DE102010043811B4 - Gel passivated electrical component - Google Patents
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Abstract
Elektrisches Bauteil, aufweisend- ein Substrat (1),- mindestens ein auf das Substrat (1) aufgebrachtes elektrisches Bauelement (2),- eine das Bauelement (2) bedeckende erste Passivierungsschicht (3),- eine in oder auf der ersten Passivierungsschicht (3) ausgebildete zweite Passivierungsschicht (4), dadurch gekennzeichnet, dass- die zweite Passivierungsschicht (4) mindestens eine Komponente aufweist, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, metallischem Silber- und/oder Kupfer, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer aufweisenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und Kombinationen davon, und weiterhin mindestens ein Salz aufweist, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Carbonaten, Oxiden und Hydroxiden jeweils der Erdalkalimetalle oder des Aluminiums, und Kombinationen davon.Electrical component, comprising- a substrate (1),- at least one electrical component (2) applied to the substrate (1),- a first passivation layer (3) covering the component (2),- one in or on the first passivation layer ( 3) formed second passivation layer (4), characterized in that the second passivation layer (4) has at least one component which is selected from the group consisting of silver and/or copper salts, metallic silver and/or copper, Particles with a coating containing silver and/or copper, organic compounds with at least one multiple bond and combinations thereof, and further comprising at least one salt which is selected from the group consisting of carbonates, oxides and hydroxides of alkaline earth metals or aluminum, and combinations of that.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil, ein Gehäuse für ein derartiges elektrisches Bauteil und Verfahren zu deren Herstellung.The present invention relates to an electrical component, a housing for such an electrical component and methods for producing the same.
Stand der TechnikState of the art
Es ist bekannt, elektrische Bauelemente, wie Drucksensorelemente, durch eine polymerbasierte beziehungsweise gelbasierte Passivierungsschicht vor Korrosion zu schützen. Bauteile mit derartig geschützten elektrischen Bauelementen werden zum Beispiel in den Druckschriften
Diesbezüglich ist aus der
Weiterhin ist aus der
Diesbezüglich ist auch der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein elektrisches Bauteil, welches ein Substrat, mindestens ein auf das Substrat aufgebrachtes elektrisches Bauelement, eine das Bauelement bedeckende erste Passivierungsschicht und gegebenenfalls eine in oder auf der ersten Passivierungsschicht ausgebildete zweite Passivierungsschicht umfasst.The subject of the present invention is an electrical component which comprises a substrate, at least one electrical component applied to the substrate, a first passivation layer covering the component and optionally a second passivation layer formed in or on the first passivation layer.
Erfindungsgemäß kann dabei die zweite Passivierungsschicht mindestens eine Komponente umfassen, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, metallischem Silber und/oder Kupfer, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und Kombinationen davon, und/oder die erste Passivierungsschicht mindestens eine organischen Verbindung mit mindestens einer Mehrfachbindung umfassen.According to the invention, the second passivation layer can comprise at least one component which is selected from the group consisting of silver and/or copper salts, metallic silver and/or copper, particles with a coating comprising silver and/or copper, organic compounds with at least a multiple bond and combinations thereof, and/or the first passivation layer comprises at least one organic compound with at least one multiple bond.
Das erfindungsgemäße elektrische Bauteil sowie das nachstehend erläuterte erfindungsgemäße Gehäuse für ein elektrisches Bauteil und deren ebenfalls nachstehend erläuterten Herstellungsverfahren beruhen auf der Feststellung, dass Halogene, Halogenide, Halogenwasserstoffsäuren und organische Halogenverbindungen, insbesondere elementares lod, lodid, lodwasserstoffsäure und organische lodverbindungen, beim Erhitzen von Polymeren, beispielsweise bei denen Diiodmethan als Polymerisationsregler eingesetzt wurde, entstehen können, welche von herkömmlichen Säurebindem meist nicht gebunden werden können. Darüber hinaus beruhen die erfindungsgemäßen Gegenstände auf der gemeinsamen Idee Reaktionspartner zur Verfügung zu stellen, welcher mit Halogenen, Halogeniden, Halogenwasserstoffsäuren beziehungsweise organischen Halogenverbindungen, insbesondere elementarem lod, lodid, lodwasserstoffsäure oder organischen lodverbindungen, reagiert und diese bindet, so dass das Halogen, insbesondere lod, vom elektrischen Bauelement ferngehalten wird und das elektrische Bauelement vor Korrosion geschützt wird. Auf diese Weise können elektrische Bauelemente vorteilhafterweise wirkungsvoller vor Umwelteinflüssen geschützt und deren Lebensdauerverlängerung werden.The electrical component according to the invention as well as the housing according to the invention for an electrical component explained below and their production methods also explained below are based on the finding that halogens, halides, hydrohalic acids and organic halogen compounds, in particular elemental iodine, iodide, hydroiodic acid and organic iodine compounds, when heating polymers , for example in which diiodomethane was used as a polymerization regulator, which can usually not be bound by conventional acid binders. In addition, the objects according to the invention are based on the common idea of providing reaction partners which react with halogens, halides, hydrohalic acids or organic halogen compounds, in particular elemental iodine, iodide, hydroiodic acid or organic iodine compounds, and bind them, so that the halogen, in particular iodine , is kept away from the electrical component and the electrical component is protected from corrosion. In this way, electrical components can advantageously be protected more effectively from environmental influences and their service life can be extended.
