ES2268734T3 - Modulos electronicos hermeticos con cierres estancos a los fluidos. - Google Patents
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Abstract
UN MODULO DE CONTROL ELECTRONICO (10) INCLUYE UN SUBSTRATO (12) CON UNA CAVIDAD INTERIOR (28) A TRAVES DE LA CUAL PASA UN CONDUCTOR (22). LA CAVIDAD INTERIOR (28) ESTA LLENA CON UN MATERIAL POLIMERO EXPANSIBLE (34). EL MATERIAL POLIMERO EXPANSIBLE (34) SE MANTIENE DENTRO DE LA CAVIDAD MEDIANTE UNA CAPA RESISTENTE A LA PRESION (32, 35) QUE RECUBRE EL MATERIAL POLIMERO EXPANSIBLE (34). EN UNA REALIZACION, UNA CAPA DE EPOXI (32) FORMA UNA SUPERFICIE SUPERIOR EN LA CAVIDAD INTERIOR (28). EL MATERIAL POLIMERO EXPANSIBLE (34) REACCIONA A UN FLUIDO, DE MODO QUE AL CONTACTO CON UN FLUIDO QUE SE DIFUNDE A TRAVES DEL CONDUCTOR (22) EL MATERIAL POLIMERO EXPANSIBLE (34) SE HINCHA Y FORMA UN CIERRE A PRESION HERMETICO A FLUIDOS QUE EVITA QUE EL FLUIDO SE DIFUNDA POR EL INTERIOR DEL MODULO DE CONTROL ELECTRONICO (10) Y PRODUZCA EL FALLO DE COMPONENTES ELECTRONICOS (18) MONTADOS DENTRO DEL MODULO ELECTRONICO (10).
Description
Módulos electrónicos herméticos con cierres
estancos a los fluidos.
Esta invención se refiere, en general, a
paquetes electrónicos que tienen cierres herméticos, y más en
concreto, a módulos electrónicos herméticos que contienen un
dispositivo electrónico y que tienen cierres estancos a los fluidos
para usar en aplicaciones de automoción.
El sellado de dispositivos electrónicos
empaquetados es importante en situaciones donde el dispositivo
electrónico ha de operar en un entorno corrosivo. En cualquier
paquete electrónico se debe realizar una conexión eléctrica desde el
mundo exterior a los componentes electrónicos dentro del paquete.
Típicamente, la conexión eléctrica se facilita por un bastidor de
conductores moldeado en el cuerpo de plástico del paquete. El
proceso de moldeo forma un cierre hermético mecánico alrededor del
bastidor de conductores; sin embargo, el proceso de moldeo no forma
una unión química entre el bastidor de conductores y el cuerpo del
paquete de plástico. El simple moldeo de un bastidor de conductores
en el cuerpo del paquete de plástico no forma un cierre hermético,
porque pueden migrar aire y líquidos a lo largo del bastidor de
conductores y entrar en las regiones interiores del paquete a través
de la pared del paquete. A medida que avanza la tecnología
electrónica, se alojan dispositivos electrónicos más complejos en
paquetes de plástico. Los dispositivos complejos presentan alta
sensibilidad a la contaminación y pueden fallar fácilmente después
del contacto por oxidantes y fluidos corrosivos.
Los paquetes verdaderamente herméticos requieren
amplia tecnología de sellado para evitar que entren aire y fluidos
en el interior del paquete. Una técnica para fabricar un paquete
hermético implica el uso de un paquete de metal más bien que canales
de alimentación de plástico y vidrio o cerámica. Las conexiones
eléctricas se pueden hacer soldando cables a cada extremo del canal
de alimentación; posteriormente el canal de alimentación se sella a
la pared de metal del paquete. Aunque este método es efectivo para
la fabricación de un paquete hermético, los paquetes de metal que
tienen componentes de vidrio y cerámica son caros. Además, un canal
de alimentación de vidrio o cerámica es un cierre hermético
eléctrico mecánicamente delicado, y se puede dañar si el paquete se
somete a vibración o sacudida mientras se usa.
