DE4036302A1

DE4036302A1 - Baugruppentraeger

Info

Publication number: DE4036302A1
Application number: DE19904036302
Authority: DE
Inventors: Reinhard Treudler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1992-05-21

Description

Die Erfindung betrifft einen Baugruppenträger aus keramik förmigem Isoliermaterial zur Aufnahme von Elektronikkompo nenten.

Unter dem Warenzeichen Fiberfrax ist ein hochtemperaturbe ständiger Zement bekannt, der aus gemahlenen Keramikfasern und einem anorganischen Binder besteht. Das bekannte Mate rial ist verhältnismäßig teuer, da es für hohe Temperaturen vorgesehen ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Baugruppenträger aus keramikförmigem Isoliermaterial zur Aufnahme von Elek tronikkomponenten anzugeben, der preiswert ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des kenn zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß besteht das Isoliermaterial, das den Bau gruppenträger bildet, aus Hartgips oder Zement, der unter Wassereinwirkung selbsttätig abbindet und eine Abbindexpan sion aufweist. Im Gegensatz dazu weist das bekannte Zement material eine Abbindschrumpfung auf.

Mittels der Erfindung wird erzielt, daß alle eingebetteten Eletronikkomponenten fest verankert werden. Zudem ist ein derartiger Gips oder Zement äußerst preisgünstig, da er beispielsweise als Abfallprodukt bei Entschwefelungsanlagen von Kohlekraftwerken in großen Mengen anfällt. Die Erfin dung ist jedoch nicht nur auf den sogenannten Chemiegips oder synthetischen Gips, wie beispielsweise aus den Ent schwefelungsanlagen, beschränkt, sondern es kann auch Na turgips verwendet werden.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteran sprüchen beschrieben.

Bei dem Baugruppenträger kann es sich beispielsweise um eine Leiterplatte handeln. Zum Aufbau werden die Bauteile fixiert und mit der Verdrahtung versehen. Die so weit be schriebene Schaltung wird in eine Gießform eingesetzt. Die Gießform wird erfindungsgemäß mit Hartgips oder Zement aus gefüllt, der zuvor mit Wasser angerührt wird. Es gibt Gips- oder Zementsorten, die innerhalb von 30 Sekunden bis einer Minute abbinden, so daß die Schaltung aus der Form entnom men werden kann. Nach ca. sechsstündigem Austrocknen er reicht der Baugruppenträger bzw. die Leiterplatte die End härte und ist vollkommen wasserfrei.

Damit die Leiterplatte keine Feuchtigkeit aufnimmt, kann sie mit Lack oder durch Tränken in Öl versiegelt werden. Weiter ist es leicht möglich, den Gips oder den Zement mit Farbstoff anzurühren oder zuvor ein Füllmaterial einzumen gen. Bei dem Füllmaterial kann es sich um ferromagnetische Teilchen handeln, so daß alle Bauteile gegen sogenannte EMV-Störungen von innen und außen abgeschirmt sind. Hierzu lassen sich die Bauteile gleichfalls vollständig in dem Isoliermaterial einbetten.

Besonders vorteilhaft ist, daß die Form einer derartigen Leiterplatte schnell variiert werden kann und es lassen sich beispielsweise in einfacher Weise sogenannte 3D-Schal tungen aufbauen, was räumliche Leiterplatten sind. Die 3D- Schaltung kann sogar vollständig in ein Gehäuse übergehen, so daß beispielsweise bei einem Transistorradiogerät die komplette Elektronik von außen nicht mehr zugänglich einge gossen ist. Nur die Bedienelemente werden so eingegossen, daß sie von außen zugänglich sind. Ferner ist es möglich, daß der Baugruppenträger ein Kabelbaum ist, der beispiels weise in einem Auto eingesetzt wird. Zur Verringerung des Kabelbaumgewichtes, bei dem die einzelnen Kabeldrähte durch einen Gips- oder Zementstrang zusammengefaßt sind, ist es möglich, als Füllmaterial Holz, Styropor usw. vorzusehen. Ebenso kann der Baugruppenträger Verstärkungselemente wie Verstärkungsstreben oder Verstärkungsgitter aufweisen, ob dies eine Leiterplatte, ein Gehäuse oder ein Kabelbaum ist.