Silber- und Kupfer-Salze können zum Beispiel mit Halogeniden beziehungsweise Halogenwasserstoffsäuren, insbesondere lodid beziehungsweise iodwasserstoffsäure, schwerlösliche Salze bilden. Dies kann beispielsweise gemäß folgenden Reaktionsgleichungen erfolgen:
- X- + Ag+ → AgX oder X- + Cu+/2+ → CuX/CuX2, wobei X für ein Halo-
- I- + Ag+ → Agl oder I- + Cu+ → CuI
- X - + Ag + → AgX or X - + Cu +/2+ → CuX/CuX 2 , where X represents a halo
- I - + Ag + → Agl or I - + Cu + → CuI
Metallisches Silber und Kupfer sowie Metallmischungen, insbesondere Metalllegierungen, davon können mit elementaren Halogenen, insbesondere elementarem lod, schwerlösliche Salze bilden. Dies kann beispielsweise gemäß folgenden Reaktionsgleichungen erfolgen:
- 2Ag + I2 → 2Agl oder 2Cu + I2 → 2CuI
- 2Ag + I 2 → 2Agl or 2Cu + I 2 → 2CuI
Partikel mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung können, je nach dem ob die Beschichtung salzartiges oder metallisches Silber und/oder Kupfer umfasst, ebenfalls mit Halogeniden beziehungsweise elementaren Halogenen, insbesondere lodid beziehungsweise elementarem lod, schwerlösliche Salze bilden.Particles with a coating comprising silver and/or copper can, depending on whether the coating comprises salt-like or metallic silver and/or copper, also have halides or elemental halogens, especially iodide or elemental iodine, form poorly soluble salts.
Organischen Verbindungen mit Mehrfachbindungen können elementare Halogene, Halogenide und organischen Halogenverbindungen, insbesondere elementares Jod, lodid und organischen lodverbindungen, durch eine Additionsreaktion binden.Organic compounds with multiple bonds can bind elemental halogens, halides and organic halogen compounds, in particular elemental iodine, iodide and organic iodine compounds, through an addition reaction.
Dadurch, dass die zweite Passivierungsschicht durch die erste Passivierungsschicht von dem elektrischen Bauelement getrennt ist, kann vorteilhafterweise eine Bimetallkorrosion des Bauteils mit den Komponenten der zweiten Passivierungsschicht vermieden werden. Durch die organischen Verbindungen der ersten Passivierungsschicht kann der Korrosionsschutz weiter erhöht werden.Because the second passivation layer is separated from the electrical component by the first passivation layer, bimetallic corrosion of the component with the components of the second passivation layer can advantageously be avoided. The organic compounds in the first passivation layer can further increase corrosion protection.
Im Spezialfall, dass sowohl die erste als auch die zweite Passivierungsschicht von den genannten Komponenten nur organische Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung umfassen, können die erste und zweite Passivierungsschicht als eine gemeinsame Passivierungsschicht ausgebildet sein.In the special case that both the first and second passivation layers of the components mentioned only include organic compounds with at least one multiple bond, the first and second passivation layers can be designed as a common passivation layer.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass das Bauteil mehrere mit der ersten Passivierungsschicht bedeckte, elektrische Bauelemente umfasst, wobei diese gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Zum Beispiel kann das Bauteil ein Drucksensorelement und eine integrierte Schaltung umfassen. Insofern mehrer Bauelemente aufeinander gestapelt sind, wobei das oberste Bauelement mit der ersten Passivierungsschicht bedeckt ist und das unterste auf dem Substrat aufgebracht ist, werden alle unteren Bauelemente als mit der ersten Passivierungsschicht bedeckt und alle oberen Bauelemente als auf dem Substrat aufgebracht verstanden.In the context of the present invention, it is possible for the component to comprise a plurality of electrical components covered with the first passivation layer, which can be designed the same or different. For example, the component may include a pressure sensor element and an integrated circuit. To the extent that several components are stacked on top of each other, with the topmost component being covered with the first passivation layer and the bottommost being applied to the substrate, all lower components are understood to be covered with the first passivation layer and all upper components are understood to be applied to the substrate.
