DE10134379A1 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Steckerelement und einer Leiterplatte - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Steckerelement und einer Leiterplatte

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Steckerelement und einer Leiterplatte, wobei ein zu kontaktierendes Steckerende (5) des mindestens einen Steckerelementes (1) in eine die Leiterplatte (3) durchragende Öffnung (6) eingebracht wird, wobei weiterhin im Wesentlichen von oben auf den die Öffnung (6) oder auf die Öffnung (6) umgebenden Bereich zumindest abschnittsweise ein Lotmittel, vorzugsweise in Form von Lotpaste (9), aufgebracht wird, wobei weiterhin die Verbindung zwischen der Platte (3) und dem Steckerende (5) durch Aufschmelzen des Lotmittels erzeilt wird, und wobei vor dem Aufschmelzen des Lotmittels und/oder vor dem Aufbringen des Lotmittels das Steckerende (5) im Wesentlichen von unten in die Öffnung (6) der Leiterplatte (3) eingebracht und darin mit Haltemitteln gehalten wird, so dass während des Aufschmelzens das Lotmittel von oben in die Öffnung (6) eindringt und das Steckerende (5) kontaktiert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Steckerelement und einer Leiterplatte, wobei ein zu kontaktierendes Steckerende des mindestens einen Steckerelementes in eine die Leiterplatte durchragende Öffnung eingebracht wird, wobei weiterhin im wesentlichen von oben auf die Öffnung oder auf den die Öffnung umgebenden Bereich zumindest abschnittsweise ein Lotmittel, vorzugsweise in Form von Lotpaste, aufgebracht wird, und wobei die Verbindung zwischen der Platte und dem Steckerende durch Aufschmelzen des Lotmittels erzielt wird.
  • Ein Verfahren der vorgenannten Art ist aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0 735 808 A1 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Verfahren wird von oben auf die durchragende Öffnung bzw. zusätzlich auf den die Öffnung umgebenden Bereich Lotpaste aufgedruckt. Daran anschließend wird eine Steckerleiste mit Steckerelementen derart von oben auf die Leiterplatte aufgesetzt, dass jeweils eines der Steckerenden auf die aufgedruckte Lotpaste drückt und diese in die Öffnung hineinpresst. Bei diesem Einpressvorgang wird weiterhin auch das Steckerende in die Öffnung eingebracht, so dass letztlich das Steckerende in der Öffnung von der Lotpaste umgeben ist. Daran anschließend kann durch einen Aufschmelzvorgang das Steckerende über die Lotpaste kontaktiert werden.
  • Als nachteilig hierbei erweist sich, dass zusätzliche Schutzmaßnahmen getroffen werden müssen, um zu verhindern, dass die Lotpaste durch das Steckerende nach unten aus der Öffnung herausgedrückt wird. Insbesondere muss vor dem Aufdrucken bzw. Hineindrücken der Lotpaste das untere Ende der Öffnung mit Lötstoplack verschlossen werden. Dies ist zum einen bei einer entsprechend großen Anzahl von Öffnungen ausgesprochen aufwendig zu realisieren. Zum anderen besteht die Möglichkeit, dass trotz des Lötstoplackes der durch das Hineinpressen des Steckerendes erzeugte Druck so groß ist, dass der Lötstoplack explosionsartig abspringt, so dass die Lotpaste nach unten aus der Öffnung austritt.
  • Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, das kostengünstiger und einfacher durchführbar ist.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass vor dem Aufschmelzen des Lotmittels und/oder vor dem Aufbringen des Lotmittels das Steckerende im wesentlichen von unten in die Öffnung der Leiterplatte eingebracht und darin mit Haltemitteln gehalten wird, so dass während des Aufschmelzens das Lotmittel von oben in die Öffnung eindringt und das Steckerende kontaktiert. Im Gegensatz zu dem vorbeschriebenen Stand der Technik muss bei der erfindungsgemäßen Lösung die Lotpaste nicht vermittels des Steckerendes in die Öffnung eingedrückt werden. Vielmehr kann das Lotmittel bzw. die Lotpaste von oben während des Aufschmelzens eindringen und dabei das Steckerende kontaktieren. Durch geeignete Haltemittel kann erreicht werden, dass während des Aufbringens der Lotpaste bzw. während des Aufschmelzens das Steckerende nicht nach unten aus der Öffnung herausfällt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vor dem Aufschmelzen des Lotmittels mindestens ein SMD-Bauelement von oben auf die Leiterplatte aufgebracht, wobei in dem Aufschmelzvorgang zur Verbindung des Steckerendes mit der Leiterplatte auch eine elektrische Verbindung zwischen einem Kontaktelement des SMD-Bauelements und der Leiterplatte erzielt wird. Hierbei kann das mindestens eine Kontaktelement des SMD-Bauteils von oben auf das auf die Leiterplatte aufgebrachte Lotmittel aufgesetzt werden. Wenn es sich bei dem Lotmittel beispielsweise um Lotpaste handelt, weist diese nach dem Aufdrucken eine teigige Konsistenz auf, so dass das Kontaktelement des SMD- Bauteils derart von oben auf die Lotpaste aufgebracht werden kann, dass es ausreichend gut gehalten wird. Durch die vorgenannten Verfahrensmerkmale ergibt sich eine besonders kostengünstige Herstellung einer elektrischen Schaltung, da gleichzeitig Steckerelemente und SMD-Bauelemente in einem Aufschmelzvorgang mit der Leiterplatte verbunden werden können.
  • Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Haltemittel durch Kanten an dem Steckerende gegeben sind, wobei das Steckerende in der Öffnung derart verkeilt wird, dass es nicht nach unten aus der Öffnung herausfallen kann. Bei einer alternativen oder zusätzlichen Halterung ist vorgesehen, dass die Haltemittel eine unterhalb der Leiterplatte angeordnete Grundplatte umfassen, in der das mindestens eine Steckerelement gehalten wird. Hierbei kann das Steckerelement in der Grundplatte dadurch gehalten werden, dass es in eine Öffnung der Grundplatte eingepresst wird und dass das mindestens eine Steckerelement von unten nach oben durch die Grundplatte hindurchragt. Beide vorgenannte Verfahren stellen eine einfach realisierbare Technik zur Halterung der Steckerelemente in den gewünschten Positionen dar.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
  • Fig. 1 schematisch einen ersten Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Fig. 2 schematisch einen weiteren Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Fig. 3 schematisch einen weiteren Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • Fig. 4 den in Fig. 3 abgebildeten Verfahrensschritt im Bereich eines SMD-Bauelements.
  • Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Anordnung erstellt werden, wie sie beispielsweise aus Fig. 4 ersichtlich ist. Bei dieser Anordnung sind Steckerelemente 1 und SMD-Bauelemente 2 mit einer Leiterplatte 3 verbunden.
  • Aus Fig. 1 ist ein erster Verfahrensschritt eines erfindungsgemäßen Verfahrens ersichtlich. Hierbei werden vermittels einer Grundplatte 4 Steckerelemente 1 mit ihren in Fig. 1 nach oben gerichteten Steckerenden 5 in durchgehenden Öffnungen 6 der Leiterplatte 3 fixiert. Die Steckerenden 5 ragen dabei vorzugsweise nach oben nicht über die Oberfläche der Leiterplatte 3 hinaus. Hierbei kann die Grundplatte 4 durchgehende Öffnungen 7 für den Hindurchtritt der Steckerelemente 1 aufweisen. Diese Steckerelemente 1 können insbesondere durch die Anordnung der Öffnungen 7 entsprechend der zu realisierenden Schaltung positioniert und in die Öffnungen 5 der Leiterplatte 3 eingebracht werden. Die Fixierung der Steckerelemente 1 in der Grundplatte 4 kann beispielsweise durch Verpressen realisiert werden.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Steckerenden 5 in der Leiterplatte 3 so verkeilt, dass gegebenenfalls auf eine Grundplatte 4 verzichtet werden kann. In diesem Fall werden die Steckerelemente 1 in der Leiterplatte 3 durch die Verkeilung derart gehalten, dass sie nicht nach unten aus den Öffnungen 5 herausrutschen können.
  • Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass in einem zweiten Verfahrensschritt auf die Oberseite der Leiterplatte 3 eine Druckmaske 8 aufgelegt wird, die entsprechend der zu realisierenden Schaltung angeordnete Öffnungen für den Hindurchtritt von Lotpaste 9 aufweist. Vermittels der Öffnungen in der Druckmaske 8 kann in einem nächsten Verfahrensschritt Lotpaste gezielt auf die Steckerenden 5 beziehungsweise über und in. die Öffnungen 6 aufbeziehungsweise eingebracht werden.
  • Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Lotpaste teilweise seitlich neben den Steckerenden 5 in die Öffnungen 6 eindringt.
  • Fig. 3 und Fig. 4 zeigen die erfindungsgemäße Anordnung nach dem Aufschmelzen der Lotpaste. Dieses Aufschmelzen kann beispielsweise in einem geeigneten Ofen oder vermittels Heißluft erzielt werden. Aus Fig. 3 und Fig. 4 sind insbesondere Lotmenisken 10 an der Unterseite der Leiterplatte ersichtlich, die vergleichsweise gleichmäßig die Steckerelemente 1 umgeben. Das Lot hat somit nach dem Aufschmelzen die Öffnungen 6 in der Leiterplatte komplett aufgefüllt, so dass eine feste Verbindung zwischen den Steckerenden 5 und der Leiterplatte 3 entstanden ist.
  • Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass vermittels dieses Verfahrens auch SMD-Bauelemente 2 mit der Leiterplatte 3 verbindbar sind. Insbesondere kann nach dem Aufdrucken der Lotpaste 9 ein SMD-Bauelement 2 entsprechend der zu realisierenden Schaltung auf die Leiterplatte 3 von oben aufgebracht werden. Während des Aufschmelzens der Lotpaste 9 können dabei erfindungsgemäß sowohl die Steckerenden 5 als auch das SMD- Bauelement 2 mit der Leiterplatte 3 verlötet werden. Hierbei weist das SMD-Bauelement 2 insbesondere ein aus Fig. 4 ersichtliches Kontaktelement 11 auf, das zumindest abschnittsweise auf der Leiterplatte 3 aufliegt und vermittels aufgeschmolzener und wieder verfestigter Lotpaste 9 mit der Leiterplatte 3 verbunden ist.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem Steckerelement und einer Leiterplatte, wobei ein zu kontaktierendes Steckerende (5) des mindestens einen Steckerelementes (1) in eine die Leiterplatte (3) durchragende Öffnung (6) eingebracht wird, wobei weiterhin im wesentlichen von oben auf die Öffnung (6) oder auf den die Öffnung (6) umgebenden Bereich zumindest abschnittsweise ein Lotmittel, vorzugsweise in Form von Lotpaste (9), aufgebracht wird, und wobei die Verbindung zwischen der Platte (3) und dem Steckerende (5) durch Aufschmelzen des Lotmittels erzielt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufschmelzen des Lotmittels und/oder vor dem Aufbringen des Lotmittels das Steckerende (5) im wesentlichen von unten in die Öffnung (6) der Leiterplatte (3) eingebracht und darin mit Haltemitteln gehalten wird, so dass während des Aufschmelzens das Lotmittel von oben in die Öffnung (6) eindringt und das Steckerende (5) kontaktiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufschmelzen des Lotmittels mindestens ein SMD- Bauelement (2) von oben auf die Leiterplatte (3) aufgebracht wird und dass in dem Aufschmelzvorgang zur Verbindung des Steckerendes (5) mit der Leiterplatte (3) auch eine elektrische Verbindung zwischen einem Kontaktelement (11) des SMD-Bauelements (2) und der Leiterplatte (3) erzielt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kontaktelement (11) des SMD-Bauteiles (2) von oben auf das auf die Leiterplatte (3) aufgebrachte Lotmittel aufgesetzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das von unten in die Öffnung (6) eingebrachte Steckerelement (5) nicht nach oben über die Öffnung (6) hinausragt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel durch Kanten an dem Steckerende (5) gegeben sind, wobei das Steckerende (5) in der Öffnung (6) derart verkeilt wird, dass es nicht nach unten aus der Öffnung (6) herausfallen kann.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel eine unterhalb der Leiterplatte (3) angeordnete Grundplatte (4) umfassen, in der das mindestens eine Steckerelement (1) gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerelement (1) in eine Öffnung (7) der Grundplatte (4) eingepresst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Steckerelement (1) derart mit der Grundplatte (4) verbunden ist, dass es von unten nach oben durch diese hindurchragt.
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