DE3414552A1

DE3414552A1 - Verfahren und vorrichtung zur montage anschlussleiterloser elektrischer bauelemente

Info

Publication number: DE3414552A1
Application number: DE19843414552
Authority: DE
Inventors: Johann 8042 Oberschleißheim Irnstetter, (verstorben); geb. Baur Christine 8042 Oberschleißheim Irnstetter
Original assignee: Individual
Current assignee: IRNSTETTER, GEB. BAUR, CHRISTINE, 8070 INGOLSTADT,
Priority date: 1984-04-17
Filing date: 1984-04-17
Publication date: 1985-10-17

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Montage
anschlußleiterloser elektrischer Bauelemente Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung Vorrichtungen zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Bei der direkten Montage von anschlußleiterlosen elektrischen Bauelementen auf gedruckten Schaltungsplatten oder -karten ist die Positionierung und Halterung der zu befestigenden Bauelemente zeitraubend und schwierig.
Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, zur Positionierung und Halterung der Bauelemente während des Befestigungsvorganges eine Schablone aus ausreichend wärmebeständigem Silikongummi zu verwenden, deren Oberfläche geeignet positionierte Vertiefungen zur Aufnahme der verschiedenen Bauelemente aufweist. Die Schablone kann durch Abgießen eines Prototyps der Schaltung hergestellt werden, bei dem die Bauelemente an den vorgesehenen Stellen in konventioneller Weise befestigt worden sind. Durch Lackieren der Oberfläche der Prototyp-Schaltung kann ein geringfügiges Übermaß der Schablone erreicht werden, was für ein leichtes, lockeres Einsetzen der Bauteile zweckmäßig ist.
Die Silikongummischablone wird vorzugsweise in einem Halterungskörper gebildet, der eine Aussparung mit Anlageschulter zur Aufnahme der noch unbestückten Schaltungsplatte aufweist. Die Vertiefungen der Schablone sind so bemessen, daß die in sie eingesetzten Bauelemente etwas herausragen und bei in die Aussparung eingesetzter Schaltungsplatte gegen diese gedrückt werden.
Vor der Montage werden die Anschlußflecke der Bauelemente und/oder der gedruckten Schaltung mit Lot überzogen. Dann werden die Bauelemente mit nach oben weisenden Anschlußflecken in die zugehörigen Vertiefungen der Schablone eingelegt und anschließend wird die gedruckte Schaltungsplatte mit der richtigen Orientierung in die vorgesehene Aussparung eingedrückt. Die Anordnung wird dann zum Verbinden der Bauelemente mit der Schaltungsplatte erhitzt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht einer gedruckten Schaltung die mit anschlußleiterlosen elektrischen Bauelementen bestückt ist; Fig. 2 einen Querschnitt in einer Ebene II-II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Querschnitt einer Montageschablone mit Bauelementen und einer gedruckten Schaltungsplatte, die in sie zur Montage eingesetzt sind.
In Fig. 1 und 2 ist schematisch, ohne Anspruch auf die Darstellung einer funktionsfähigen Schaltung eine Schaltungseinheit 10 dargestellt, welche eine übliche isolierende Schaltungsplatte 12 enthält, auf der sich ein ~gedrucktes" Leitungsmuster 14 aus einer ausgeätzten Kupferfolie befindet. Das Leitungsmuster 14 enthält Anschlußflecke 16 zum direkten Auflöten von anschlußleiterlosen elektrischen und elektronischen Bauelementen 18, die entsprechende Anschlußflecke aufweisen. Schaltungen dieser Art sind bekannt, so daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt.
Bei der Fertigung von Schaltungen des oben erwähnten Typs werden die Anschlußflecke de s des Leitungsmusters 14 und/oder der Bauelemente 18 mit einer dünnen Lotschicht überzogen und anschließend müssen die Bauelemente mit ihren Anschlußflecken genau auf den entsprechenden Anschlußflecken des Leitungsmusters positioniert werden. Die Schaltungsplatte mit den Bauelementen wird dann so weit erwärmt, daß das Lot schmilzt und die Bauelemente fest in die Schaltung eingelötet werden.
Zur Erleichterung der Positionierung der Bauelemente bezüglich der Schaltungsplatte wird erfindungsgemäß eine Montageschablone 20 vorgesehen, welche eine Oberfläche 22 mit Vertiefungen 24 aufweist, die zu den Bauelementen 18 komplementär sind und eine der vorgesehenen Positionen der Bauelemente 18 auf der Schaltungsplatte entsprechende Position aufweisen.
Der die Oberfläche 22 mit den Vertiefungen 24 bildende Teil 26 der Schablone 20 besteht aus einem MaterIal, vorzugsweise Silikongummi, das bei einer Schmelztemperatur des Lotes ausreichend beständig und vorzugsweise etwas elastisch ist. Der Teil 26 ist vorteilhafterweise in einem z.B. aus Metall bestehenden Gehäuse 28 untergebracht, as auf der Seite der Oberfläche 22 eine Öffnung 30 aufweist, deren Form der Umfangsform der Schaltungsplatte 12 entspricht. Die Öffnung 30 enthält vorzugsweise eine Anlageschulter 32, wobei die Lage der Oberfläche 22 mit den Vertiefungen 24 bezüglich der Anlageschulter 32 vorzugsweise so bemessen ist, daß die Schaltungsplatte 12 bei in die Vertiefungen 24 eingsetzten Bauelementen 18 und auf diese aufgelegter Schaltungsplatte 12 letztere noch nicht ganz an der Schulter 32 anliegt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so daß die Bauelemente 18 mit ihren Anschlußflecken durch den elastischen Teil 26 fest und sicher jedoch trotzdem schonend gegen die Anschlußflecke der Schaltungsplatte 12 gedrückt werden, wenn letztere an die Anlageschulter 32 angedrückt wird. Falls die Form der Schaltungsplatte 12 nicht schon von sich aus eine eindeutige Positionierung in der Montageschablone 20 gewährleistet, ist vorzugsweise eine Orientierungsnut 34 im Rand der Schaltungsplatte 12 vorgesehen und die Öffnung 30 der Schablone 20 weist dann eine entsprechende Orientierungsnase 36 auf, so daß eine ordnungsgemäße Orientierung der Schaltungsplatte 12 bezüglich den in die Vertiefung 24 eingesetzten Bauelementen 18 gewährleistet ist.
Bfi der fertigung der Schaltungseinheit 10 werden die Bauelenlen te 18 in die entsprechenden Vertiefungen ei eingeset%t und die Schaltungsplatte 12 wird dann mit nach unten weisendem Leitungsmuster 14 in die ÖFfnung 30 der Schablone eingelegt. Vorher waren die Anschlußflecke des Leitungsmusters und/oder der Bauelemente mit einer Lotschicht versehen worden.
Die Schaltungsplatte 12 wird dann gegen die Anlageschulter 32 gedrückt, z. B. durch Beschweren oder eine Klammer, und die ganze Anordnung wird dann in einem geeigneten Ofen auf die Erweichungstemperatur des Lotes erhitzt. Nach ausreichendem Abkühlen kann die Fertige Schaltungseinheit 10 dann der Schablone entnommen werden.
Die anhand von Fig. 3 beschriebene Schablone läßt sich am einfachsten dadurch herstellen, daß man einen Prototyp der Schaltungseinheit 10, der in konventioneller Weise hergestellt worden ist, mit Silikongummi oder dergleichen abgießt. Hierbei wird die Oberfläche der Prototyp-Schaltungseinheit vorzugsweise mit einer dünnen Lackschicht 38 überzogen, um ein geringfügiges Ubermaß der Schablone zu erreichen, was für ein leichtes, lockeres Einsetzen der Bauteile zweckmäßig ist.
Das Abgießen kann dadurch erfolgen, daß man das Gehäuse 28 mit unpolymerisiertem Silikongummi füllt, auf die Anlageschulter 32 einen geeignet bemessenen Abstandshalterring legt und dann die mit der Lackschicht 38 überzogene Prototyp-Schaltungseinheit in die Öffnung 30 einsetzt und mit den Bauelementen in die Oberfläche des Silikongummis oder dergleichen drückt. Nach dem Auspolymerisieren oder Härten der Füllung und dem Herausnehmen des Abstandshalterringes ist die Schablone dann gebrauchsfähig. Die Höhe der Füllung des Gehäuses wird vorzugsweise so gewählt, daß zwar alle Bauelemente entsprechende Vertiefungen in der Oberfläche qer Füllung bilden, diese jedoch nicht ganz bis zur .ichaltungsplatte reicht, so daß sich also die in Fiq.
3 dargestellten Verhältnisse ergeben.
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Claims