Das elektrische Bauelement kann einen Bereich beziehungsweise eine Fläche umfassen, welche/r zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements, beispielsweise mit einem weiteren elektrischen Bauelement oder einer Leiterplatte, vorgesehen ist. Solch ein Bereich kann auch als aktive Fläche, Anschlusspad oder (Anschluss)kontakt bezeichnet werden.The electrical component can comprise an area or a surface which is provided for electrically contacting the component, for example with another electrical component or a circuit board. Such an area can also be referred to as an active area, connection pad or (connection) contact.
Das elektrische Bauelement kann beispielsweise ein Halbleiterbauelement sein. Insbesondere kann das elektrische Bauelement ein elektronisches und/oder elektromechanisches Bauelement sein. Beispielsweise kann das elektrische Bauelement ein mikro- oder nanostrukturiertes Bauelement sein. Unter einem mikro- oder nanostrukturierten Bauelement kann dabei insbesondere ein Bauelement mit internen Strukturabmessungen im Bereich von ≥ 1 nm bis ≤ 200 µm verstanden werden. Unter den internen Strukturabmessungen sind hierbei die Abmessungen von Strukturen innerhalb des Bauelements wie zum Beispiel Streben, Stege oder Leiterbahnen gemeint. Zum Beispiel kann das elektrische Bauelement unter anderem ein Sensorelement, ein sogenanntes MEMS oder NEMS, eine integrierte Schaltung, ein passives Bauelement, ein keramischer Kondensator, ein Widerstand oder ein Aktor sein oder umfassen. Insbesondere kann das elektrische Bauelement ein Drucksensorelement sein.The electrical component can be, for example, a semiconductor component. In particular, the electrical component can be an electronic and/or electromechanical component. For example, the electrical component can be a micro- or nanostructured component. A micro- or nanostructured component can in particular be understood to mean a component with internal structural dimensions in the range from ≥ 1 nm to ≤ 200 µm. The internal structural dimensions mean the dimensions of structures within the component such as struts, webs or conductor tracks. For example, the electrical component can be or include, among other things, a sensor element, a so-called MEMS or NEMS, an integrated circuit, a passive component, a ceramic capacitor, a resistor or an actuator. In particular, the electrical component can be a pressure sensor element.
Im Rahmen einer Ausführungsform umfasst die zweite Passivierungsschicht mindestens ein Salz, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silberoxid, Silbercarbonat, Silberhydroxid, Silberbenzoat, Silberacetylacetonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, Kupferhydroxid, Kupferbenzoat, Kupferacetylacetonat, insbesondere Silberoxid, Silbercarbonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, und Kombinationen davon. Diese Salze haben sich zum Ausbilden von schwerlöslichen Silber- oder Kupferiodid-Salzen als besonders vorteilhaft erwiesen. Besonders geeignet sind Silber- und/oder Kupfer-Oxide, insbesondere Silberoxid. Silberoxid kann beispielsweise bei Raumtemperatur mit lodmethan unter Ausbildung von schwerlöslichem Silberiodid und Methanol gemäß folgender Reaktionsgleichung reagieren:
- Ag2O + H2O + 2CH2l → 2CH3OH + 2AgI
- Ag 2 O + H 2 O + 2CH 2 l → 2CH 3 OH + 2AgI
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die zweite Passivierungsschicht mindestens ein Metallpulver, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silbermetallpulver, Kupfermetallpulver, Pulvern von Silberkupfermischungen, insbesondere Silberkupferlegierungen, und Kombinationen davon. Diese Metallpulver haben sich ebenfalls zum Ausbilden von schwerlöslichen Silber- oder Kupferiodid-Salzen als besonders vorteilhaft erwiesen.In the context of a further embodiment, the second passivation layer comprises at least one metal powder, which is selected from the group consisting of silver metal powder, copper metal powder, powders of silver-copper mixtures, in particular silver-copper alloys, and combinations thereof. These metal powders have also proven to be particularly advantageous for forming poorly soluble silver or copper iodide salts.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die zweite Passivierungsschicht Partikel, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus oxidierten (Silber- und/oder Kupferoxid beschichteten) Silber- und/oder Kupfermetallpartikeln, Partikeln, insbesondere Salzpartikeln, mit einer Silber- und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung und Kombinationen davon. Zum Beispiel können hierfür Calciumcarbonatpartikel (Kalk-/Kreide-Partikel) mit einer Silber- und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung verwendet werden. Die Partikel, insbesondere Salzpartikel, können dabei beispielsweise mit metallischem Silber- und/oder Kupfer oder mit einem Silber- und/oder Kupfer-Salz beschichtet sein. Auf diese Weise kann das Ausbilden von schwerlöslichen Silber- oder Kupferiodid-Salzen mit zusätzlichen korrosionshemmenden Eigenschaften, beispielsweise säurebindenden und/oder diffusionshemmenden Eigenschaften, durch die Partikel, insbesondere Salzpartikel, vorteilhafterweise kombiniert werden.In the context of a further embodiment, the second passivation layer comprises particles which are selected from the group consisting of oxidized (silver and/or copper oxide coated) silver and/or copper metal particles, particles, in particular salt particles, with a silver and/or copper coating Coating and combinations thereof. For example, calcium carbonate particles (lime/chalk particles) with a coating comprising silver and/or copper can be used for this purpose. The particles, in particular salt particles, can be coated, for example, with metallic silver and/or copper or with a silver and/or copper salt. In this way, the formation of poorly soluble silver or copper iodide salts with additional corrosion-inhibiting properties, for example acid-binding and/or diffusion-inhibiting properties, can be advantageously combined by the particles, in particular salt particles.
