DE2060162A1 - Gedruckte Schaltungen mit Mikroschaltelementen,Verfahren zu deren Herstellung und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Gedruckte Schaltungen mit Mikroschaltelementen, Verfahren zu deren Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft gedruckte Schaltungen mit auf der Rückseite der Platte in Reihen angeordneten, mit durch die Platte ragenden Anschlußstiften verbundenen Mikroschal te lementen, ein Verfahren zum Anschließen von Mikroschaltelementen an gedruckte Schaltungen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es sind gedruckte Schaltungen mit auf der Rückseite angeordneten Mikroschaltelementen bekannt, bei denen die Mikroschaltelemente in Fassungen gehalten werden, die durch Federdruck die elektrische und mechanische Verbindung gewährleisten. Derartige gedruckte Schaltungen haben einerseits den Nachteil, daß die elektrische und mechanische Verbindung mit den Mikroschaltelementen ausschließlich von dem Federdruck der Fassungen abhängt. Es müssen daher Fassungen verwendet werden, die erstens sehr klein sind, und darüberhinaus sehr zuverlässig. Derartige Fassungen sind verhältnismäßig teuer. Ferner müssen die Fassungen einzeln mit durch die Platte hindurchragenden Anschlußstiften beispielsweise durch Löten verbunden werden und sodann die Mikroschaltelemente einzeln in die Fassungen eingesetzt werden. Die Herstellung derartiger gedruckter Schaltungen ist daher sehr arbeitsaufwendig. Ein weiterer Nachteil derartiger gedruckter Schaltungen ist der Umstand, daß die Platten mit den auf ihrer Rückseite angeordneten Fassungen und den In den Fassungen sitzenden Mikroschaltelementen verhältnismäßig dick werden und damit

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in Computeranlagen viel Raum beanspruchen.

Es sind ferner gedruckte Schaltungen mit auf der Rückseite angeordneten Mikroschaltelementen bekannt, bei denen die Kontakte der Mikroschaltelemente einerseits durch Reibungskontakt anr Fassungsstiften gehalten werden, während die anderen Kontakte mit den durch die Platte ragenden Kontakten der gedruckten Schaltung verdrahtet oder verlötet werden. Auch diese gedruckten Schaltungen sowie das Verfahren zu deren Herstellung weist die oben gekennzeichneten Nachteile auf. Insbesondere entstehen Schwierigkeiten bei der Anordnung von Mikroschaltelementen, die eine Vielzahl von Kontakten aufweisen, da das Verbinden der einen Reihe der Kontakte durch Verdrahten oder Verlöten zu verbogenen und beschädigten Mikroschaltelementen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gedruckte Schaltungen mit auf ihrer Rückseite angeordneten Mikroschaltelementen zu finden, bei denen die Mikroschaltelemente raumsparend und zuverlässig befestigt angeordnet sind.

Die Lösung der Aufgabe wird in gedruckten Schaltungen gesehen, bei denen die Anschlußstifte der Mikroschaltelemente senkrecht aufwärts angeordnet sind und mit den Anschlußstiften der Platte, die durch diese senkrecht aufwärts hindurchragen, durch Kontaktelemente verbunden sind.

Als Kontaktelemente werden vorzugsweise Elemente verwendet, die aus gesintertem Metallpulver bestehen und die mit einem geeigneten Werkzeug auf die Anschlußstifte geklemmt und von diesen ggf. durch Ausübung eines Druckes senkrecht zur Anpressrichtung leicht wieder entfernt werden können,

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da Kontakte I emente aus gesintertem Metallpulver auf diese Welse abgesprengt werden können.

pie Kpntaktelemente sUzen vorzugsweise in Trägerstreifen ays plastischem Material, sodaß die Mikroschaltelemente durch diese Trägerstreifen abgedeckt werden«

Bei gedruckten Schaltungen! in denen bei Betrieb erhebliche Wärme entsteht, ist es vorteilhaft» die Kontaktelemente in senkrecht auf der platte angeordneten Trägerstreifen zu führen, da dadurch der Luftaustausch verbessert wird, ohne daß die Struktur der Anordnung der Mikroschal te lemente auf der Rückseite der gedruckten Schaltung geschwächt wird.

