NL8500636A

NL8500636A - Werkwijze en inrichting voor het zonder bramen vormen bij de ingebrachte delen.

Info

Publication number: NL8500636A
Application number: NL8500636A
Authority: NL
Original assignee: Asm Fico Tooling
Priority date: 1984-03-06
Filing date: 1985-03-06
Publication date: 1985-10-01
Also published as: GB2155395A; FR2560814A1; JPS6110420A; GB8505652D0; DE3508008A1

Description

N.0* 33052

Werkwijze en inrichting voor het zonder bramen vormen bij de inge-brachte delen» ________

De onderhavige uitvinding heeft in het algemeen betrekking op bet met kunststof vormen van voorwerpen met uitstekende metallische ingebrachte delen, en meer in het bijzonder op het met kunststof omhullen van elektronische halfgeleiderinrichtingen* 5 Bij het met kunststof omhullen van een halfgeleiderinrichting of geïntegreerde schakeling samengevoegd op een metallisch geleiderframe dat gebruikt wordt voor het tot stand brengen van uitwendige elektrische verbindingen, worden de inrichting en het geleiderframe ingebracht in een vormholte met de geleiders zich uit de holte uitstrekkend* De 10 vorm wordt verwarmd en de kunststof wordt in de vorm in vloeibare of half-vloeibare toestand onder zeer hoge druk ingespoten· Alternatief wordt de kunststof in een holte binnen de vorm ingebracht als een veelheid van kleine kunststofparels of -deeltjes en vervolgens verwarmd* Door de fluïditeit daarvan loopt het kunststofmateriaal uit de vorm 15 door spleten waar de afdichting niet volledig is. Aangezien het metallische geleiderframe waarop de vormhelften sluiten normaliter geen zeer nauwkeurige toleranties heeft, belet de variatie in de dikte daarvan dat de vormhelften gelijkmatig sluiten op de gewenste delen van het geleiderframe, waardoor gebieden overblijven waar de onder hoge druk 20 staande kunstof naar buiten geperst zal vorden om de geleiders. Indien de kunststof uithardt zal dit niet alleen de halfgeleiderinrichting of geïntegreerde schakeling en de gewenste delen van het geleiderframe omgeven, maar zal eveneens delen van het geleiderframe die naar wens vrijliggen bedekken. Dat wil zeggen het uitstromen van kunststof uit de 25 vormholte zal een onaanvaardbare kunststofbraam of bekleding op ongewenste delen van het metallische geleiderframe of ingébrachte deel achterlaten*

Hoewel verschillende werkwijzen voor het verwijderen van deze ongewenste braam in de stand der techniek bekend zijn, bestaat een be-30 hoefte aan het voorzien in een werkwijze en vormorganen, die een veel meer bijna perfect afdichten van de vormdelen tot gevolg hebben, in het bijzonder waar deze het metallische geleiderframe of ingebrachte delen klemmen, zodat het uitstromen en daaruitvolgend aankoeken in aanzienlijke mate vermeden worden.

35 In overeenstemming met een uitvoering van de onderhavige uitvin ding is het een doel van de onderhavige uitvinding om in een verbeterde werkwijze en inrichting te voorzien voor het vormen bij ingebrachte de- 8500636 • w 2 len van kleine voorwerpen.

Het is een ander doeleinde van de onderhavige uitvinding om in een verbeterde vorminrichting te voorzien voor het vormen bij ingebrachte delen van elektronische halfgeleiderinrichtingen en geïntegreerde scha-5 kelingen.

Het is een verder doeleinde van de onderhavige uitvinding om in een verbeterde werkwijze en vorminrichting te voorzien voor het beletten dat het kunststofvormmateriaal hecht aan de geleiders die uitsteken van het voorwerp dat omhuld wordt* 10 Het is bovendien een verder doeleinde van de onderhavige uitvin ding om in een werkwijze en vorminrichting te voorzien, die in een in hoofdzaak absolute afdichting tussen de vormorganen en delen van het ingebrachte deel van het gevormde voorwerp voorziet.