Erfindungsgemäß umfasst die zweite Passivierungsschicht weiterhin mindestens ein Salz, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Carbonaten, Oxiden und Hydroxiden von Erdalkalimetallen und Aluminium und Kombinationen. Insbesondere kann die zweite Passivierungsschicht weiterhin mindestens ein Salz umfassen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Calciumcarbonat (Kalk/Kreide), Calciumhydrogencarbonat, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumhydrogencarbonat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Hydromagnesit, Hydrotalcit, Huntit, Aluminiumcarbonat, Aluminiumhydrogencarbonat, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Glimmer und Kombinationen davon. Diese Salze können die korrosionshemmenden Eigenschaften der zweiten Passivierungsschicht, beispielsweise durch säurebindende und/oder diffusionshemmende Eigenschaften, weiter erhöhen. Aus diesen Salzen können auch die Salzpartikel mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung ausgebildet sein.According to the invention, the second passivation layer further comprises at least one salt which is selected from the group consisting of carbonates, oxides and hydroxides of alkaline earth metals and aluminum and combinations. In particular, the second passivation layer can further comprise at least one salt which is selected from the group consisting of calcium carbonate (lime/chalk), calcium hydrogen carbonate, calcium oxide, calcium hydroxide, magnesium carbonate, magnesium hydrogen carbonate, magnesium oxide, magnesium hydroxide, hydromagnesite, hydrotalcite, huntite, aluminum carbonate, aluminum hydrogen carbonate , aluminum oxide, aluminum hydroxide, mica and combinations thereof. These salts can further increase the corrosion-inhibiting properties of the second passivation layer, for example through acid-binding and/or diffusion-inhibiting properties. The salt particles can also be formed from these salts with a coating comprising silver and/or copper.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weisen die Salze, Pulver und/oder Partikel der zweiten Passivierungsschicht eine mittleren Korngröße in einem Bereich von ≥ 0,1 µm bis ≤ 20 µm, insbesondere gemessen mit einem Grindometer, auf. Mit Komponenten dieses Korngrößebereiches kann eine gute korrosionshemmende Wirkung erzielt werden.In the context of a further embodiment, the salts, powders and/or particles of the second passivation layer have an average grain size in a range of ≥ 0.1 µm to ≤ 20 µm, in particular measured with a grindometer. A good corrosion-inhibiting effect can be achieved with components in this grain size range.
Beispielsweise kann die zweiten Passivierungsschicht ≥ 1 Gew.-% bis ≤ 50 Gew.-%, an Salzen, Pulvern und Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht der zweiten Passivierungsschicht, umfassen. Mit einer derartigen Komponentenmenge kann ebenfalls eine gute korrosionshemmende Wirkung erzielt werden.For example, the second passivation layer can comprise ≥ 1% by weight to ≤ 50% by weight of salts, powders and particles, based on the total weight of the second passivation layer. A good corrosion-inhibiting effect can also be achieved with such an amount of components.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform ist die erste und/oder zweite Passivierungsschicht eine polymerbasierte, insbesondere gelbasierte, Passivierungsschicht. Beispielsweise kann die erste und/oder zweite Passivierungsschicht auf der Basis eines Silikongels, zum Beispiel eines Fluorsilikongels, und/oder eines Perfluorpolyethergels ausgebildet sein.In the context of a further embodiment, the first and/or second passivation layer is a polymer-based, in particular gel-based, passivation layer. For example, the first and/or second passivation layer can be formed on the basis of a silicone gel, for example a fluorosilicone gel, and/or a perfluoropolyether gel.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die erste und/oder zweite Passivierungsschicht mindestens eine organische Verbindung mit mindestens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppel- und/oder -Dreifachbindung, insbesondere mit mindestens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung. Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen haben sich zum Binden von Halogenen, insbesondere lod, als vorteilhaft erwiesen.In the context of a further embodiment, the first and/or second passivation layer comprises at least one organic compound with at least one carbon-carbon double and/or triple bond, in particular with at least one carbon-carbon double bond. Carbon-carbon multiple bonds have proven to be advantageous for binding halogens, particularly iodine.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die erste und/oder zweite Passivierungsschicht mindestens eine organische Verbindung mit mindestens einer Vinylgruppe. Beispielsweise kann die erste und/oder zweite Passivierungsschicht ein Acrylat umfassen.In the context of a further embodiment, the first and/or second passivation layer comprises at least one organic compound with at least one vinyl group. For example, the first and/or second passivation layer may comprise an acrylate.
