DE3212903A1 - Verfahren zur herstellung von kunststoff-gehaeusen mit eingebautem waermeableiter fuer integrierte schaltungen und zur ausfuehrung des verfahrens geeignete kombination aus formwerkzeug und waermeableiter - Google Patents

Verfahren zur herstellung von kunststoff-gehaeusen mit eingebautem waermeableiter fuer integrierte schaltungen und zur ausfuehrung des verfahrens geeignete kombination aus formwerkzeug und waermeableiter

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Description

• ·
Beschreibun
Die Erfindung betrifft Gehäuse aus Kunststoff oder Kunstharz für integrierte Schaltungen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Gehäusen mit einer metallischen Masse, die in den Plastikkörper eingebettet ist, um die Ableitung und Vernichtung der Wärme zu begünstigen, die von der integrierten Schaltung während ihres Betriebs erzeugt wird.
Bei einem bekannten Verfahren wird eine Reihe von Gehäusen der eingangs erläuterten und beispielsweise in der US-PS 3 646 409 beschriebenen Art durch die folgenden Arbeitsschritte hergestellt:
- ein Metallblech wird so gestanzt, daß ein Streifen mit einer Reihe gleicher und fluchtend hintereinander angeordneter Strukturen entsteht, von denen jede einen zentralen Auflagebereich und eine Mehrzahl flacher Leiter hat;
- auf jeden Auflagebereich wird ein Plättchen aus Halbleitermaterial mit einer integrierten Schaltung aufgeschweißt;
- vorbestimmte Zonen jeder integrierten Schaltung werden elektrisch mit vorbestimmten Leitern verbunden·
-2-
- für jede Struktur des Blechstreifens wird eine metallische Masse, die als Wärmeableiter dient, auf die Oberfläche des Bleches geschweißt, die vom Auflagebereich abgewandt ist;
- der Blechstreifen mit den Halbleiterplättchen und den aufgeschweißten Wärmeableitern wird in einem Formwerkzeug in Kunststoff so eingebettet, daß eine Fläche der Wärmeableiter frei von Kunststoff bleibt.
Bei diesem Verfahren sind zur Anbringung der Wärmeableiter im Vergleich zum Grundverfahren für die Herstellung von Gehäusen ohne Wärmeableiter mehrere, zusätzliche Operationen erforderlich, nämlich die genaue Positionierung der metallischen Masse auf dem Blechstreifen, das Anschweißen dieser Masse und am Schluß des Spritzvorganges die Reinigung der Außenfläche des Wärmeabieiters, um unvermeidliche Kunstharzgrate zu entfernen, die durch die ungenaue Anlage des Wärmeabieiters am Formwerkzeug entstanden sind.
Der Erfindung liegt hauptsächlich die Aufgabe zugrunde, ein eingangs erläutertes Herstellungsverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem die Positionierung des Wärmeabieiters auf dem Blechstreifen automatisch erfolgt, das kein Schweißen des Wärmeabieiters auf dem Blechstreifen erfordert und bei dem Harzgrate auf der Außenfläche des Wärmeabieiters vermieden werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kombination aus Formwerkzeug und Wärmeableiter vorzugschlagen, die bei dem neuen Verfahren eingesetzt werden kann.
-3-
Diese und andere Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren und die Kombinat:
ansprüchen angegeben sind.
Verfahren und die Kombination^wie sie in den Patent-
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen:
Figur 1 - eine vergrößerte, perspektivische
Darstellung eines Kunststoffbehälters, der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist,
Figur 2 - einen vergrößert dargestellten Teil
eines metallischen Blechstreifens, der nach einem üblichen Muster gestanzt ist und bei der Herstellung eines Gehäuses gemäß Figur T verwendet wird, und
Figur 3 - eine Schnittdarstellung eines Teils
eines Formwerkzeuges mit zwei benachbarten Austreibern, zwei Wärmeableitern und einem Stück eines metallischen Blechstreifens gemäß Figur 2, wobei die einzelnen Teile zur besseren Darstellung voneinder getrennt sind.
In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen. Figur 1 zeigt ein Dual-in-line-Gehäuse mit einem Körper 1 aus Harz, sechs Füßchen 2 und einem