Los materiales de epoxi representan una
alternativa al vidrio y cerámica para la fabricación de cierres
herméticos. La tecnología de sellado epoxi se puede usar con
plástico para reducir los costos de empaquetado con la ventaja
adicional de una amplia utilidad para muchos materiales de
empaquetado y diseños de paquete diferentes. Para formar un cierre
hermético, se aplica un material encapsulante epoxi alrededor del
bastidor de conductores donde sale del cuerpo del paquete de
plástico. Dado que no hay ningún método práctico de aplicar el
material encapsulante a la interface, el material encapsulante se
aplica a las superficies exteriores del cuerpo de paquete más bien
que directamente a la interface bastidor de
conductores-cuerpo del paquete. El material
encapsulante requiere buena adhesión tanto al bastidor de
conductores como al cuerpo del paquete de plástico con el fin de
mantener un cierre
hermético.
hermético.
La Solicitud de Patente europea número
EP-A-0575889 describe el sellado de
componentes con resina epoxi.
Aunque se puede usar materiales encapsulantes de
epoxi para formar un cierre hermético, estos materiales pueden
quedar afectados adversamente por los gases corrosivos y fluidos que
contactan las superficies exteriores del cuerpo del paquete de
plástico. Aunque la epoxi se puede endurecer, una epoxi endurecida
puede tener un coeficiente de expansión térmica que difiere del
material de empaquetado de plástico. Las diferencias de la expansión
inducida térmicamente de la epoxi y el plástico en los rangos de
temperatura en los que deben funcionar muchos dispositivos
electrónicos, puede dar lugar fácilmente a fisuración y pérdida de
hermeticidad. Además de los problemas de fisuración, los cierres
herméticos de epoxi no son adecuados donde el paquete se ha de
exponer a fluidos de hidrocarbonos, tal como aceites, disolventes, y
análogos, o ácidos oxidantes fuertes. Por consiguiente, se requieren
nuevas técnicas de sellado de paquetes para módulos electrónicos que
han de operar en entornos químicos corrosivos.
La figura 1A ilustra, en sección transversal,
una porción de un módulo electrónico dispuesto según una realización
de la invención.
La figura 1B ilustra, en sección transversal,
una porción de un módulo electrónico dispuesto según una realización
alternativa de la invención.
La figura 2 es una vista superior de un módulo
electrónico dispuesto según una realización ejemplar de la
invención.
La figura 3 es una vista de montaje en sección
transversal del módulo electrónico representado en la figura 2,
tomada a lo largo de las líneas de sección 3-3.
Y la figura 4 es una vista de montaje en sección
transversal del módulo electrónico representado en la figura 2,
tomada a lo largo de las líneas de sección 4-4.
Se apreciará que para simplicidad y claridad de
la ilustración, los elementos representados en las figuras no se han
dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de
algunos elementos se han exagerado con relación a otros. Además,
donde se considera apropiado, los números de referencia se han
repetido entre las figuras para indicar elementos
correspondientes.
La presente invención se refiere a un módulo
electrónico que es capaz de evitar que entren fluidos en el módulo y
dañen los componentes electrónicos internos. Módulos electrónicos
pueden estar expuestos a fluidos corrosivos de un entorno operativo
difícil. El diseño de módulo de la invención evita que entre fluido
a lo largo de los principales recorridos de entrada colocando un
material polimérico expansible dentro de una cavidad interior que se
alinea con el recorrido de entrada de fluido. Cuando un fluido al
que se expone el módulo electrónico, contacta el material polimérico
expansible, el material polimérico se hincha para formar un cierre
estanco a los fluidos, cerrando así el recorrido de entrada. En un
aspecto, la invención proporciona un material expansible que es
sensible a un fluido que entra en el módulo electrónico a lo largo
de un recorrido de entrada. El cierre hermético permanece latente
hasta que un fluido intenta entrar en el módulo electrónico, y
entonces el polímero comienza a absorber el fluido y se expande para
formar un cierre estanco a los fluidos.
En la figura 1A se representa en sección
transversal una porción de un módulo electrónico 10 dispuesto según
una realización de la invención. Un sustrato de paquete 12 incluye
una sección de pared exterior 14 y una plataforma de adaptador de
unión 16. El módulo electrónico 10 incluye una cubierta 15 que
recubre el sustrato de paquete 12. El sustrato de paquete 12 y la
cubierta 15 cooperan para formar un alojamiento 17 que protege un
componente electrónico 18. La cubierta 15 se une herméticamente al
sustrato del paquete 12 proporcionando un cierre estanco a los
fluidos entre la cubierta y el sustrato de paquete.