In overeenstemming met een voorkeursuitvoering van de onderhavige 15 uitvinding zijn de delen van de vormorganen, die het metallische gelei-derframe of ingebrachte deel klemmen, voorzien van een afdichtmateriaal, dat zachter is dan het lichaam van de vorm maar een grotere uit-zettingscoëfficiënt heeft. Indien het metallische ingebrachte deel geklemd wordt in de vorm en het samenstel verwarmd wordt tot de vormtem-20 peratuur, zal het verschil in thermische uitzetting tussen de vorm en het afdichtmateriaal een absolute afdichting tussen de vorm en het metallische geleiderframe of ingebrachte deel verwezenlijken.

In overeenstemming met een andere uitvoering van deze uitvinding is in een kunststofafdichtmateriaal voorzien op de plaatsen waar metal-25 lische vormdelen het geleiderframe van een halfgeleiderinrichting of geïntegreerde schakeling omsluiten. Aangezien de kunststofafdichting zowel zachter is als een grotere uitzettingscoëfficiënt heeft dan de metallische vormdelen, zal het verwarmen van het samenstel tot de vorm-temperatuur een bijna niet vloeiende afdichting tussen de vorm en het 30 metallische ingebrachte geleiderframe tot gevolg hebben. Op deze wijze wordt een ongewenst aankoeken bijna volledig vermeden terwijl de behoefte aan geleiderframes met nauwe toleranties overbodig wordt en bovendien enigszins aanzienlijker toleranties bij de vormen zelf mogelijk toegestaan kunnen worden.

35 Voorgaande en andere doeleinden, kenmerken en voordelen van de on derhavige uitvinding zullen duidelijk worden uit de onderstaande meer gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding afgebeeld in de bijgaande tekeningen, waarin:

Fig. 1 een perspectivisch aanzicht is van een bij ingebracht deel 40 gevormd voorwerp, dat een gevormd kunststofdeel en een veelheid van 8500636 3 vrijliggende metallische geleiders toont;

Fig. 2 parende vormdelen van metallische boven- en benedenvormen vormen toont geschikt voor gebruik zoals hier beschreven om het gevormde voorwerp uit fig. 1 te vormen, en 5 Fig. 3 een opengewerkt aanzicht in dwarsdoorsnede is, dat de vorm delen uit fig. 2 toont passend om het bij ingebracht deel gevormde (ge-leiderframe) voorwerp uit fig. 1«

In fig. 1 toont een perspectivisch aanzicht een met ingebracht deel gevormd voorwerp omvattende een kunststoflijf 1, dat een metal-10 lisch ingebracht deel gedeeltelijk omgeeft, omvattende een veelheid van geleiders 3, die tijdens de vormhandeling samengehouden worden door or-thogonale delen 5 waarop de vormdelen liggen. In het geval waarin het met ingebrachte deel gevormde voorwerp een elektronische halfgeleider-inrichting of geïntegreerde schakeling is, omvatten delen 3 en 5 een 15 geleiderframe waarop de halfgeleiderinrichting zelf aangebracht wordt voor omhulling daarvan met kunststof door kunststof materlaai of lijf l. Openingen 7 maken het mogelijk dat de geleiders 3 elektrisch geïsoleerd worden door het wegsnijden van delen van het metallische afdichtopper-vlak 5 van het geleiderframe nadat de inrichting gevormd is.

