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Verfahren zur Herstellung leitender Verbindungen zwischen Leiterstreifen gedruckter Schaltungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung leitender Verbindungen zwischen Leiterstreifen gedruckter Schaltungen, die auf verschiedenen Seiten einer Isolierstoffplatte vorgesehen sind, mit Hilfe der Lötung, insbesondere der Tauchlötung.
Bei der Herstellung gedruckter Schaltungen werden Isolierstoffplatten verwendet, welche auf ihren beiden Seiten mit einer dünnen Schicht aus Kupfer, Silber oder einem anderen elektrisch gut leitenden
Material plattiert sind. Die Leiterstreifen, welche'die Verbindungen der herzustellenden Schaltung bilden sollen, werden z. B. mit Hilfe von Asphaltlack auf die Metallschichten aufgezeichnet oder" gedruckt" und sodann wird das überschüssige Material weggeätzt. Nach gründlicher Reinigung der Isolierstoffplatte und der verbliebenen Leiterstreifen von Lack-und Ätzmittelresten werden die Verbindungen hergestellt, welche zwischen den Leiterstreifen der einen Seite der Platte mit jenen auf der anderen Seite derselben notwendig sind.
Hiezu sind an den Leiterstreifen schon bei der Aufbringung des Abdeckmittels-Asphaltlack od. dgl.
- Verbreiterungen vorgesehen worden. An diesen Stellen werden nunmehr Löcher gebohrt, welche jeweils durch eine Verbreiterung eines Leiterstreifens auf der einen und eine solche eines anderen Leiterstrèifens auf der anderen Seite der Isolierstoffplatte, welcher mit dem ersten Leiterstreifen leitend verbunden werden soll, hindurchgehen. Durch diese Bohrungen werden sodann Hohlnieten oder Vollnieten aus leitendem Material hindurchgesteckt und vernietet. Die elektrisch leitende Verbindung der Leiterstreifen auf den beiden Seiten der Isolierstoffplatte wird also lediglich durch das Anliegen der Nietköpfe an den Leiterstreifen infolge der Vorspannung, welche beim Vernieten erzielt wird, gebildet.
Die zur Verbindung verwendeten Hohlnieten dienen bei derartigen gedruckten Schaltungen gleichzeitig als Stützpunkte oder Anschlusspunkte für verschiedene Schaltelemente, z. B. Widerstände, Kondensatoren oder für durch Drähte gebildete Zuleitungen usw. Die Anschlussdrähte dieser Elemente bzw. die Enden der Leitungen werden in die Hohlnieten eingesteckt, wobei die Schaltelemente alle auf ein und derselben Seite der Isolierstoffplatte angeordnet werden. Von der den Schaltelementen abgewendeten Seite wird sodann die Verlötung der einzelnen Anschlussstellen vorgenommen, u. zw. bei Einzelstükken oder kleinen Serien von Hand aus mit einem Lötkolben, bei Grossserien mit Hilfe der Tauchlötung.
Die Isolierplatte wird im letzteren Falle, die Schaltelemente auf der oberen Seite der Platte, auf die Oberfläche eines Bades von flüssigem Lötmaterial-Lötzinn-aufgelegt, so dass die Anschlüsse bzw. Leitungsenden sowohl mit den Hohlnieten, in welchende stecken, als auch mit den verbreiterten Stellen der Leiterstreifen der gedruckten Schaltung verlötet werden.
Damit ist wohl ein einwandfreier Kontakt zwischen. den Schaltelementen, den Hohlnieten und den Leiterstreifen auf der einen Seite der Isolierstoffplatte erreicht ; die elektrische Verbindung zwischen den Hohlnieten und den Leiterstreifen auf der anderen-oberen-Seite der Isolierstoffplatte bleibt aber vielen Störungen unterworfen. So ist es leicht möglich, dass die Isolierstoffplatte im Laufe der Zeit an Stärke verliert. Durch Einwirkung der Wärme können sich die Verbindungselemente, die Nieten, längen. Durch diese Ursachen tritt eine Lockerung zwischen den Nieten und den Leiterstreifen ein und die elektrische Verbindung zwischen diesen wird unterbrochen oder verschlechtert.
Ebenso ist es leicht möglich, dassinsbesondere bei Verwendung von Metallen, welche in der elektrochemischen Spannungsreihe'ungünstig zueinander liegen - Korrosionserscheinungen zwischen dem Nietkopf und dem darunterliegenden Teil des Leiterstreifens auftreten, so dass sich auch aus diesen Gründen Verschlechterungen des Kontaktes oder auch
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Unterbrechungen ergeben. Die Suche solcher Fehlstellen und auch ihre Behebung ist sehr zeitraubend und schwierig.
