DE2312749A1

DE2312749A1 - Loetbuchse fuer gedruckte schaltungen

Info

Publication number: DE2312749A1
Application number: DE2312749A
Authority: DE
Inventors: Cletus Mcdonough
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 1972-03-15
Filing date: 1973-03-14
Publication date: 1973-09-27
Also published as: US3777303A; FR2175978B3; AU5192173A; CA977871A; FR2175978A1; NL7303417A; JPS49767A; GB1416265A; IT986064B

Description

Patentanwalt München, den 14. März 1973

Dipl.-Ing. G.W.Schmidt

8 München 5 2312749

Buttermelcherstraße 19

Molex Incorporated, Downers Grove, Illinois, V.St.A.

Lötbuchse für gedruckte Schaltungen

Die Erfindung betrifft eine Lötbuchse für die Bohrung der Trägerplatte einer gedruckten Schaltung.

Beim Verlöten des Zuleitungsdrahtes einer elektrischen Komponente (Widerstand, Kondensator od.dgl.) mit der gedruckten Schaltung wird normalerweise eine Bohrung an einer Stelle der Platte angebracht, an welcher eine oder beide Seiten der Platte mit einem leitenden Belag versehen sind. Wenn· keine Lötbuchse verwendet wird, treten hier gewisse Schwierigkeiten auf. ZunJchst muß der Draht in der Bohrung festgehalten werden, bis der Lctvorgang beendet ist. Ferner verbindet sich das Lot nur mit dem leitenden Belag der Platte und mit einem kleinen Teil des Drahtes, gegenüber dem leitenden Belag, so daß eine gute Verbindung nur schwer zu erzielen ist. Da die Platte nichtleitend ist, kriecht das Lot nicht -in der Bohrung der Platte an dem Draht entlang, und es besteht die Gefahr, daß Lötmittel um den Draht herum in der Bohrunr; eingeschlossen wird.

Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, in der Bohrung der Platte eine Lötbuchse in Form

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eines metallenen, in die Bohrung eingesetzten Röhrchens vorzu- . sehen. Ein über der Bohrung befindlicher Stift oder Dorn wird zum Einsetzen des Röhrchens verwendet. Ein oberer Anschlag begrenzt die Eindringtiefe des Röhrchens. Danach wird ein Werkzeug verwendet, durch welches das vorstehende untere Ende des Böhrchens aufgetrieben wird, so daß es nicht mehr herausgenommen werden kann. Nach der Innenseite des Röhrchens vorspringende elastische Pinger sollen den Draht halten, bis das Lot erstarrt ist. Das flüssige Lot kriecht beim Löten in den Zwischenraum zwischen dem Draht und der Lötbuchse, so daß eine großflächige Verbindung zwischen dem Draht und der Lötbuchse erzielt und das eingeshlossene Lötmittel aus der Buchse verdrängt wird= Ferner fließt das flüssige Lot um die Buchse herum, um sie mit dem leitenden Belag oder den leitenden Belägen der Platte zu verbinden.

Die beschriebene Lötbuchse hat aus verschiedenen Gründen eine Reihe von Nachteilen. Die verhältnismäßig schwachen, nach innen vorspringenden Finger können den Draht beim Auftreten von Schwingungen oder Erschütterungen nicht sicher genug halten. Darüber hinaus ist die Montage der Buchsen wegen ihres umständlichen Einsetzens und des notwendigen Auftreibens ihrer Enden zeitraubend und teuer. Außerdem ist die Verbindung der Buchse mit dem leitenden Belag nur wenig besser als beim Verlöten des Drahtes ohne Verwendung einer Buchse.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lötbuchse für gedruckte Schaltungen, die sich leicht, schnell und mit geringen Kosten einsetzen läßt, die den eingeführten Draht auch beim Auftreten von Schwingungen oder Erschütterungen sicher hält, die für Drähte sehr verschiedener Durchmesser verwendbar

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ist, die eine gute leitende Verbindung mit dem Belag gewährleistet, und die ohne einen Auftreibvorgang in der Bohrung der Platte gehalten wird. Darüber hinaus soll sie, was von besonderer Bedeutung ist, auch für Massenfertigung geeignet sein.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß am vorderen (unteren) Ende des Röhrchens eine elastische, sich in Umfangsrichtung erstreckende, nach außen federnde Zunge angeordnet ist, deren obere Kante sich nach dem Einsetzen des Höhrchens gegen die Unterseite der Trägerplatte legt und das Röhrchen in der Trägerplatte fixiert, wobei einer der Haltefinger mit der federnden Zunge verbunden ist, so daß die Zunge nach Einführung des Zuleitungsdrahtes aach außen gedrückt und zwangsläufig in der verriegelten Stellang gehalten wird.