Un componente electrónico 18 se une al sustrato
del paquete 12 por una capa adhesiva 20 y el hilo se une a un hilo
de paquete 22 por unión de hilo 24. El hilo de paquete 22 tiene una
porción interior expuesta 26 que solapa la plataforma de adaptador
de unión 16. La unión de hilo 24 se une a la porción interior 26, de
tal manera que el hilo del paquete 22 se acople eléctricamente al
componente electrónico 18. El hilo de paquete 22 se extiende a
través de una porción interior de la plataforma de adaptador de
unión 16 y atraviesa una cavidad interior 28. El hilo de paquete 22
también se extiende a través de una porción interior de la sección
de pared 14, y un extremo terminal expuesto 30 se extiende hacia
fuera de la sección de pared 14, de tal manera que se pueda realizar
contacto eléctrico con sistemas externos al módulo electrónico
10.
La cavidad interior 28 se encierra por un cierre
hermético de epoxi 32, que funciona como una cubierta sobre la
cavidad interior 28. Un material polimérico expansible 34 reside en
la cavidad interior 28. Cuando el hilo de paquete 22 se expone a un
fluido, tal como un fluido de hidrocarbono, agua, disolventes
líquidos, y análogos, se crea un recorrido de entrada principal por
la difusión del fluido a lo largo del hilo del paquete 22. Si la
difusión del fluido no se impide, el fluido se difundirá
eventualmente a lo largo del hilo del paquete 22 a la porción
interior 26, después a lo largo de la unión del hilo 24 llegando
eventualmente al componente electrónico 18. Según la invención, el
material polimérico expansible 34 es sensible a un fluido que se
difunde a lo largo del hilo del paquete 22, de tal manera que el
material polimérico 34 se expanda contra el cierre hermético de
epoxi 32. La expansión del material polimérico 34 crea presión
alrededor de la porción de hilo de paquete 22 atravesando la cavidad
interior 28. La presión creada por el material polimérico 34 sella
el hilo de paquete 22 al sustrato de paquete 12. El cierre hermético
formado por la expansión del material polimérico 34 evita que se
difunda fluido a las porciones interiores de módulo electrónico 10,
tal como la plataforma de adaptador de unión 16.
Un módulo electrónico 11 según una realización
alternativa de la invención se ilustra en sección transversal en la
figura 1B. En la realización alternativa, la cavidad interior 28 y
la plataforma de adaptador de unión 16 se extienden a la superficie
superior del sustrato de paquete. El cierre hermético de epoxi 32
separa la superficie de pared 14 y la plataforma de adaptador de
unión 16 de la cubierta 15 y sella la cavidad interior 28. Una
cavidad de aire 35 recubre el material polimérico 34 dentro de la
cavidad interior 28. Cuando el material polimérico 34 se hincha al
contacto con un fluido, la cavidad de aire 35 proporciona una fuerza
contraria que se opone a la expansión del material polimérico 34.
La resistencia proporcionada por la cavidad de aire 35 aumenta la
presión dentro de la cavidad interior 28 sellando el hilo de paquete
22 al sustrato de paquete 12.
La realización alternativa ilustra el uso de un
medio deformable, tal como aire, para proporcionar una fuerza de
resistencia dentro de la cavidad interior 28. Los expertos en la
técnica apreciarán que se puede usar otros materiales y estructuras,
tal como una bolsa llena de gas, y análogos, para contrarrestar la
fuerza de expansión del material polimérico 34 y aumentar la presión
alrededor del hilo de paquete 22.
En una realización preferida de la invención, el
material polimérico 34 es un polímero a base de silicona capaz de
expansión volumétrica al contacto con un fluido, tal como un fluido
de hidrocarbono. Muy preferiblemente, el polímero a base de silicona
es un polisiloxano sustituido conteniendo unidades monoméricos
alquil sustituidas de repetición, o un copolímero desordenado
conteniendo sustituyentes de alquilo halogenado. Por ejemplo, se
puede usar un polímero alquil sustituido que tiene la fórmula
general, [SiR_{2}O]_{n}, donde R es un sustituyente de
alquilo, y n es un entero positivo grande que indica el número de
unidades monoméricas de repetición en el polímero de polisiloxano
alquil sustituido.
