專利名稱：電容器的紅外線屏蔽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及防止電子元件、特別是塑料膜電容器被用來(lái)軟熔印刷電路板上的焊料的紅外線輻射燒壞的裝置。
把電子元件連接到一印刷電路板上的主要方法是在該電路板上制出供電子元件的引線插入的穿孔并把焊料加到該板底面上引線穿出處。該電路板然后通過(guò)一焊接波，引線即在該焊接波中被焊接到電路板上。
把電子元件連接到印刷電路板上的另一種方法是使用表面粘貼法，此時(shí)該電子元件或是無(wú)引線，或其引線做成使其電子元件可獨(dú)立。表面粘貼法由于提高了電子元件連接到電路板上的可靠性并減小了電路板上所需使用的面積，因此更適合于把電子元件自動(dòng)連接到印刷電路板上，在進(jìn)行表面粘貼時(shí)，所施加的焊料一般為把電子元件的接頭放入其中的常溫焊膏，然后把電路板加熱到使該焊膏軟熔成液態(tài)焊料的溫度，從而把電子元件連接到印刷電路板上。
以生產(chǎn)規(guī)模把軟熔熱量加到一印刷電路板的四種典型的方法為1.傳導(dǎo)—用由熱傳導(dǎo)通過(guò)電路板的熱量加熱電路板的底面而軟熔該焊膏。
2.汽蒸(汽相)—使一種中性的液體蒸發(fā)，把該印刷電路板放置在該蒸汽中，蒸汽中的潛熱轉(zhuǎn)移到板上而使焊膏軟熔，熱量轉(zhuǎn)移的蒸汽恢復(fù)成液體以便重新加熱。
3.對(duì)流—把加熱的氣體、一般只是空氣、但有時(shí)是氮緩緩導(dǎo)向印刷電路板而軟熔焊膏。
4.紅外線—用紅外線輻射能對(duì)準(zhǔn)印刷電路板而軟熔焊膏。
在這四種不同的表面粘貼電子元件的方法中，紅外線軟熔法相對(duì)所用設(shè)備成本而言的生產(chǎn)能力最大。
使用紅外線軟熔的主要缺點(diǎn)是，塑料膜電容器之類的電子元件在受到強(qiáng)度可用來(lái)軟熔印刷電路板上的焊膏的紅外輻射能時(shí)，電子元件會(huì)吸收過(guò)量能量而被燒壞，從而使電路板無(wú)法正常工作，這就不得不在紅外線照射后才裝上電子元件而用熱傳導(dǎo)或?qū)α魍瓿珊附印?br> 使用紅外線軟熔法焊接塑料膜電容器的另一個(gè)缺點(diǎn)是，紅外線輻射能加熱塑料膜電容器一般比加熱待焊接頭快得多，其主要原因是塑料膜電容器的吸熱性比銅或錫之類構(gòu)成接頭的材料的吸熱性高。
人們已研制出多種方法和裝置在進(jìn)行紅外線軟熔焊接時(shí)保護(hù)電子元件免遭由紅外輻射能造成的過(guò)量熱量。一種方法是用表面噴涂金屬粉的聚合物反射帽蓋住對(duì)熱量過(guò)敏的電子元件，從而使電子元件隔熱并把部分紅外輻射從電子元件上反射掉。
另一種方法是使用具有金屬外層的由耐高溫塑料模制成的罩。該罩設(shè)計(jì)成可裝到電子元件上并可卸下地扣接到印刷電路板上。
美國(guó)專利No.4,838,475所示另一種方法把一金屬盒狀構(gòu)件套到有待屏蔽的電子元件上。該金屬盒上有若干孔供部分紅外輻射能通過(guò)，而把該電子元件軟熔焊接到該電路板上。由于在軟熔焊接之前和之后要在電路板上裝上和拆下該蓋，因此成本提高，而且電路板上還得有裝該蓋的空間，因此電路板須專門設(shè)計(jì)并且電路板的尺寸也增大。
現(xiàn)有技術(shù)所公開的這些和其它裝置不具本人的紅外線屏蔽裝置的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和創(chuàng)造性特征，正如下文欲詳述的，本發(fā)明紅外線屏蔽裝置不同于現(xiàn)有裝置。
因此要求提供一種使電子元件免遭紅外線輻射的簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)的裝置，為此，使用一種與該電子元件連成一體而并非是該電子元件之外部部件的屏蔽，從而在進(jìn)行紅外線軟熔焊接時(shí)無(wú)需特別加以關(guān)照。