Weitere Merkmale gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung hervor.

Fig. 1 ist eine teilweise perspektivische Ansicht einer Lötbuchse nach der Erfindung, welche in die Bohrung einer Trägerplatte eingesetzt ist und den Zuleitungsdraht einer elektrischen Komponente vor dem Verlöten hält;

Fig. 2 ist ein vergrösserter Teilschnitt nach 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Lötbuchse; Fig. 4 ist eine Seitenansicht der gleichen Buchse; Fig. 5 ist eine Aufsicht auf die Buchse; Fig. 6 ist ein Schnitt nach 6-6 der Fig. 3;

Fig. 7 ist eine Vorderansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Lötbuchse;

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Fig. 8 ist ein vergrößerter Teilschnitt nach 8-8 der Fig. 7.

In der Zeichnung, insbesondere Fig. 1-6, ist, die Lötbuchse nach der Erfindung mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Sie ist in eine Bohrung 12 einer gedruckten Schaltung I^ eingesetzt, welche eine isolierende Trägerplatte 16 mit leitenden Belägen 20 enthält. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die andere Seite der Trägerplatte keine leitenden Beläge; die Lctbuchse kann jedoch gewünschtenfalls auch bei gedruckten Schaltungen verwendet werden, bei denen auf beiden Seiten der Trägerplatte leitende Eeläge angeordnet sind. Die Lötbuchse 10 ist dazu bestimmt, den Zuleitungsdraht 22 einer elektrischen Komponente 2k (beispielsweise eines Kondensators) aufzunehmen und zu halten, bis zwischen dem Draht 22, der Lötbuchse 10 und dem leitenden Belag 20 eine Lötverbindung hergestellt ist, beispielsweise durch eine bekannte Flusslötung oder durch eine Tauchlötung.

Die Lötbuchse 10 wird vorzugsweise in einer Reihe aufeinanderfolgender Stanz- und Pressvorgänge aus Blech- oder Streifenmaterial hergestellt. Das Hauptteil der Lötbuchse ist ein zylindrisches Röhrchen 26, dessen aneinanderstoßende Kanten eine Fuge 28 bilden, und dessen Durchmesser derart ist, daß es straff in die Bohrung 12 eingesetzt werden kann.

Die nachstehend verwendeten -Ausdrücke "oben" und "unten" beziehen sich auf die Darstellung der Zeichnung, insbesondere der Fig. 1 und 2. Die Lötbuchse 10 wird von oben her in die Bohrung 12 der Trägerplatte 16 eingesetzt. Der obere Teil der Lötbuchse hat einen Anschlag in Form von zwei aus der Wandung

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des Röhrchens herausgebogenen Lappen 30, welche die Eindringtiefe des Röhrchens begrenzen.

Gemäß einem wichtigen Merkmal verriegelt die Lötbuchse 10 sich selbsttätig in der Bohrung 12, ohne daß es erforderlich ist, das untere Ende des Röhrchens aufzutreiben oder in sonstiger Weise zu bearbeiten. Zu diesem Zweck hat das Röhrchen an seinem unteren Teil eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, nach außen federnde Zunge 32, deren obere Kante 36 sich nach dem Einsetzen des Röhrchens gegen die Unterseite der Trägerplatte 16 bezw. des leitenden Belages 20 legt und das Röhrchen in der Trägerplatte fixiert. Oberhalb der Zunge ist vorzugsweise ein Ausschnitt 3^ aus der Wandung des Röhrchens herausgestanzt.