Es hat sich ferner als vorteilhaft erwiesen, zur Verbesserung des Wärmeaustausches die MIkroschaltelemente frei über der Rückseite der Platte dadurch anzuordnen, daß die Mikroschaltelemente frei zwischen der Rückseite der Platte und den Reihen der Kontaktelemente an den Anschlußstiften hängen.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anschließen von Mikroschaltelementen an gedruckte Schaltungen zu finden, das weltgehend mechanisiert ist, um Einzelhandarbeit zu ersparen, und bei dem auf die Verwendung von aufwendigen Fassungen verzichtet werden kann und eine feste, aber leicht lösbare Verbindung«?mit einfachen Mitteln hergestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in einem Verfahren gesehen, bei dem eine Vielzahl von Mikroschaltelementen mit senkrecht aufgerichteten Anschlußstiften in einer Reihe, die der Länge und den Abständen ihrer Anordnung auf einer gedruckten Schaltung entspricht, auf einer Unterlage angeordnet werden, ein Trägerstrelfen aus plastischem Material auf die Reihe geführt,

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in dem elektrische Kontaktelemente in Löchern gehalten werden, die in den Reihen und Abständen der Anschlußstifte entsprechendem Abstand angeordnet sind, die Anschlußstifte durch die Kontaktelemente geführt und in diesen befestigt werden, der Trägerstreifen mit den Kontaktelementen und den mit diesen durch die Anschlußstifte verbundenen Mikroschaltelementen auf die durch die Platte ragenden Anschlußstifte einer gedruckten Schaltung gesetzt und die durch die Kontaktelemente geführten Anschlußstifte der Platte mit den Anschlußstiften der Mikroschaltelemente fest verbunden werden.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, nach dem Herstellen der Verbindung den Trägerstreifen von der Platte abzuziehen, um den Wärmeaustausch und die Luftumwälzung zwischen den Mikroschaltelementen zu verbessern.

Um einerseits die Luftumwälzung zu verbessern, andererseits jedoch die Struktur der gedruckten Schaltungen mit den Mikroschaltelementen nicht zu schwächen, kann man die Kontaktelemente auch in Schlitzen von Trägerstreifen führen, die senkrecht auf der Platte der gedruckten Schaltung angeordnet werden. In diesem Fall sind jedoch zwei Träger streifen für eine Reihe von Mikroschaltelementen notwendig.

Um den Handarbeitsaufwand zu verringern, ist es vorteilhaft, an sich bekannte Werkzeuge zu verwenden, mit denen eine Vielzahl von Anschlußstiften der Platte mit einer Vielzahl von Anschlußstiften der Mikroschaltelemente gleichzeitig fest miteinander verbunden werden.

Als Kontaktelemente haben sich als besonders vorteilhaft die bekannten Elemente aus geslndertem Metallpulver erwiesen, die mit einem geeigneten Werkzeug auf die Anschlußstifte

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aufgeklemmt werden können und die sich durch Druck, der rechtwinklig zur Anpressrichtung auf die Kontaktelemente ausgeübt wird, leicht wieder entfernen lassen, da derartige Kontaktelemente dann abplatzenr

Es ist von Vorteil, an den Mikroschaltelementen Anschlußstifte vorzusehen, die in ihrem unteren Teil in vorbestimmtem Abstand von ihrer Spitze einen Absatz aufweisen, von dem an der Anschlußstift nach unten verbreitert ist. Durch den Absatz wird eine Auflage für die Kontaktelemente geschaffen, wodurch diese in einem bestimmten Abstand von den Mikroschaltelementen an diese und die aufstehenden Anschlußstifte der gedruckten Schaltung angepresst werden können, wodurch dann die Mikroschaltelemente über der Rückseite der gedruckten Schaltung hängen.