Donde el material polimérico 34 es un
polisiloxano, el material muy preferido es dimetil polisiloxano. El
material de polisiloxano preferido, dimetil polisiloxano, puede ser
un adhesivo de silicona sin imprimación que desarrolla una fuerte
unión adhesiva de autoimprimación después del curado térmico. Tal
adhesivo de silicona se puede obtener de Dow Corning Corp., de
Midland, Michigan, y se comercializa bajo la denominación comercial
"SYLGARD 577". Después de curar, el adhesivo de silicona
preferido tiene una gravedad específica de 1,32 a 25°C, una
resistencia a la tracción de 860 psi, y una resistencia al
cizallamiento del recubrimiento de 770 psi. Los resultados
experimentos indican que, después de la exposición a un fluido de
hidrocarbono de cadena larga (C_{16} a C_{20}), tal como fluido
de dirección asistida para automóviles que se puede obtener de
Deutsche Pentosin-Werke GmbH de Wedel, Alemania, y
que se comercializa bajo la denominación comercial "PENTOSIN",
el dimetil polisiloxano experimentará una expansión volumétrica en
el rango de entre aproximadamente 49 a aproximadamente 71 por ciento
dependiendo del tiempo de exposición. Los datos experimentales
recogidos para dimetil polisiloxano se exponen en la Tabla I.
| Material | Cambio porcentual en volumen* | |
| Dimetil polisiloxano | 71 | |
| Polisiloxano fluorado | 14 | |
| * 168 horas de exposición a fluido de dirección asistida Pentosin |
Donde el material polimérico 34 es un
polisiloxano copolimérico desordenado, el material preferido es un
fluorosiloxano donde R_{1} es C_{3}H_{4}F_{3}, y R_{2} y
R_{3} son CH_{3}, y la relación de unidades poliméricas n:m es
aproximadamente 40:60. Se puede usar un polisiloxano halogenado
copolimérico desordenado que tiene la fórmula general
[(SiR_{1}R_{2}O)_{n})SiR_{3}O)_{m}],
donde R_{1} es un sustituyente de alquilo que tiene un halógeno,
tal como flúor, y R_{2} y R_{3} son sustituyentes de alquilo, y
donde n y m son enteros positivos existentes en varias relaciones
dependiendo del compuesto de polisiloxano particular.
El polisiloxano halogenado más preferido es un
polisiloxano fluorado copolimérico desordenado que tiene la fórmula
química
[Si(CH_{3})(CH_{2}CH_{2}CF_{3})O)]_{4}[Si(CH_{3})_{2}O)]_{6}.
El polisiloxano sustituido con flúor preferido es 40 por ciento de
flúor estequiométrico sustituido, y exhibe buenas propiedades de
adhesión después del curado térmico. Un polisiloxano fluorado
adecuado se puede obtener de Dow Corning Corp., de Midland,
Michigan, bajo la denominación comercial
"X4-8012". El polisiloxano fluorado exhibe una
gravedad específica de 1,28 después del curado térmico y tiene una
resistencia a la tracción de 790 psi. Los resultados experimentales
indican que el polisiloxano fluorado experimentará una expansión
volumétrica de aproximadamente 14 a 21 por ciento después de la
exposición a un fluido de hidrocarbono tal como fluido de dirección
asistida para automóviles. Los datos experimentales para el
polisiloxano fluorado se exponen en la Tabla I.
Con referencia a las figuras 1A o 1B, en un
proceso de montaje, se deposita uno de los compuestos de
polisiloxano preferidos anteriores en la cavidad interior 28 después
de moldear el hilo de paquete 22 sobre el sustrato de paquete 12. El
cierre hermético de epoxi 32 se aplica y cura para formar una
cubierta resistente a la presión sobre la cavidad interior 28. Al
contacto con un aceite de hidrocarbono, el polisiloxano se expande
ejerciendo una presión en los seis lados de la cavidad interior
28.
