DE2919058A1 - Electronic appliance with printed circuit module - encapsulated with modules in recesses of precast plastic block - Google Patents
Electronic appliance with printed circuit module - encapsulated with modules in recesses of precast plastic blockInfo
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Abstract
Description
Elektronisches Gerät mit mindestens einer LeiterplatteElectronic device with at least one printed circuit board
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Gerät mit a) mindestens einer Leiterplatte, b) auf der Leiterplatte angeordneten Bauelementen und c)-einem Kunststoff-Gußkörper, der c 1) vorgegossen ist, c 2) Aussparungen entsprechend der Kontur der Bauelemente aufweist und c 3) in den Aussparungen die Bauelemente aufnimmt.The invention relates to an electronic device with a) at least a circuit board, b) components arranged on the circuit board and c) -einem Plastic cast body, which c 1) is precast, c 2) recesses corresponding to the Has the contour of the components and c 3) receives the components in the recesses.
Bei einem bekannten elektronischen Gerät dieser Art (DE-OS 20 22 299) dient der Kunststoff-Gußkörper lediglich zur Abdeckung der Leiterplatte und somit auch des elektronischen Gerätes bzw. zu dessen Befestigung. Hinsichtlich des Schutzes der Leiterplatte und der auf ihr angeordneten Bauelemente vor schädlichen äußeren Einflüssen, wie Feuchtigkeit, Gas oder mechanischer Beanspruchung, ist das bekannte Gerät nicht oder nur unzureichend ausgelegt.In a known electronic device of this type (DE-OS 20 22 299) the plastic cast body serves only to cover the circuit board and thus also of the electronic device or its attachment. Regarding protection the circuit board and the components arranged on it from harmful external Influences such as moisture, gas or mechanical stress are well known Device not or only inadequately designed.
Diesbezüglich ist es vorteilhaft, die Leiterplatte mit den auf ihr angeordneten Bauelementen mit härtbaren Kunststoffschichten zu umhüllen und dadurch vollständig einzukapseln. Bekannt ist ein Verfahren (DE-OS 23 47 049), bei dem eine Hybrid-Schaltung mit Kunststoffschichten versehen ist. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß eine mechanische Beanspruchung der Bauelemente und der sie umgebenden Kunststoffschichten durch Volumenschrumpfung der aushärtenden Kunststoffschichten nur in aufwendiger Weise verhindert werden kann, nämlich indem Kunststoffschichten aus unterschiedlichen Materialien verwendet werden. Diese Materialien müssen jeweils verschiedenen Erfordernissen hinsichtlich Wärmeleitfähigkeit und mechanischer Elastizität Rechnung tragen und bedingen daher komplizierte Gieß- und Aushärteverfahren.In this regard, it is advantageous to use the circuit board with the on it to encase arranged components with curable plastic layers and thereby encapsulate completely. A method is known (DE-OS 23 47 049) in which a Hybrid circuit is provided with plastic layers. Disadvantage of this process is that a mechanical stress on the components and the plastic layers surrounding them due to the volume shrinkage of the hardening plastic layers only in a more complex process Ways can be prevented, namely by making plastic layers of different Materials are used. These materials each have different requirements take into account thermal conductivity and mechanical elasticity and therefore require complicated casting and curing processes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Gerät mit mindestens einer Leiterplatte vorzuschlagen, bei dem die auf der Leiterplatte angeordneten Bauelemente in einem vorbegossenen Kunststoff-Gußkörper derart untergebracht sind, daß ein größtmöglicher Schutz der Bauelemente vor schädlichen äußeren Einflüssen gewährleistet ist.The invention is based on the object of an electronic device with at least one circuit board to propose where the one on the circuit board arranged components housed in a pre-cast plastic cast body in such a way are that the greatest possible protection of the components from harmful external influences is guaranteed.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem elektronischen Gerät der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß d) ein Kunststoffüberzug vorhanden, der d 1) die Leiterplatte auf ihrer von den Bauelementen abgewandten Seite bedeckt und d 2) im Bereich der Ränder der Leiterplatte innig mit dem Kunststoff-Gußkörper verbunden ist.To solve this problem, the electronic device is initially specified type according to the invention d) a plastic coating present, the d 1) the Printed circuit board covered on its side facing away from the components and d 2) im Area of the edges of the circuit board intimately connected to the plastic cast body is.
