DE2854631C3

DE2854631C3 - Spritzgießform zum Umspritzen eines mit mindestens einer Zuleitung versehenen elektrischen Bauelementes

Info

Publication number: DE2854631C3
Application number: DE2854631A
Authority: DE
Inventors: Arthur C. Greenville S.C. Mayhew
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1977-12-20
Filing date: 1978-12-18
Publication date: 1981-04-09
Also published as: GB2010732B; JPS5491751A; JPS6145849B2; DE2854631B2; FR2412396A1; FR2412396B1; DE2854631A1; GB2010732A

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum Umspritzen eines mit mindestens einer Zuleitung versehenen elektrischen Bauelementes, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Spritzgießform dieser Art ist aus der US-PS 45 290 bekannt. Die dort beschriebene Form dient zum Eingießen bzw. Umspritzen von Spulen, welche mit achsparallelen Zuleitungsstiften oder Zuleitungen versehen sind. Die an den Formhohlraum angrenzenden Kammern, welche einen größeren Querschnitt aufweisen als die Zuleitungen selbst, dienen lediglich dazu, die Zuleitungen in ihrem Ansatzbereich am Spulenkörper mit einem versteifenden Kunststoffmantel zu umspritzen, der als integraler Teil des Bauelementes, an diesem verbleibt. Ermöglicht durch die achsparallele Lage der Zuleitungen ist die bekannte Form in einer Ebene senkrecht zur Achse der Spuie bzw. senkrecht zur Achse der Zuleitungen im Bereich des Formhohlraumes für den Spulenkörper geteilt Die Zuleitungen der zu umspritzenden Spule werden demgemäß beim Einsetzen der Spule in die Form in Richtung ihrer Achse zuerst in die erweiterten Kammern und dann weiter in die Aussparungen eingeschoben, die die nicht zu umspritzenden Enden der Zuleitungen fest umschließen.

Diese bekannte Form läßt sich infolge ihrer senkrecht

ίο zur Richtung der Zuleitungen verlaufenden Formtrennebene nicht für solche elektrischen Bauelemente verwenden, deren Zuleitungen unter einem Winkel zur Achse des Bauelementes verlaufen. Solche Zuleitungen sind beispielsweise bei bestimmten Keramikkondensatoren üblich, bei denen die Zuleitungen seitlich am Grundkörper angelötet und dann in schräger Richtung vom Grundkörper weggespreizt sind. Bauelemente mit derart gestalteten Zuleitungen ließen sich in eine Form des bekannten Typs nicht einführen und auch nicht aus ihr entformen.

Es ist daher bereits bekannt, für derartige Bauteile, wie auch für Bauteile mit koaxialen Zuleitungen, Formen zu verwenden, die in der Ebene der Zuleitungen geteilt -rind und zur Aufnahme der Zuleitungen einander gegenüberliegende Aussparungen aufweisen, die zusammen dem Querschnitt der Zuleitung entsprechen. Da für das Umspritzen von elektrischen Bauelementen im allgemeinen nicht Einzelformen verwendet werden, sondern Formen mit einer Vielzahl von entsprechenden Formhohlräumen, in die eine größere Anzahl von Bauelementen gleichzeitig und in vielen Fällen automatisch eingelegt werden, besteht bei derartigen Formen die Gefahr, daß die meist verhältnismäßig empfindlichen Zuleitungen infolge geringfügiger Maß- oder Gestaltabweichungen beim Einlegen in die Formen nicht genau mit den zur Aufnahme der Zuleitungen vorgesehenen Aussparungen in Deckung gelangen und die Zuleitungsdrähte beim Schließen der Formen gequetscht oder abgeschert werden. Dieser Nachteil tritt insbesondere bei solchen Bauelementen auf, deren Zuleitungen nicht allein axial verlaufen, sondern schräg verlaufende Teile und auch Abwinkelungen aufweisen. Bei einer solchen Gestaltung der Zuleitungen ist eine Abweichung von den Formaussparungen noch wahrscheinlicher als bei rein axial verlaufenden, geraden Drähten.