Como se expone en la Tabla I, después de un
contacto con fluido de dirección asistida para automóviles, el
polisiloxano fluorado preferido incrementará su volumen
aproximadamente 14 por ciento. Esta expansión ejercerá dentro de la
cavidad interior 28 una presión de aproximadamente 45 MPa. La
presión sustancial ejercida por el polisiloxano fluorado evita
efectivamente que el fluido de dirección asistida se difunda a
través de la plataforma de adaptador de unión 16 y contamine la
unión de hilo formada en la porción interior 26 del hilo de paquete
22.
Los expertos en la técnica apreciarán que el
mecanismo interactivo de sellado de paquetes de la invención se
puede aplicar a una amplia variedad de módulos electrónicos. Por
ejemplo, se puede formar una cavidad conteniendo un material
polimérico expansible en paquetes electrónicos diseñados para
proteger componentes de circuito integrados. Además, la invención se
puede usar en otros tipos de paquetes diseñados para proteger
sofisticados dispositivos electrónicos, tal como módulos multichip,
series de transistores de potencia híbridos, unidades de control de
motor, y análogos. Además, el mecanismo de sellado reactivo de la
invención se puede emplear en cualquier diseño de paquete donde se
desee evitar que un fluido entre en los espacios interiores del
paquete a lo largo de un recorrido de difusión. Por consiguiente, la
siguiente realización ejemplar es solamente una de muchas
disposiciones posibles para la incorporación del mecanismo de
sellado reactivo de la invención en un módulo electrónico.
Las figuras 2-4 ilustran varias
vistas de un módulo electrónico 40 dispuesto según una realización
ejemplar de la invención. En la figura 2 se representa una vista
superior de un módulo electrónico 40 que está configurado para
inmersión en un fluido de hidrocarbono. Una pluralidad de
componentes electrónicos 42 solapan una placa de circuitos impresos
44 y están interconectados entre sí y con una pluralidad de
transistores de potencia 46 por hilos de interconexión 48. Las
señales de control de circuitería de control eléctrica externa (no
representada) están acopladas eléctricamente a componentes
electrónicos 42 por un primer bastidor de conductores 50 que se
moldea sobre un sustrato de paquete 52 del componente electrónico
40. Las señales de control de potencia son enviadas desde
transistores de potencia 46 a motores de accionamiento externos (no
representados) por un segundo bastidor de conductores 54. Ambos
bastidores de conductores primero y segundo 50 y 54 incluyen una
pluralidad de hilos metálicos 56 y 58 respectivamente, que
transportan las señales eléctricas al y del módulo de control
electrónico 40. Una ranura periférica 60 se extiende alrededor del
perímetro del sustrato de paquete 52 y está configurada para
recibir una cubierta 62.
En la figura 3 se representa una vista de
montaje en sección transversal del módulo electrónico 40, tomada a
lo largo de la línea de sección 3-3 de la figura 2.
El sustrato de paquete 52 incluye una superficie de pared exterior
64 dentro de la que se forma la ranura periférica 60. Una lengüeta
66 que cuelga de la cubierta 62 se inserta en la ranura periférica
60. La lengüeta 66 se une a la ranura periférica 60 para formar un
cierre estanco a los fluidos entre la cubierta 62 y el sustrato de
paquete 52. Un difusor de calor 63 se moldea sobre el sustrato de
paquete 52 y proporciona un soporte para la placa de circuitos
impresos 44. El difusor de calor 63 funciona para disipar la gran
cantidad de calor generado por los transistores de potencia 46
durante la operación del módulo electrónico 40. El difusor de calor
también incluye medios de unión 65 para montar el módulo electrónico
40 en una superficie de un depósito de dirección asistida de
automóvil.
Cuando la cubierta 62 y el sustrato de paquete
52 se juntan y sellan, los componentes electrónicos 42 y los
transistores de potencia 46 se encierran dentro de una cavidad
interior 68. Los transistores de potencia 46 se unen por hilo a una
porción interior 70 del hilo de metal 58 por una unión de hilo 72.
El hilo de metal 58 se extiende a través de una segunda cavidad
interior 74 y la superficie de pared 64, un material polimérico
expansible 76 reside en la segunda cavidad 74 y se contiene allí por
una capa de epoxi 78.