本發(fā)明提供一種塑料膜電容器屏蔽，該屏蔽緊貼在塑料膜電容器外表面上，該屏蔽在進(jìn)行紅外線軟熔焊接時(shí)足以使該塑料膜電容器免遭會(huì)燒壞該塑料膜電容器的過(guò)量紅外線輻射。
本發(fā)明的另一特征涉及上述塑料膜電容器屏蔽，其中，該塑料膜電容屏蔽為從電氣級(jí)帶、電氣級(jí)塑料、金屬帶和環(huán)氧樹脂中選出的一種材料。
本發(fā)明的另一特征涉及上述塑料膜電容器屏蔽，其中，該塑料膜電容器的外形為具有六個(gè)面的盒形，該屏蔽貼在該塑料膜電容器的頂面上。也可使用各類不同屏蔽貼到該電容器上，包括把屏蔽貼到電容器的頂面和底面上；把一屏蔽包住電容器的四個(gè)面，把一屏蔽貼到該電容器的所有六個(gè)面上；把不同屏蔽組合地貼到該電容器的外表面上。
本發(fā)明的又一特征涉及一種用紅外能把一塑料膜電容器軟熔焊接到一基片上的方法，該方法包括下列步驟把一電容器屏蔽貼到該塑料膜電容器外表面上；把其上貼有電容器屏蔽的該塑料膜電容器放準(zhǔn)到該基片上；用紅外線照射該塑料膜電容器，從而紅外線能量大致被該電容器屏蔽從該塑料膜電容器上反射掉，并且該紅外線能量使該塑料膜電容器軟熔焊接到該基片上。
從下述結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中可更充分理解、更清楚看出本發(fā)明的各種目的、特征和附屬優(yōu)點(diǎn)，附圖中相同部件用同一標(biāo)號(hào)表示，附圖中

圖1為表示如何把紅外線屏蔽裝置放到一電容器上的放大立體圖；圖2為體現(xiàn)本發(fā)明重要特征的紅外線屏蔽裝置一實(shí)施例的放大立體圖；圖3為本紅外線屏蔽裝置的另一實(shí)施例的放大立體圖；圖4為本紅外線屏蔽裝置的又一實(shí)施例的放大立體圖；圖5為本紅外線屏蔽裝置的再一實(shí)施例的放大立體圖；圖6為體現(xiàn)本發(fā)明重要特征的本紅外線屏蔽裝置另一實(shí)施例的放大立體圖。
紅外線輻射能產(chǎn)生的熱量與電子元件的受照射表面積成正比。保護(hù)電子元件不被燒壞的最簡(jiǎn)單方法是減小該受照射面積。由于電子元件本身的大小無(wú)法減小，因此為了保護(hù)電子元件不被燒壞，必須減小吸收紅外線輻射能的表面積。為此可使用對(duì)紅外線頻率(λ＞7.8×10-5cm)反射性強(qiáng)和/或吸收性低的材料。各種材料可用作屏蔽材料。這些材料的范圍可從淺色塑料直到高反射性金屬。
該屏蔽的原理在于減小電子元件的受照射面積，從而減少吸收的紅外線輻射能而降低該電子元件的內(nèi)部溫度。所需保護(hù)量決定于紅外線頻率以及照射持續(xù)時(shí)間。這就是說(shuō)可把一貼紙放在電子元件頂面上(減少1/3的照射面積)而把整個(gè)電子元件包在一屏蔽材料中(減少一半以上的照射面積)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一保護(hù)。使電子元件免遭由紅外線輻射造成的過(guò)量熱量的另一種辦法是在電子元件上涂上一層對(duì)紅外線吸收率低的涂層而增加該電子元件的熱質(zhì)量。
雖然在頻譜的相反一端上，但本發(fā)明的原理類似于使用遮陽(yáng)簾(遮擋物)防止由太陽(yáng)的紫外線造成的損害。盡管遮陽(yáng)簾中使用氧化鋅之類的材料，但可使用光亮的鋁或二氧化鈦(白色顏料)之類強(qiáng)反射和/或低吸收性材料屏蔽紅外線。
正如用遮陽(yáng)簾的保護(hù)程度有所不同，按照電路板和要保護(hù)的元件的熱質(zhì)量以及紅外線波長(zhǎng)和照射時(shí)間而定的紅外線屏蔽程度也有所不同，紅外線軟熔焊接爐用來(lái)軟熔電路板的時(shí)間長(zhǎng)短和溫度各不同相同，因此可使用各種保護(hù)量來(lái)保護(hù)元件免遭紅外軟熔焊接的酷熱。