Das erfindungsgemäße elektronische Gerät ist insofern vorteilhaft, als durch den Kunststoffüberzug die Bauelemente vollständig versiegelt sind, so daß ein Vordringen von schädlicher Feuchtigkeit oder Gas bis zur Leiterplatte oder bis zu den Bauelementen-verhindert ist, so daß eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften bzw. eine Zerstörung der Bauelemente nicht eintreten kann. Dabei treten schädliche Auswirkungen von mechanischen Beanspruchungen durch Volumenschrumpfung des Kunststoffes, die ebenfalls zu einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften bzw. zur Zerstörung der Bauelemente führen könnten, nicht auf, da ein volgegossener Kunststoff-Gußkörper verwendet wird und der Kunststoffüberzug, der in einfacher Weise auf die Leiterplatte zu bringen ist, nur die von den Bauelementen abgewandte Seite der Leiterplatte bedeckt.The electronic device according to the invention is advantageous in that than the components are completely sealed by the plastic coating, so that an advance from harmful moisture or gas to Circuit board or up to the components-is prevented, so that deterioration the electrical properties or destruction of the components does not occur can. In doing so, the harmful effects of mechanical stresses occur Volume shrinkage of the plastic, which also leads to a deterioration in the electrical properties or could lead to the destruction of the components, not because a fully cast plastic casting is used and the plastic coating, which can be brought onto the circuit board in a simple manner, only those of the components remote side of the printed circuit board covered.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist der Kunststoff-Gußkörper eine Ausnehmung auf, die die Leiterplatte mit Kunststoffüberzug aufnimmt. Die Ausnehmung ist hierbei bereits während der Herstellung des Kunststoff-Gußkörpers gebildet, indem eine entsprechend gestaltete Gußform verwendet ist; die Ausnehmung ermöglicht ein einfaches Anordnen der Leiterplatte in dem Kunststoff-Guß-.körper und erlaubt weiterhin ein vereinfachtes Herstellen des Kunststoffüberzuges, weil die die Ausnehmung umgebenden Teile des Kunststoff-Gußkörpers eine Gießform für den Kunststoffüberzug bilden.In an advantageous embodiment, the plastic cast body a recess that receives the plastic-coated circuit board. The recess is already formed during the production of the plastic casting, by using an appropriately designed mold; allows the recess a simple arrangement of the circuit board in the plastic casting .body and allows Furthermore, a simplified production of the plastic coating, because the recess surrounding parts of the plastic cast body a mold for the plastic coating form.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Kunststoff-Gußkörper aus Gießharz besteht und künstlich gealtert ist.It is also advantageous that the plastic cast body is made of cast resin exists and has aged artificially.
Durch die künstliche Alterung des Kunststoff-GuI3körpers vor dem Einbringen der Bauelemente ist gewährleistet, daß die beim Aushärten auftretende Volumenschrumpfung des Gießharzes die Bauelemente auf keinen Fall beeinträchtigt und so nicht zu einer Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften der elektrischen Bauelemente bzw. zu ihrer Zerstörung führt. Die künstliche Alterung kann in mehrmalig wiederholter Erwärmung und Abkühlung des Kunststoff-Gußkörpers bestehen.Due to the artificial aging of the plastic guI3 body before it is introduced of the components ensures that the volume shrinkage that occurs during curing of the cast resin does not affect the components in any way and so does not result in a Deterioration of the electrical properties of the electrical components or leads to their destruction. Artificial aging can in several times consist of repeated heating and cooling of the plastic casting.
Für den Fall, daß wärmeerzeugende Bauelemente in den Kunststoff-Gußkörper eingebracht werden, ist es vorteilhaft, daß sich in wärmeerzeugende Bauelemente aufnehmenden Aussparungen des Kunststoff-Gußkörpers eine wärmeleitende Substanz befindet. Als wärmeleitende Substanz eignet sich am besten eine spezielle Wärmeleitpaste; es kann jedoch auch bei Bauelementen, die mechanisch unempfindlich sind, ein Kunststoff in der gleichen Zusammensetzung wie der Kunststoffüberzug verwendet werden. Durch die wärmeleitende Substanz sind Lufteinschlüsse in den Aussparungen des Kunststoff-Gußkörpers vermieden, und dadurch ist eine gute Wärmeableitung gewährleistet.In the event that heat-generating components in the plastic cast body are introduced, it is advantageous that in heat-generating components receiving recesses of the plastic casting a thermally conductive substance is located. A special thermal paste is best suited as a thermally conductive substance; however, a plastic can also be used for components that are mechanically insensitive can be used in the same composition as the plastic coating. By the heat-conducting substance are air pockets in the recesses of the plastic cast body avoided, and this ensures good heat dissipation.