En la figura 4 se representa una vista de
montaje en sección transversal de módulo electrónico 40, tomada a lo
largo de la línea de sección 4-4 de la figura 2. Una
unión de hilo 80 acopla eléctricamente los componentes electrónicos
42 a través de hilos de interconexión 48 a una porción interior 82
del hilo de metal 56. El hilo de metal 56 se une a una plataforma de
adaptador de unión 84 y la superficie de pared 64 del sustrato de
paquete 52. El hilo de metal 56 atraviesa una tercera cavidad
interior 86.
En una disposición similar al mecanismo de
sellado de la segunda cavidad 74, un cierre hermético de epoxi 88
solapa un material polimérico 90 depositado dentro de la tercera
cavidad 86. En la realización ilustrativa, los hilos metálicos
individuales del bastidor de conductores 50 son considerablemente
más pequeños y más numerosos que los hilos metálicos individuales
del segundo bastidor de conductores 54. Es importante observar que,
a pesar de la disparidad de las dimensiones de los hilos, el
mecanismo de sellado reactivo de la invención se puede emplear para
formar un cierre hermético a presión alrededor de hilos de varias
dimensiones y forma una barrera estanca a los fluidos entre un
cuerpo del paquete y los hilos de metal que tienen varias
características físicas. Dado que el material polimérico empleado
dentro de las cavidades segunda y tercera 74 y 86 se puede deformar
al contacto con un fluido de hidrocarbono, el material polimérico
puede formar un cierre hermético virtualmente alrededor de cualquier
sección transversal de la geometría de cable. Además, la naturaleza
deformable del material polimérico permite emplear el material en
una cavidad con aspectos geométricos diferentes de los aquí
ilustrados. Por ejemplo, la cavidad se puede encerrar completamente
dentro del material de sustrato e introducirse a través de un
orificio de acceso dentro del sustrato. Los expertos en la técnica
apreciarán que muchas variaciones son posibles para emplear el
mecanismo de sellado reactivo de la invención y esas varias
geometrías caen dentro del alcance de la presente invención.
En la presente realización ilustrativa, el
módulo electrónico 40 está diseñado para unirse por medios de unión
65 a soportes metálicos dentro del mecanismo de dirección asistida
de un automóvil. El punto de unión es tal que, en la operación, el
módulo electrónico 40 se sumergirá completamente en fluido de
dirección asistida dentro de un aparato de dirección asistida. La
gran cantidad de calor generado por la operación del módulo
electrónico 40 será disipada por el difusor de calor 63, y por
transferencia de calor del alojamiento de paquete al fluido de
dirección asistida circundante. Dado que el módulo electrónico 40
pasará toda su vida funcional sumergido en fluido de dirección
asistida, la protección de los componentes electrónicos 42 y los
transistores de potencia 46 contra la contaminación del fluido de
dirección asistida requiere el perfecto sellado estanco a los
fluidos alrededor de todas las superficies exteriores del
alojamiento de paquete. Según la invención, los materiales
poliméricos expansibles 76 y 90 permanecen listos para responder a
la presencia de cualquier fluido de dirección asistida que se
difunda a lo largo de los hilos metálicos 56 o 58.
Así, es evidente que se ha facilitado, según la
invención, un módulo de control electrónico con cierres estancos a
los fluidos que ofrece plenamente las ventajas antes expuestas.
Aunque la invención se ha descrito e ilustrado con referencia a sus
realizaciones ilustrativas específicas, no se pretende que la
invención se limite a dichas realizaciones ilustrativas. Por
ejemplo, se puede usar otros tipos de materiales de empaquetado, tal
como poliimidas, plásticos de silicona, plástico impregnado con
metal refractario, y análogos. Además, se puede emplear unión de
cinta y tecnología de montaje superficial. Por lo tanto, se pretende
incluir dentro de la invención todas las variaciones y
modificaciones que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones
anexas y sus equivalentes.