Das untere Ende des Röhrchens enthält zwei Haltefinger 38 und ^O₁ welche geraäss einem wichtigen Merkmal der Erfindung sowohl beim Einsetzen als auch beim Gebrauch der Lötbuchse eine Reihe von Punktionen ausüben. Die Haltefinger verjüngen und nähern sich nach innen und unten und bilden gewissermaßen eine Spitze^ welche das Sinsetzen des Röhrchens 26 in die Bohrung 12 erleichtert.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist einer der Haltefinger, und zwar der Pinger 38, mit der federnden Zunge 32 verbunden. Dies hat einmal den Vorteil, daß die Zunge 32 durch die bogenförmige Ausbildung des Haltefingers 38 versteift und verstärkt wird. Darüber hinaus berühren, wenn die Löbbuchse in die Bohrung 12 eingesetzt wird, die Haltefinger 38 und 40 die Wandung der Bohrung 12 und werden dabei zusammengedrückt, wodurch gleichzeitig die federnde Zunge 32 nach innen gedrückt wird, so daß sich

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die Lötbuchse ohne weiteres in die Bohrung 12 einführen läßt, bis die Oberkante 36 der Zunge freikommt und nach außen federt, um die Lötbuchse in der Bohrung zu fixieren.

Nach dem Einsetzen der Lötbuchse 10 in die Platte l6 kommt eine weitere wichtige Funktion der Haltefinger zur Geltung. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, bilden die unteren Enden der Haltefinger eine Auslaßöffnung 44, die anfänglich kleiner ist als die Stärke des einzuführenden Drahtes. Wenn daher der Draht 22 eingeführt wird, drückt er die Finger 38 und 4-0 auseinander, was durch die Federung der Zunge 32.ermöglicht wird. Die Folge davon ist, daß der Draht 22 fest zwischen den Spitzen der Finger 38 und 4-0 gehalten wird; darüber hinaus wird- durch die Schrägstellung der Haltefinger eine Keilwirkung erzielt, die ein Herausziehen des Drahtes unmöglich macht. Infolge ihrer bogenförmigen Ausbildung sind die Haltefinger sehr widerstandsfähig und üben eine Kraft aus, welche den Draht 22 und die elektrische Komponente Zk während der weiteren Montage mit Sicherheit hält, bis der Lötvorgang beendet ist.

Noch eine weitere Funktion der Haltefinger ist zu beachten. Wenn der Draht 22 zwischen die Haltefinger eingeführt wird, wird die Zunge 32 über ihre entspannte Normalstellung hinaus nach außen gedrückt. Infolgedessen bewegt die Kante 36 sich ebenfalls nach außen. Hierdurch wird die Lötbuchse zwangsläufig in der Bohrung verankert. Vor der Einführung des Drahtes kann die Lötbuchse wieder herausgenommen werden, indem man die Zunge 32 nach innen und die Buchse nach oben drückt. Nach der Einführung des Drahtes 22 jedoch ist dies nicht mehr möglich.

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Die Löfbuchse 10 hat oben einen Portsatz 46, der über die Lappen 30 hinausragt. Dieser Portsatz hat derartige Abmessungen, daß er die Verwendung einer Schablone als Einsetzwerkzeug bei einer Vibrations-Ladeeinrichtung ermöglicht. Die Länge des Portsatzes 46 entspricht der Stärke der Schablone. Nachdem die Lötbuchsen 10 in an sich bekannter Weise mittels des Vibrationsverfahrens in die Schablone eingesetzt sind, kann eine flache Platte verwendet werden, um die Lötbuchsen in die Bohrungen der Platte 16 einzudrücken. Es sind daher keine besonderen Stifte oder Dorne zum Einsetzen der Lötbuchsen erforderlich, was für die Massenfertigung wesentlich ist.