Alternativ oder zusätzlich kann die erste und/oder zweite Passivierungsschicht mindestens eine organische Verbindung mit mindestens einer Amingruppe umfassen. Organischen Verbindungen mit Amingruppen können elementare Halogene, Halogenide, Halogenwasserstoffsäuren und organischen Halogenverbindungen, insbesondere elementares Jod, lodid, lodwasserstoffsäure und organischen lodverbindungen, durch eine Reaktion mit der Amingruppe binden.Alternatively or additionally, the first and/or second passivation layer may comprise at least one organic compound with at least one amine group. Organic compounds with amine groups can bind elemental halogens, halides, hydrohalic acids and organic halogen compounds, in particular elemental iodine, iodide, hydroiodic acid and organic iodine compounds, through a reaction with the amine group.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die erste und/oder zweite Passivierungsschicht mindestens ein sterisch gehindertes Amin, insbesondere mindestens einen auf gehinderten Aminen basierten Lichtstabilisator (HALS, englisch: hindered amine light stabiliser). Beispielsweise kann dem polymeren beziehungsweise gelförmigen Basismaterial der ersten und/oder zweiten Passivierungsschicht ein, auf gehinderten Aminen basierter Lichtstabilisator zugegeben werden. Sterisch gehinderte Amine haben sich zum Binden von Halogenen, insbesondere lod, ebenfalls als vorteilhaft erwiesen.In the context of a further embodiment, the first and/or second passivation layer comprises at least one sterically hindered amine, in particular at least one hindered amine light stabilizer (HALS). For example, a light stabilizer based on hindered amines can be added to the polymeric or gel-like base material of the first and/or second passivation layer. Sterically hindered amines have also proven to be advantageous for binding halogens, especially iodine.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das Polymer, insbesondere Gel, der ersten und/oder zweiten Passivierungsschicht Mehrfachbindungen, beispielsweise Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppel- und/oder -Dreifachbindungen, insbesondere Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, zum Beispiel Vinylgruppen, und/oder Amingruppen. Dies kann vorteilhafterweise dadurch gewährleistet werden, dass eine Mehrfachbindungen, insbesondere Vinylgruppen, und/oder Amingruppen umfassende Polymer- beziehungsweise Gelkomponente bei der Herstellung des Polymers beziehungsweise Gels überdosiert wird. Unter einer Überdosierung kann eine überstöchiometrische Zugabe, insbesondere bezogen auf die zu erreichende Konsistenz, verstanden werden.In the context of a further embodiment, the polymer, in particular gel, of the first and/or second passivation layer comprises multiple bonds, for example carbon-carbon double and/or triple bonds, in particular carbon-carbon double bonds, for example vinyl groups, and/or amine groups. This can advantageously be ensured by overdosing a polymer or gel component comprising multiple bonds, in particular vinyl groups, and/or amine groups during the production of the polymer or gel. An overdose can be understood as meaning an excess stoichiometric addition, particularly in relation to the consistency to be achieved.
Weiterhin kann das elektrische Bauteil ein Gehäuse aufweisen. Dabei kann das Bauelement in dem Gehäuse angeordnet sein. Das Gehäuse kann dabei zumindest teilweise mit dem Passivierungsmittel der ersten und zweiten Passivierungsmittelschicht befüllt sein.Furthermore, the electrical component can have a housing. The component can be arranged in the housing. The housing can be at least partially filled with the passivating agent of the first and second passivating agent layers.
Unter einem Gehäuse kann im Sinn der vorliegenden Erfindung ein einteiliges oder mehrteiliges, zumindest teilweise offenes oder geschlossenes Gehäuse verstanden werden. Beispielsweise kann ein offenes Gehäuse durch das Substrat und eine auf dem Substrat angeordnete Rahmenstruktur, beispielsweise einen Gelring, beziehungsweise in Form einer Wanne ausgebildet sein.For the purposes of the present invention, a housing can be understood to mean a one-piece or multi-part, at least partially open or closed housing. For example, an open housing can be through the substrate and a Frame structure arranged on the substrate, for example a gel ring, or in the form of a trough.
Vorzugsweise weist zumindest ein Teil der Innenseite des Gehäuses eine Beschichtung auf.Preferably, at least part of the inside of the housing has a coating.