Die verwendeten Gips- oder Zementsorten sind insbesondere aus der Dentaltechnik als Abformmittel bekannt. Hier ist man angestrebt, möglichst Gipssorten zu verwenden, die eine geringe Abbindexpansion aufweisen. Diese Abbindexpansion erweist sich jedoch beim Aufbau des Baugruppenträgers als besonders nützlich, da hierdurch alle Bauteile fest fixiert und gehalten werden. Beispielsweise bei einer Leiterplatte, die erfindungsgemäß mit Hartgips oder Zement gegossen ist, liegen alle Schaltungsverbindungen nach dem vollständigen Aushärten absolut und unverrückbar fest, so daß keine Haar risse auftreten können. Ebenso sind Wackelkontakte und kalte Lötstellen ausgeschlossen, da schon die geringe Ab bindexpansion von Dentalgipsen ausreicht, die Kontaktstelle ohne Löten fest miteinander durch Druck zu verbinden. Zwar weist der Gips oder der Zement Brucheigenschaften auf, die einer üblicher Kunststoffleiterplatte nicht nachstehen, doch wird die Festigkeit durch die hinterschnittenen Schal tungsteile und Verdrahtung weiter erhöht. Hier wirken Ab bindexpansion, die Formbeständigkeit und die eingelagerten Elektronikkomponenten zusammen, so daß sich ähnlich wie bei einem Haus mit Stahlgeflecht im Beton hohe Festigkeiten er zielen lassen.

Ebenso bereitet die Entsorgung der erfindungsgemäßen Bau gruppenträger keine Schwierigkeiten, da der Baugruppenträ ger zermahlen und die Metallteile von den Gipsteilen ge trennt werden können. Ein Recycling der Metallteile ist da mit möglich.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Formen von Baugruppenträgern beschränkt. Ebenso kann die Verdrahtung bei den Leiterplatten durch Wire-Wrap-Technik erfolgen, weshalb ein Löten nicht erforderlich ist. Ebenso lassen sich die Leiterbahnen auf eine erste ausgehärtete Grund platte galvanisch oder in Pulverform auftragen. An schließend wird eine Deckgipsschicht aufgetragen, wobei die Bauteile wiederum mit eingegossen werden können.

Claims

1. Baugruppenträger aus keramikförmigem Isoliermaterial zur Aufnahme von Elektronikkomponenten, dadurch gekennzeichnet, daß das Isoliermaterial unter Wassereinwirkung abbindender Hartgips oder Zement ist, der Abbindexpansionseigenschaften aufweist.

2. Baugruppenträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Abbindexpansion größer als 0,05% ist.

3. Baugruppenträger nach Anspruch 1-2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hartgips oder der Zement versiegelt ist.

4. Baugruppenträger nach Anspruch 1-3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Hartgips oder der Zement mit einem Füll material angereichert ist.

5. Baugruppenträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das Füllmaterial ferromagnetische Eigenschaften aufweist.

6. Baugruppenträger nach Anspruch 1-5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Baugruppenträger eine Leiterplatte, ins besondere eine 3D-Schaltung ist.

7. Baugruppenträger nach Anspruch 1-5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Baugruppenträger ein Gehäuse ist, in das alle Bauteile zusammen mit der Verdrahtung eingegossen sind.

8. Baugruppenträger nach Anspruch 1-5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Baugruppenträger ein Kabelbaum ist.

9. Baugruppenträger nach Anspruch 1-8, dadurch gekenn zeichnet, daß in den Baugruppenträger Verstärkungsstreben oder Verstärkungsgitter eingelegt sind.