DE102005050830A1 - Distance arrangement method e.g. for components on assembly area of circuit board, involves applying three-dimensional printing in environment of component hole on assembly surface of PCB - Google Patents

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Abstract

The method involves applying a three-dimensional printing on in the environment of a component hole on an assembly surface of a PCB. Equipment of an element, such as an electrolytic capacitor, is provided inserting into the component into a hole in such a way that the element body is separated by a distance by three-dimensional printing of the assembly surface.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Montage von Bauelementen auf einer Leiterplatte, auf eine bestückte Leiterplatte, sowie auf die Verwendung einer dreidimensionalen Bedruckung als Abstandshalter auf der Bestückungsfläche einer Leiterplatte.The The present invention relates to methods of assembling Components on a printed circuit board, on a populated printed circuit board, as well as the use of a three-dimensional printing as Spacer on the mounting surface of a PCB.

Generell bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Bestücken von Leiterplatten (PCB, Printed Circuit Board) mit elektronischen Bauelementen. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf Bauelemente, die einen Bauelementkörper sowie Lötfüße haben, die zur Bestückung von Leiterplatten in Bestückungslöcher in der Leiterplatte eingesteckt werden. Danach kann der eingesteckte Lötfuß von der Unterseite der Leiterplatte her eingelötet werden, was zu einer elektrischen mechanischen Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem entsprechenden Anschluß des Bauteils führt.As a general rule The present invention relates to the equipping of Printed circuit board (PCB) with electronic components. More accurate said, the invention relates to components comprising a component body as well Have solder feet, the for fitting of circuit boards in mounting holes in the circuit board are inserted. After that, the inserted Soldering of the Bottom of the circuit board are soldered forth, resulting in an electrical mechanical connection between the circuit board and the corresponding one Connection of the Component leads.

Dabei kann die Situation entstehen, dass die der Leiterplatte zugewandte Fläche des Bauteilkörpers im wesentlichen dicht auf der das Bestückungsloch umgebenden Fläche der Leiterplatte aufliegt. Wenn nunmehr von unten her der Lötvorgang erfolgt, kann die in dem Bereich des Bestückungslochs befindliche Luft aufgrund der abdichtenden Wirkung des Bauteilkörpers nicht nach oben, d.h. nicht zur Bauteilseite hin entweichen. Vielmehr muß diese, durch den Lötvorgang stark erwärmte Luft, zwangsweise nach unten durch das Lötgut hindurch entweichen, was zur sogenannten "Ausblasungen" in der Lötstelle führt, was wiederum deren mechanische und elektrische Eigenschaften verschlechtert.there the situation may arise that facing the circuit board area of the component body essentially close to the surface surrounding the mounting hole of the Printed circuit board rests. If now from below the soldering process takes place, the air located in the region of the mounting hole due to the sealing effect of the component body not upwards, i. do not escape to the component side. Rather, this must, by the soldering process strongly heated Air, forced to escape down through the solder, what for so-called "blow-outs" in the solder joint leads, which in turn degrades their mechanical and electrical properties.

Dieses oben geschilderte Problem tritt insbesondere bei der Bestückung von Leiterplatten für elektronische Vorschaltgeräte (EVGs) auf. Beispielsweise Elektrolytkondensatoren (Elkos) werden dabei stehend direkt auf die Oberseite der Leiterplatte aufgesetzt, um eine geringe Bauhöhe zu erzielen, wie sie durch das EVG-Gehäuse vorgegeben ist.This The problem described above occurs especially in the assembly of Printed circuit boards for electronic ballasts (ECGs). For example, electrolytic capacitors (electrolytic capacitors) standing upright placed on top of the PCB, by a low height as they go through the ECG housing is predetermined.

Es ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, derartige Elektrolytkondensatoren mit separaten Abstandshaltern auszustatten. Diese Abstandshalter weisen indessen Toleranzen auf, die eine uneinheitliche Bauhöhe zur Folge haben.It is basically known in the art, such electrolytic capacitors to equip with separate spacers. These spacers However, have tolerances that result in a non-uniform height to have.