Zur Behebung aller dieser Nachteile wird vorgeschlagen, bei der Herstellung leitender Verbindungen zwischen Leiterstreifen gedruckter Schaltungen, die zu verschiedenen Seiten einer Isolierstoffplatte vor- gesehen sind, mit Hilfe der Lötung, insbesondere der Tauchlötung, erfindungsgemäss an der beim Löten der Lötvorrichtung-beim Tauchlöten dem Lötbad - abgewendeten Seite der Isolierplatte zwischen dem
Leiterstreifen und dem Verbindungselement, z. B. Hohlnieten, Vollnieten, Drahtstücke od. dgl., Lötzinn od. dgl. Lötmaterial anzuordnen, welches beim Lötvorgang infolge der Wärmeleitung durch das Verbin- dungselement schmilzt und das Verbindungselement mit dem Leiterstreifen leitend verbindet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert, welche verschiedene
Möglichkeiten der Verbindung fm Schnitte zeigt. Hiebei ist in Fig. 1 links die erfindungsgemässe Verbin- dung mit einer Vollniete, in den Fig. 2 und 3 mit Hohlnieten, u. zw. vor und nach der Lötung, in Fig. 4 die Verbindung zwischen einem Leiterstreifen und einem Draht an der oberen Seite der Platte und in
Fig. 5 eine Verbindung mit Hilfe eines entsprechend geknickten Drahtes ersichtlich.
Die Isolierstoffplatte, welche auf beiden Seiten gedruckte Schaltungen trägt, ist mit 1 bezeichnet, die Leiterstreifen mit 2 bzw. 3. Zur Verbindung der Leiterstreifen 2 und 3 dient gemäss Fig. 1 eine Vollniete 4, welche durch eine Bohrung gesteckt ist, die sowohl durch die Platte 1 als auch durch die Leiterstreifen 2 und 3 hindurchgeht. Vor dem Herstellen des Schliesskopfes 5 der Niete wird eine Scheibe 6 aus Lötzinn oder anderem Lötmaterial auf die Niete aufgeschoben.
Eine Hohlniete 20, welche allein mit dem unteren Leiterstreifen 2 in Verbindung steht, dient als Stützpunkt für eine Leitung 21.
Zur Herstellung der Verbindung zwischen der Hohlniete 20 und der Leitung 21 wird die Platte 1 auf die Oberfläche eines Bades aus flüssigem Lötzinn gelegt ; die Oberfläche des Bades ist in Fig. l angedeutet.
Das Lötzinn darf hiebei die Oberfläche der Platte 1 nicht überfluten, da hiedurch die oberhalb der Platte 1 angeordneten Schaltelemente durch die Hitzestrahlung geschädigt werden könnten. Während der Tauchlötung wird die Wärme durch die Vollniete 4 nach. eben geleitet, wobei das Scheibchen 6 aus Lötzinn schmilzt und eine Lötverbindung zwischen dem Schliesskopf der Niete und dem Leiterstreifen 3 an der oberen Seite der Platte 1 herstellt. Beim Herausheben der Platte 1 aus dem Lötbad bilden sich auch an der unteren Seite der Platte, wie strichliert angedeutet, Lötverbindungen am Setzkopf der Niete und zwischen dem Kopf der Hohlniete und dem Leiterende 21 ; das überflüssige Lötzinn fliesst wieder ab.
Natürlich kann auch jede einzelne Lötstelle an der Unterseite der Platte mit Hilfe eines Lötkolbens hergestellt werden ; der Vorgang zur Bildung der Lötstellen an der Plattenoberseite ist der Gleiche wie zuvor erläu- tert.
DieAnwendung des erfindungsgemässen Verfahrens bei Hohlnieten-Verbindungen ist in den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Vor dem Schliessen der Hohlniete 7, welche als Stützpunkt bzw. Verbindung für das Drahtende 8 eines Widerstandes od. dgl. dient, wird auf die Hohlniete ein Scheibchen 6 aus Lötzinn aufgeschoben. Während der Lötung leitet die Hohlniete Wärme nach oben, wodurch das Scheibchen schmilzt und eine Lötverbindung zwischen der Hohlniete und dem Leiterstreifen 3 herstellt. In Fig. 3 sind die bei der Lötung entstandenen Lötstellen ersichtlich.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens können auch Lötverbindungen zwischen Leiterstreifen an der oberen Seite der Platte l und Schaltelementen an der gleichen Seite der Platte hergestellt werden.