Bei in der Zuleitungsebene geteilten Formen zum Umspritzen von elektrischen Bauelementen mit rein koaxialen Zuleitungen sind bereits Formen entwickelt worden, die bestimmte schräge Führungsflächen aufweisen, durch die die Zuleitungen zwangsläufig in die für sie vorgesehenen Formaussparungen eingeführt werden. Eine solche Form ist in der US-PS 35 42 328 beschrieben. Während bei Bauelementen mit koaxialen Zuleitungen meist ein geringfügiges Umlenken der geraden Zuleitungsdrähte ausreicht, um sie in die vorgesehenen Formaussparungen einzuführen, ist dies bei abgewinkelten Zuleitungen, die darüber hinaus noch schräg verlaufende Teile enthalten, im allgemeinen nicht gegeben. Die schrägen Teile der Zuleitungen können dabei Maßabweichungen aufweisen, ohne daß davon die richtige Lage der Enden der Zuleitungen beeinflußt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießform der eingangs bezeichneten Art zum Umspritzen von elektronischen Bauelementen zu schaffen, mit der es möglich ist, störungsfrei auch solche elektrischen Bauelemente zu verarbeiten, welche

abgewinkelte oder unter einem Winkel zur Achse des Bauelementes verlaufende Zuleitungen aufweisen, ohne daß Maß- und Gestaltabweichungen, insbesondere in den abgewinkelten und schräg verlaufenden Teilen der Zuleitungen zu Schwierigkeiten beim Schließen der Formen führen, welche im allgemeinen ein Verquetschen oder Abscheren der Zuleitungsdrähte zur Folge haben.

Diese Aufgabe wird bei einer Spritzgießform der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Formtrennebene zwischen den beiden Formhälften längs des Formhohlraumes der Kammer und der Aussparung diese schneidend verläuft und daß die zur Formtrennebene parallelen, gegenüberliegenden Wände der Kammer bei geschlossener Spritzgießform einen geringfügig kleineren Abstand als der Durchmesser des mittleren Teils der Zuleitung aufweisen, während der Abstand der zur Formtrennebene senkrechten Wände der Kammer wesentlich größer als der Durchmesser des mittleren Teils der Zuleitung unter Bildung von zwei Abteilen beidseitig des mittleren Teils der Zuleitung ist

Die vorgesehenen Kammern gewähren einen Spielraum zur Aufnahme von Zuleitungen unterschiedlicher Gestalt Andererseits stellen sie aber eine unerwünschte Erweiterung des Formhohlraumes dar, in dessen Bereich die Zuleitungen mit nicht beabsichtigten Kunststoffangüssen versehen werden. Diese Angüsse müssen anschließend wieder entfernt werden. Um dies zu ermöglichen, ist die Form so gestaltet, daß die Zuleitungen im Bereich der Kammern an zwei gegenüberliegenden Seiten unmittelbar gegen die Kammerwände anliegen, so daß der durch die Kammern entstehende Anguß die Zuleitungen nicht vollständig umschließt, sondern in zwei im wesentlichen voneinander getrennte, seitlich der Zuleitungen liegende Abschnitte zerfällt, die sich durch Abbrechen leicht vom umspritzten Bauelement wieder entfernen lassen. Dabei wird der Querschnitt der Angüsse im Bereich ihres Ansatzes am Grundkörper des Bauelementes zweckmäßigerweise möglichst klein gewählt. Dennoch müssen die diesen Ansätzen entsprechenden Verbindungsöffnungen zwischen dem Formhohlraum und den Kammern einen Querschnitt aufweisen, der Maßabweichungen der Zuleitungen in ihrem Ansatzbereich am Bauelement beim Einlegen der Bauelemente in die Form zuläßt. Die Verbindungsöffnungen haben daher vorzugsweise einen Querschnitt, der dem zwei- bis vierfachen Querschnitt der Zuleitung entspricht. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Spritzgießform bei entsprechender Ausgestaltung auch zum Verarbeiten von Bauelementen mit achsparallelen Zuleitungen geeignet Weisen die Zuleitungen dagegen Schrägabschnitte auf, so sind die Achsen der Formaussparungen zur Aufnahme der Enden der Zuleitungen zu den Achsen der genannten Verbindungsöffnungen versetzt angeordnet

