrope Gele verwendet werden.

Die Anordnung nach Fig. 1 und 2 funktioniert wie folgt: Mit Hilfe eines thixotropen Gels wird eine Fließsperre 5 um ein Bauteil 2, das als Hybridbauelement ausgebildet ist, gelegt. Das thixotrope Gel wird in Form einer Wulst um das Bauteil 2 als geschlossener Ring aufgebracht. Dabei kann das thixotrope Gel, wie in Fig. 1 dargestellt, auch über ein weiteres Bauteil 3 geführt sein. Thixotrope Gele haben die Eigenschaft, bei Schärung flüssig zu werden und ohne Schärung in einen festen Zustand überzugehen. Zudem können thixotrope Gele durch Wärmebehandlung ausgehärtet werden.

Weiterhin sind thixotrope Gele chemisch nicht aggressiv, so daß thixotrope Gele auch auf weitere Bauteile 3, die z. B. integrierte Schaltungen 3 aufweisen oder Hybridschaltungen darstellen, angeordnet werden können, ohne die integrierten Schaltungen oder die Hybridschaltungen zu beschädigen. Zudem treten keine Vergiftungserscheinungen mit Passivierungsgelen auf, d. h. es findet keine Vermischung und keine Beeinflus sung der chemischen und mechanischen Eigenschaften des Passivierungsgels und des thixotropen Gels bei Berührung statt. Deshalb ist es entsprechend der Fig. 1 möglich, ein thixotropes Gel als Fließsperre 5 anzuordnen und in der von der Fließsperre 5 umgrenzten Fläche ein Passivierungsgel 6 aufzubringen. Das Passivierungsgel 6 wird von der Fließsperre 5 beim Auseinanderfließen behindert und füllt den Innenraum innerhalb des Ringes, der von der Fließsperre 5 gebildet ist, aus. Anschließend wird das thixotrope Gel und das Passivierungsgel bei einer Temperatur von 180° und über eine Zeitdauer von 2½ Stunden ausgehärtet. Auf diese Weise wird eine Passivierung des Bauteils 2 und des weiteren Bauteils 3 erreicht, die gegen Umwelteinflüsse wie z. B. Feuchtigkeit schützt.

Fig. 3 zeigt eine Trägerplatte 1, die eine Ausnehmung 4 aufweist. In der Ausnehmung 4 ist das weitere Bauteil 3 eingelegt. Neben dem weiteren Bauteil 3 ist auf der Träger platte 1 das Bauteil 2 angeordnet. Das Bauteil 2 und das weitere Bauteil 3 sind über Leitungen 8 miteinander elek trisch verbunden. Auf der Trägerplatte 1 ist ein Rahmen 9, der aus Kunststoff besteht, so angeordnet, daß der Teil des weiteren Bauteils 3, von dem die Leitungen 8 ausgehen, und das Bauteil 2 umgrenzt sind. Der Rahmen 9 weist eine Rechteckform auf, wobei eine Querseite über das weitere Bauteil 3 gelegt ist. Die andere Querseite ist mit einer punktuellen Klebeschicht 7 mit der Trägerplatte 1 verklebt. Die Innenkanten des Rahmens 9, die auf der Trägerplatte 1 oder dem weiteren Bauteil 3 aufliegen, sind rundum mit thixotropem Gel 5 ausgegossen. Auf diese Weise wird erreicht, daß Abstände zwischen dem Rahmen 9 und der Trägerplatte 1 bzw. zwischen dem Rahmen 9 und dem weiteren Bauteil 3 mit thixotropen Gel 5 ausgefüllt und abgedichtet sind. Wird nun in den Rahmen 9 ein Passivierungsgel 6 eingegossen, so kann dieses nicht zwischen dem Rahmen 9 und der Trägerplatte 1 bzw. dem weiteren Bauteil 3 hindurchfließen.

Fig. 4 zeigt die Fig. 3 im Schnitt B-B. In der Träger platte 1 ist deutlich die Ausnehmung 4 zu sehen, in der das weitere Bauteil 3 eingelegt ist. Neben dem weiteren Bauteil 3 ist auf der Trägerplatte 1 das Bauteil 2 angeordnet. Das Bauteil 2 ist über Leitungen 8 mit dem weiteren Bauteil 3 verbunden. Auf der Trägerplatte 1 ist der Rahmen 9 aufge legt, wobei der Rahmen 9 über eine punktuelle Klebung 7 mit der Trägerplatte 1 mit einer Querseite verklebt ist. Die Ecken, die von der Trägerplatte 1 bzw. dem weiteren Bauteil 3 und dem Rahmen 9 gebildet werden, sind mit thixotropen Gel 5 ausgegossen. Auf diese Weise wird eine Abdichtung des Rah mens 9 gegen die Trägerplatte 1 bzw. gegen das weitere Bau teil 3 erreicht. Das thixotrope Gel 5 fließt unter den Rah men 9. Anschließend wird in dem Raum, der vom Rahmen 9 be grenzt ist, ein Passivierungsgel 6 eingegossen, bis die Lei tungen 8 und das Bauteil 2 vollständig bedeckt sind.

