DE3703465C2

DE3703465C2 - Method of manufacturing an electrical switching device and electrical switching device

Info

Publication number: DE3703465C2
Application number: DE19873703465
Authority: DE
Inventors: Manfred Kurz
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thermot Tronik GmbH
Priority date: 1987-02-05
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2007-02-06
Also published as: DE3703465A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Schaltgerätes, das als Schaltelement einen Halb leiter mit temperaturabhängigem Widerstand aufweist, der zwi schen zwei metallischen Kontakten angeordnet ist, die als An schlußklemmen aus dem Schaltgerät ragen, wobei der Halbleiter und die Kontakte mit einem Kunststoff umgossen werden, und ein elektrisches Schaltgerät.The invention relates to a method for producing a electrical switching device that as a switching element a half Has conductor with temperature-dependent resistance, the zwi two metallic contacts is arranged, which as An protruding terminals protrude from the switching device, the semiconductor and the contacts are encapsulated with a plastic, and an electrical switching device.

Aus der DE 32 32 404 A1 ist ein elektrisches Schaltgerät mit einem Kaltleiter bekannt. Der Kaltleiter ist auf gegenüber liegenden Flächen mit Metallbelägen versehen, an denen elek trisch leitende Federelemente klemmend anliegen. Die Berüh rungsstellen zwischen den Federelementen und den Metallbelä gen sind zusätzlich mit Leitkleber umhüllt. Die Federelemente sind in einem Sockel enthalten. Dieses vorbereitete Bauteil ist mit einer Tauchlackumhüllung versehen. Um das Schaltgerät fertigzustellen, das beispielsweise als ein Flüssigkeitsni veaufühler dient, ist die vorgefertigte Baueinheit in einem Metallgehäuse angeordnet. From DE 32 32 404 A1 an electrical switching device is included known a PTC thermistor. The PTC thermistor is on opposite horizontal surfaces with metal coverings on which elec trically conductive spring elements are clamped. The famous points between the spring elements and the metal linings are also covered with conductive adhesive. The spring elements are included in a base. This prepared component is provided with a dip coating. To the switching device to complete that, for example, as a liquid ni serves as a prefabricated unit in one Metal housing arranged.

Bei einem aus dem DE 66 10 339 U bekannten Schaltgerät ist ein Kaltleiter mittels Anschlußdrähten kontaktiert. Die An schlußdrähte sind durch einen keramischen Isolierkörper hin durchgeführt. Durch Eintauchen in eine Kunststofflösung wer den der Kaltleiter und die Anschlußdrähte sowie die diesen zugewandte Stirnseite des Isolierkörpers mit einer dünnen Isolierschicht versehen. Diese Isolierschicht erhält an schließend einen Metallüberzug. Um dieses Schaltgerät fertig einbaufähig zu machen, muß es noch in ein Gehäuse eingebaut werden.In a switching device known from DE 66 10 339 U. a PTC thermistor is contacted by means of connecting wires. The An end wires are through a ceramic insulating body carried out. By immersing yourself in a plastic solution that of the PTC thermistor and the connecting wires as well as these facing end of the insulating body with a thin Provide insulating layer. This insulating layer keeps on closing a metal cover. To finish this switching device To make it installable, it must still be installed in a housing will.

Aus der CH 4 68 143 ist ein Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsundurchlässigen Überzuges auf einem elektroni schen Bauelement, beispielsweise einem Photowiderstand, be kannt. Dieser Photowiderstand ist zwischen Kontaktfedern ein geklemmt, die in Schlitzen eines Isolierkörpers gehalten sind. Diese Teile werden in ein Gehäuse, beispielsweise aus Epoxidharz, eingekapselt, nachdem der Photowiderstand und die an ihm angebrachten Enden der Kontaktfedern mit einem Über zug, insbesondere aus Paraffin, versehen worden sind.CH 4 68 143 describes a method for producing a moisture-proof coating on an electronic rule component, such as a photoresistor, be knows. This photoresistor is between contact springs clamped, held in slots in an insulating body are. These parts are made into a housing, for example Epoxy resin, encapsulated after the photoresistor and the ends of the contact springs attached to it with an over train, in particular made of paraffin, have been provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung ei nes elektrischen Schaltgerätes der eingangs genannten Art zu vereinfachen und damit zu verbilligen.The invention has for its object to manufacture egg nes electrical switching device of the type mentioned simplify and therefore cheaper.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kontakte und der Halbleiter vor dem Vergießen mittels eines Montagekörpers aus isolierendem Material gehalten werden, mit diesem Montagekör per in eine Form eingebracht werden, in welcher ein den Halb leiter, die Kontakte und den Montagekörper umhüllender, die Außenkontur des Schaltgerätes bildender Kunststoff-Formkörper hergestellt wird.This object is achieved in that the contacts and the Semiconductor before potting using a mounting body insulating material can be held with this mounting kit are introduced into a mold in which one half conductor, the contacts and the mounting body, the Plastic molded body forming the outer contour of the switching device will be produced.

