專利名稱：用于封裝電子元件的靈活封裝器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來封裝電子元件或線路的器件，從而保護(hù)電子電路免受有害物質(zhì)侵襲，這種器件還起削弱射頻電磁輻射的作用，保護(hù)電路免受這種能從周圍環(huán)境進(jìn)入、通過感應(yīng)干擾電路功能的輻射的影響，另一方面，這種器件在電路含有干擾源時還對周圍環(huán)境起有效的屏蔽作用。這種器件還具有通孔引線，需要時可將電路功能電流和信號加到電路上。
電子電路往往是需要保護(hù)的，保護(hù)它免受來自周圍環(huán)境的各種影響。影響電子電路的因素有水和其它腐蝕性的導(dǎo)電材料。屏蔽電子線路使其免受電磁輻射的影響也往往很重要。在這方面，傳統(tǒng)上是使用不同類型的封殼進(jìn)行封裝的。封殼大致分為兩大類氣密式封殼和塑料封殼。采用封殼是氣密式時，電子線路是封裝在通常是金屬、玻璃或陶瓷的不透氣的封殼中，干凈干燥的一定量氣體包圍著電子線路。封殼是金屬時，金屬封殼上熔接有許多玻璃通孔，供電氣導(dǎo)線在封裝的線路與周圍環(huán)境之間進(jìn)行連接。采用塑料封殼時，線路被塑料材料而不是純凈氣體所包圍。盡管塑料材料透水透氣，但經(jīng)常能提供令人滿意的保護(hù)作用，因?yàn)殡娐吩砻嫔喜荒苄纬烧掣侥?。此外，塑料材料與電路元件表面上的極性基團(tuán)的化學(xué)鍵結(jié)合的能力或多或少較為顯著。這些基團(tuán)結(jié)成團(tuán)，就不會形成腐蝕侵襲點(diǎn)。這兩種封殼中所采用的各種不同材料，它們之間熱膨脹系數(shù)的差異，對兩種封殼來說都是個問題。另一個問題是，線路往往對實(shí)際封殼材料上裂開掉下的劑料很敏感，易和這些劑料起反應(yīng)。第三個問題是，聚合材料往往不能耐受有關(guān)的工作溫度，特別是溫升往往是局部的，按點(diǎn)分布的溫度上升，而塑料封裝材料正是直接與這些點(diǎn)連接的。這會使腐蝕性材料變質(zhì)剝落。在封殼是塑料的情況下，往往難以將電子線路產(chǎn)生的熱散發(fā)到周圍環(huán)境中，也沒有電屏蔽作用。除了這些技術(shù)問題之外，往往還涉及低成本的問題。
上述各種技術(shù)要求，在程度上是有所不同的，但當(dāng)電子線路是用在例如汽車和無線電通信系統(tǒng)時，這些要求就特別嚴(yán)格。有人想出各種方法用膠將氣密金屬與陶瓷封殼粘接起來，盡管如此，迄今難以物色出能經(jīng)久不老化和不透氣的膠接頭。為封裝對靜電引起的放電敏感的電子線路，有人研制了封裝袋，封裝袋的殼體由塑料片制成，殼體上用汽相淀積法敷上了薄金屬層。但這些原理不能應(yīng)用于高級封裝中，因?yàn)槠嗟矸e或?yàn)R射法形成的金屬層，其厚度不足以使封裝不透氣。此外，就射頻輻射而論，電流的滲透深度比金屬層情況下的電流滲透深度大許多倍，因而殼體的電阻率太高，不足以削弱這種輻射作用，從而不能提供有效的屏蔽作用。
本發(fā)明的目的是避免目前電子線路封裝器件存在的上述問題。為達(dá)到此目的，本發(fā)明提供的器件可將電子線路全部或部分地封裝在塑料和金屬疊片材料制成的封殼中。一個或多個金屬片的厚度足以使其在滿足所要求的導(dǎo)電率的工作頻率(或數(shù)字傳輸時相應(yīng)的上升次數(shù))下電流的主滲透深度，達(dá)到不透氣，且具有電屏蔽作用。該器件可以包括由若干金屬片和夾層塑料片組成的疊層，從而使器件的不透氣性能和電屏蔽性極其有效，同時使封殼高度可控，易于撓曲，從而使封殼很容易呈袋狀結(jié)構(gòu)。封殼的封閉和密封可借助于粘接劑、熱焊技術(shù)或機(jī)械夾具進(jìn)行。各電氣導(dǎo)線層疊在封殼密封位置的一個部分，使電氣導(dǎo)線與疊層之間形成不透氣的接頭。這樣，封袋就借助于各接頭密封成不透氣的形式，電信號和電流能通過電氣導(dǎo)線傳送到電子線路中。封殼的各接頭和封殼與各電氣導(dǎo)線之間的接頭制造得使塑料/金屬疊層之間的擴(kuò)散路徑比塑料材料垂直于擴(kuò)散方向的區(qū)域長，從而使象水之類在電子線路使用壽命期間能擴(kuò)散入袋中的污染物質(zhì)，其量相對于封閉在袋中的氣體量來說可以忽略不計(jì)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于器件實(shí)質(zhì)上不透氣，具有電屏蔽作用，封裝費(fèi)用低，制造成本極低?？梢允闺娮泳€路的那些發(fā)熱元件鄰接封殼內(nèi)表面上的大表面積配置，并給封殼外表面上相應(yīng)部位配備冷卻裝置進(jìn)行冷卻，從而將所產(chǎn)生的熱量散發(fā)掉。封殼中的金屬片材可直接接到線路的電氣接地表面，從而將電屏蔽作用下產(chǎn)生的感應(yīng)電流接地。與線路封裝在一起的氣體，其組成可以與封殼的密封一起檢查，氣體量可以在任何需要的時候借助于例如質(zhì)譜儀加以分析，其目的在于檢查污染物(例如水)的含量。氣體可以通過封殼上一個極小的孔眼進(jìn)行取樣，然后最好在將該孔眼按例如與其余封殼接頭同樣的方式進(jìn)行密封。必要時，封殼中可以裝設(shè)其它器件，例如照明或加熱器件。