Die Anordnung nach Fig. 3 und Fig. 4 wird mit folgendem Verfahren hergestellt. Auf die Trägerplatte 1, auf der das weitere Bauteil 3 und das Bauteil 2 angeordnet sind, wird der Rahmen 9 aufgelegt, wobei der Rahmen 9 gleichzeitig über eine punktuelle Klebeschicht 7 mit der Trägerplatte 1 fest verbunden wird. Auf diese Weise ist die Lage des Rahmens 9 auf der Trägerplatte 1 festgelegt. Anschließend wird in die Ecken, die zwischen dem Rahmen 9 und der Trägerplatte 1 bzw. zwischen dem Rahmen 9 und dem weiteren Bauteil 3 ausgebildet sind, thixotropes Gel 5 eingegossen. Als thixotropes Gel 5 wird das Gel Simicosil 900 LT von der Firma Wacker verwendet. Das thixotrope Gel 5 fließt in die Zwischenräume zwischen der Trägerplatte 1 und dem Rahmen 9 bzw. zwischen dem weiteren Bauteil 3 und dem Rahmen 9 und dichtet so die Zwischenräume ab. Anschließend wird ohne Aushärtung das Passivierungsgel 6 (Q3 6527) in den Rahmen 9 eingegossen. Daraufhin wird bei einer Temperatur von 180° über eine Zeitdauer von 2½ Stunden das thixotrope Gel 5 und das Passivierungsgel 6 ausgehärtet.

Mit Hilfe dieses einfachen Verfahrens wird eine kostengünstige Passivierung von Bauteilen erreicht. Da keine Aushärtung des thixotropen Gels vor dem Einfüllen des Passivierungsgels notwendig ist, wird die Herstellungszeit verkürzt. Mit Hilfe des thixotropen Gels werden vorzugsweise Spaltbreiten von ca. 10 bis 300 × 10^-6 m sicher abgedichtet. Das thixotrope Gel wurde mit einer Kanüle mit einem Durch messer von 0,65 mm in die Eckbereiche eingegossen. Das thixotrope Gel und das Passivierungsgel verhalten sich gegeneinander chemisch stabil. Es treten keine Veränderungen der chemischen bzw. mechanischen Eigenschaften der Gele ein.

Claims

1. Vorrichtung mit einer Trägerplatte (1), auf der ein Bau teil (2) angeordnet ist, wobei das Bauteil (2) mit einem Passivierungsgel (6) als Schutzschicht abgedeckt ist, und das Passivierungsgel (6) seitlich von einer Fließsperre begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließsperre thixotropes Gel (5) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließsperre einen Rahmen (9) aufweist, und daß zwischen dem Rahmen (9) und der Trägerplatte (1) und/oder zwischen dem Rahmen und einem Bauteil (2) als Abdichtung thixotropes Gel (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (9) mit einer punktuellen Klebeschicht (7) auf der Trägerplatte (1) fixiert ist.

4. Verfahren zum Aufbringen eines Passivierungsgels (6) auf ein Bauteil (2), das auf einer Trägerplatte (1) angeordnet ist und von einem Rahmen (9) umgeben ist, wobei der Rahmen (9) auf der Trägerplatte (1) mit einer Klebeschicht (7) fixiert ist und das Passivierungsgel (6) auf das Bauteil (2) innerhalb des Rahmens (9) gegossen wird und anschließend das Passivierungsgel (6) ausgehärtet wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der Rahmen (9) nur in einem kleinen Bereich mit der Trägerplatte über einer Klebeschicht (7) befestigt wird, daß die Eckbereiche, die von dem Rahmen (9) und der Trägerplatte (1) gebildet werden, mit einem thixotropen Gel (5) ausgegossen werden, daß daraufhin das Passivierungsgel (6) auf das Bauteil (2) innerhalb des Rahmens (9) gegossen wird und anschließend das Passivierungsgel (6) und das thixotrope Gel (5) ausgehärtet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (9) teilweise auf einem weiteren Bauteil (3) angeordnet wird, daß die Eckbereiche zwischen dem Rahmen (9) und dem weiteren Bauteil (3) mit thixotropen Gel (5) ausgegossen werden.