Claims (5)
1. Un módulo electrónico incluyendo:
un alojamiento (17) que tiene una superficie
exterior configurada para exposición a un fluido de
hidrocarbono;
un componente electrónico (18, 42, 46) montado
dentro del alojamiento (17);
una cavidad interior (28, 74, 86) dentro del
alojamiento (17) entre el componente electrónico (18, 42, 46) y la
superficie exterior;
conexiones eléctricas (22, 58, 56) acopladas al
componente electrónico (18, 42, 46) y que se extienden en la cavidad
interior; y
una capa sellante (32, 78, 88) dentro de la
cavidad interior (28, 74, 86);
caracterizado porque las conexiones
eléctricas (22, 58, 56) se extienden a través de la cavidad interior
(28, 74, 86) y la superficie exterior; y
se dispone un material polimérico a base de
silicona (34, 76, 90) dentro de la cavidad interior (28, 74, 86)
rodeando la porción de las conexiones eléctricas (22, 58, 56) que se
extienden en la cavidad interior (28, 74, 86) y que es sensible al
fluido de hidrocarbono, de tal manera que el material polimérico a
base de silicona (34, 76, 90) se expanda al contacto con el fluido
de hidrocarbono;
la capa sellante (32, 78, 88) está configurada
para retener el material polimérico a base de silicona (34, 76, 90);
y
la capa sellante (32, 78, 88) y el material
polimérico a base de silicona (34, 76, 90) cooperan para formar un
cierre hermético que rodea las conexiones eléctricas (22, 58, 56) y
sella las conexiones eléctricas (22, 58, 56) al alojamiento después
del contacto del material polimérico a base de silicona por el
fluido de hidrocarbono evitando que el fluido de hidrocarbono
contacte el componente (18, 42, 46).
2. El módulo electrónico de la reivindicación 1,
donde el material polimérico a base de silicona (34, 76, 90) incluye
un polímero a base de silicona seleccionado del grupo que consta de
polisiloxano halogenado y polisiloxano alquil sustituido.
3. El módulo electrónico de la reivindicación 1,
donde la capa sellante (32, 78, 88) incluye epoxi colocada en la
cavidad interior (28, 74, 86) encima del material polimérico a base
de silicona (34, 76, 90).
4. El módulo electrónico de la reivindicación 1,
donde las conexiones eléctricas (22, 58, 56) incluyen un bastidor de
conductores de material (50, 54) unido al alojamiento (17).
5. El módulo electrónico de la reivindicación 1
donde las conexiones eléctricas (22, 58, 56) atraviesan la cavidad
(28, 74, 86); y
donde la capa sellante es una capa resistente a
la presión (32, 78, 88), y el material polimérico a base de silicona
(34, 76, 90) está confinado por la capa resistente a la presión (32,
78, 88); recubriendo dicha capa resistente a la presión (32, 78, 88)
el material polimérico a base de silicona expansible (34, 76, 90),
donde la capa resistente a la presión (32, 78, 88) y el material
polimérico a base de silicona expansible (34, 76, 90) cooperan para
formar un cierre hermético que rodea las conexiones eléctricas (22,
58, 56) y sella las conexiones eléctricas (22, 58, 56) al
alojamiento (17) al contacto del material polimérico a base de
silicona expansible (34, 76, 90) por el fluido.
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| US6303860B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-10-16 | Bombardier Motor Corporation Of America | Bladder insert for encapsulant displacement |
| US6245995B1 (en) * | 1999-12-20 | 2001-06-12 | General Electric Company | Methods and apparatus for removing moisture from an enclosure |
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| US6765801B1 (en) * | 2001-06-25 | 2004-07-20 | Amkor Technology, Inc. | Optical track drain package |
| US6888232B2 (en) * | 2001-08-15 | 2005-05-03 | Micron Technology | Semiconductor package having a heat-activated source of releasable hydrogen |
| US7517790B2 (en) * | 2002-10-31 | 2009-04-14 | International Business Machines Corporation | Method and structure to enhance temperature/humidity/bias performance of semiconductor devices by surface modification |
| JP2004198147A (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Toyoda Mach Works Ltd | 圧力センサ |