Bei der Verwendung von senkrecht auf der Platte angeordneten Trägerstreifen lässt sich der gleiche Zweck dadurch erreichen, daß die in Schlitzen sitzenden Kontaktelemente durch die Tiefe der Schlitze einen bestimmten Abstand zu den Mikroschaltelementen aufweisen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung der oben beschriebenen Verfahrenschritte zu finden, durch die Handarbeit weitgehend mechanisiert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird in einer Vorrichtung gesehen, bei der zwei um eine gemeinsame, fest auf einem Rahmen angeordnete Achse schwenkbare Arme vorgesehen sind, auf denen Abstandhalter angeordnet sind und unmittelbar längsseits zu dem einem Arm mit dem Rahmen fest verbundene Begrenzungsstücke angeordnet sind, die die Höhe des Armes in vorbestimmter Höhe überragen, ferner eine an sich bekannte Vorrichtung zum

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Vorziehen des Trägerstreifens um die Länge der Reihe der auf der Platte der gedruckten Schaltung anzuordnenden Mikroschaltelemente angeordnet ist, die von einer Rolle mit aufgewickeltem Trägerstreifen diesen abzieht und ferner über der Vorrichtung ein auf und ab bewegbarer, ausschwenkbarer Stempel zum Anpressen der Kontaktelemente an die Anschlußstifte der Mikroschaltelemente vorgesehen ist, der zwei Längsrillen aufweist.

Bei der Verwendung von zwei Trägerstreifen wird die Vorschubeinrichtung so ausgebildet, daß die zwei Trägerstreifen b gleichzeitig von senkrecht gelagerten Rollen abgezogen werden, auf denen die Trägerstreifen mit den in Schlitzen sitzenden Kontaktelementen aufgewickelt sind.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele verwiesen.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einzelner Elemente der Vorrichtung;

Fig. 2 und 3 zwei Arbeitsgänge der in Seitenansicht dargestellten, entsprechenden Vorrichtungsteile;

Fig. 4 eine schematische, perspektivische Ansicht auf Tei- Ie der Vorrichtung in einem weiteren Verfahrensabschnitt;

Fig. 5 bis 8 Schnittdarstellungen einzelner Verfahrensabschnitte der Vorrichtung;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Platte während dem Aufsetzen der Trägerstreifen mit darunter hängenden Mikroschaltelementen;

Fig. 10 eine vergrößerte, perspektivische Ansicht der Kontaktelemente mit darin gehaltenen Anschlußstiften der Mikroschaltelemente;

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Fig. 11 und 12 Darstellungen von Anpresswerkzeugen,

die zur Durchführung des Verfahrens verwendet werden können;

Fig. 13 und 14 Darstellungen im Schnitt, in denen das Anpressen der Kontaktelemente an die Anschlußstifte gezeigt wird;

Fig. 15 einen Schnitt durch eine gedruckte Schaltung

mit auf der Rückseite angeordneten Mikroschal te lementen;

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht eines senkrecht

stehenden Trägerstreifens mit einem In Schlitzen geführten Kontaktelement;

Fig. 17 eine perspektivische, mechanische Darstellung

des Aufsetzens der Trägerstrelfen auf die Anschlußstifte von Mikroschaltelementen In der Vorrichtung;

Fig. 18 eine Schnittdarstellung eines Mikroschaltelem-

tes mit Anschlußstiften, die In Kontaktelementen gehalten werden.

Die Vorrichtung besteht aus zwei um 180 Grad schwenkbaren Armen 20,21, die um eine fest an einem Rahmen angeordnete Achse 22 schwenkbar sind. Auf den Armen 20,21 sind Abstandhalter 23 angeordnet, zwischen denen die Mikroschaltelemente in vorbestimmtem Abstand gehalten werden.