Der Montagekörper, der Halbleiter und die Kontakte werden zu einer vormontierten Baugruppe zusammengefügt, die in diesem Zustand in eine Form eingebracht werden, in welcher der den Montagekörper, den Halbleiter und die Kontakte einkapselnde Kunststoff insbesondere als Spritzguß eingebracht wird. Der Kunststoff bildet einen Kunststoffkörper, der nicht nur eine Schutzfunktion ausübt, sondern vielmehr gleich das "Außengehäuse" des fertigen Schaltgerätes darstellt. Dadurch entfällt der bisher übliche Arbeitsschritt, nämlich den Halb leiter und die Kontakte sowie einen Montagekörper in ein Ge häuse einzubauen. Der Montagekörper, der relativ großvolumig sein kann, kann ferner so angeordnet und ausgebildet werden, daß er im wesentlichen die Kontur des Schaltgerätes in einem Bereich bestimmt, in welchem dieses möglichst genaue Außenab messungen einhalten soll. Der Montagekörper verhindert, daß in diesem Bereich durch Schrumpfen Ungenauigkeiten in der Ab messung auftreten können. Es ist deshalb möglich, Kunststoffe vielfältigster Art für das Umgießen zu verwenden. Da das Schaltgerät im wesentlichen für eine temperaturabhängige Schaltung verwendet wird, braucht lediglich vorgesehen wer den, daß der Kunststoff in dem für die Schaltung vorgesehenen Temperaturbereich wärmebeständig ist.The mounting body, the semiconductor and the contacts become too a pre-assembled assembly put together in this State in a form in which the Mounting body, the semiconductor and encapsulating the contacts Plastic is introduced in particular as an injection molding. Of the Plastic forms a plastic body that is not just one Protective function, but rather that Represents "outer housing" of the finished switching device. Thereby the previous step, namely the half, is no longer required conductor and the contacts as well as a mounting body in one Ge to install housing. The assembly body, the relatively large volume can also be arranged and designed so that he essentially the contour of the switching device in one Determines the area in which this outside is as accurate as possible to comply with measurements. The mounting body prevents in this area by shrinking inaccuracies in the ab measurement can occur. It is therefore possible to use plastics the most varied of types for casting. Since that Switchgear essentially for a temperature-dependent Circuit is used, only needs to be provided who that the plastic in the intended for the circuit Temperature range is heat resistant.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Montagekörper wenigstens eine Aufnahme aufweist, in wel che die Kontakte unter Verformung des Montagekörpers einge führt werden. Mit dem Einführen werden somit die Kontakte in dem Montagekörper festgespannt.In a further embodiment of the invention it is provided that the mounting body has at least one receptacle in which the contacts inserted while deforming the mounting body leads. With the insertion, the contacts in clamped to the mounting body.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Montagekörper mit wenigstens einem Anschlag versehen ist, durch den die Position der Kontakte und/oder des Halbleiters festgelegt wird. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache Vor montage, bei der eine exakte Positionierung der einzelnen Elemente praktisch selbsttätig gewährleistet ist.In a further embodiment of the invention it is provided that the assembly body is provided with at least one stop, by the position of the contacts and / or the semiconductor is set. This results in a very simple pre assembly, in which an exact positioning of the individual Elements is guaranteed practically automatically.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die in den Montagekörper eingeführten Kontakte den als Schei be ausgebildeten Halbleiter zwischen sich elastisch einspan nen. Dies erlaubt eine sehr einfache Vormontage. In weiterer Ausgestaltung wird dabei vorgesehen, daß die Kontakte in dem Bereich, in welchem sie den Halbleiter zwischen sich aufneh men, gegenüber dem in den Aufnahmen des Montagekörpers ge führten Bereich abgekröpft sind. Durch diese Ausgestaltung lassen sich relativ hohe elastische Spannkräfte erzielen, durch die der Halbleiter zwischen den Kontakten eingespannt wird, ohne daß es hierbei auf eine exakte Bemessung der Auf nahmen des Montagekörpers ankommt.In a further embodiment of the invention it is provided that the contacts inserted into the mounting body as shit be trained semiconductors between them nen. This allows a very simple pre-assembly. In another Design is provided that the contacts in the Area in which they receive the semiconductor between them men, compared to ge in the recordings of the mounting body led area are cranked. Through this configuration relatively high elastic clamping forces can be achieved, through which the semiconductor is clamped between the contacts is, without this being based on an exact dimensioning of the up the assembly body arrives.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß vor dem Umhüllen mit Kunststoff die Kontakte durch Kleben oder Löten o. dgl. mit dem Halbleiter verbunden werden. Bei dem Umhüllen, das in der Regel durch Druckgießen oder Spritz gießen erfolgt, wird der Kunststoff mit relativ hohen Drücken eingepreßt. Das Verlöten oder Verkleben verhindert, daß Kunststoff zwischen die Kontakte und den Halbleiter gelangt und auf diese Weise die Funktion des Schaltgerätes beein trächtigt.In a further embodiment of the invention it is provided that before wrapping with plastic the contacts by gluing or soldering or the like are connected to the semiconductor. At wrapping, usually by die casting or spraying pouring takes place, the plastic with relatively high pressures pressed in. Soldering or gluing prevents Plastic gets between the contacts and the semiconductor and in this way affect the function of the switching device is pregnant.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Schaltgerät vorgesehen, bei welchem die Kontakte in einem Montagekörper angeordnet sind, wobei der Halbleiter, die Kontakte und der Montagekörper mit dem Kunststoff umhüllt sind, der die Außen kontur des Schaltgerätes bildet.In a further embodiment of the invention, a switching device provided, in which the contacts in a mounting body are arranged, the semiconductor, the contacts and the Mounting body are wrapped with the plastic that the outside contour of the switchgear.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Exemplary embodiments of the invention are described below of the figures explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Schaltgerät nach einer Vormontage, wobei die end gültige durch Umgießen mit einem Kunststoff her gestellte Form angedeutet ist, Fig. 1 shows a section through an inventive switching device according to a pre-assembly, wherein the end valid provided by overmolding with a plastic forth form is indicated,