圖1是本發(fā)明用以封裝電子線路的靈活器件的剖視圖。
圖2是本發(fā)明封裝袋一角的放大剖視圖。
圖1示出了一般用以靈活封裝電子線路的器件。該器件有一個電子電路板1完全封閉在封袋2中。封袋2借助于連接區(qū)4的各熔焊接頭密封起來。電連接借助于密封裝設(shè)在連接區(qū)4的一部分中的電氣導(dǎo)線3而達(dá)到。
圖2示出了器件的一部分的放大圖。封袋取層狀結(jié)構(gòu)2的形式，層狀結(jié)構(gòu)2由許多金屬片6層疊于許多塑料片5之間而構(gòu)成，使得塑料片5密封地粘附到金屬片6的整個表面上。制造封袋的層狀結(jié)構(gòu)2密封地封閉在連接區(qū)4中。金屬片6形成阻止易損壞電子電路板的低分子物質(zhì)擴(kuò)散的阻擋層。金屬片6中受損傷的各部分和孔隙7、8在層狀結(jié)構(gòu)2中緊密毗鄰的情況是大不可能的。就垂直于擴(kuò)散方向的部位來看，滲入的污染物在層狀結(jié)構(gòu)2和連接區(qū)4中的擴(kuò)散路徑是很長的，而且，在層狀結(jié)構(gòu)2中，金屬片6上以孔隙7、8的形式出現(xiàn)的固定缺陷所在的那些位置，其擴(kuò)散路徑也很長。不言而喻，為便于說明起見，圖中與垂直于擴(kuò)散方向有關(guān)的擴(kuò)散路徑的長度以及層狀結(jié)構(gòu)2的厚度都是大加夸大了的。在所舉的實(shí)施例中，疊層2從封殼的外表面看去由下列片材組成聚對苯二甲酸乙二酯0.023毫米，鋁0.014毫米，聚對苯二甲酸乙二酯0.023毫米，還有低壓聚乙烯0.075毫米。封殼的各接頭是在150℃的溫度和100牛頓/平方厘米的壓力下將低壓聚乙烯熔結(jié)在一起形成的。
按照另一實(shí)施例，封殼的某些部分與金屬部件連接起來，這樣做有好處，例如可以散熱，或者與玻璃窗口連接起來，這樣就可以通過該窗口看到電子板上的顯示。按照本發(fā)明器件的另一種方案，電子電路卡與封殼之間最好有一連接部分。在需要與實(shí)際疊層2以外的其它材料(例如金屬、玻璃)或與電路板表面連接的情況下，疊層2的準(zhǔn)備與這些材料熱焊的那一面由與鋅離子交聯(lián)過的羧基改性過的聚乙烯(所謂離子鍵塑料)組成。這種塑料能與許多不同類型的表面接合，形成機(jī)械強(qiáng)度令人滿意的接頭。在這些情況下，熔焊可在130℃和100牛頓/平方厘米下進(jìn)行。
不言而輸，還可以設(shè)想其它方案，這些其它方案完全局限于下面權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種能靈活封裝電子線路的器件，用于避免電子電路(1)與周圍環(huán)境中存在的有害物質(zhì)接觸，并可避免電子電路(1)與感應(yīng)電磁場相互影響，其特征在于，電子電路(1)封裝在一個不透氣的封殼中，該封殼由金屬層(6)和塑料(5)組成的疊層(2)構(gòu)成，其中金屬層(6)的厚度使疊層(2)不透氣，且能衰減電磁射頻輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，疊層(2)中集成裝設(shè)有許多電氣導(dǎo)線(3)，電氣導(dǎo)線(3)呈印制在疊層(2)的金屬片(6)上的導(dǎo)電通路的形式，導(dǎo)電通路能與電路卡(1)或電路卡(1)的各電氣導(dǎo)線相連接，從而形成電路的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的器件，其特征在于，疊層(2)和電氣導(dǎo)線(3)分別借助于熔焊與相應(yīng)的連接區(qū)(4)相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的器件，其特征在于，疊層(2)和電氣導(dǎo)線(3)用膠連接到其各自的連接區(qū)4上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的器件，其特征在于，疊層(2)和電氣導(dǎo)線(3)借助于機(jī)械器件連接到它們各自的連接區(qū)(4)上。
6.根據(jù)1至5任一權(quán)利要求所述的器件，其特征在于，封殼的一部分與疊層(2)以外的材料相連接。
7.根據(jù)1至6任一權(quán)利要求所述的器件，其特征在于，封殼的一部分與電子電路卡(1)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以靈活封裝電子線路的器件，其中，電子電路(1)封閉在一個封殼中，封殼由疊層(2)構(gòu)成，疊層(2)則由金屬片和塑料片組成，由此形成不透氣的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，既可防止有害物質(zhì)到達(dá)電子電路(1)，又可防止電磁感應(yīng)的交互作用。各電氣導(dǎo)線(3)通過疊層(2)的連接區(qū)(4)。
文檔編號H05K9/00GK1094883SQ93105499
公開日1994年11月9日 申請日期1993年5月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月3日
發(fā)明者卡爾-埃里克·李布 申請人:艾利森電話股份有限公司