| DE10313832A1 (de) * | 2003-03-21 | 2004-10-14 | Tyco Electronics Pretema Gmbh | Baueinheit und Verfahren zur Herstellung einer Baueinheit |
| DE102004033559A1 (de) * | 2004-07-09 | 2006-02-09 | Zf Friedrichshafen Ag | Abdichtung eines Steuergerätes |
| US7365981B2 (en) * | 2005-06-28 | 2008-04-29 | Delphi Technologies, Inc. | Fluid-cooled electronic system |
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| US7209360B1 (en) * | 2005-10-28 | 2007-04-24 | Lear Corporation | Leak-tight system for boxes containing electrical and electronic components |
| US20080115772A1 (en) * | 2006-11-21 | 2008-05-22 | Ti Group Automotive Systems, L.L.C. | Fluid encapsulant for protecting electronics |
| TW201015671A (en) * | 2008-10-03 | 2010-04-16 | Aussmak Optoelectronic Corp | Electronic package device |
| US7999197B1 (en) * | 2009-04-20 | 2011-08-16 | Rf Micro Devices, Inc. | Dual sided electronic module |
| US8454101B2 (en) * | 2009-06-11 | 2013-06-04 | Getac Technology Corporation | Waterproof assembly for electronic device and watertight door thereof |
| US9226412B2 (en) * | 2013-08-02 | 2015-12-29 | Lear Corporation | Housing with air chamber for battery monitor system and method for manufacturing same |
| US8912641B1 (en) * | 2013-09-09 | 2014-12-16 | Harris Corporation | Low profile electronic package and associated methods |
| WO2015166696A1 (ja) * | 2014-04-30 | 2015-11-05 | 富士電機株式会社 | 半導体モジュールおよびその製造方法 |
| WO2016094700A1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-06-16 | Robert Bosch Gmbh | Anti-getter: expandable polymer microspheres for mems devices |
| US12127362B2 (en) * | 2016-06-20 | 2024-10-22 | Black & Decker Inc. | Encapsulated printed circuit board and a method of encapsulating a printed circuit board |
| US10028411B2 (en) * | 2016-07-26 | 2018-07-17 | Continental Automotive Systems, Inc. | Electronic controller with laser weld sealed housing |
Family Cites Families (23)
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|---|---|---|---|---|
| US3340438A (en) * | 1965-04-05 | 1967-09-05 | Ibm | Encapsulation of electronic modules |
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| GB1408802A (en) * | 1972-07-03 | 1975-10-08 | Nippon Paint Co Ltd | Metallic can adhered with synthetic resin product and adhesive composition therefor |
| US3911744A (en) * | 1974-04-10 | 1975-10-14 | Liquidometer Corp | Liquid level gauging apparatus |
| JPS5138349A (en) * | 1974-09-28 | 1976-03-31 | Nitto Electric Ind Co | Kangeki mataha mejibunojutenhoho |
| US4490614A (en) * | 1982-04-30 | 1984-12-25 | Interad Systems, Inc. | Housing for an ionization detector array in a tomographic scanner |
| JPH0264160A (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-05 | Toshiba Silicone Co Ltd | 水膨潤性シリコーンゴム組成物 |
| US5256901A (en) * | 1988-12-26 | 1993-10-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Ceramic package for memory semiconductor |
| FR2655076B1 (fr) * | 1989-11-24 | 1992-03-20 | Georger Michel | Dispositif de fixation de panneaux vitres dans une facade rideau. |
| US5103292A (en) * | 1989-11-29 | 1992-04-07 | Olin Corporation | Metal pin grid array package |
| JPH03211757A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-09-17 | General Electric Co <Ge> | 気密封じの物体 |
| US5117279A (en) * | 1990-03-23 | 1992-05-26 | Motorola, Inc. | Semiconductor device having a low temperature uv-cured epoxy seal |
| US5096206A (en) * | 1990-06-01 | 1992-03-17 | W. E. Hall Company | Pipe joint sealer |
| DE4210701C2 (de) * | 1991-06-18 | 1994-06-16 | Klueber Lubrication | Dichtungsanordnung |
| US5210769A (en) * | 1991-12-30 | 1993-05-11 | The Great American Company | Liquid level measuring system |
| US5218304A (en) * | 1992-03-06 | 1993-06-08 | Monsanto Company | Electronic pH and ORP indicator |
| US5209368A (en) * | 1992-06-09 | 1993-05-11 | Bradenbaugh Kenneth A | Insulated tank construction and improved self positioning sealing device for use therein |
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| JPH08217836A (ja) * | 1995-02-14 | 1996-08-27 | Asahi Glass Co Ltd | 含フッ素重合体の製造方法 |
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