Das erfindungsgemäße elektronische Gerät kann in vorteil hafter Weise nach dahingehend erweitert werden, daß eine weitere Leiterplatte vorhanden ist, die zusätzliche Bauelemente trägt und der einen Leiterplatte gegenüber derart angeordnet ist, daß die den Bauelementen zugewandten Seiten der Leiterplatten einander zugekehrt sind, und daß der Kunststoff-Gußkörper in von wärmeerzeugenden Bauelementen freien Bereichen zwischen den Leiterplatten sich von Leiterplatte zu Leiterplatte erstreckende größere Aussparungen aufweist, die die Bauelemente im jeweiligen Bereich gemeinsam aufnehmen. Bei dieser Ausführungsform braucht also zur Unterbringung von zwei Leiterplatten nur ein einziger Kunststoff-Gußkörper hergestellt zu werden. In den Bereichen, in denen nur nicht wärmeerzeugende Bauelemente einander gegenüber angeordnet sind, wird auf Aussparungen entsprechend der Kontur der Bauelemente verzichtet, was zu einer wesentlich vereinfachten Gießform für den Kunststoff-Gußkörper führt, weil der gesamte Zwischenraum zwischen den von wärmeerzeugenden Bauelementen freien Bereichen der Leiterplatten von Kunststoff frei ist bzw. mit einem elastischen Kunststoff ausgefüllt ist Lediglich in den Bereichen, in denen sich wärmeerzeugende Bauelemente befinden, weist der Kunststoff-Gußkörper Aussparungen entsprechend der Kontur dieser Bauelemente auf; die verbleibenden Hohlräume können auch hier mit einer wärmeleitenden Substanz ausgefüllt werden. Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur 1 ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des elektronischen Gerätes mit einer Leiterplatte und in Figur 2 ein Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des elektronischen Gerätes mit zwei Leiterplatten dargestellt.The electronic device according to the invention can advantageously after being expanded to the effect that another printed circuit board is available, which carries additional components and the one printed circuit board is arranged opposite in this way is that the sides of the circuit boards facing the components face one another are, and that the plastic cast body in free from heat-generating components Areas between the circuit boards extending from circuit board to circuit board has larger recesses that the components share in the respective area take up. In this embodiment, therefore, needs to accommodate two circuit boards only a single plastic cast body to be produced. In the areas in which only non-heat-generating components are arranged opposite one another, there is no recesses according to the contour of the components, which is to be a much simplified mold for the plastic casting leads because the entire space between the heat-generating components free Areas of the circuit boards of plastic is free or with an elastic plastic is only filled in in the areas in which there are heat-generating components are located, the plastic cast body has recesses corresponding to the contour of this Components on; the remaining cavities can also be covered with a thermally conductive Substance to be filled. To explain the invention, FIG. 1 shows a Section through an embodiment of the electronic device with a circuit board and in Figure 2 a section through a further embodiment of the electronic Device shown with two circuit boards.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 enthält eine Leiterplatte 1, auf der Bauelemente 2 bis 6 angeordnet sind.The embodiment of Figure 1 contains a circuit board 1, on the components 2 to 6 are arranged.
Die Bauelemente 2 bis 6 befinden sich in Aussparungen 7 bis 11 eines vorgegossenen Kunststoff-Gußkörpers 12, der zur Aufnahme der Leiterplatte 1 eine Ausnehmung 13 aufweist. Die Aussparungen 7 bis 11 sind entsprechend der Kontur der Bauelemente 2 bis 6 ausgebildet, und zwar derart, daß zwischen den Bauelementen 2 bis 6 und den Aussparungen 7 bis 11 jeweils kleine Zwischenräume verbleiben.The components 2 to 6 are located in recesses 7 to 11 of one pre-cast plastic body 12, which for receiving the circuit board 1 a Has recess 13. The recesses 7 to 11 are according to the contour of the Components 2 to 6 formed, in such a way that between the components 2 to 6 and the recesses 7 to 11 each remain small spaces.
