DE102004029358B3

DE102004029358B3 - Verfahren zur Herstellung einer kunststoffgekapselten elektrischen oder elektromechanischen Komponente

Info

Publication number: DE102004029358B3
Application number: DE200410029358
Authority: DE
Inventors: Dieter Zimmer
Original assignee: KMK Kunststoff Metall und Komponenten GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2024-06-18

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer kunststoffgekapselten elektrischen oder elektromechanischen Komponente, bei dem ein aus Leiterbahnen und diese kurzschließenden Verbindungsstegen bestehendes Leadframe in einer Spritzgießform außerhalb der Verbindungsstege mit Kunststoff umspritzt wird und anschließend die Verbindungsstege durch Stanzen herausgetrennt werden, wird erfindungsgemäß eine zweiteilige Spritzgießform (1) verwendet, die in beiden Teilen (2, 3) in den Bereichen der Verbindungsstege (6) sockelförmige Erhebungen (9, 13) und in einem der Teile (2, 3) zusätzlich Aufnahmestifte in einer derartigen Anordnung aufweist, dass sich beim Einlegen des Leadframes (4) in die Spritzgießform (1) zwischen den Leiterbahnen (5) und beiderseits der sie verbindenden Verbindungsstege (6) jeweils ein Aufnahmestift befindet und dass bei geschlossener Spritzgießform (1) die von beiden Seiten am Leadframe (4) anliegenden sockelförmigen Erhebungen (9, 13) und die Aufnahmestifte die Bereiche des Leadframes (4) mit den Verbindungsstegen (6) beim Umspritzen mit dem Kunststoff abdichten.

Description

In der Industrie oder beim Automobilbau kommen elektrische oder elektromechanische Komponenten zur Anwendung, deren Bauteile zunächst auf einem Stanzgitter, dem so genannten Leadframe, aufgebracht und mit den darin enthaltenen Leiterbahnen durch Schweißen oder Bonden verbunden werden, bevor sie durch Umspritzen mit Kunststoff gekapselt werden. Die in dem Leadframe zur mechanischen Stabilisierung während des Herstellungsprozesses durch Verbindungsstege miteinander verbundenen Leiterbahnen werden schließlich freigestanzt und gegebenenfalls in vorgegebene Positionen gebogen. Zum Freistanzen der Leiterbahnen ist es erforderlich, dass das Leadframe in den Bereichen der Verbindungsstege frei zugänglich bleibt und nicht mit dem Kunststoff umspritzt wird. Dies wurde bisher dadurch erreicht, dass die Spritzgießform in diesen Bereichen entsprechend der dortigen Geometrie des Leadframes ausgebildete Kavitäten enthielt, die das Leadframe in diesen Bereichen beim Umspritzen mit Kunststoff abdichteten. Dabei musste auf eine hohe Genauigkeit bei der Geometrie des Leadframes und der komplex gearbeiteten Kontur der Spritzgießform geachtet werden. Außerdem war die Spritzgießform im Bereich der Kavitäten einem hohen Verschleiß beim Einsetzen und Entfernen der Leadframes ausgesetzt.

Aus der DE 37 17 743 C2 ist es bekannt, ein aus Leiterbahnen und diese kurzschließenden Verbindungsstegen bestehendes Leadframe in einer Spritzgießform außerhalb der Verbindungsstege mit Kunststoff zu umspritzen. Dabei ist das Leadframe in den Bereichen der Verbindungsstege an einzelnen Dornen der Spritzgießform abgestützt, so dass in dem erzeugten Kunststoffspritzteil kreisrunde Aussparungen entstehen, durch die hindurch anschließend die Verbindungsstege durch Stanzen herausgetrennt werden. Beim Spritzgießen sind jedoch die Verbindungsstege in den Bereichen zwischen den von ihnen verbundenen Leiterbahnen nicht abgedichtet, so dass der Kunststoff bis an die Verbindungsstege hin gelangt. Dadurch kann beim anschließenden Freistanzen das Kunststoffspritzteil beschädigt werden.