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1 und Fig. 2 is a view in the direction of arrow II of FIGS. 1 and

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1. Fig. 3 is a view in the direction of arrow III in FIG. 1.

Das dargestellte Schaltgerät enthält zwei als Blechstanzteile hergestellte, bügelförmige Kontakte (2, 3), die zwischen sich einen Halbleiter (1) mit temperaturabhängigem Widerstand auf nehmen, einen sogenannten NTC-Widerstand oder PTC-Widerstand. Der Halbleiter (1) und die beiden Kontakte (2, 3) sind in einen mit strichpunktierter Linie angedeuteten Kunststoffkörper ein gekapselt, der durch Spritzgießen oder Druckgießen hergestellt wird, wobei die Kontakte (2, 3) und der Halbleiter (1) umgossen werden. Abhängig von dem Verwendungszweck kann der Kunststoff körper (14) eine nahezu beliebige Kontur aufweisen, die von dem Einsatzzweck abhängig ist. Ein derartiges Schaltgerät wird in der Regel für eine temperaturabhängige Schaltung eingesetzt, so daß auch durch die Form des Kunststoffkörpers (14) sicherge stellt werden soll, daß der Halbleiter (1) der den Schaltvor gang auslösenden Temperatur eines Mediums ausgesetzt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich der Halbleiter (1) in einem im wesentlichen zylindrischen Ansatz des Kunst stoffkörpers (14) , an den ein Ringbund anschließt. Der Ansatz kann beispielsweise in eine Leitung eintauchen, in welcher das Medium strömt, dessen Temperatur für die Schaltung herangezogen werden soll. Die Kontakte (2, 3) sind aus dem Kunststoffkörper (14) herausgeführt und dienen als Anschlußklemmen (4, 5). Die ser Bereich der Anschlußklemmen (4, 5) befindet sich in einer Aussparung des Kunststoffkörpers (14). The switching device shown contains two bow-shaped contacts ( 2 , 3 ) manufactured as stamped sheet metal parts, which take between them a semiconductor ( 1 ) with a temperature-dependent resistor, a so-called NTC resistor or PTC resistor. The semiconductor ( 1 ) and the two contacts ( 2 , 3 ) are encapsulated in a plastic body indicated by a dash-dotted line, which is produced by injection molding or die-casting, the contacts ( 2 , 3 ) and the semiconductor ( 1 ) being encapsulated. Depending on the intended use, the plastic body ( 14 ) can have almost any contour that depends on the intended use. Such a switching device is usually used for a temperature-dependent circuit, so that the shape of the plastic body ( 14 ) is also to ensure that the semiconductor ( 1 ) is exposed to the temperature of a medium that triggers the switching operation. In the illustrated embodiment, the semiconductor ( 1 ) is in a substantially cylindrical approach of the plastic body ( 14 ) to which an annular collar connects. The approach can be immersed, for example, in a line in which the medium flows, the temperature of which is to be used for the circuit. The contacts ( 2 , 3 ) are led out of the plastic body ( 14 ) and serve as connecting terminals ( 4 , 5 ). The water area of the terminals ( 4 , 5 ) is in a recess of the plastic body ( 14 ).