以屏蔽有效性逐漸增大的次序排列的可使用的屏蔽類型的例子如下1.蘭色正形涂層，厚20-40密爾。
2.金黃色正形涂層，厚20-40密爾(一般把氧化亞鐵用作顏料)。
3.白色電氣級(jí)帶，厚1密爾(一般把二氧化鈦用作顏料)。
4.白色電氣級(jí)塑料，厚3-10密爾(一般把二氧化鈦用作顏料)。
5.光亮的鋁帶，厚0.5-2密爾。
當(dāng)上述蘭色和金黃色正形涂層為環(huán)氧樹脂時(shí)，可獲得極好的結(jié)果。可使用軟熔粉把該環(huán)氧樹脂加到元件上。加到元件上的環(huán)氧樹脂涂層對(duì)紅外線的吸收少并有助于從元件上反射紅外線。若使用淺色環(huán)氧樹脂，則可更多地從元件上反射掉紅外線。一般用氧化亞鐵對(duì)金黃色環(huán)氧樹脂著色。元件的熱質(zhì)量的增加也有助于使紅外線能量均勻分布到元件和正形涂層中，從而減少傳到元件本身上的熱量。
上述白色電氣級(jí)帶和白色電氣級(jí)塑料有助于從元件上反射掉紅外線。一般把二氧化鈦用作顏料，這一顏料也有助于從元件上反射掉紅外線。1密爾厚的白色帶和3-10密爾厚的白色塑料足以保護(hù)元件不被紅外線輻射能產(chǎn)生的過(guò)量熱量燒壞，該白帶或白塑料可比上述的厚度厚或薄，但為了從電容器屏蔽和反射掉紅外線，它們的厚度必須大于所使用的紅外線的波長(zhǎng)(即λ＞7.8×10-5cm)。當(dāng)上述白色電氣級(jí)塑料使用通用電氣公司以商標(biāo)“Valox”出售的塑料時(shí)，同樣可獲得極好結(jié)果。
由于光亮的鋁帶可比其它屏蔽從元件上反射掉更多紅外線，因此它的保護(hù)性能最佳。銅、錫、銀之類的其它許多金屬也可用作屏蔽，但光亮的鋁帶市場(chǎng)上容易買到且價(jià)格性能比高。
表I和表II為對(duì)經(jīng)紅外線軟熔焊接的無(wú)屏蔽和有屏蔽電容器所作的比較試驗(yàn)。可以看出，有屏蔽的電容器在經(jīng)紅外線軟熔焊接后比無(wú)屏蔽電容器具有高得多的絕熱強(qiáng)度。
表I用鋁帶屏蔽的電容器
表II用白色塑料(Valox)屏蔽的電容器
圖1和圖2示出在一塑料膜電容器12上的經(jīng)改進(jìn)的新紅外線屏蔽裝置10。圖1還示出如何把本屏蔽10包到一塑料膜電容器的主體上。屏蔽10可用粘合劑粘到塑料膜電容器12上?？墒褂霉桡~、聚丙烯或橡膠等等許多不同的粘合劑。若該屏蔽用鋁之類的導(dǎo)電材料制成，必須注意把屏蔽10包到電容器12的塑料膜部14(或非導(dǎo)電部)的頂面上而不接近到該電容器的兩端16、18或引線20、22，以防電容器短路，若該屏蔽接觸到電容器的兩端，則在屏蔽上使用非導(dǎo)電粘合劑可防止電容器短路。
圖3示出另一種屏蔽電容器的方法。用粘合劑把一屏蔽32包到電容器30的至少三個(gè)面上，然后粘合第二屏蔽34而蓋住其余各面，從而在塑料膜電容器30的所有六個(gè)面上都有保護(hù)性屏蔽。若該屏蔽用導(dǎo)電材料制成，則必須注意屏蔽32、34不接觸電容器30的引線36、38或任何其它導(dǎo)電部位，以免該電容器失效?？砂岩徽帘渭舫煽缮w住電容器所有六面的大小，但這不經(jīng)濟(jì)。
圖4示出另一種屏蔽電容器的方法，該塑料膜電容40只有頂面上粘接有屏蔽42，若該屏蔽為導(dǎo)電材料，則必須把該屏蔽42放置成它無(wú)法短接電容器40。
圖5示出另一種屏蔽電容器的方法。具有兩端面52、54而無(wú)引線的該塑料膜電容器50用該電容器50相反兩面上的白色電氣級(jí)塑料56、58加以屏蔽，塑料56、58位于電容器50的端面52、54之間。把塑料56、58層壓到該電容器表面上可獲得極好結(jié)果。
圖6示出又一種使電容器屏蔽掉紅外線輻射能的方法。相反兩邊上有引線61、63的塑料膜電容器60在其五個(gè)面上涂以環(huán)氧樹脂62而形成屏蔽，還可在電容器60的第六面上粘以白色電氣級(jí)帶之類的另一屏蔽64，從而屏蔽該電容器的所有六面。