In dem ersten Verfahrensschritt werden Mikroschaltelemente 10 mit senkrecht aufgerichteten Anschlußstiften 11 mit den Anschlußstiften nach unten zwischen die Abstandhalter 23 des Arms 20 gelegt. Sodann wird der Arm 21 um 180 Grad über den Arm 20 geschwenkt, beide Arme 20,21 In die Ausgangslage des Arms 21 zurückgeschwenkt und der Arm 20 wieder In seine Ausgangslage geschwenkt. Die Mikroschaltelemente befinden sich jetzt zwischen den Abstandhaltern 23 mit nach oben gerichteten Anschlußstiften auf dem Arm 21. ,

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Unmittelbar längsseits des Armes 21 sind Begrenzungsstücke 24 angeordnet, deren Höhe in vorbestimmtem Abstand die Höhe des Arms 21 überragt. Durch diese Begrenzungsstücke 24 werden die Anschlußstifte 4;1 der Mikroschaltelemente 10 beim Einschwenken der Arme 20, 21 zwischen die Begrenzungsstücke 24 ausgerichtet, falls sich diese nach außen gebogen haben sollten.

Mit einer geeigneten, nicht dargestellten Vorschub-Vorrichtung wird nun von einer Rolle eine vorbestimmte Länge des Trägerstreifens 30 über den Arm 21 gezogen. In dem Trägerstreifen 30, der vorzugsweise aus plastischem Material besteht, sitzen Kontaktelemente 31 in entsprechendem Abstand angeordneten Löchern. Der Trägerstreifen 30 wird dann auf den Arm 21 gesenkt, sodaß die Anschlußstifte 11 durch die Kontaktelemente 31 hindurchtreten, bis der untere Rand der Kontaktelemente auf dem Absatz der Anschlußstifte 11 aufsitzen und nur die Abschnitte 11' in die Kontaktelemente 31 hineinragen.

Sodann wird auf den Arm ein schwenkbarer Stempel 40 gesenkt, der mit Längsrillen 41 versehen ist. Dadurch werden die über die Kontaktelemente hinausragenden Enden der Anschlußstifte 11 um den oberen Rand der Kontaktelemente 31 gebogen.

Der Trägerstreifen wird nunmehr in der vorbestimmten Länge von der Rolle abgeschnitten und mit den unter Ihm hängenden Mlkroschaltelementen 10 auf die vorgesehene Reihe der durch die Platte 12 der gedruckten Schaltung ragenden Anschlußstifte 13 gesetzt. Nunmehr werden mit einem geeigneten Werkzeug, wie es in den Figuren 11 und 12 dargestellt ist, die Kontaktelemente 31 an die Anschlußstffte 13 und 11 angepresst.

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Der Trägerstrelfen 3Θ aus plastischem Material kann nun über die festsitzenden Kontaktelemente 31 abgezogen werden.

Wie aus Fig. 16 bis 18 ersichtlich, können auch Trägerstreifen 60 verwendet werden, in denen in Schlitzen rechteckige Kontaktelemente 70 angeordnet sind. Anstelle geschlitzter Trägerstreifen 60 lassen sich auch ungeschlitzte Trägerstreifen verwenden, wenn als Kontaktelemente solche verwendet werden, die einen Schlitz 71 aufweisen, mit dem die Kontaktelemente 70 auf dem Trägerstreifen reiten können.

Wie aus Fig. 13 und 14 ersichtlich, werden an den Werkzeugen 50 vorzugsweise Backen 51', 52' verwendet, die unterschiedlich lang sind, sodaß die Backe. 52 mit ihrem Ansatz auf die Rückseite der Platte gestellt werden kann, um dadurch zu gewährleisten, daß das Anpressen der Backenwölbungen 51^ 52' an die Kontaktelemente 31 immer in gleicher Höhe geschieht.

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Claims (5)

1. Patentansprüche;

   1/ Gedruckte Schaltung mit auf der Rückseite der Platte in Reihen angeordneten, mit durch die Platte ragenden Anschlußstiften verbundenen Mikroschaltelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die aufwärts senkrecht angeordneten Anschlußstifte (11) der Mikroschaltelemente (10) mit den Anschlußstiften (13) der Platte (12) durch Kontaktelemen-K te (31) verbunden sind.
2. 2. Gedruckte Schaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (31) aus gesintertem Metallpulver bestehen.
3. 3. Gedruckte Schaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente in Trägerstreifen aus plastischem Material sitzen.
4. 4. Gedruckte Schaltung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstreifen (60) senkrecht auf der Platte * (12) angeordnet sind.