Die Erfindung setzt nunmehr an diesem Problem ab und stellt eine Technik bereit, die eine gezielte Beabstandung von Bauelementkörpern von einer Oberseite einer Leiterplatte ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.The Invention now addresses this problem and provides a technique ready, the targeted spacing of component bodies of a top of a circuit board allows. This task will by the characteristics of the independent claims solved. The dependent ones claims form the central idea of the invention in a particularly advantageous Continue.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dabei ein Verfahren zur Montage von Bauelementen auf Leiterplatten vorgesehen. Dabei wird eine dreidimensionale Bedruckung, d.h. eine Bedruckung mit einer definierten Höhenerstreckung, in der Umgebung von wenigstens einem Bestückungsloch auf einer Bestückungsfläche der Leiterplatte aufgebracht. Dann wird ein Bauelement durch Einsetzen in wenigstens ein Bestückungsloch bestückt, wobei der Bauelementkörper durch die dreidimensionale Bedruckung in der Umgebung des Bestückungslochs von der Bestückungsfläche definiert beabstandet ist.According to one The first aspect of the present invention is a method intended for mounting components on printed circuit boards. there is a three-dimensional printing, i. a print with a defined vertical extent, in the vicinity of at least one mounting hole on a mounting surface of Printed circuit board applied. Then, a component is replaced by inserting in at least one placement hole stocked, wherein the component body by the three-dimensional printing in the vicinity of the mounting hole spaced from the assembly area defined is.

Die Bedruckung kann dabei mit einem Lötstopplack erfolgen.The Printing can be done with a solder mask.

Auf der Bedruckungsfläche können insbesondere mehrere Bedruckungen mit identischer Höhe aufgebracht werden.On the printing area can in particular applied several prints with identical height become.

Vorteilhafterweise kann die Bedruckung im Zuge der Bestückung der Platine aufgebracht werden.advantageously, The printing can be applied during the assembly of the board become.

Das Bauelement kann insbesondere ein stehend angebrachter Elektrolytkondensator sein.The Component may in particular a standing mounted electrolytic capacitor be.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte, die mit wenigstens in einem Bestückungsloch eingesetzten Bauelement versehen ist. Dabei ist der Bauelementkörper von der Oberseite der Leiterplatte durch eine dreidimensionale Bedruckung beabstandet.One further advantage of the invention relates to a printed circuit board, those with at least one placement hole provided component is provided. In this case, the component body of the top of the circuit board by a three-dimensional printing spaced.

Gemäß einem noch weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf die Verwendung einer dreidimensionalen Bedruckung, insbesondere aus Lötstopplack, als Abstandshalter für in Bestückungslöcher eingesetzte Bauelementkörper auf einer Leiterplatte.According to one yet another aspect, the present invention also relates on the use of a three-dimensional printing, in particular made of solder mask, as a spacer for used in assembly holes Component body on a circuit board.

Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Zuge der folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und unter Verweis auf die Figuren der begleitenden Zeichnungen näher erläutert.Further Features, advantages and characteristics of the present invention In the course of the following detailed description of an embodiment and explained in more detail with reference to the figures of the accompanying drawings.

1 zeigt dabei schematisch die Oberseite einer erfindungsgemäßen Leiterplatte, wobei im Bereich
von Bestückungslöchern dreidimensionale Bedruckungen aufgebracht sind. 1 shows schematically the top of a circuit board according to the invention, wherein in the area
of mounting holes three-dimensional imprints are applied.

2 zeigt eine schematische Ansicht eines stehend auf eine Leiterplatte aufgebrachte
Elektrolytkondensators, der durch eine dreidimensionale Bedruckung von der eigentlichen Oberseite der Leiterplatte beabstandet ist. 2 shows a schematic view of a standing applied to a printed circuit board
Electrolytic capacitor, which is spaced by a three-dimensional printing of the actual top of the circuit board.

In 1 ist die Oberseite einer Leiterplatte 6 zu sehen, in der mehrere Bestückungslöcher 1, 2 vorgesehen sind. In der Umgebung der Bestückungslöcher 1, 2 ist eine dreidimensionale Bedruckung 3 partiell vorgesehen, wobei diese dreidimensionale Bedruckung 3 also u.a. eine Höhenerstreckung aufweist.In 1 is the top of a circuit board 6 to see in the several mounting holes 1 . 2 are provided. In the vicinity of the mounting holes 1 . 2 is a three-dimensional print 3 partially provided, this three-dimensional printing 3 So, among other things, has a vertical extent.

In dem Beispiel von 1 sind jeweils eine Gruppe von (im Beispiel 3 Bedruckungen), einer Bestückungsposition angeordnet. Eine Bestückungsposition kann ein oder mehrere zusammengehörige Bestückungslöcher umfassen.In the example of 1 are each a group of (in the example 3 imprints), a placement position arranged. An insertion position may include one or more associated mounting holes.

Im Beispiel sind die Bedruckungen einer Gruppe radial zu der Bestückungsposition angeordnet. Vorzugsweise sind sie dabei in einem Winkel von jeweils 120° beabstandet, wenn die Gruppe aus drei Bedruckungen besteht.in the Example are the imprints of a group radially to the loading position arranged. Preferably, they are at an angle of each 120 ° apart, if the group consists of three prints.