20 In fig. 2 zijn de bovenhelft 10A en de benedenhelft 10B van delen van een vorm afgebeeld geschikt voor de vorming van het gevormde samenstel uit fig. 1. Delen 11A en 11B die een holte vormen zijn resp. in het bovenvormdeel 10A en in het benedenvormdeel 10B door bewerken aan-gebracht. Door degene bekwaam in de stand der techniek zal begrepen 25 worden dat er normaliter veel van dergelijke holten in een enkele vorm aanwezig zullen zijn, zodat een veelheid van gevormde voorwerpen in een handeling vervaardigd kan worden. Dat wil zeggen in het geval van half-geleiderinrichtingen, zal bijvoorbeeld aan een één geheel vormend ge-leiderframesamenstel een veelheid van halfgeleiderinrichtingen of geïn-30 tegreerde schakeling bevestigd zijn, waarbij al deze Inrichtingen afzonderlijk omgeven zullen worden door het kunststofvormdeel 1 uit fig. 1 gedurende de vormhandeling. Vanwege de eenvoud zijn de meervoudige vormholten niet in fig. 2 afgebeeld. Eveneens zijn de verschillende gietkanalen en verdeelorganen die wezenlijk zijn voor de regeling 35 van de stroom van het fluïdum of half-fluïdum kunstofmateriaal niet afgebeeld. Deze zijn eveneens bewerkt in de oppervlakken van de vormhelf-ten tijdens de vervaardiging daarvan.

In fig. 3 zijn de vormhelften 10A en 10B op hun plaats afgebeeld getoond, het geleiderframe 3 omvattende het metallische ingebrachte 40 deel van de inrichting, die gevormd moet worden, omgevend. Er wordt aan 8500636

·· W

4 herinnerd dat 1 het kunststof lijf is dat gevormd moet worden op het metallische ingebrachte deel door de vormhandeling. In fig. 3 zijn de vormhelften vanwege de duidelijkheid enigszins gescheiden van het metallische ingebrachte deel getoond» Voor de eigenlijke vormhandeling 5 moeten deze helften stijf geklemd worden op het metallische ingebrachte deel teneinde het vormmateriaal in hoofdzaak op te sluiten tot de hol-tedelen 11A en 11B van de vorm. Met een groot geleiderframe dat vele elektronische inrichtingen of geïntegreerde schakelingen omvat, zal de variatie in dikte in het geleiderframe over het oppervlak van de vorm 10 een dichtklemmen op enkele plaatsen tot gevolg hebben alsmede een veelheid van openingen of spleten waardoor het onder hoge druk staande en zich bij hoge temperatuur bevindende kunststofmateriaal naar buiten kan vloeien van de plaats waar de afdichting gewenst is. In het geval van elektronische halfgeleiderinrichtingen of geïntegreerde schakelingen is 15 het kunststofvormmateriaal normaliter een epoxy-soort of een andere kunstofformulering, die zeer aanzienlijk aan het metallische geleiderframe hecht teneinde in dichtheid te voorzien. In het geval van niet gewenst vloeien is de ontstaande stevig hechtende braam moeilijk te verwijderen en heeft een niet economische werkwijze tot gevolg.

20 In overeenstemming met de onderhavige uitvinding zijn afdichtmid- delen met een grotere thermische uitzettingcoëfficiënt dan het materiaal van de metallische vorm zelf aanwezig op het oppervlak van de vorm en omgeven de holte waarin het mengsel zoals gewenst opgesloten is. Bij voorkeur zijn de afdichtmiddelen aangebracht op het oppervlak van elk 25 van de vormhelften op de plaatsen waar enige aankoeking het meest schadelijk zal zijn. De afdichtmiddelen zijn zo gekozen dat deze enigszins zachter zijn dan de vorm zelf. Een passend materiaal voor de afdichtmiddelen bleek kunststof te zijn. In fig. 2 zijn twee kunststofbanden 12 getoond die elke half-holte 11A of 11B van elke vormoppervlak be-30 grenzen. Zoals enigszins schematisch afgebeeld, kunnen deze kunstofban-den 12 verankerd worden zoals getoond bij de einden van de vorm, of geplaatst worden in groeven die door bewerken in de vormoppervlakken aangebracht zijn samen met de andere eigenschappen. Aangezien de afdichtmiddelen enigszins zachter zijn dan de vorm zelf, zullen deze sneller ' 35 slijten en deze zijn ontworpen om met passende tussenruimten vervangbaar te zijn. De afdichtmiddelen 12 worden bij voorkeur aangebracht op de vormoppervlakken nadat alle holten, verdeelorganen en gietkanalen door bewerken aangebracht zijn. Daarna kan een laatste beperkingshan-deling gebruikt worden om zowel de vormoppervlakken als de kunststofaf-40 dichtmiddelen af te werken.

