DE2626274A1

DE2626274A1 - Verfahren zur indirekten montage von integrierten elektronischen schaltungsbausteinen auf gedruckten schaltungsplatten

Info

Publication number: DE2626274A1
Application number: DE19762626274
Authority: DE
Inventors: Roger D Wellington
Original assignee: Augat Inc
Current assignee: Augat Inc
Priority date: 1975-06-30
Filing date: 1976-06-11
Publication date: 1977-01-27
Also published as: GB1555227A; NL7607186A; FR2316765B1; SE7607399L; SE426629B; US3983623A; BE843588A; JPS525488A; CA1063218A; FR2316765A1

Description

Dipl. ing. B. HOLZEE

PHILIPPINE-WBLSBB- STBASSE 14

8900 AUGSBURG

TELEFON 516475 TBLEX 53 3 802 patol d

804

Augsburg, den 10. Juni 1976

Augat Inc., 33 Perry Avenue, Attleboro, Massachusetts 02703,

V.St.A.

Verfahren zur indirekten Montage von integrierten elektronischen Schaltungsbausteinen auf gedruckten Schaltungsplatten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur indirekten Montage von integrierten elektronischen Schaltungsbausteinen auf gedruckten Schaltungsmittelplatten mittels Sockelbuchsen.

Es ist üblich, elektrische Schaltungsplatten mit doppelzeiligen ßohrungsanordnungen zu versehen, in welche Sockel-

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büchsen eingesetzt werden. Diese Sockelbuchsen wurden u.a. bisher einzeln von Hand in die Bohrungen eingesetzt. Gemäß einem neueren Verfahren wurden die Sockelbuchsen auf einer einfachen Montagevorrichtung befestigt, die eine doppelzeilige Anordnung von dünnen flachen Vorsprüngen aufweist, auf welche die Sockelbuchsen aufgesteckt werden_e Die mit den Sockelbuchsen versehene Montagevorrichtung ermöglicht sodann das gemeinsame Einsetzen der Sockelbuchsen in die doppelzeiligen bohrungsanordnungen der Schaltungsplatte. Danach wird die Montagevorrichtung wieder aus den Sockelbuchsen herausgezogen und weggeworfen oder wiederverwendet.

Der nächste Schritt der Sehaltungsmontage ist das Montieren der integrierten elektronischen Schaltungsbausteine, die mit ihren Anschlußfahnen in die bereits auf der Schaltungsplatte montierten Sockelbuchsen eingesetzt werden_e Die S ehalt ungs baust eine x^erden oftmals auf einen Adapter oder Isoliersockel aufgesetzt oder der Isoliersockel wird vor dem Einsetzen des Schaltungsbausteines auf der Schaltungsplatte montiert, In manchen Fällen vergrößerte die Verwendung eines Isoliersockels die Gesamtbauhöhe der elektrischen Schaltungsplatte, Da außerdem der Isoliersockel etwas breiter als die doppelzeilige Bohrungsanordnung ist, kann sowohl hinsichtlich der Ausnützung der Schaltungsplattenoberfläche als auch hinsichtlich des gegenseitigen Abstands verschiedener

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Schaltungsplatten nicht die optimale Pack mgsdichte erreicht werden« Beispiele von Isoliersockeln sind in den US-Patentschriften 3 825 876, 3 605 062, 3 644 792, 3 441 853 und 3 673 543 gezeigt.

Es ist festzustellen, daß zur Montage der Schaltungsbausteine auf Schaltungsplatten mehrere Schritte erforderlich sind, nämlich das Aufschieben der Sockelbuchsen auf die Montagevorrichtung, das Einsetzen der Sockelbuchsen mit der Montagevorrichtung in die Schaltungsplatte, das Wegnehmen der Montagevorrichtung und das Einstecken des Schaltungsbausteins in die auf der Schaltungsplatte bereits montierten Sockelbuchsen, Alternativ dazu können, wie bereits gesagt, die Sockelbuchsen einzeln in einem zeitraubenden Arbeitsvorgang auf der Schaltungsplatte montiert und anschließend der Schaltungsbaustein eingesteckt werden»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Montage von Schaltungsbausteinen mit Sockelbuchsen zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung durch folgende Schritte gekennzeichnet:

a) Bestücken der Anschlußfahnen der einzeln in eine

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Montagevorrichtung zugeführten Schaltungsbausteine mit jeweils einer Sockelbuchse,

b) Sammeln der mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteine in einem Magazin, und

c) Einsetzen der mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteine in entsprechende Bohrungsanordnungen der Schaltungsplatte,