屏蔽電容器的所有六面可在進(jìn)行紅外線軟熔焊接時(shí)獲得最強(qiáng)保護(hù)。盡管該電容器的底面不受紅外線直接照射，但它可受到從電路板和/或電路板上電子元件反射的紅外線的照射。
附圖所示貼有屏蔽的電容器視其應(yīng)用場(chǎng)合可有或可無(wú)引線。此外，有屏蔽電容器可為片型結(jié)構(gòu)成卷繞型結(jié)構(gòu)。最好在片型電容器上使用上述屏蔽裝置和方法，但在卷繞型電容器上使用上述屏蔽裝置和方法可同樣獲得極好結(jié)果。
塑料膜電容器一旦完成屏蔽，即可放到印刷電路板上而用紅外線照射而使用軟熔焊接把該電容器裝到該電路板上。
可按照上述說(shuō)明對(duì)本發(fā)明作出改動(dòng)和修正。因此應(yīng)該指出，在后附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可不照上述實(shí)施例予以實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種塑料膜電容器的屏蔽，所述屏蔽貼到塑料膜電容器的外表面上，所述屏蔽足以使所述塑料膜電容器在進(jìn)行紅外線軟熔焊接時(shí)免遭會(huì)燒壞該塑料膜電容器的過(guò)量紅外線的照射。
2.按權(quán)利要求1所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，該塑料膜電容器屏蔽為帶。
3.按權(quán)利要求2所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述帶中含有二氧化鈦并為白色。
4.按權(quán)利要求2所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述帶為金屬帶。
5.按權(quán)利要求4所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述金屬帶為光亮的鋁帶。
6.按權(quán)利要求1所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述屏蔽為環(huán)氧樹脂。
7.按權(quán)利要求6所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述環(huán)氧樹脂中含有氧化亞鐵。
8.按權(quán)利要求1所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述塑料膜電容器為片型電容器。
9.按權(quán)利要求1所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述塑料膜電容器的外形呈具有六個(gè)面的盒狀，所述屏蔽貼在該塑料膜電容器的頂面上。
10.按權(quán)利要求9所述的塑料膜電容器的屏蔽，其中，所述屏蔽貼在該塑料膜電容器的頂面和底面上。
全文摘要
一種塑料膜電容器屏蔽，該屏蔽貼在塑料膜電容器的外表面上。該屏蔽足以使電容器在進(jìn)行紅外線軟熔焊接時(shí)免遭會(huì)燒壞電容器的過(guò)量紅外線的照射。該屏蔽可用電氣級(jí)帶、電氣級(jí)塑料、金屬帶或環(huán)氧樹脂等等許多不同的材料制成，該屏蔽可用各種方法貼到該電容器上，包括把屏蔽貼在電容器的頂面上；把屏蔽貼到該電容器的頂面和底面上；把屏蔽包到電容器的四個(gè)面上；把屏蔽貼到電容器的所有六個(gè)面上以及把不同的屏蔽組合地貼到電容器的外表面上。
文檔編號(hào)H01G4/18GK1148723SQ96107990
公開日1997年4月30日 申請(qǐng)日期1996年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月21日
發(fā)明者里克·A·普賴斯 申請(qǐng)人:伊利諾斯工具制造公司