In einer Ausgestaltung umfasst die Beschichtung mindestens einer Komponente, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und/oder Amingruppe und Kombinationen davon. Beispielsweise kann die Beschichtung mindestens ein Salz, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silberoxid, Silbercarbonat, Silberhydroxid, Silberbenzoat, Silberacetylacetonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, Kupferhydroxid, Kupferbenzoat, Kupferacetylacetonat, insbesondere Silberoxid, Silbercarbonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, und Kombinationen davon, umfassen. Insbesondere kann die Beschichtung Silber- und/oder Kupfer-Oxide, insbesondere Silberoxid, umfassen.In one embodiment, the coating comprises at least one component which is selected from the group consisting of silver and/or copper salts, particles with a coating comprising silver and/or copper, organic compounds with at least one multiple bond and/or amine group and combinations of that. For example, the coating may comprise at least one salt selected from the group consisting of silver oxide, silver carbonate, silver hydroxide, silver benzoate, silver acetylacetonate, copper oxide, copper carbonate, copper hydroxide, copper benzoate, copper acetylacetonate, in particular silver oxide, silver carbonate, copper oxide, copper carbonate, and combinations thereof . In particular, the coating can comprise silver and/or copper oxides, in particular silver oxide.
In einer anderen Ausgestaltung umfasst die Beschichtung eine metallische, Silber und/oder Kupfer umfassende Basisschicht und eine oxidische, Silber und/oder Kupfer umfassende Deckschicht. Durch die oxidische Deckschicht kann vorteilhafterweise die Reaktivität der Beschichtung verbessert werden.In another embodiment, the coating comprises a metallic base layer comprising silver and/or copper and an oxidic top layer comprising silver and/or copper. The oxidic cover layer can advantageously improve the reactivity of the coating.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Gehäuse aus einem Amingruppen und/oder Mehrfachbindungen umfassenden Polymer ausgebildet. Beispielsweise kann das Gehäuse aus einem Polyamid oder einem Amingruppen umfassenden Harz, insbesondere Epoxydharz, ausgebildet sein.In a further embodiment, the housing is formed from a polymer comprising amine groups and/or multiple bonds. For example, the housing can be made of a polyamide or a resin containing amine groups, in particular epoxy resin.
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Bauteils, wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem nachstehenden erfindungsgemäßen Gehäuse, den nachstehenden, erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren sowie der Figurenbeschreibung verwiesen.With regard to further features and advantages of the component according to the invention, reference is hereby made explicitly to the explanations in connection with the following housing according to the invention, the following manufacturing methods according to the invention and the description of the figures.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse für ein elektrisches Bauteil, insbesondere ein erfindungsgemäßes Bauteil.Another subject of the present invention is a housing for an electrical component, in particular a component according to the invention.
Vorzugsweise weist zumindest ein Teil der Innenseite des Gehäuses eine Beschichtung auf.Preferably, at least part of the inside of the housing has a coating.
In einer Ausgestaltung umfasst die Beschichtung mindestens einer Komponente, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und/oder Amingruppe und Kombinationen davon. Beispielsweise kann die Beschichtung mindestens ein Salz umfassen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silberoxid, Silbercarbonat, Silberhydroxid, Silberbenzoat, Silberacetylacetonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, Kupferhydroxid, Kupferbenzoat, Kupferacetylacetonat, insbesondere Silberoxid, Silbercarbonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, und Kombinationen davon. Insbesondere kann die Beschichtung Silber- und/oder Kupfer-Oxide, insbesondere Silberoxid, umfassen.In one embodiment, the coating comprises at least one component which is selected from the group consisting of silver and/or copper salts, particles with a coating comprising silver and/or copper, organic compounds with at least one multiple bond and/or amine group and combinations of that. For example, the coating may comprise at least one salt which is selected from the group consisting of silver oxide, silver carbonate, silver hydroxide, silver benzoate, silver acetylacetonate, copper oxide, copper carbonate, copper hydroxide, copper benzoate, copper acetylacetonate, in particular silver oxide, silver carbonate, copper oxide, copper carbonate, and combinations thereof. In particular, the coating can comprise silver and/or copper oxides, in particular silver oxide.
In einer anderen Ausgestaltung umfasst die Beschichtung eine metallische, Silber und/oder Kupfer umfassende Basisschicht und eine oxidische, Silber und/oder Kupfer umfassende Deckschicht.In another embodiment, the coating comprises a metallic base layer comprising silver and/or copper and an oxidic top layer comprising silver and/or copper.
Alternativ oder zusätzlich zur Beschichtung kann das Gehäuse aus einem Amingruppen und/oder Mehrfachbindungen umfassenden Polymer ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Gehäuse aus einem Polyamid oder einem Amingruppen umfassenden Harz, insbesondere Epoxydharz, ausgebildet sein.Alternatively or in addition to the coating, the housing can be formed from a polymer comprising amine groups and/or multiple bonds. For example, the housing can be made of a polyamide or a resin containing amine groups, in particular epoxy resin.