Die beiden Kontakte (2, 3) und der Halbleiter (1) werden mit tels eines Montagekörpers (6) vormontiert, bevor sie in der vormontierten Form in eine Spritzform eingelegt werden, in wel cher der Kunststoffkörper (14) erzeugt wird. Der Montagekörper (6) ist als ein Kunststoffspritzteil hergestellt, das in der Seitenansicht (Fig. 2) eine im wesentlichen T-förmige Gestalt aufweist. Seitlich von dem Mittelsteg ist der Montagekörper (6) mit zwei schlitzförmigen Aufnahmen (7, 8) versehen, die in ei ner gemeinsamen Ebene liegen. In diese Aufnahmen (7, 8) werden die beiden Kontakte (2, 3) eingeschoben, wobei die Aufnahmen (7, 8) derart bemessen sind, daß sich dadurch ein Klemmsitz für die Kontakte (2, 3) ergibt.The two contacts ( 2 , 3 ) and the semiconductor ( 1 ) are preassembled by means of a mounting body ( 6 ) before they are placed in the pre-assembled mold in an injection mold in which the plastic body ( 14 ) is produced. The mounting body ( 6 ) is produced as a plastic injection-molded part, which has a substantially T-shaped shape in the side view ( FIG. 2). To the side of the central web, the mounting body ( 6 ) is provided with two slot-shaped receptacles ( 7 , 8 ) which lie in a common plane. The two contacts ( 2 , 3 ) are inserted into these receptacles ( 7 , 8 ), the receptacles ( 7 , 8 ) being dimensioned such that this results in a press fit for the contacts ( 2 , 3 ).

Die Kontakte (2, 3), die identisch ausgebildet sind, besitzen in der Seitenansicht eine L-förmige Gestalt. Sie werden so in dem Montagekörper (6) angeordnet, daß die kürzeren Schenkel des L- einander zugewandt sind. Die Kontakte (2, 3) sind in dem Be reich der kurzen Schenkel (10, 11) abgekröpft, so daß zwischen den beiden gegensinnig oder spiegelsymmetrisch angeordneten Kontakten (2, 3) im Bereich der Schenkel (10, 11) ein Raum ent steht, in welchem der als Kreisscheibe ausgebildete Halbleiter (1) eingespannt wird. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, besitzen die Schenkel (10, 11) der Kontakte (2, 3) Aussparungen (12), die jeweils den mittleren Bereich des Halbleiters (1) freilas sen.The contacts ( 2 , 3 ), which are identical, have an L-shaped shape in the side view. They are arranged in the assembly body ( 6 ) so that the shorter legs of the L face each other. The contacts ( 2 , 3 ) in the loading area of the short legs ( 10 , 11 ) are bent so that between the two oppositely or mirror-symmetrically arranged contacts ( 2 , 3 ) in the region of the legs ( 10 , 11 ) there is a space , in which the semiconductor ( 1 ) designed as a circular disk is clamped. As can be seen from Fig. 2, the legs ( 10 , 11 ) of the contacts ( 2 , 3 ) have recesses ( 12 ), each of which releases the middle region of the semiconductor ( 1 ).