Verfahren und Vorrichtung zur Montage anschlußleiterloser elektrischer Bauelemente Patentansprüche 1. Verfahren zur Montage anschlußleiterloser elektrischer Bauelemente, die Anschlußeflecke aufweisen, au: einer Schaltungsplatte, die ein Leitermuster mit entsprechenden Anschlußflecken aufweist, bei welchem die Bauelemente mit deren Anschlußflecken auf den entsprechenden Anschlußflecken der Schaltungsplatte angeordnet und durch Wärmeeinwirkung mit diesen verlötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente zur Positionierung mit nach oben weisenden Anschlußflecken in eine Schablone eingelegt werden, die Vertiefungen zur Aufnahme der Bauelemente und eine Halterung zur Aufnahme der Schaltungsplatte aufweist, wobei die Lage der Vertiefungen und der Halterung in Bezug aufeinander der Lage im vorqesehenen montierten Zustand der Bauelemente entspricht und daß dann die Schaltungsplatte mit nach unten weisenden Anschlußflecken so in die Halterung eingebracht wird, daß ihre Anschlußflecke die Anschlußflecke der entsprechenden Bauelemente berühren, und daß diese Anordnung dann zum Verlöten erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schablone mit einem die Vertiefungen enthaltenden Teil, der elastisch ist, verwendet wird und daß die Schaltungsplatte unter Deformation dieses elastischen Teiles gegen die Bauelemente gedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone durch Abgießen eines Schaltungs-Prototyps mit einem polymerisierbaren Elastomer hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungs-Prototyp vor dem Abgießen mit einem dünnen Überzug versehen wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen elastomeren Körper (26) mit einer Oberfläche (22), die Vertiefungen (24) zur Aufnahme der Bauelemente aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Vertiefungen (24) kleiner als die Höhe der Bauelemente (18) ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (24) in seitlicher Richtung etwas größer sind als die Bauelemente.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 o'##r 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (26) in einem Gehäuse (28) angeordnet ist, das eine Öffnung (30) zur Aufnahme einer Schaltunasplatte aufweist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Vorrichtung (36) zur festlegung der Position der Schaltungsplatte (12j bezüglich des Gehäuses (28) und der Vertiefungen (24) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Anschlag (s2) für die Schaltungsplatte (12) aufweist, von dem die Schaltungsplatte (12) noch einen gewissen, kleinen Abstand hat, wenn sie ohne Einwirkung von Druck auf die in den Vertiefungen (24) angeordneten Bauelemente (1&) aufgelegt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper 26 aus Silicongummi besteht.