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Gehäuses, wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem vorstehenden erfindungsgemäßen Bauteil, den nachstehenden, erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren sowie der Figurenbeschreibung verwiesen.With regard to further features and advantages of the housing according to the invention, reference is hereby made explicitly to the explanations in connection with the above component according to the invention, the following manufacturing methods according to the invention and the description of the figures.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils, insbesondere eines erfindungsgemäßen Bauteils, umfassend die Verfahrensschritte:
- a) Herstellen mindestens eines Polymers, insbesondere Gels,
- b) Aufbringen des Polymers, insbesondere Gels, auf ein elektrisches Bauelement oder auf beziehungsweise in eine, ein elektrisches Bauelement bedeckende Passivierungsschicht.
- a) producing at least one polymer, in particular gel,
- b) applying the polymer, in particular gel, to an electrical component or onto or into a passivation layer covering an electrical component.
In einer Ausgestaltung wird in Verfahrensschritt a) mindestens eine Komponente zugegeben, welche ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, metallischem Silber und/oder Kupfer, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und Kombinationen davon.In one embodiment, at least one component is added in process step a), which is selected from the group consisting of silver and/or copper salts, metallic silver and/or copper, particles with a coating comprising silver and/or copper, organic ones Compounds with at least one multiple bond and combinations thereof.
In einer anderen Ausgestaltung wird nach Verfahrensschritt b) mindestens eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, metallischem Silber und/oder Kupfer, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und Kombinationen davon, auf das Polymer, insbesondere Gel, aufgetragen, beispielsweise aufgestreut. Beispielsweise können nach Verfahrensschritt b) die Komponenten vor dem vollständigen Aushärten des Polymers, insbesondere Gels, aufgetragen, beispielsweise aufgestreut, werden und nach dem Aushärten des Polymers ein möglicher Rest an losen Komponenten entfernt, beispielsweise abgeblasen oder abgesaugt, werden.In another embodiment, after process step b), at least one component is selected from the group consisting of silver and/or copper salts, metallic silver and/or the copper, particles with a coating comprising silver and/or copper, organic compounds with at least one multiple bond and combinations thereof, applied to the polymer, in particular gel, for example scattered. For example, after process step b), the components can be applied, for example sprinkled, before the polymer, in particular gel, has completely hardened, and after the polymer has hardened, any possible residue of loose components can be removed, for example blown off or vacuumed off.
Insbesondere kann in Verfahrensschritt a) und/oder b) mindestens ein Salz eingesetzt werden, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silberoxid, Silbercarbonat, Silberhydroxid, Silberbenzoat, Silberacetylacetonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, Kupferhydroxid, Kupferbenzoat, Kupferacetylacetonat, insbesondere Silberoxid, Silbercarbonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, und Kombinationen davon, umfassen. Insbesondere kann in Verfahrensschritt a) und/oder b) Silber- und/oder Kupfer-Oxide, insbesondere Silberoxid, eingesetzt werden.In particular, at least one salt can be used in process step a) and/or b), which is selected from the group consisting of silver oxide, silver carbonate, silver hydroxide, silver benzoate, silver acetylacetonate, copper oxide, copper carbonate, copper hydroxide, copper benzoate, copper acetylacetonate, in particular silver oxide, silver carbonate, Copper oxide, copper carbonate, and combinations thereof. In particular, silver and/or copper oxides, in particular silver oxide, can be used in process step a) and/or b).
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Bauteilherstellungsverfahrens, wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem vorstehenden erfindungsgemäßen Bauteil und Gehäuse, dem nachstehenden, erfindungsgemäßen Gehäuseherstellungsverfahren sowie der Figurenbeschreibung verwiesen.With regard to further features and advantages of the component manufacturing method according to the invention, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the above component and housing according to the invention, the following housing manufacturing method according to the invention and the description of the figures.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses, insbesondere eines erfindungsgemäßen Gehäuses, welches die Verfahrensschritte:
- A) Herstellen mindestens eines Polymers,
- B) Ausbilden eines Gehäuses aus dem Polymer,
- A) producing at least one polymer,
- B) forming a housing from the polymer,
In einer Ausgestaltung wird in Verfahrensschritt A) eine Amingruppen und/oder Mehrfachbindungen umfassende Komponente derart zugegeben wird, dass das hergestellte Polymer Amingruppen und/oder Mehrfachbindungen umfasst. Dass das in Verfahrensschritt A) hergestellte Polymer Amingruppen und/oder Mehrfachbindungen umfasst kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass bei der Herstellung des Polymers, beispielsweise Harzes, zum Beispiel Epoxydharzes, eine Überdosis einer Amingruppen und/oder Mehrfachbindungen umfassenden Komponente, beispielsweise eines Härters, zum Beispiel eines Polyamin-Härters, zugegeben wird.In one embodiment, in process step A), a component comprising amine groups and/or multiple bonds is added in such a way that the polymer produced comprises amine groups and/or multiple bonds. The fact that the polymer produced in process step A) comprises amine groups and/or multiple bonds can be achieved, for example, by using an overdose of a component comprising amine groups and/or multiple bonds, for example a hardener, during the production of the polymer, for example resin, for example epoxy resin. for example a polyamine hardener, is added.