Die Ausnehmung 13 ist mit einem Kunststoff ausgefüllt, der einen Kunststoffüberzug 14 für die Leiterplatte 1 bildet; aus dem Kunststoffüberzug 14 ragen lediglich Anschlußstifte 15 und 16 heraus. An den Rändern ist der Kunststoffüberzug 14 innig mit dem Kunststoff-Gußkörper 12 verbunden. Die zwischen den Bauelementen 5 und 6 und dem Kunststoff-Gußkörper 12 verbleibenden Zwischenräume 17 und 18 in den Aussparungen 10 und 11 sind mit einer Wärmeleitpaste 19 oder einer Kunststoffschicht ausgefüllt, weil es sich bei diesen Bauelementen um wärmeerzeugende Bauelemente handelt.The recess 13 is filled with a plastic that has a plastic coating 14 forms for the circuit board 1; only connecting pins protrude from the plastic coating 14 15 and 16 out. At the edges, the plastic coating 14 is intimate with the plastic cast body 12 connected. The between the components 5 and 6 and the plastic cast body 12 remaining spaces 17 and 18 in the recesses 10 and 11 are with a thermal paste 19 or a plastic layer filled because it is with These components are heat-generating components.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen elektronischen Gerätes wird zunächst die Leiterplatte 1 derart in den Kunststoff-Gußkörper 12 eingebracht, daß die Bauelemente 2 bis 6 in die Aussparungen 7 bis 11 hineinragen, wobei in die Aussparungen 10 und 11 zuvor die Wärmeleitpaste 19 eingebracht wurde. Die Leiterplatte 1 liegt im Bereich der Ausnehmung 13 auf dem Kunststoff-Gußkörper auf. Es wird dann der Kunststoff zur Bildung des Kunststoff-Überzuges 14 auf die Leiterbahneeite der Leiterplatte 1 bis an die die Ausnehmung 13 umgebenden Teile des Kunststoff-Gußkörpers 12 aufgebracht, wobei die Ränder der Ausnehmung 13 als Gießform dienen; an den Rändern der Ausnehmung 13 verbindet sich der.Kunststoff-Überzug 14 innig mit dem Kunststoff-Gußkörper 12. Die Leiterplatte 1 und die auf ihr angeordneten Bauelemente 2 bis 6 sind somit vor schädlichen äußeren Einflüssen, wie Feuchtigkeit, Gas oder mechanischer Beanspruchung, geschützt.For the production of the electronic device according to the invention will first the printed circuit board 1 is introduced into the molded plastic body 12 in such a way that the components 2 to 6 protrude into the recesses 7 to 11, wherein in the recesses 10 and 11 previously the thermal paste 19 was introduced. The circuit board 1 lies in the area of the recess 13 on the plastic cast body. It then becomes the Plastic to form the plastic coating 14 on the conductor track side of the circuit board 1 applied to the parts of the cast plastic body 12 surrounding the recess 13, wherein the edges of the recess 13 serve as a casting mold; at the edges of the recess 13, the plastic coating 14 is intimately connected to the plastic cast body 12. The circuit board 1 and the components 2 to 6 arranged on it are thus in front harmful external influences such as moisture, gas or mechanical stress, protected.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 liegt der Leiterplatte 1 eine weitere Leiterplatte 20 gegenüber.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the printed circuit board 1 is located another printed circuit board 20 opposite.
Auf der Seite, die der Leiterplatte 1 mit Bautementen 2 bis 6 zugekehrt ist, befinden sich Bauelemente 21 bis 24 auf der Leiterplatte 20. Ein Kunststoff-Gußkörper 25 weist Ausnehmungen 13 und 26 auf, in denen die Leiterplatten 1 und 20 liegen; diese sind mit Kunststoffüberzügen 14 und 27 versehen. Der Raum zwischen der Leiterplatte 1 und der weiteren Leiterplatte 20 im Bereich der Bauelemente 2 bis 4 und 21 bis 24 weist eine sich von Leiterplatte zu Leiterplatte erstreckende größere Aussparung 28 auf. Die Aussparung 28 ist nicht der Kontur der Bauelemente angepaßt, weil diese keine Wärme erzeugen und daher keine Probleme mit der Wärmeabfuhr verursachen. Die Zwischenraume 17 und 18 zwischen den wärmeerzeugenden Bauelementen 5, 6 und dem Kunststoff-Gußkörper 25 sind dagegen wiederum mit einer Wärmeleitpaste 19 oder einer Kunststoffschicht versehen.On the side facing the printed circuit board 1 with components 2 to 6 is, there are components 21 to 24 on the circuit board 20. A plastic cast body 25 has recesses 13 and 26 in which the circuit boards 1 and 20 are located; these are provided with plastic coatings 14 and 27. The space between the circuit board 1 and the further circuit board 20 in the area of components 2 to 4 and 21 to 24 has a larger recess extending from circuit board to circuit board 28 on. The recess 28 is not adapted to the contour of the components because these do not generate heat and therefore do not cause any problems with heat dissipation. the Gaps 17 and 18 between the heat-generating components 5, 6 and the Plastic cast bodies 25 are in turn with a thermal paste 19 or a Plastic layer provided.
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