DE3522091A1

DE3522091A1 - Hybrid circuit with envelope

Info

Publication number: DE3522091A1
Application number: DE19853522091
Authority: DE
Inventors: Egon Ing Grad Reithmaier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1987-01-02

Abstract

To protect the solder joints between connecting wires and hybrid circuits during encapsulation and hardening of the encapsulating mass, the connecting wires at least in the area of the contact surfaces are covered by a first comparatively inelastic, very firm insulating material layer, and then the whole hybrid circuit and the components are enveloped by a second, comparatively elastic insulating material layer. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schichtschaltung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Her stellung einer derartigen Schichtschaltung.The invention relates to a layer circuit accordingly the preamble of claim 1 and a method for Her position of such a layer circuit.

Ein elektrisches Gerät oder eine Schaltungsbaugruppe mit einer elektrisch und mechanisch isolierenden Umhüllung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 16 40 406 bekannt. Bei der bekannten Anordnung ist die elektrische Schaltungs baugruppe von zwei Isolierstoffschichten umgeben, zwischen denen sich eine Schicht aus einem elektrisch und/oder mag netisch abschirmenden Material befindet. Bei der zweiten Isolierstoffschicht kann es sich um eine die elektrische Schaltungsbaugruppe einschließende Vergußmasse handeln, während es sich bei der ersten Isolierstoffschicht ins besondere um eine Isolierstoffolie handelt, die um die zu umhüllenden Teile herumgelegt und unter Vakuum an diese Teile angepresst wird.An electrical device or circuit assembly with an electrically and mechanically insulating covering known from German Offenlegungsschrift 16 40 406. In the known arrangement, the electrical circuit assembly surrounded by two layers of insulating material, between who like a layer of an electrical and / or netisch shielding material is located. The second Insulation layer can be an electrical Potting compound including circuit assembly, while the first layer of insulation ins special is an insulating film that is about the enveloping parts and under vacuum to them Parts is pressed.

Es ist auch bereits bekannt, elektrische Schaltungsbau gruppen mit einer mechanisch vergleichsweise sehr festen Kunststoffumhüllung zu umgeben wobei die elektrische Schaltungsbaugruppe gegen das Schrumpfen der Vergußmasse dadurch geschützt ist, daß die Schaltungsbaugruppe vor dem Vergießen in eine hochelastische Isolierstoffmasse einge bettet wird. Bei einer derartigen Anordnung tritt jedoch neben erhöhtem Raumbedarf das Problem auf, daß mechani schen Schwingungen ausgesetzte Bauelemente, die über An schlußdrähte mit Kontaktflächen der Schichtschaltung verbunden sind, die Lötverbindungen mechanisch in unzu lässiger Weise belasten können. Durch diese mechanische Belastung der Lötverbindungen kann es zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes in der Lötverbindung oder zum mechanischen Bruch der Lötverbindung kommen.It is also already known to build electrical circuits groups with a mechanically comparatively very firm To surround plastic sheathing being the electrical Circuit assembly against the shrinking of the sealing compound is protected in that the circuit assembly from the Poured into a highly elastic insulating material is bedded. However, with such an arrangement in addition to increased space requirements, the problem that mechani components exposed to vibrations, which can be end wires with contact surfaces of the layer circuit are connected, the solder connections mechanically in unzu can be a casual burden. Through this mechanical Strain on the solder connections can lead to an increase the electrical resistance in the solder joint or mechanical breakage of the solder joint.

Die Aufgabe bei der vorliegenden Erfindung besteht also darin, eine Schichtschaltung der eingangs erwähnten Art weiterzubilden, daß das Schrumpfen einer äußeren Ver gußmasse nicht zum Bruch der Lötverbindungen zwischen den Anschlüsse von Bauelementen und der Schichtschaltung führt und daß die gesamte Anordnung gegenüber mechanischen Spannungen und Vibrationen dauernd stabil ist.The object of the present invention is therefore therein a layer circuit of the type mentioned to further develop that the shrinkage of an outer ver Casting compound not to break the solder connections between the connections of components and the layer circuit leads and that the entire arrangement compared to mechanical Tensions and vibrations is constantly stable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Dabei ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß die erfindungsge mäße Schichtschaltung nur einen geringen Raumbedarf hat. Bevorzugte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 beschrieben, wobei sich der besondere Vorteil der einfachen Herstellbarkeit ergibt, weiterhin ist vorteilhaft, daß die Schichtschal tung selbst vergleichsweise geringen mechanischen Be lastungen während der Herstellung und während des Betriebs der Anordnung ausgesetzt ist, außerdem ist eine weitgehen de Anpassung an sehr verschiedenartige Schichtschaltungen und Bauelementebestückungen möglich.According to the invention, the object is characterized by the of claim 1 specified features solved. Here results in an advantageous manner that the fiction moderate layer circuit has only a small space requirement. Preferred embodiments of the arrangement according to the invention are described in claims 2 and 3, wherein the particular advantage of simple manufacturability results, it is also advantageous that the layered scarf processing even comparatively low mechanical loading loads during manufacture and during operation the arrangement is exposed, furthermore is a go far de Adaptation to very different layer circuits and component placement possible.

Ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren für die erfin dungsgemäße Schichtschaltung ist im Anspruch 4 beschrie ben, dieses Verfahren läßt sich in einfacher Weise in die üblichen Herstellungsverfahren für mit separaten Bauele menten bestückte Schichtschaltungen eingliedern.An advantageous manufacturing process for the inventors The appropriate layer circuit is described in claim 4 ben, this procedure can be easily in the usual manufacturing process for with separate components integrated layered circuits.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden.The invention will now be described with reference to one in the drawing voltage illustrated embodiment described in more detail will.