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spritzgießform unter Hinweis auf d\& Zeichnungen im einzelnen näher beschrieben. Es z^igt

Fig. 1 ein Beispiel für ? - uektrisches Bauelement, für dessen Umspritzen die Spritzgießform besonders geeignet ist,

Fig.2a und 2b Seitenansichten des Bauelementes nach F i g. 1 aus zwei zueinander senkrechten Richtungen,

F i g. 3 eine isometrische Ansicht der Spritzgießform in geschlossenem Zustand,

F i g. 3b einen Schnitt durch die Spritzgießform nach F i g. 3 entlang der Linie b-b,

F i g. 3a, c und d Teilschnitte der Spritzgießform nach Fig.3 entsprechend den in Fig.3 angegebenen Schnittlinien,

Fig.4 ein mittels der Spritzgießform nach Fig.3 umspritztes Bauelement unmittelbar nach dem Entformen,

F i g. 4a einen Teilschnitt des Bauteiles gemäß F i g. 4 entlang der Linie a-a in F i g. 4,

Fig.5 das elektrische Bauteil gemäß Fig.4 nach Entfernen der Angüsse,

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht der Spritzgießform nach F i g. 3 in geöffnetem Zustand,

Fig.6a eine der Fig.6 entsprechende Darstellung einer Spritzgießform mit einer Mehrzahl von Formhöhlungen,

Fig.7a, b und c unterschiedliche Formen von Zuleitungen, die sämtlich von der gleichen Spritzgießform nach den F i g. 3 und 6 aufgenommen werden können,

F i g. 8 einen Teilquerschnitt durch die ausgegossene Kammer für die Zuleitung mit eingelegter Zuleitung.

Fig. 9 bis 11 entsprechende Darstellungen einer Ausführungsform der Spritzform für elektrische Bauele mente mit achsparallelen Zuleitungen.

F i g. 1 zeigt als Be spiel ein elektrisches Bauelement, welches unter Verwendung der Spritzgießform vergossen werden kann. Das in F i g. 1 dargestellte Bauelement ist ein konventioneller Keramikkondensator mit einem plattenförmigen Keramikgrundkörper 20 und metallischen Kopfstücken 30, 32, an denen Zuleitungen 40 und 42, z. B. mit Hilfe der bei 50 gezeigten Lötverbindung befestigt sind. Es ist häufig erwünscht derartige Bauelemente in eine Kunststoffmasse einzubetten, wie sie bei 60 in F i g. 1 angedeutet und in den F i g. 2a und 2b gezeigt ist Wie sich aus den F i g. 1 und 2a ergibt, sind die Zuleitungen 40, 42 nicht in Richtung der zentralen Achse 65 des Keramikgrundkörpers des Bauelementes ausgerichtet, sondern enthalten einen Teil 70. der unmittelbar am Keramikgrundkörper 20 des Bauelementes anliegt, einen mittleren Teil 72, der unter einem Winkel von beispielsweise 20° bis 60° zur Achse 65 des Kondensatorgrundkörpers ausgerichtet ist und einen vom Grundkörper 20 des Bauelementes weggerichteten Endteil 74.

Die F i g. 3 und 6 zeigen eine Ausführungsform einer Spritzgießform, mit der sich elektrische Bauelemente des in den F i g. 1 und 2 gezeigten Typs ohne Schwierigkeiten in Serienfertigung umspritzen lassen. Gemäß F i g. 3 besteht die Spritzgießform 100 aus zwei Formhälften 102 und 104; die Formhälfte 104 ist im wesentlichen identisch mit der Formhäl^fte 102 und ist der Übersichtlichkeit wegen in punktierten Linien gezeigt. Fig. 6 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Spritzgießform in geöffnetem Zustand. Wenn die Formhälften 102, 104, wie in Fig.3 dargestellt, geschlossen sind, begrenzen die Formhälften 102 und 104 Aussparungen 106, die die Endteile 74' der Zuleitungen 40', 42' des Bauelementes eng umschließen und somit einerseits die Zuleitungen 40', 42' und damit das ganze Bauelement in der Spritzgießform 100 positionieren und andererseits gleichzeitig einen Formvei Schluß bilden. Die Formhälften 102, 104 begrenzen ferner ein Paar von ersten Kammern 108, die die mittleren Teile 72' der Zuleitungen aufnehmen. In den Kammern 108 stehen, wie in Fig.3a gezeigt, die

