专利名称：用于封装电子元件的灵活封装器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用来封装电子元件或线路的器件，从而保护电子电路免受有害物质侵袭，这种器件还起削弱射频电磁辐射的作用，保护电路免受这种能从周围环境进入、通过感应干扰电路功能的辐射的影响，另一方面，这种器件在电路含有干扰源时还对周围环境起有效的屏蔽作用。这种器件还具有通孔引线，需要时可将电路功能电流和信号加到电路上。
电子电路往往是需要保护的，保护它免受来自周围环境的各种影响。影响电子电路的因素有水和其它腐蚀性的导电材料。屏蔽电子线路使其免受电磁辐射的影响也往往很重要。在这方面，传统上是使用不同类型的封壳进行封装的。封壳大致分为两大类气密式封壳和塑料封壳。采用封壳是气密式时，电子线路是封装在通常是金属、玻璃或陶瓷的不透气的封壳中，干净干燥的一定量气体包围着电子线路。封壳是金属时，金属封壳上熔接有许多玻璃通孔，供电气导线在封装的线路与周围环境之间进行连接。采用塑料封壳时，线路被塑料材料而不是纯净气体所包围。尽管塑料材料透水透气，但经常能提供令人满意的保护作用，因为电路元件表面上不能形成粘附膜。此外，塑料材料与电路元件表面上的极性基团的化学键结合的能力或多或少较为显著。这些基团结成团，就不会形成腐蚀侵袭点。这两种封壳中所采用的各种不同材料，它们之间热膨胀系数的差异，对两种封壳来说都是个问题。另一个问题是，线路往往对实际封壳材料上裂开掉下的剂料很敏感，易和这些剂料起反应。第三个问题是，聚合材料往往不能耐受有关的工作温度，特别是温升往往是局部的，按点分布的温度上升，而塑料封装材料正是直接与这些点连接的。这会使腐蚀性材料变质剥落。在封壳是塑料的情况下，往往难以将电子线路产生的热散发到周围环境中，也没有电屏蔽作用。除了这些技术问题之外，往往还涉及低成本的问题。
上述各种技术要求，在程度上是有所不同的，但当电子线路是用在例如汽车和无线电通信系统时，这些要求就特别严格。有人想出各种方法用胶将气密金属与陶瓷封壳粘接起来，尽管如此，迄今难以物色出能经久不老化和不透气的胶接头。为封装对静电引起的放电敏感的电子线路，有人研制了封装袋，封装袋的壳体由塑料片制成，壳体上用汽相淀积法敷上了薄金属层。但这些原理不能应用于高级封装中，因为汽相淀积或溅射法形成的金属层，其厚度不足以使封装不透气。此外，就射频辐射而论，电流的渗透深度比金属层情况下的电流渗透深度大许多倍，因而壳体的电阻率太高，不足以削弱这种辐射作用，从而不能提供有效的屏蔽作用。
本发明的目的是避免目前电子线路封装器件存在的上述问题。为达到此目的，本发明提供的器件可将电子线路全部或部分地封装在塑料和金属叠片材料制成的封壳中。一个或多个金属片的厚度足以使其在满足所要求的导电率的工作频率(或数字传输时相应的上升次数)下电流的主渗透深度，达到不透气，且具有电屏蔽作用。该器件可以包括由若干金属片和夹层塑料片组成的叠层，从而使器件的不透气性能和电屏蔽性极其有效，同时使封壳高度可控，易于挠曲，从而使封壳很容易呈袋状结构。封壳的封闭和密封可借助于粘接剂、热焊技术或机械夹具进行。各电气导线层叠在封壳密封位置的一个部分，使电气导线与叠层之间形成不透气的接头。这样，封袋就借助于各接头密封成不透气的形式，电信号和电流能通过电气导线传送到电子线路中。封壳的各接头和封壳与各电气导线之间的接头制造得使塑料/金属叠层之间的扩散路径比塑料材料垂直于扩散方向的区域长，从而使象水之类在电子线路使用寿命期间能扩散入袋中的污染物质，其量相对于封闭在袋中的气体量来说可以忽略不计。
本发明的优点在于器件实质上不透气，具有电屏蔽作用，封装费用低，制造成本极低。可以使电子线路的那些发热元件邻接封壳内表面上的大表面积配置，并给封壳外表面上相应部位配备冷却装置进行冷却，从而将所产生的热量散发掉。封壳中的金属片材可直接接到线路的电气接地表面，从而将电屏蔽作用下产生的感应电流接地。与线路封装在一起的气体，其组成可以与封壳的密封一起检查，气体量可以在任何需要的时候借助于例如质谱仪加以分析，其目的在于检查污染物(例如水)的含量。气体可以通过封壳上一个极小的孔眼进行取样，然后最好在将该孔眼按例如与其余封壳接头同样的方式进行密封。必要时，封壳中可以装设其它器件，例如照明或加热器件。