In der Figur ist mit 1 die Schichtschaltung bezeichnet, auf der Bauelemente 2, im vorliegenden Falle Transistoren, über Anschlußdrähte 3 befestigt sind. Die Befestigung der Anschlußdrähte 3 auf der Schichtschaltung 1 erfolgt auf den Kontaktflächen 8 durch ein automatisches Lötverfahren. Danach werden die Kontaktflächen mit den verlöteten An schlußdrähten mit einem dickflüssig eingestellten Epoxyd harz, das mit Quarzpulver gefüllt ist, abgedeckt. Die Ab deckung erfolgt dabei so, daß zwischen der Unterkante der Transistorbodenplatte und dem Epoxydharz ein freier Raum bleibt. Nach dem Aushärten ergibt sich ein fester Überzug über die Lötstellen, der aufgrund seiner geringen Ausdehnung nur geringe Schrumpfspannungen erzeugt, die außerdem durch die hohe Füllung mit Quarzpulver weiter verringert sind. Die gesamte Anordnung wird an den An schlußdrähten 7 gehaltert in ein Gehäuse 6 eingebracht und abschließend mit einem durch Elastomere flexibili sierten Epoxydharz übergossen. Nach dem Aushärten ver bleibt dieses Epoxydharz in einem vergleichsweise elasti schen Zustand, so daß Schrumpfspannungen durch dieses Epoxydharz aufgefangen werden und nicht auf die Kontakt anordnung übertragen werden.In the figure, 1 denotes the layer circuit on which components 2 , in the present case transistors, are attached via connecting wires 3 . The connection wires 3 are attached to the layer circuit 1 on the contact surfaces 8 by an automatic soldering process. After that, the contact surfaces with the soldered connection wires are covered with a viscous epoxy resin that is filled with quartz powder. From the cover takes place so that a free space remains between the lower edge of the transistor base plate and the epoxy resin. After hardening, there is a firm coating over the solder joints, which, due to its small expansion, generates only low shrinkage stresses, which are further reduced by the high filling with quartz powder. The entire arrangement is held on the connection wires 7 in a housing 6 and finally poured with an elastomer-based epoxy resin. After curing, this epoxy resin remains in a comparatively elastic state, so that shrinkage stresses are absorbed by this epoxy resin and are not transferred to the contact arrangement.

Claims

1. Schichtschaltung mit elektrisch isolierender Umhüllung und mit Bauelementen, die über Anschlußdrähte mit Kontakt flächen der Schichtschaltung insbesondere durch Löten ver bunden sind, dadurch gekennzeich net, daß die Anschlußdrähte (3) wenigstens im Bereich der Kontaktflächen (8) durch eine erste, vergleichsweise wenig elastische Isolierstoffschicht (4) hoher Haft- und Eigenfestigkeit überdeckt sind und daß die gesamte Schicht schaltung (1) und die Bauelemente (2) durch eine zweite, vergleichsweise elastische Isolierstoffschicht (5) umhüllt sind.1. Layer circuit with electrically insulating sheathing and with components that are connected via connecting wires with contact surfaces of the layer circuit, in particular by soldering, characterized in that the connecting wires ( 3 ) at least in the area of the contact surfaces ( 8 ) by a first, comparatively little elastic insulating material layer ( 4 ) high adhesive and inherent strength are covered and that the entire layer circuit ( 1 ) and the components ( 2 ) are encased by a second, comparatively elastic insulating material layer ( 5 ).

2. Schichtschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Isolier stoffschicht (4) einen thermischen Ausdehnungskoeffizien ten hat, der an den der Schichtschaltung (1) angepaßt ist.2. Layer circuit according to claim 1, characterized in that the first insulating material layer ( 4 ) has a thermal expansion coefficient th, which is adapted to that of the layer circuit ( 1 ).

3. Schichtschaltung nach Ansprüchen 1 oder 2, da durch gekennzeichnet, daß als erste Isolierstoffschicht (4) ein mit nichtelastischen Stoffen gefülltes Epoxydharz und als zweite Isolierstoff schicht (5) ein mißflexiblen Stoffen gefülltes, soge nanntes flexibilisiertes Epoxydharz vorgesehen sind.3. Layer circuit according to claims 1 or 2, characterized in that an epoxy resin filled with non-elastic substances and as a second insulating material layer ( 5 ) a so-called flexibilized epoxy resin filled with flexible materials are provided as the first insulating layer ( 4 ).

4. Verfahren zur Herstellung einer Schichtschaltung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (3) auf den Kontaktflächen (8) der Schichtschaltung (1) ins besondere durch Löten so befestigt werden, daß zwischen Schichtschaltung (1) und Bauelementen (2) ein freier Raum bleibt, daß dieser freie Raum durch ein thixotropes mit nichtelastischen Stoffen gefülltes Epoxydharz (4) so ausgefüllt wird, daß die Grundfläche der Bauelemente von Expoxydharz (4) freibleibt, daß das Epoxydharz ausgehärtet wird, daß die Anordnung in ein Gehäuse (6) eingebracht wird und daß das Gehäuse mit einem, flexible Stoffe ent haltenden Epoxydharz (5) ausgegossen wird, aus dem die elektrischen Anschlüsse (7) herausragen.4. A method for producing a layer circuit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the connecting wires ( 3 ) on the contact surfaces ( 8 ) of the layer circuit ( 1 ) are particularly fastened by soldering so that between the layer circuit ( 1 ) and components (2) remains a free space that this free space is filled with a thixotropic filled with non-elastic materials epoxy resin (4) so that the base of the components remains free of Expoxydharz (4), that the epoxy resin is cured in that the arrangement is introduced into a housing ( 6 ) and that the housing is poured out with an epoxy resin ( 5 ) containing flexible materials, from which the electrical connections ( 7 ) protrude.