Aus der DE 295 16 161 U1 ist ein Leadframe mit Leiterbahnen und Verbindungsstegen bekannt, das aber nicht umspritzt wird, sondern über Nietverbindungen auf einem Plattengrundkörper befestigt ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, beim Umspritzen der Leadframes mit Kunststoff eine weniger aufwendige Abdichtung der Bereiche mit den Verbindungsstegen zu erreichen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer kunststoffgekapselten elektrischen oder elektromechanischen Komponente, bei dem ein aus Leiterbahnen und diese kurzschließenden Verbindungsstegen bestehendes Leadframe in einer Spritzgießform außerhalb der Verbin dungsstege mit Kunststoff umspritzt wird und anschließend die Verbindungsstege durch Stanzen herausgetrennt werden, wobei eine zweiteilige Spritzgießform verwendet wird, die in beiden Teilen in den Bereichen der Verbindungsstege sockelförmige Erhebungen und in einem der Teile zusätzlich Aufnahmestifte in einer derartigen Anordnung aufweist, dass sich beim Einlegen des Leadframes in die Spritzgießform zwischen den Leiterbahnen und beiderseits der sie verbindenden Verbindungsstege jeweils ein Aufnahmestift befindet und dass bei geschlossener Spritzgießform die von beiden Seiten an dem Leadframe anliegenden sockelförmigen Erhebungen und die Aufnahmestifte die Bereiche der Leadframes mit den Verbindungsstegen beim Umspritzen mit dem Kunststoff abdichten.

Das Leadframe wird in der Spritzgießform durch die Aufnahmestifte genau fixiert und beim Umspritzen in den Bereichen der Verbindungsstege durch die Aufnahmestifte und die sockelförmigen Erhebungen abgedichtet, so dass die Verbindungsstege nach dem Umspritzen zum Herausstanzen frei zugänglich sind. Die Leadframes können in den Bereichen der Verbindungsstege stanztechnisch mit einer erweiterten Maßtoleranz hergestellt werden, weil eine spielfreie Anpassung zwischen den Geometrien der Verbindungsstege und denen der Aufnahme in der Spritzgießform nicht notwendig ist. Der Verschleiß der Spritzgießform durch Kantenabbruch wird minimiert, da weder beim Einlegen des Leadframes in die Spritzgießform, noch beim Schließen der Spritzgießform Scherkräfte auf die Kanten des Leadframes wirken.