图1是本发明用以封装电子线路的灵活器件的剖视图。
图2是本发明封装袋一角的放大剖视图。
图1示出了一般用以灵活封装电子线路的器件。该器件有一个电子电路板1完全封闭在封袋2中。封袋2借助于连接区4的各熔焊接头密封起来。电连接借助于密封装设在连接区4的一部分中的电气导线3而达到。
图2示出了器件的一部分的放大图。封袋取层状结构2的形式，层状结构2由许多金属片6层叠于许多塑料片5之间而构成，使得塑料片5密封地粘附到金属片6的整个表面上。制造封袋的层状结构2密封地封闭在连接区4中。金属片6形成阻止易损坏电子电路板的低分子物质扩散的阻挡层。金属片6中受损伤的各部分和孔隙7、8在层状结构2中紧密毗邻的情况是大不可能的。就垂直于扩散方向的部位来看，渗入的污染物在层状结构2和连接区4中的扩散路径是很长的，而且，在层状结构2中，金属片6上以孔隙7、8的形式出现的固定缺陷所在的那些位置，其扩散路径也很长。不言而喻，为便于说明起见，图中与垂直于扩散方向有关的扩散路径的长度以及层状结构2的厚度都是大加夸大了的。在所举的实施例中，叠层2从封壳的外表面看去由下列片材组成聚对苯二甲酸乙二酯0.023毫米，铝0.014毫米，聚对苯二甲酸乙二酯0.023毫米，还有低压聚乙烯0.075毫米。封壳的各接头是在150℃的温度和100牛顿/平方厘米的压力下将低压聚乙烯熔结在一起形成的。
按照另一实施例，封壳的某些部分与金属部件连接起来，这样做有好处，例如可以散热，或者与玻璃窗口连接起来，这样就可以通过该窗口看到电子板上的显示。按照本发明器件的另一种方案，电子电路卡与封壳之间最好有一连接部分。在需要与实际叠层2以外的其它材料(例如金属、玻璃)或与电路板表面连接的情况下，叠层2的准备与这些材料热焊的那一面由与锌离子交联过的羧基改性过的聚乙烯(所谓离子键塑料)组成。这种塑料能与许多不同类型的表面接合，形成机械强度令人满意的接头。在这些情况下，熔焊可在130℃和100牛顿/平方厘米下进行。
不言而输，还可以设想其它方案，这些其它方案完全局限于下面权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种能灵活封装电子线路的器件，用于避免电子电路(1)与周围环境中存在的有害物质接触，并可避免电子电路(1)与感应电磁场相互影响，其特征在于，电子电路(1)封装在一个不透气的封壳中，该封壳由金属层(6)和塑料(5)组成的叠层(2)构成，其中金属层(6)的厚度使叠层(2)不透气，且能衰减电磁射频辐射。
2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，叠层(2)中集成装设有许多电气导线(3)，电气导线(3)呈印制在叠层(2)的金属片(6)上的导电通路的形式，导电通路能与电路卡(1)或电路卡(1)的各电气导线相连接，从而形成电路的一部分。
3.根据权利要求1或2所述的器件，其特征在于，叠层(2)和电气导线(3)分别借助于熔焊与相应的连接区(4)相连接。
4.根据权利要求1或2所述的器件，其特征在于，叠层(2)和电气导线(3)用胶连接到其各自的连接区4上。
5.根据权利要求1或2所述的器件，其特征在于，叠层(2)和电气导线(3)借助于机械器件连接到它们各自的连接区(4)上。
6.根据1至5任一权利要求所述的器件，其特征在于，封壳的一部分与叠层(2)以外的材料相连接。
7.根据1至6任一权利要求所述的器件，其特征在于，封壳的一部分与电子电路卡(1)相连接。
全文摘要
本发明涉及一种用以灵活封装电子线路的器件，其中，电子电路(1)封闭在一个封壳中，封壳由叠层(2)构成，叠层(2)则由金属片和塑料片组成，由此形成不透气的导电结构，既可防止有害物质到达电子电路(1)，又可防止电磁感应的交互作用。各电气导线(3)通过叠层(2)的连接区(4)。
文档编号H05K9/00GK1094883SQ93105499
公开日1994年11月9日 申请日期1993年5月3日 优先权日1993年5月3日
发明者卡尔-埃里克·李布 申请人:艾利森电话股份有限公司