Vor dem Schliessen der'Hohlniete 7 wird wieder ein Scheibchen 6 aus Lötzinn auf die Hohlniete aufgeschoben, der Schliesskopf gebildet und der Anschlussdraht 8 des Widerstandes od. dgl. in die Hohlniete gesteckt. Bei der Lötung entsteht an der Unterseite der Platte eine Lötverbindung zwischen der Hohlniete und dem Anschlussdraht und gleichzeitig an der Oberseite der Platte 1 eine Lötverbindung zwischen dem Leiterstreifen 3 und der Hohlniete 7, so dass der Anschlussdraht des Schaltelementes über zwei Lötstellen einwandfrei mit dem Leiterstreifen verbunden ist (vgl. Fig. 4).
Die Verbindung ohne Hohlnieten od. dgl., lediglich mit Hilfe des Anschlussdrahtes, ist der Fig. 5 zu entnehmen. In diesem Falle muss die Bohrung entsprechend dem geringen Durchmesser des Drahtes ebenfalls geringen Durchmesser haben. Der Draht 8 wird nahe seinem Ende scharf umgeknickt, das Scheibchen 6 aus Lötzinn auf ihn aufgeschoben und der Draht durch die Bohrung hindurchgeführt. Das an der Unterseite der Platte 1 herausragende Ende des Drahtes wird ebenfalls scharf umgebogen. Bei der Lötung - insbesondere Tauchlötung - entstehen wieder gleichzeitig Lötstellen an der Unterseite der Platte und an deren Oberseite, so dass der Draht und die beiden Leiterstreifen 2 und 3 untereinander durch Lötungen einwandfrei verbunden sind.
Diese zuletzt erläuterte Verbindungsart kann, ähnlich wie in Fig. 4 gezeigt, auch allein zur Verbindung eines Leiterstreifens 3 an der Oberseite der Platte mit einem an der selben Seite der, Platte liegen-
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den Schaltelement verwendet werden. Das nach unten aus der Platte 1 herausragende Drahtende leitet die Wärme z. B. aus dem Lötmaterialbad nach oben, wodurch das Scheibchen aus Lötzinn schmilzt und die Verbindung zwischen dem Leiterstreifen 3 und dem Anschlussdraht 8 herstellt.
Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, das Lötmaterial, das z. B. in Form eines Scheibchens verwendet wird, mit einem Flussmittel zu versehen, um ein sicheres Fliessen des Lötmaterials zu erreichen. Hiezu kann das Flussmittel mit dem Lötmaterial vermischt sein oder getrennt angeordnet werden, etwa als Auflage, als Überzug, als Schichte im Scheibchen od. dgl.
Das Lötmaterial muss auch nicht als Scheibchen verwendet werden ; vielmehr ist jede andere Form möglich. So kann etwa bei der Herstellung der Verbindung mittels eines Drahtes ein Stück Lötdraht an der Oberseite der Isolierplatte zwischen dem umgebogenen Draht und dem Leiterstreifen eingeklemmt werden.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist keineswegs auf gedruckte Schaltungen beschränkt, bei denen als Leiter die beim Ätzen stehengebliebenen Teile von aufgewalzten Metallschichten dienen, sondern es kann natürlich auch bei Schaltungen verwendet werden, bei denen die Leiter durch Niederschlagen von Metallschichten, z. B. auf galvanischem Wege, durch Einbrennen von Silber auf keramische Träger usw. hergestellt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung leitender Verbindungen zwischen Leiterstreifen gedruckter Schaltungen, die zu verschiedenen Seiten einer Isolierstoffplatte vorgesehen sind, mit Hilfe der Lötung, insbesondere der Tauchlötung, dadurch gekennzeichnet, dass an der beim Löten der Lötvorrichtung bzw. beim Tauchlöten dem Lötbad abgewendeten Seite der Isolierplatte zwischen dem Leiterstreifen (3) und dem Verbin- dungselement, z. B. Hohlnieten (7), Vollnieten (4), Drahtstücke (8) u. dgl., Lötzinn od. dgl. Lötmaterial (6) angeordnet wird, welches beim Lötvorgang infolge der Wärmeleitung durch Bas Verbindungselement schmilzt und das Verbindungselement mit dem Leiterstreifen verbindet.