Vorzugsweise sind die Aufnahmestifte als Rundstifte mit einem dem Abstand der Leiterbahnen zueinander entsprechenden Durchmesser und die Kanten der Verbindungsstege in dem Leadframe mit demselben Durchmesser halbkreisförmig konkav ausgebildet. Dadurch wird eine besonders exakte Fixierung des Leadframes in der Spritzgießform und eine besonders gute Abdichtung beim Umspritzen mit dem Kunststoff erreicht. Aus demselben Grund können außerdem bei geschlossener Spritzgießform die auf der sockelförmigen Erhebung des einen Teils vorgesehenen Aufnahmestifte mit ihren Enden in entsprechende Aufnahmelöcher in der sockelförmigen Erhebung des anderen Teils eingreifen.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im Einzelnen zeigen:
1 beispielhaft eine zweiteilige Spritzgießform mit darin eingelegtem Leadframe,
2 ein Beispiel für die Fixierung des Leadframes im Bereich der Verbindungsstege zwischen den Leiterbahnen und
3 ein Beispiel für das Leadframe nach seiner Umspritzung mit Kunststoff.
1 zeigt eine Spritzgießform 1, bestehend aus zwei Teilen 2 und 3. In dem unteren Teil ist ein Leadframe 4 eingelegt, das Leiterbahnen 5 und diese verbindende Verbindungsstege 6 aufweist. In den mit 7 und 8 bezeichneten Bereichen sind elektrische oder elektromechanische Bauteile, wie Sensoren, Aktoren, Elektronik, Steckverbinderteiler usw., angeordnet und mit den Leiterbahnen 5 kontaktiert.
Wie 2 deutlicher zeigt, liegt das Leadframe 4 im Bereich der Verbindungsstege 6 auf einer sockelförmigen Erhebung 9 des unteren Teils 2 der Spritzgießform 1 auf. Die sockelförmige Erhebung 9 weist Aufnahmestifte 10 in einer solchen Anzahl und Anordnung auf, dass sich beim Einlegen des Leadframes 4 in die Spritzgießform 1 zwischen den Leiterbahnen 5 und beiderseits der sie verbindenden Verbindungsstege 6 jeweils einer der Aufnahmestifte 10 befindet. Bei den Aufnahmestiften 10 handelt es sich um Rundstifte mit demselben Durchmesser wie der der halbkreisförmig konkav ausgebildeten Kanten 11 der Verbindungsstege 6.
Wie 1 zeigt, enthält das obere Teil 3 der Spritzgießform 1 neben den zum Umspritzen des Leadframes 4 mit den daran angeschlossenen elektrischen oder elektromechanischen Bauteilen erforderlichen Kavitäten 12 eine weitere sockelförmige Erhebung 13 mit Aufnahmelöchern 14 für die Enden der Aufnahmestifte 10. Bei geschlossener Spritzgießform 1 wird das Leadframe 4 in den Bereichen der Verbindungsstege 6 durch die Aufnahmestifte 10 und die beiderseits des Leadframes 4 flächig an diesem anliegenden sockelförmigen Erhebungen 9 und 13 abgedichtet, so dass, wie 3 zeigt, beim nachfolgenden Umspritzen des Leadframes 4 mit Kunststoff 15 die abgedichteten Bereiche frei bleiben und anschließend die Verbindungsstege 6 ohne weiteres durch Stanzen aus dem Leadframe 4 herausgetrennt werden können.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer kunststoffgekapselten elektrischen oder elektromechanischen Komponente, bei dem ein aus Leiterbahnen (5) und diese kurzschließenden Verbindungsstegen (6) bestehendes Leadframe (4) in einer Spritzgießform (1) außerhalb der Verbindungsstege (6) mit Kunststoff (15) umspritzt wird und anschließend die Verbindungsstege (6) durch Stanzen herausgetrennt werden, wobei eine zweiteilige Spritzgießform (1) verwendet wird, die in beiden Teilen (2, 3) in den Bereichen der Verbindungsstege (6) sockelförmige Erhebungen (9, 13) und in einem der Teile (2, 3) zusätzlich Aufnahmestifte (10) in einer derartigen Anordnung aufweist, dass sich beim Einlegen des Leadframes (4) in die Spritzgießform (1) zwischen den Leiterbahnen (5) und beiderseits der sie verbindenden Verbindungsstege (6) jeweils ein Aufnahmestift (10) befindet und dass bei geschlossener Spritzgießform (1) die von beiden Seiten am Leadframe (4) anliegenden sockelförmigen Erhebungen (9, 13) und die Aufnahmestifte (10) die Bereiche des Leadframes (4) mit den Verbindungsstegen (6) beim Umspritzen mit dem Kunststoff (15) abdichten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spritzgießform (1) verwendet wird, bei der die Aufnahmestifte (10) Rundstifte mit einem dem Abstand der Leiterbahnen (5) zueinander entsprechenden Durchmesser sind, und dass ein Leadframe (4) verwendet wird, bei dem die Kanten (11) der Verbindungsstege (6) mit demselben Durchmesser halbkreisförmig konkav ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener Spritzgießform (1) die auf der sockelförmigen Erhebung (9) des einen Teils (2) vorgesehenen Aufnahmestifte (10) mit ihren Enden in entsprechende Aufnahmelöcher (14) in der sockelförmigen Erhebung (13) des anderen Teils (3) eingreifen.