Gegenüber den bekannten Montageverfahren ist also das erfindungsgemäße Verfahren dadurch vereinfacht, daß es das Bestücken der Anschlußfahnen der Schaltungsbausteine mit Sockelbuchsen und anschließend die Montage der so gebildeten Anordnung auf der vorgebohrten Sehaltungsρlatte umfaßt. Die Vorteile dieses vereinfachten MontageVerfahrens sind einleuchtend. Es muß kein als Montagehilfe dienender Sockelbuchsentrager gehandhabt und anschließend beseitigt oder der Wiederverwendung zugeführt werden und die Schaltungsbausteine brauchen nicht in bereits auf der Schaltungsplatte montierte Sockelbuchsen eingesetzt zu werden, da die aus dem Schaltungsbaustein und den aufgesetzen Sockelbuchsen hergestellte Anordnung in einem Schritt auf der Schaltungsplatte montiert wird. Eine aus einem Schaltungsbaustein und an dessen Anschlußfahnen

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vormontierten Sockelbuchsen bestehende Kombination, d.h. ein irdt Sockelbuchsen bestückter Schaltungsbaustein, der sofort auf eine vorgebohrte Schaltungsplatte aufgesteckt xverden kann, ist bisher nicht bekannt gewesen.

Die bekannte und weitgehend angewandte Steckmethode, gemäß welcher Schaltungsbausteine in einen Isoliersockel oder unmittelbar in die Sockelbuchsenanordnung eingesteckt werden, ist bei der Erfindung ebenfalls möglich, da nach dem Anlöten der Sockelbuchsen im Wellenbad an die Schaltungs platte der Schaltungsbaustein nach Belieben herausgenommen und ersetzt v/erden kann. Ein wesentlicher Vorteil der
Erfindung liegt neben der wesentlichen Vereinfachung und Beschleunigung der Montage von Schaltungsplatten darin, daß der Umfang der Handhabung der integrierten Schaltungsbausteine auf ein Minimum verringert wird, wodurch die
Möglichkeit der Beschädigung der verhältnismäßig schwachen Anschlußfahnen herabgesetzt wird. Außerdem ist das Löten im Wellenbad möglich, nachdem der Schaltungsbaustein auf die Schaltungsplatte aufgesteckt worden ist, da die
Sockelbuchsen als Wärmeableiter und Wärmeabstrahier wirken,, Außerdem wird die im Betrieb in dem elektronischen
Schaltungsbausteinen erzeugte Wärme durch die als Wärmeabstrahler wirkenden Sockelbuchsen abgeführt. Ein unmittelbares Anlöten der Anschlußfahnen der Schaltungs-

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bausteine auf gedruckten Schaltungsplatten findet wegen der möglichen Beschädigung der darin enthaltenen elektronischen Schaltungselemente ka,um Anwendung« Auch bei Verwendung von Sockelbuchsen ist es üblich, diese Sockelbuchsen anzulöten, bevor die Schaltungsbausteine eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 einen Montagehalter mit auf

gesteckten Sockelbuchsen,

Pig, 2 eine schematische Darstellung

des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figo 3 eine vergrößerte Teilansicht

eines Schaltungsbausteins, welche die teilweise mit Sockelbuchsen bestückten Anschlußfahnen des Schaltungsbausteins zeigt,

Fig«, 4 eine perspektivische Darstellung

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des Einsetzens von mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteinen in eine Schaltungsplatte,

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt durch

eine Schaltungsplatte mit einer aufgelöteten Sockelbuchse, und

Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt durch

eine Schaltungsplatte mit einer versenkt eingelöteten Sockelbuchse ohne Lötstift„

Fig» 1 zeigt einen Sockelbuchsenhalter 11 mit einer Anzahl von auf die doppelzeilige Anordnung von parallel abstehenden Fingern des Halters aufgesteckten Sockelbuchsen 12, wie er bisher zur Montage der Sockelbuchsen in den vorgebohrten doppelzeiligen Lochanordnungen von gedruckten Schaltungsplatten verwendet wurde. Nach dem Einsetzen der Sockelbuchsen in die Schaltungsplatte wird der Sockelbuchsenhalter abgenommen und entweder weggeworfen oder der Wiederverwendung zugeführt. Dann kann ein Schaltungsbaustein mit seinen Anschlußfahnen in die auf der Schaltungsplatte montierten Sockelbuchsen

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eingesteckt v/er den. Der Kalter besteht aus einem verhältnismäßig steifen Werkstoff, beispielsweise !Kunststoff oder Metall.