„Dreidimensionale" Bedruckung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Bedruckung (an ihrem höchsten Punkt) eine makroskopische Höhe aufweist, die derart bemessen ist, dass die resultierende Beabstandung das Entweichen von Luft durch einen durch die Bedruckung definierten Luftspalt ermöglicht."Three-dimensional" printing means in this context, that the printing (at its highest point) has a macroscopic height, which is dimensioned such that the resulting spacing the Escape of air through a defined by the printing Air gap allows.

Der Bedruckungsvorgang ist dabei gut kontrollierbar dahingehend, dass sämtliche Bedruckungen 3 eine gezielte Höhenerstreckung bzgl. der umgebenden Kontur der Leiterplatte aufweisen.The printing process is well controlled to the effect that all printing 3 have a targeted height extension with respect. The surrounding contour of the circuit board.

Diese Leiterplatte 6 ist also dazu vorgesehen, dass elektronische Bauelemente, die in bekannter Weise einen Bauteilkörper (aufweisend die eigentliche die elektrische und/oder elektronische Funktionalität bildenden Elemente) sowie wenigstens einen Lötfuß 7 aufweisen, auf dieser Leiterplatte 6 bestückt werden. Dabei wird also der wenigstens eine Lötfuß 7 eines Bauelements in eines der Bestückungslöcher 1, 2 eingesetzt.This circuit board 6 Thus, it is intended that electronic components in a known manner a component body (comprising the actual electrical and / or electronic functionality forming elements) and at least one Lötfuß 7 have, on this circuit board 6 be fitted. In this case, so the at least one soldering foot 7 a component in one of the mounting holes 1 . 2 used.

Wie in 2 ersichtlich kann ein derartiges Bauteil insbesondere ein stehend angeordneter Elektrolytkondensator sein. Wie in 2 ersichtlich, ist dabei der Bauteilkörper 4 des Bauteils 5 durch wenigstens eine Bedruckung 3 in der Umgebung des zugeordneten Bestückungslochs 1, 2 von der übrigen Kontur der Leiterplatte, d.h. der Kontur der Leiterplatte 6 der außerhalb der Bedruckungen beabstandet. Somit wird erzielt, dass der Bauteilkörper 4 nicht vollflächig, sondern nur mittels der wenigstens einen Bedruckung auf der Leiterplatte 6 aufliegt.As in 2 it can be seen that such a component in particular be a standing arranged electrolytic capacitor. As in 2 it can be seen here is the component body 4 of the component 5 by at least one print 3 in the vicinity of the associated placement hole 1 . 2 from the remaining contour of the circuit board, ie the contour of the circuit board 6 spaced apart from the imprints. Thus it is achieved that the component body 4 not over the entire surface, but only by means of at least one print on the circuit board 6 rests.

Wenn nunmehr ein wie in 2 ersichtliches bestücktes Bauteil von der Unterseite der Leiterplatte 6 her verlötet 8 wird, in dem also eine Verlötung zwischen dem Bestückungsloch und dem Lötfuß 7 erfolgt, kann aufgrund der nur teilflächigen Auflage des Bauteilskörpers 4 auf der Leiterplatte 6 Luft aus dem Bereich der Bestückungslöcher nach oben durch die Zwischenräume 9 entweichen, die jeweils zwischen den Bedruckungen 3 gebildet ist.If now a as in 2 apparent populated component from the bottom of the circuit board 6 soldered 8th is, in which so a soldering between the mounting hole and the soldering foot 7 takes place, due to the only partial area of the component body 4 on the circuit board 6 Air from the area of the mounting holes up through the gaps 9 escape, each between the imprints 3 is formed.

Ein derartige Luftspalt als Zwischenraum 9 kann also insbesondere dadurch gebildet sein, dass der Bauteilkörper 4 auf wenigstens zwei separaten Bedruckungen 3 aufliegt. Bevorzugt wird dabei eine Dreipunktauflage, die exakt eine ebene parallel zu der Oberseite der Leiterplatte definiert.Such an air gap as a gap 9 can therefore be formed in particular by the fact that the component body 4 on at least two separate prints 3 rests. In this case, preference is given to a three-point support which defines exactly one plane parallel to the upper side of the printed circuit board.

Indessen entsteht ein Luftspalt auch dann, wenn die Unterseite des Bauteilkörpers leicht gekippt nur auf einer Bedruckung 3 und der Leiterplatte aufliegt.However, an air gap is formed even if the underside of the component body tilted slightly only on a print 3 and the circuit board rests.