einander gegenüberliegenden, der Formtrennebene parallelen Innenwände 111, 113 der Kammern 108 in enger Berührung mit den mittleren Teilen 72' der Zuleitungen, die die Kammern 108 in zwei Abteile 115, 117 zu jeder Seite des mittleren Teils 72' einer Zuleitung unterteilen. Wegen des auf diese Weise durch die Kammern 108 gewährten seitlichen Spielraumes für die mittleren Teile 72' der Zuleitungen ist die Spritzgießform 100 für die Aufnahme von Bauelementen geeignet, die bezüglich der Größe, Gestalt und Länge des mittleren Teils 72' der Zuleitung variieren. Wie sich aus der Fig.3b ergibt, bildet die Forrnschlüssigkeit der Wände 111,113 mit dem mittleren Teil 72' der Zuleitung eine Stütze für den Grundkörper 20 des Bauelementes, der von dem Formhohlraum 119 der Spritzgießform 100 aufgenommen wird, welcher eine größere Tiefe hai als die Kammer 108. Verhältnismäßig enge Verbindungsöffnungen 121 (siehe F i g. 3) mit ungefähr dem zwei- bis dreifachen Querschnitt des mittleren Teils 72' der Zuleitungen werden durch diejenigen Teile der Kammern 108 gebildet, die sich an den Formhohlraum 119 anschließen und die Teile 70' der Zuleitungen aufnehmen. Die Verbindungsöffnungen 121 bilden gleichzeitig einen Weg für den geschmolzenen Kunststoff zu den Abteilen 115, 117 der Kammern 108. Die Verbindungsöffnungen 121 sind zwar relativ eng, aber sie sind weit genug, um Unterschiede bezüglich des Abstandes zwischen den Zuleitungen 40' und 42' auszugleichen, die als Folge von Abweichungen der Dimension des Grundkörpers 20' des Bauelementes auftreten können.

Beim Durchführen des Umspritzens wird auf konventionelle Art plastischer Kunststoff aus dem Einlaßkanal 130 durch die Eingießöffnung 132 in den Formhohlraum 119 eingespritzt und durch die Verbindungsöffnungen 121 in die Abteile 115, 117 der Kammern 108. Gase in der Spritzgießform 100 entweichen durch eine Entlüftungsöffnung 135 und der Verschluß, der durch die Endteile 74' der Zuleitungen mit den Aussparungen 106 gebildet wird, verhindert, daß Kunststoff aus der Spritzgießform 100 austritt Beim öffnen der Spritzgießform 100 nach Erstarren des geschmolzenen Kunststoffes hat der umspritzte Kondensator die in Fig.4 gezeigte Gestalt, wobei der Kunststoffmantel des Kondensatorgrundkörpers 20' bei 140 angedeutet ist, und die sich ergebende teilweise Einbettung der mittleren Teile 72' der Zuleitungen ist bei 148 und 149 gezeigt. Wie sich aus den F i g. 4 und 4a ergibt, sind die Oberflächenbereiche 146 des mittleren Teiles 72' der Zuleitung nicht mit Kunststoff beschichtet, und zwar wegen des bereits erwähnten engen Sitzes zwischen den einander gegenüberliegenden inneren Wänden 111, 113 der Kammern 108. Die Angüsse 148 und 149 können auf konventionelle Art und Weise, z. B.

durch bei 150 angreifende Kräfte unter Verwendung von bekannten Vorrichtungen zum Entgraten entfernt werden, welche die Angüsse 148, 149 an deren Ansatzfläche 153 brechen, um das in F i g. 5 dargestellte eingespritzte Endprodukt zu ergeben.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Spritzgießform 100 ist deren Fähigkeit, Abweichungen bezüglich der Lage der mittleren Teile der Zuleitungen, wie sie sich beispielsweise aus den F i g. 7a, 7b und 7c ergeben, zuzulassen, und zwar ohne daß Schaden durch Quetschen oder Abscheren entstehen.