Das er fin dungs gemäße Verfahren ist in Fip^. 2 schematisch dargestellt. Ein Magazin 13 beispielsweise in Form eines Rohres, das eine Anzahl von Schaltungsbausteinen enthält, wird. ri:it dem Zuführkanal 14 einer Mont age ein richtung 16 verbunden, welche die Schaltunpsbausteine einzeln der f-iontageeinriehtung zuführt. Die f-Iontageeinrichtung 16 ordnet eine Anzahl von Sockelbuchsen mit den richtigen Abständen in einer doppelzeiligen Anordnung an und die elektrischen Anschlußfahnen eines Schaltungsbausteines werden in die so angeordneten Sockelbuchsen eingesteckt. Die Montageeinrichtung 16 kann irgendeine Einrichtung sein, die zu dem gewünschten Ergebnis führt, und ist insbesondere eine Einrichtung, die automatisch die Sockelbuchsen ordnet und sie mit den Anschlußfahnen des Schaltungsbausteins verbindet. Die Anschlußfahnen des Schaltungsbausteins können entweder einzeln oder vorzugsweise alle gleichzeitig mit einer Sockelbuchse versehen werden. Das Magazin 13 ist ein starres Rohr aus irgendeinem geeigneten Werkstoff wie beispielsweise Metall und wird normalerweise zur sicheren Handhabung, Lagerung und zum Transport jeweils einer Anzahl von Schaltungsbausteinen, gewöhnlich etwa zwanzig bis dreißig Schaltungsbausteinen, verwendet.

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Die rrit Sockelbuchsen 13 versehenen Schaltungsbausteine v/eröen durch einen Ab gäbe kanal 21 in ein weiteres Ma gasin zum Transport und zur weiteren Handhabung und Lagerung befördert. Das Magazin 22 kann genauso wie das Magazin 13 ausgebildet sein oder gewünschten falls eine andere Ausbildung aufweisen. Vorzugsweise ist es jedoch gleich, da dann das Magazin 13 nach seiner Entleerung an die Stelle des Magazins 22 gebracht werden und die mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteine aufnehmen kann. Die mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteine 17 können entweder von Hand gemäß Fig. 4 oder maschinell auf gedruckten Schaltungsplatten montiert v/erden, wobei die freien Enden der Sockelbuchsen gleichzeitig in die Bohrungen der doppelzeiligen Bohrungsanordnung 23 der Schaltungsplatte 2k eingesetzt werden. Im allgemeinen erfolgt dies von Hand, jedoch sind auch automatische, jedoch sehr teure Maschinen dafür verfügbar.

Es ist zu bemerken, daß gemäß der Darstellung in Fig. 4 die Sockelbuchsen nicht versenkt (siehe Fig. 5) montiert werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da es das Löten auf beiden Seiten der Schaltungsplatte ermöglicht und da aufgrund der kleineren Bohrungen in der Schaltungsplatte Leiterbahnen zwischen den Bohrungsreihen und den einzelnen Bohrungen einer Bohrungsreihe hindurchgeführt

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werden können. Dieses letztere Merkmal err.ör;licnt eine höhere 3ehaltuiiv:3aiohte. r-'stallisierte Borirungen finden ira allgemeinen Anwendung, -^e nn die geforderte 3 ehalt ungsdiente eine Anordnung von Leiterbahnen auf beiden Seiten der Schalungsplatte erfordert, die mit dem gleichen Anschluß zu verbinden sind. Die Pig, 5 und 6 zeigen Sockelbuchsen Ib und 19 in metallisierten Bohrungen. Bei der in den Pig:, k und 5 gezeigten nicht versenkten Position der Sockelbuchsen ist jedoch ein Löten im //ellenbad an der Schaltungsplattenunterseite und ein individuelles Löten auf der Oberseite der Schaltungsplatte unter dem Schaltungsbaustein möglich. Der Aufwand an durchmetallisierten Bohrungen kann dadurch beträchtlich herabgesetzt werden. Außerdem können Leiterbahnen auf der Schaltungsplatte in der Mähe der doppelzeiligen SockeIbuchsen gleich geprüft und Fehler wie beispielsweise Brücken festgestellt und ohne Herausnehmen des Schaltungsbausteins repariert werden. Außerdem ist eine bessere Luftzirkulation unter dem Schaltungsbaustein zur Kühlung vorhanden und das Reinigen der Schaltungsplattenoberseite wird erleichtert. Nach dem Einsetzen wird, der überstehende Lötstift 20 (Fig_e 5) der Sockelbuchsen normalerweise im Wellenbad an der Unterseite der Schaltungsplatte, die vom integrierten Schaltungsbaustein abgewandt ist, zwecks Herstellung der elektrischen

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Verbindung mit gedruckten Leiterbahnen und zur festen Verankerung der Sockelbuchsen auf der Schaltungsplatte verlötet.