-4-
Wärmeableiter 3. Der Wärmeableiter 3 hat eine kreis-
ringförmige Fläche 3', die i. w. in derselben Ebene liegt wie die Hauptfläche des Gehäuses, und einen zylindrischen Vorsprung 3''. Das Gehäuse gemäß Figur 1 eignet sich in vorteilhafter Weise zur Montage auf einer gedruckten Schaltung oder einer ■ Dickfilmschaltung, wobei die Enden der Füßchen 2 und der Vorsprung 3'' des Wärmeabieiters 3 an bestimmten, metallisierten Zonen der Schaltung angeschweißt werden.
Zur Herstellung des Gehäuses gemäß Figur 1 werden zunächst aus einem metallischen Blechstreifen 4 (Figur 2) durch Stanzen oder Ätzen ein Auflagebereich 5 für eine Siliziumscheibe, die eine integrierte Schaltung aufweist, und zwei Reihen von Leitern oder in den Figuren mit 2 bezeichneten Füßchen, die parallel zueinander und an zwei dem Auflagebereich 5 gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, herausgearbeitet. Danach wird die in Figur 2 aus Vereinfachungsgründen nicht gezeigte, in Figur 3 jedoch dargestellte und mit 6 bezeichnete Siliziumscheibe am Auflagebereich 5 verschweißt und einige vorbestimmte Zonen dieser Scheibe werden mit Hilfe dünner Drähte 7 (Figur 3) mit den Füßchen 2 verbunden. Diese Sehritte sind Teil eines üblichen Herstellungsverfahrens für Dual-in-line-Gehäuse aus Kunststoff. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Streifen H zusammen mit der Scheibe 6 und den Drähten 7 in ein Formwerkzeug gebracht, in das im Druckgußverfahren flüssiges Kunstharz gespritzt wird, beispielsweise ein warmhärtendes Polymer. Wenn das Kunstharz ge-
-5-
härtet und das Formwerkzeug geöffnet ist, kommt eine Reihe von Austreiber genannten Kolben zum Einsatz, die in Zylindern des Formwerkzeugs laufen und deren Zahl im allgemeinen mit der Zahl der zu formenden Stücke übereinstimmt; diese Austreiber üben einen Druck auf den Mittelbereich des Kunststoffkörpers jedes Gehäuses aus, so daß ein Ablösen der Stücke vom Formwerkzeug erleichtert wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung unterscheidet sich von dem soeben beschriebenen, bekannten Verfahren dadurch, daß vor dem Einbringen des Streifens 4 in das in Figur 3 mit 8 bezeichnete Formwerkzeug auf jede Austrittsbohrung 9 der Austreiber 10 ein Wärmeableiter 3 gesetzt wird, der die Form einer metallischen Scheibe mit einem zylindrischen Vorsprung 3'' hat. Nach einem Merkmal der Erfindung hat die Stoßfläche jedes Austreibers 10 eine kreisringförmige Fläche 10' und eine Aussparung 10·', die an die kreisrihgförmige Fläche 3' bzw. den zylindrischen Vorsprung 3'1 der Wärmeableiter 3 angepaßt sind.
Durch die Aussparung 10·' und den Vorsprung 3'' wird eine einfache und automatische Positionierung der Wärmeableiter 3 am Formwerkzeug 8 und damit auch bezüglich des Blechstreifens 4 erzielt, und aufgrund der kreisringförmige Flächen 3' und 10', die exakt aneinander anliegen, wird die Ausbildung von Harzgraten am Wärmeableiter während der Druckgußoperation vermieden.
-6-
-Jt-
Nach der Formung wird der Blechstreifen 4 mit den daran ausgebildeten Kunststoffkörpern aus dem Formwerkzeug in üblicher Weise herausgenommen und den normalen Bearbeitung3gängen zum Schneiden und zum Biegen der Füßchen unterzogen, so daß eine Vi-ilzahl von fertigen Gehäusen entsteht, von denen eines in Figur 1 dargestellt ist.
Bei einer Variante der Erfindung können die Wärmeableiter auch auf der anderen Seite der Scheibe einen Vorsprung 3'' aufweisen, wodurch die Struktur symmetrisch und die Positionierung nochmals erleichtert wird.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind weitere Abänderungen des Verfahrens und der Kombination aus Formwerkzeug und Wärmeableiter möglich. So können beispielsweise die Wärmeableiter so geformt werden, daß sie an ihren Seitenflächen Vorspünge und/oder Aussparungen aufweisen, um eine festere Verankerung des Wärmeabieiters am Kunststoffkörper zu erzielen und die Dichtigkeit des Gehäuses zu verbessern.
Leerseite