Wie in F i g. 8 gezeigt ist, deformieren die einander gegenüberliegenden Innenwände 111, 113 der Formhälften 102, 104, welche die Kammern 108 begrenzen, den Querschnitt des mittleren Teils 72' der Zuleitung, um einen sicheren Halt für das Bauelement in der Spritzgießform 100 zu gewährleisten und auch um einen im wesentlichen flachen Bereich 146 von 10° bis 20° an jeder Seite der Zuleitung zu erzeugen, der nicht vom Kunststoff umschlossen ist, wodurch das Entfernen der erstarrten Angüsse 148 und 149 erleichtert wird, weiche an dem mittleren Teil 72' der Zuleitung anhaften.

Wie aus Fig.4 hervorgeht, hat der Formhohlraum 119 gemäß Fig.3 vorzugsweise eine Tiefe 200, welche zwei- bis viermal größer ist als die Tiefe 210 der Kammern 108, um das Entgraten zu erleichtern. Aus dem gleichen Grunde ist die Breite der Kammern 108 zwischen den zur Formtrennebene senkrechten Wänden, in F i g. 7 mit 300 bezeichnet, ungefähr zwei- bis viermal so groß wie der Querschnitt des mittleren Teiles 72'der Zuleitung.

In einer abweichenden Ausführungsform, bei der das zu umspritzende Bauelement zwar achsversetzte, aber zur Achse des Grundkörpers parallele Zuleitungen aufweist, wird die Spritzgießform nach den Fig.9, 10 und 11 verwendet

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spritzgießform zum Umspritzen eines mit mindestens einer Zuleitung versehenen elektrischen Bauelementes mit plastischem Kunststoff, mit zwei einen Formhohlraum der Spritzgießform zur Aufnahme des elektrischen Bauelementes begrenzenden Formhälften, mit mindestens einer an den Formhohlraum angrenzenden und mit diesem verbundenen, einen unmittelbar vom Bauelement abstehenden, mittleren Teil der Zuleitung aufnehmenden Kammer, deren Querschnitt größer als der Querschnitt der Zuleitung ist, und mit einer an die Kammer anschließenden und mit dieser verbundenen, den vom Bauelement weiter abragenden Teil der Zuleitung dicht umgebenden Aussparung, dadurch gekennzeichnet, daß üie Formirennebene zwischen den beiden Formhälften (102, 104) längs des Formhohlraumes (119), der Kammer (108) und der Aussparung (106) diese schneidend verläuft und daß die zur Formtrennebene parallelen, gegenüberliegenden Wände (111,113) der Kammer (108) bei geschlossener Spritzgießform einen geringfügig kleineren Abstand als der Durchmesser des mittleren Teils (72') der Zuleitung aufweisen, während der Abstand der zur Formtrennebene senkrechten Wände der Kammer (108) wesentlich größer als der Durchmesser des mittleren Teils (72') der Zuleitung unter Bildung von zwei Abteilen (115, 117) beideistig des mittleren Teils (72') der Zuleitung ist.

2. Spritzgießform nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (300) der Kammer (108) zwischen ihren zur Formtrennebene senkrechten Wänden größer ist als die entsprechende Weite der Verbindungsöffnung (121) zwischen Formhohlraum (119) und Kammer (108).

3. Spritzgießform nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite der Verbindungsöffnung (121) das zwei- bis vierfache des Durchmessers des mittleren Teiles (72') der Zuleitung (40', 42') beträgt.

4. Spritzgießform nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (106) mit ihrer Achse versetzt zu der Verbindungsöffnung (121) zwischen dem Formhohlraum (119) und der Kammer (108) angeordnet ist.