Diese Bedruckungen können beispielsweise mittels Lötstopplack oder anderen vergleichbaren, elektrisch isolierenden Materialien gebildet werden. Dabei können diese Bedruckungen vorzugsweise im Zuge der Bestückung vor dem Aufsetzen des Bauteilkörpers aufgebracht werden, so dass zur Aufbringung dieser Bedruckung kein zusätzlicher Arbeitsschritt notwendig ist.These Imprints can for example by means of solder mask or other comparable, electrically insulating materials be formed. It can These prints preferably in the course of assembly before placing the component body be applied, so that for applying this printing no additional Work step is necessary.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung eines derartigen Verfahrens besteht bei der Bestückung von Leiterplatten für elektronische Vorschaltgeräte (EVGs), bei der eine geringe Bauhöhe zur Verringerung des Gehäuses des elektronischen Vorschaltgeräts vorteilhaft ist.A particularly advantageous application of such a method at the assembly of printed circuit boards for electronic ballasts (ECGs), where a low overall height to reduce the housing of the electronic ballast is advantageous.

Die Bedruckung kann also im normalen Arbeitsablauf für die Bestückung integriert werden und stellt somit eine sehr kostengünstige und gegenüber vormontierten Abstandshaltern auch platzsparende Lösung dar. Außerdem kann wie gesagt die Höhe der Bedruckung gut kontrolliert werden, so dass die gedruckten Abstandshalter immer exakt die gleiche Höhe aufweisen.The Printing can thus be integrated in the normal workflow for the assembly and provides thus a very cost-effective and pre-assembled Spacers also space-saving solution. In addition, can as I said the height the printing can be controlled well, leaving the printed spacers always exactly the same height exhibit.

Claims (14)

Verfahren zur Montage von Bauelementen auf Leiterplatten, aufweisend die folgenden Schritte: – Aufbringen einer dreidimensionalen Bedruckung in der Umgebung von wenigstens einem Bestückungsloch auf einer Bestückungsfläche der Leiterplatte, und – Bestücken eines Bauelements durch Einsetzen in wenigstens ein Bestückungsloch, derart dass der Bauelementkörper durch die dreidimensionale Bedruckung von der Bestückungsfläche beabstandet ist.A method for mounting components on printed circuit boards, comprising the following steps: - Applying a three-dimensional printing in the vicinity of at least one mounting hole on a mounting surface of the printed circuit board, and - loading a component by insertion into at least one mounting hole, such that the component body through the three-dimensional Printed spaced from the mounting surface is. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bedruckung mit einem Lötstopplack erfolgt.The method of claim 1, wherein the printing with a solder mask he follows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf der Bedruckungsfläche mehrere Bedruckungen mit identischer Höhe aufgebracht werden.Method according to one of the preceding claims, in on the printing surface several imprints of identical height are applied. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bedruckung im Zuge der Bestückung der Platine aufgebracht wird.Method according to one of the preceding claims, in the applied the printing in the course of the assembly of the board becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bauelement ein Elektrolytkondensator ist.Method according to one of the preceding claims, in the device is an electrolytic capacitor. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bauelementkörper auf wenigstens zwei, vorzugsweise drei voneinander getrennten Bedruckungspunkten aufliegt.Method according to one of the preceding claims, in that of the component body on at least two, preferably three separate printed dots rests. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder Bestückungsposition jeweils mehrere Bedruckungen zugeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, in that of each placement position each associated with multiple prints. Leiterplatte, die mit wenigstens einem in wenigstens ein Bestückungsloch eingesetztem Bauelement versehen ist, wobei der Bauelementkörper von der Oberseite der Leiterplatte durch eine dreidimensionale Bedruckung beabstandet ist.Printed circuit board with at least one in at least a placement hole inserted component is provided, wherein the component body of the Top of the circuit board by a three-dimensional printing is spaced. Leiterplatte nach Anspruch 8, bei der die Bedruckung mit einem Lötstopplack erfolgt.Printed circuit board according to claim 8, wherein the printing with a solder stop he follows. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der das Bauelement ein Elektrolytkondensator ist.Printed circuit board according to one of Claims 8 or 9, wherein the device is an electrolytic capacitor. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der der Bauelementkörper auf wenigstens zwei, vorzugsweise drei voneinander getrennten Bedruckungspunkten aufliegt.Printed circuit board according to one of claims 8 to 10, in the case of the component body on at least two, preferably three separate printed dots rests. Leiterplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der jeder Bestückungsposition jeweils mehrere Bedruckungen zugeordnet sind.Printed circuit board according to one of Claims 8 to 11, at each placement position each associated with multiple prints. Elektronisches Vorschaltgerät, aufweisend eine bestückte Leiterplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 12.Electronic ballast, comprising a populated printed circuit board according to one of the claims 8 to 12. Verwendung einer dreidimensionalen Bedruckung als Abstandshalter für in Bestückungslöcher eingesetzte Bauelementkörper auf einer Leiterplatte.Using a three-dimensional printing as Spacer for used in assembly holes component body on a circuit board.
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