Claims (4)

  1. M.·
    ELISABETH JUNG D ..
    JÜRGEN S C H I R D E W A H N oa rer" 'hat., dipl-phys. GERHARD SCH M ITT-N ILSO N dr.-inq. GERHARD B. HAGEN dr.phil. t PETER HIRSCH dipl,inq.
    PATENTANWÄLTE
    EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
    8000 MÖNCHEN 40, P.O.BOX 4014 68 CLEMENSSTRASSE 30 TELEFON: (089) 3450 TELEGRAMM/CABLE: INVENT MÜNCHEN TELEX: 5-29 686
    M 2184 M3
    6. April 1982
    SGS-ATES COMPONENTI ELETTRONICI S.p.A.
    Via C. Olivetti 2
    Agrate (Mailand), Italien
    Verfahren zur Herstellung von Kunststoff-Gehäusen mit eingebautem Wärmeableiter für integrierte Schaltungen und zur Ausführung des Verfahrens geeignete Kombination aus Formwerkzeug und
    Wärmeableiter
    Beanspruchte Priorität:
    Italien, 11. April 1981, Patentanmeldung Nr. 21117 A/81
    Patentansprüche
    1/. Verfahren zur Herstellung von Gehäusen aus Kunststoff mit eingebautem Wärmeableiter für integrierte Schaltungen, bei dem man
    - einen metallischen Blechstreifen so bearbeitet, daß eine Reihe untereinander gleicher und fluchtend hintereinander angeordneter, flacher Strukturen gebildet wird, von denen jede einen zentralen Auflagebereich und eine Mehrzahl flacher
    Leiter aufweist·
    -2-
    — mit jedem Auflagebereich ein Plättchen aus Halbleitermaterial verschweißt, das eine integrierte Schaltung aufweist«
    - vorbestimmte Zonen jeder integrierten Schaltung elektrisch mit vorbestimmten Leitern verbindet?
    - mit jeder Struktur des Blechstreifens eine metallische Masse mit Wärmeabieiterfunktion so verbindet, daß sie an der Seite des Blechstreifens anliegt, die vom Auflagebereich abgewandt ist ·
    - den Blechstreifen und die Wärmeableiter in ein Formwerkzeug legt, wobei die Wärmeableiter Austreibern des Formwerkzeuges zugewandt sind ·
    - in das Formwerkzeug ein Kunstharz im flüssigen Zustand einspritzt·
    - das Kunstharz hat werden läßt·
    - das Formwerkzeug öffnetjund
    - die Austreiber betätigt;
    dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmeableiter (3) dadurch mit den Strukturen des Blechstreifens (4) verbunden werden, daß auf jede Austrittsbohrung (9) der Austreiber (10) ein Wärmeableiter (3) so gelegt wird, daß die Austrittsbohrung (9) vollständig geschlossen wird, und daß der bearbeitete Blechstreifen (4) derart in das Formwerkzeug (8) gebracht wird, daß die freien Flächen, die auf
    -3-
    der von den Auflagebereichen (5) abgewandten Seite liegen, in Kontakt mit den Wärmeableitern (3) kommen.
  2. 2. Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 geeignete Kombination aus Formwerkzeug und Wärmeableiter, dadurch gekennzeichnet , daß die Stoßflächen der Austreiber (10) eine zentrale Aussparung (1O1') aufweisen und daß die Wärmeableiter (3) einen Vorsprung (3lf) haben, dessen Form der Form der Aussparungen (10'') der Austreiber (10) entspricht.
  3. 3. Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmeableiter (3) auch auf der Seite, die der mit den Austreibern (10) in Berührung kommenden Seite entgegengesetzt ist, einen der Aussparung (10'') entsprechenden Vorsprung (3'T) haben.
  4. 4. Kombination nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmeableiter (3) Scheiben mit einem Druchmesser sind, der im wesentlichen mit dem Durchmesser der Austritttsbohrungen (9) der Austreiber (10) übereinstimmt.
DE19823212903 1981-04-13 1982-04-06 Verfahren zur herstellung von kunststoff-gehaeusen mit eingebautem waermeableiter fuer integrierte schaltungen und zur ausfuehrung des verfahrens geeignete kombination aus formwerkzeug und waermeableiter Ceased DE3212903A1 (de)

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