85 0 0 6 3 6 \ 5

Tijdens bedrijf worden de vormhelften om het metallische ingébrachte deel of geleiderframe geklemd. Het afdichtmiddel 12 zal de dikste delen van het geleiderframe stijf aangrijpen. Dan zal wanneer het samenstel verwarmd is tot de bedrijfstemperatuur voor het vormen, nor-5 maliter in het bereik van 150°C tot 180°C, het verschil in thermische uitzetting tussen het vormmateriaal en die van het afdichtmiddel een in hoofdzaak absolute afdichting tussen de vorm en het inzetdeel veroorzaken. Op deze wijze wordt vloeiing in aanzienlijke mate belet en de daaruit onstaande ongewenste braam wordt in hoofdzaak vermeden.

10 Hoewel de uitvinding in het bijzonder getoond en beschreven is aan de hand van voorkeursuitvoeringen daarvan, zal het door degene bekwaam in de stand der techniek begrepen worden dat voorgaande en andere veranderingen in vorm en detail daarop aangebracht kunnen worden zonder buiten de gedachte en het bereik van de uitvinding te geraken. Bij-15 voorbeeld kan teflon gebruikt worden voor de kunststofbanden 12. Bovendien kunnen indien gewenst afdichtmiddelen of banden vervaardigd worden van een zacht metaalmateriaal in plaats van van een kunstofmate-riaal.

8500636

Claims

1. Vorminrichting voor het omgeven van een metallisch ingebracht deel met een kunststofmateriaal in combinatie omvattende: een paar metallische vormmiddelen omvattende een paar oppervlakken met elk ten minste een vormholte daarin hebben en gekenmerkt door; 5 afdichtmiddelen bevestigd aan elk van de paren oppervlakken voor het klemmen van het metallische ingebrachte deel in de vorminrichting, welk afdichtmiddel een materiaal omvat met een grotere uitzettingscoëffi-ciënt dan het metallische vormmiddel*

2. Vorminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het 10 afdichtmiddel een materiaal omvat, dat zachter is dan het metallische vormmiddel*

3* Vorminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afdichtmiddelen kunststofmateriaal omvatten.

4. Vorminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat meer- 15 voudige halfgeleiderinrichtingen aangebracht zijn op het metallische ingebrachte deel, dat een êên geheel vormend metallisch geleiderframe omvat, waarbij elk van de vormmiddelen een oppervlak heeft dat een veelheid van holtemiddelen omvat voor het omgeven van de halfgeleiderinrichtingen.

5. Vorminrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het afdichtmiddel een materiaal omvat dat zachter is dan de metallische vormorganen.

6. Vorminrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het afdichtmiddel een kunststofmateriaal omvat.

7. Vorminrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het afdichtmiddel stroken kunstofmateriaal omvat die elk van de veelheid van holten flankeren.

8. Vorminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afdichtmiddel teflon omvat.

9. Vorminrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afdichtmiddel een zacht metaalmateriaal omvat.

10. Werkwijze voor het in hoofdzaak zonder bramen vormen bij ingébracht metallische delen volgens een van de voorgaande conclusies omvattende de stappen bestaande uit; 35 het voorzien in een paar metallische vormorganen elk ten minste een holte omvattende, die overeenkomt met het te vormen voorwerp; gekenmerkt door het aanbrengen van afdichtmiddelen op het oppervlak van elk paar metallische vormorganen nabij de holten, waarbij de afdichtmiddelen een grotere thermische uitzettingscoëfficiënt hebben dan de 40 metallische vormorganen; 8500636 het kleumen van het metallische Ingebrachte deel tussen het paar metallische vormorganen en de afdichtmiddelen; en het doen stijgen van de temperatuur van de vormorganen, de afdichtmiddelen en het metallische ingebrachte deel om in een in hoofd-5 zaak vrij van vloeien zijnde afdichting tussen de holten en de uiteinden van het metallische ingebrachte deel weg van de holten te voorzien. 8500636