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5. 5. Gedruckte Schaltung gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge

   kennzeichnet, daß die Mikroschaltelemente (10) durch die Verbindung der Anschlußstifte (]], 13) mit den Kontaktelementen (31,71) in vorbestimmtem Abstand von der Platte (12) gehalten werden.

   6. Verfahren zum Anschließen von Mikroschaltelementen an gedruckte Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Mikroschaltelementen mit senkrecht aufgerichteten Anschlußstiften in einer Reihe, die der Länge und den Abständen Ihrer Anordnung auf einer gedruckten Schaltung entspricht, auf einer Unterlage angeordnet werden, ein Träger-109829/1059

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   streifen aus plastischem Material auf die Reihe geführt wird, in dem elektrische Kontaktelemente in Löchern gehalten werden, die in den Reihen und Abständen der Anschluß st if te entsprechendem Abstand angeordnet sind, die AnschlußstIfte durch die Kontaktelemente geführt und an diesen befestigt werden, der Trägerstreifen mit den

   Kontaktelementen und den mit diesen durch die Anschluß- +)Mikroschaltelementen +)

   stifte verbundenen^i-auf die durch die Platte ragenden

   Anschlußstifte einer gedruckten Schaltung gesetzt und die durchiidie Kontaktelemente geführten Anschlußstifte der Platte mit den Anschluß st if ten der Mikroschaltelemente fest verbunden werden.

   7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Verbinden der Anschlußstifte der Platte mit den Anschlußstiften der Mikroschaltelemente der Trägerstreifen von der Platte abgezogen wird.

   8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente In Schlitzen von Trägerstreifen sitzen, die senkrecht auf der Platte der gedruckten Schaltung angeordnet werden.

   9. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Anschluß st if ten der Platte mit einer Vielzahl von Anschlußstiften der Mikroschaltelemente' gleichzeitig fest miteinander verbunden werden.

   10. Verfahren nach vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktelemente an sich bekannte Elemente aus gesintertem Metallpulver verwendet werden.

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   W. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte der Mikroschaltelemente in ihrem unteren Teil in vorbestimmtem Abstand von ihrer Spitze einen Absatz aufweisen, von dem an der Anschlußstift nach unten verbreitert ist.

   12. Verfahren gemäß Ansprüchen 6 und 9_} dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Schlitze des Trägerstreifens einen vorbestimmten Abstand vom unteren Rand des senkrecht aufstehenden Trägerstreifens aufweist.

   13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch zwei um eine gemeinsame, fest auf einem Rahmen angeordnete Achse (22) schwenkbare Arme (20),, 21), auf denen Abstandhalter (23) angeordnet sind, zwei unmittelbar längsseits zu dem Arm (21) angeordnete, fest mit dem Rahmenwerbundene Begrenzungsstücke (24), die die Höhe des Armes (20) in vorbestimmter Höhe überragen, eine an sich bekannte Vorrichtung zum Vorziehen des Trägerstreifens (30) um die Länge der Reihe der auf der Platte der gedruckten Schaltung anzuordnenden Mikroschaltelemente, eine Rolle mit aufgewickeltem Trägerstreifen (30) mit in Löchern angeordneten Kontaktelementen (31) und einen der Länge der Reihe entsprechenden, in bekannter Weise auf und ab bewegbaren Stempel (40), der schwenkbar über dem Arm (20) angeordnet ist und zwei Längsrillen (41) aufweist.

   14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorschubeinrichtung zum Vorziehen von zwei Trägerstreifen (60) mit in Schlitzen sitzenden Kontaktelementen (70) und zwei senkrecht gelagerte Rollen angeordnet sind.

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