Obwohl die Lötbuchse 10 und der Draht 22 in Pig. I und 2 der Deutlichkeit halber ohne Lot dargestellt sind, versteht es sich, dass die Lötbuchse 10 den Draht und den mit ihm verbundenen Widerstand od.dgl. vorübergehend in der gewünschten Stellung hält, bis der Lötvorgang durchgeführt ist. Dies kann in irgendeiner an sich bekannten Weise erfolgen, beispielsweise durch Plußlötung oder durch Tauchlötung. Hierbei füllt das flüssige Lot bereitwillig die Zwischenräume der Lötbuchse sowie die Zwischenräume zwischen der Lötbuchse und dem Draht 22 aus. Da sowohl die Buchse als auch der Draht metallisch sind, kriecht das Lot durch die ganze Länge der Buchse hindurch -und bildet eine zuverlässige, großflächige Verbindung von geringem Widerstand zwischen der Buchse und dem Draht. Hierbei wird alles Lötmittel aus der Bohrung 12 herausgedrückt. Auch die Verbindung der Buchse mit dem leitenden Belag 20 wird gegenüber den bekannten Lötbuchsen verbessert. Wenn die Oberseite der Platte 16

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den leitenden Belag trägt, wird dieser großflächig mit den Lap- ■ pen 30 verbunden. Befindet der leitende Belag sich, wie in Fig. 2 dargestellt, auf der Unterseite der Platte 16, so wird ebenfalls eine grossflächige Verbindung mit der Oberseite und der Kante der Zunge 32 über eine wesentliche Länge der Zunge hin erzielt.

In Fig. 7 und 8 ist eine etwas abgeänderte Ausführungsform einer Lötbuchse dargestellt, die mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnet ist. Die Buchse 50 entspricht in den meisten Punkten der Buchse 10. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Teile. ■ . ■ . "

Der obere Anschlag der Buchse 50 hat die Form eines ringsum herausgedrückten Händes 52, der aus einem Stück mit dem Röhrchen besteht. Er ergibt einen'Sichereren Anschlag und eine gute Verbindung mit dem leitenden Belag, da der nahezu horizontale untere Teil des Randes ringsum eine gute Lötverbindung mit dem leitenden Belag ermöglicht. Das obere Ende des ßöhrchens hat eine trichterförmige Erweiterung 5^» die das Einsetzen des Drahtes erleichtert. „

Die Lötbuchse nach der Erfindung ist sehr vielseitig, da sie sich leicht an sehr verschiedene Ausführungen von gedruckten Schaltungen od.dgl. anpassen läßt. Wie erwähnt, ist sie sowohl für Trägerplatten verwendbar, die auf einer- Seite einen leitenden Belag haben, als auch für solche, die auf beiden Seiten einen leitenden Belag aufweisen. Darüber hinaus können die Haltefinger 38 und 4-0 Drähte sehr verschiedener Art aufnehmen und sind daher für eine Reihe verschiedener Komponenten (Widerstände, Kondensatoren, Transistoren usw.) geeignet.

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Claims

. März 1973

Patentansprüche

1. Lötbuchse für die Trägerplatte einer gedruckten Schaltung in Form eines Röhrchens, dessen vorderes (unteres) Ende in die Bohrung der Platte eingesetzt wird, mit einem an dem Röhrchen angeordneten Anschlag zur Begrenzung der Eindringtiefe des Röhrchens und an der Innenseite des Röhrchens angeordneten Haltefingern zum Halten des in das Röhrchen eingeführten Zuleitungsdrahtes, dadurch gekennzeichnet, daß am vorderen (unteren) Ende des Röhrchens (26) eine elastische, sich in Umfangsrichtung erstreckende, nach außen federnde Zunge. (32) angeordnet ist, deren obere Kante (36) sich nach dem Einsetzen des Röhrchens gegen die Unterseite der Trägerplatte (l6) legt und das Röhrchen in der Trägerplatte fixiert, wobei einer der Haltefinger (38) mit der federnden Zunge (32) verbunden ist, so daß die Zunge (32) nach Einführung des Zuleitungsdrahtes (22) nach außen gedrückt und zwangsläufig in der verriegelten Stellung gehalten wird.

2. Lötbuchse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende Haltefinger vorgesehen sind.

3. Lötbuchse nach Anspruch Γ, dadurch gekennzeichnet, daß

das Röhrchen oberhalb des Anschlages einen nach.=oben gerichteten, zylindrischen Portsatz (46) enthält.

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h. Lötbuchse nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus zwei Lappen (30) besteht, die im rechten Winkel zur Achse des Röhrchens abgebogen sind.

5. Lötbuchse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag aus einer umlaufenden Ausbuchtung (52) des Röhrchens besteht.

6. Lötbuchse nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Röhrchens eine trichterförmige Erweiterung aufweist.

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