Fig. 3 zeigt einen Schaltungsbaustein mit elektrischen Anschlußfahnen, von denen einige mit Sockelbuchsen versehen sind» Diese Darstellung zeigt deutlich die Verbindung zwischen den elektrischen Anschlußfahnen des Schaltungsbausteins und den Sockelbuchsen infolge der Tätigkeit der Montageeinrichtung 16.

Die Fig«, 5 und 6 zeigen mögliche Mont age formen der Sockelbuchsen 18 und 19 in den Bohrungen einer gedruckten Schaltungsplatte 24. Fig. 6 zeigt dabei die versenkte Stellung, wodurch der Schaltungsbaustein relativ nahe an der Oberfläche der Schaltungsplatte montiert ist, wobei jedoch noch genügend Raum für eine Luftzirkulation vorhanden ist. Diese Montageform ermöglicht eine größere Packungsdichte, da der Abstand zwischen übereinander liegenden Schaltungsplatten verringert werden kann, da die Schaltungsbausteine näher auf der Plattenoberfläche angeordnet sind und der Lötstift 20 bei der Sockelbuchse 19 entfernt ist« Dadurch kann eine kleinere Gesamtgröße des betreffenden elektronischen Geräts erzielt werden. Die in Fig. 5 gezeigte nichtversenkte Montage und ihre

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Vorteile sind bereits genannt worden.

Obwonl nur eine Magazinart für die Schaltungsbausteine, nämlich die Magazine 13 und 22, gezeigt ist, sind auch andere wagazinbauarten verwendbar. Beispielsweise kann ein Magazin anstatt nur einer Reihe von Schaltungsbausteinen mehrere Schaltungsbausteinreihen enthalten oder die Schaltungsbausteine können mit ihren Seiten nebeneinanderliegend anstatt mit ihren Stirnseiten aneinanderstoßend gepackt sein.

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Claims

Patentansprüche

y Verfahren zur indirekten Hontage von integrierten elektronischen Schaltungsbausteinen auf gedruckten Schaltunr.s· platten mittels Sockelbuchsen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bestücken der Anschlußfahnen der einzelnen in eine Montageeinrichtung zur;efünrten Schaltbausteine mit jeweils einer Sockelbuchse,

b) Sammeln der mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteine in einem Magazin, und

c) Einsetzen der mit Sockelbuchsen versehenen Schaltunrsbausteine in entsprechende Bohrungsanordnungen der Schaltungsplatten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Montageeinrichtung jeweils eine Anzahl von Sockelbuchsen in Form einer doppelzeiligen Anordnung ausgerichtet werden,
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

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daß jeweils alle DoppeIbucnsen gleichzeitig mit den Anschlußfahnen einas Sehaltunpsbausteins verbunden werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zuführen der Schaltungsbausteine in die ilontageeinrichtung ein, eine Anzahl von Schaltungsbausteinen enthaltendes Magazin an der Eingangsseite der Montageeinrient urig und zur Aufnahme der mit Sockelbuchsen versehenen Sehaltungsbausteine ein leeres Magazin an der Ausgangsseite der Montageeinrichtung angeordnet wird,
5t Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsbausteine im Tandembetrieb in die Montageeinrichtung zugeführt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufstecken der mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteine auf die Schaltungsplatten die überstehenden Sockelbuehsenenden im Wellenbad mit der Schaltungsplatte verlötet werden.
7, Verfahren zum Bestücken der Anschlußfahnen von integrierten elektronischen Schaltungsbausteinen mit doppelzeiliger Anschlußanordnung mit jeweils einer Sockelbuchse, dadurch gekennzeichnet, daß die Scnaltungsbau-

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steine einzeln in eine Montageeinrichtung" eingeführt werden, daß weiter in der Montageeinrichtung a.uf jede Anschlußfahne des Schaltungsbausteines eine Sockelbuchse aufgeschoben wird und daß die mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteine in einem Magazin gesammelt werden,,
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Montageeinrichtung jeweils eine Anzahl von Sockelbuchsen in Form einer doppelzeiligen Anordnung ausgerichtet werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelbuchsen jeweils gleichzeitig, auf sämtliche Anschlußfahnen eines Schaltungsbausteins aufgeschoben we r den.
10. Integrierter elektronischer Schaltungsbaustein mit zweizeiliger Anschlußanordnung zur Montage auf gedruckten elektronischen Schaltungsplatten mit entsprechenden Bohrunganordnungen, wobei die an den beiden Längsseiten des Schaltungsbausteins angeordneten Anschlußfahnen rechtwinklig nach unten abgebogen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlußfahne mit einer Sockelbuchse versehen ist.

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11, Längliches Magazin zur Aufnahme einer Anzahl von mit Sockelbuchsen versehenen Schaltungsbausteinen nach Anspruch 10.

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