Aufgrund der geschilderten Ausbildung ist es möglich, zwischen den Schenkeln (10, 11) der Kontakte (2, 3) relativ hohe Spann kräfte zu erzeugen, durch die der Halbleiter (1) elastisch zwi schen die Schenkel (10, 11) der Kontakte (2, 3) eingespannt wird. Falls die Gefahr besteht, daß aufgrund hoher Gießdrücke Kunststoff zwischen die Schenkel (10, 11) der Kontakte (2, 3) und den Halbleiter (1) eindringt, kann vorgesehen werden, daß der Halbleiter (1) mit den Schenkeln (10, 11) der Kontakte (2, 3) verlötet oder verklebt wird. Dieses Verlöten oder Verkleben kann erfolgen, bevor die beiden Kontakte (2, 3) in den Montage körper (6) eingesteckt werden. Es ist jedoch zweckmäßiger, die ses Verlöten oder Verkleben erst vorzunehmen, nachdem die Kon takte (2, 3) in den Montagekörper (6) eingesteckt sind und nachdem der Halbleiter (1) zwischen sie eingespannt worden ist. Der Montagekörper (6) dient dann auch als Halter, während des Lötens oder Klebens.Due to the described training, it is possible to generate relatively high clamping forces between the legs ( 10 , 11 ) of the contacts ( 2 , 3 ), through which the semiconductor ( 1 ) resiliently between the legs ( 10 , 11 ) of the contacts ( 2 , 3 ) is clamped. If there is a risk that plastic will penetrate between the legs ( 10 , 11 ) of the contacts ( 2 , 3 ) and the semiconductor ( 1 ) due to high casting pressures, it can be provided that the semiconductor ( 1 ) with the legs ( 10 , 11 ) the contacts ( 2 , 3 ) are soldered or glued. This soldering or gluing can take place before the two contacts ( 2 , 3 ) are inserted into the assembly body ( 6 ). However, it is more appropriate to carry out this soldering or gluing only after the contacts ( 2 , 3 ) have been inserted into the mounting body ( 6 ) and after the semiconductor ( 1 ) has been clamped between them. The mounting body ( 6 ) then also serves as a holder during soldering or gluing.

Der Mittelsteg (9) des Montagekörpers (6) dient als ein An schlag, mit welchem der Halbleiter (1) und die Kontakte (2, 3) relativ zu dem Montagekörper (6) positioniert werden. Wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ragt der Mittelsteg (9) zwischen den Bereich der Schenkel (10, 11) bis zu dem Umfang des Halb leiters (1).The central web ( 9 ) of the mounting body ( 6 ) serves as a stop, with which the semiconductor ( 1 ) and the contacts ( 2 , 3 ) are positioned relative to the mounting body ( 6 ). As can be seen from FIGS. 2 and 3, the central web ( 9 ) projects between the region of the legs ( 10 , 11 ) up to the circumference of the semi-conductor ( 1 ).

Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Montagekörper (6) vorgesehen, der relativ zu dem anschließend durch Umgießen her gestellten Kunststoffkörper (14) ein kleines Volumen aufweist. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, einen Montagekörper (6) vorzusehen, der ein wesentlich größeres Volumen aufweist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Gefahr eines Schrumpfens besteht, da dann durch den Montagekörper (6) in dessen Bereich eine hohe Maßhaltigkeit gewährleistet werden kann.In the embodiment shown, a mounting body ( 6 ) is provided which has a small volume relative to the plastic body ( 14 ) subsequently produced by casting. However, it is easily possible to provide a mounting body ( 6 ) which has a much larger volume. This is particularly advantageous if there is a risk of shrinkage, since a high degree of dimensional accuracy can then be ensured by the mounting body ( 6 ) in its area.

Claims

1. A method for producing an electrical Schaltgerä tes, which has a semiconductor with temperature-dependent resistance as a switching element, which is arranged between two metal contacts that protrude as terminals from the switching device, wherein the semiconductor and the contacts are encapsulated with a plastic, thereby characterized in that the contacts and the semiconductor are held before casting by means of a mounting body made of insulating material, are introduced with this mounting body into a mold in which a semiconductor, the contacts and the mounting body enveloping, the outer contour of the switching device forming plastic Shaped body is produced.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mounting body has at least one receptacle in which insert the contacts while deforming the mounting body are cash.

3. The method according to claim 2, characterized in that the mounting body is provided with slot-shaped receptacles, into which the contacts designed as brackets expand of the recordings are introduced.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that the mounting body with at least one to is provided by the position of the contacts and / or the semiconductor is determined.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that the con clock the semiconductor formed as a disc between them clamp elastically.

6. The method according to claim 5, characterized in that the contacts in the area where they are the semiconductor record between themselves compared to that in the recordings of the Assembly body guided area are bent.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized ge indicates that before wrapping with the plastic Contacts by gluing or soldering or the like. With the semiconductor get connected.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized ge indicates that the contacts in the area of the semiconductor Recesses are provided.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized ge indicates that the contacts are sheet metal stampings be put.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized ge indicates that the assembly body as an injection molded part is posed.

11. Electrical switching device with two outwardly projecting contacts, which accommodate a semiconductor with temperature-dependent resistance between them and which are encased together with the semiconductor with plastic, characterized in that the contacts ( 2 , 3 ) and the semiconductor ( 1 ) are arranged in a mounting body ( 6 ), and that the semiconductor ( 1 ), the contacts ( 2 , 3 ) and the mounting body ( 6 ) are encased with the plastic which forms the outer contour of the switching device.