In einer anderen Ausgestaltung wird nach Verfahrensschritt B) auf zumindest einen Teil der Innenseite des Gehäuses eine Beschichtung aufgebracht. Die Beschichtung kann beispielsweise nasschemisch, mittels Aufdampfen, Sputtern, reaktiv Sputtern und/oder Plasmabehandlung aufgebracht werden.In another embodiment, after method step B), a coating is applied to at least part of the inside of the housing. The coating can be applied, for example, wet chemically, by vapor deposition, sputtering, reactive sputtering and/or plasma treatment.
Die Beschichtung kann dabei insbesondere mindestens einer Komponente umfassen, welche ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und/oder Amingruppe und Kombinationen davon. Beispielsweise kann die Beschichtung mindestens ein Salz umfassen, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silberoxid, Silbercarbonat, Silberhydroxid, Silberbenzoat, Silberacetylacetonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, Kupferhydroxid, Kupferbenzoat, Kupferacetylacetonat, insbesondere Silberoxid, Silbercarbonat, Kupferoxid, Kupfercarbonat, und Kombinationen davon. Insbesondere kann die Beschichtung Silber- und/oder Kupfer-Oxide, insbesondere Silberoxid, umfassen.The coating can in particular comprise at least one component which is selected from the group consisting of silver and/or copper salts, particles with a coating comprising silver and/or copper, organic compounds with at least one multiple bond and/or amine group and Combinations of these. For example, the coating may comprise at least one salt which is selected from the group consisting of silver oxide, silver carbonate, silver hydroxide, silver benzoate, silver acetylacetonate, copper oxide, copper carbonate, copper hydroxide, copper benzoate, copper acetylacetonate, in particular silver oxide, silver carbonate, copper oxide, copper carbonate, and combinations thereof. In particular, the coating can comprise silver and/or copper oxides, in particular silver oxide.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Beschichtung eine metallische, Silber und/oder Kupfer umfassende Basisschicht und eine oxidische, Silber und/oder Kupfer umfassende Deckschicht umfassen.Alternatively or additionally, the coating may comprise a metallic base layer comprising silver and/or copper and an oxidic top layer comprising silver and/or copper.
Eine Beschichtung mit einer metallischen Basisschicht und einer oxidischen Deckschicht kann insbesondere dadurch hergestellt werden, dass zuerst die Innenseite mit einem Metall, beispielsweise Silber bedampft wird und die Oberfläche der resultierenden Metallschicht anschließend im Plasma oxidiert wird. Alternativ dazu kann eine Beschichtung mit einer metallischen Basisschicht und einer oxidischen Deckschicht durch reaktives Sputtern hergestellt werden, wobei erst das Metall, beispielsweise Silber, und anschließend das Metalloxid, beispielsweise Silberoxid, aufgebracht wird.A coating with a metallic base layer and an oxidic cover layer can be produced in particular by first vaporizing the inside with a metal, for example silver, and then oxidizing the surface of the resulting metal layer in the plasma. Alternatively, a coating with a metallic base layer and an oxide cover layer can be produced by reactive sputtering, whereby first the metal, for example silver, and then the metal oxide, for example silver oxide, is applied.
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Gehäuseherstellungsverfahrens, wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem vorstehenden erfindungsgemäßen Bauteil, Gehäuse und Bauteilherstellungsverfahren sowie der Figurenbeschreibung verwiesen.With regard to further features and advantages of the housing manufacturing method according to the invention, reference is hereby explicitly made to the explanations in connection with the above component, housing and component manufacturing method according to the invention as well as the description of the figures.
Zeichnungen und BeispieleDrawings and examples
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen
-
1 einen schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils; -
2 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils; -
3 einen schematischen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils; und -
4 einen schematischen Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauteils.
-
1 a schematic cross section through a first embodiment of an electrical component according to the invention; -
2 a schematic cross section through a second embodiment of an electrical component according to the invention; -
3 a schematic cross section through a third embodiment of an electrical component according to the invention; and -
4 a schematic cross section through a fourth embodiment of an electrical component according to the invention.
Die
Um elementares lod, lodid und organische lodverbindungen von dem Bauelement 2 zu binden und fern zu halten, umfasst die zweite Passivierungsschicht 4 mindestens eine Komponente, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silber- und/oder Kupfer-Salzen, metallischem Silber und/oder Kupfer, Partikeln mit einer Silber und/oder Kupfer umfassenden Beschichtung, organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und Kombinationen davon. In order to bind and keep elemental iodine, iodide and organic iodine compounds away from the
Die erste Passivierungsschicht 3 kann dabei zusätzlich mindestens eine Komponente umfassen, welche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus organischen Verbindungen mit mindestens einer Mehrfachbindung und/oder Amingruppe und Kombinationen davon.The
Die
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