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Miniaturbaugruppe
Die Erfindung bezieht sich auf das Verschalten und Herstellen von Miniaturbaugruppen, die aus vorzugsweise im Grundriss gleichen und übereinander angeordneten Mikrobauteilen bestehen.
Im Zuge der Entwicklung zu immer kleineren Baugruppen, beispielsweise für die elektrische Nachrichtentechnik wurden Miniaturbaugruppen, sogenannte Mikro-Moduln, entwickelt. Diese Miniaturbaugruppen zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus einer Vielzahl von kleinen flachen, gleiche oder verschiedene Bauelemente tragenden Mikrobauteilen gleicher Grösse bestehen, welche übereinander angeordnet und damit äusserst raumsparend sind. Die Bauelemente, die sich auf den Mikrobauteilen befinden, können beispielsweise Kondensatoren, Widerstände, Transistoren oder ähnliche sein.
Es ist erforderlich, dass diese Mikrobauteile miteinander in der für die Schaltung erforderlichen Weise elektrisch leitend verbunden werden. Zu diesem Zweck sind an den Seiten der flächenhaften Mikrobauteile jeweils mehrere Kerben vorgesehen, die eine Metallisierung aufweisen, welche zu einem gewissen Teil auf die Fläche des Mikrobauteils übergreift. Mit diesen als Verdrahtungsstellen zu bezeichnenden Kontakten werden die Anschlüsse der Bauelemente verbunden, und zwar gegebenenfalls durch Verwendung von gedruckten Leitungsbahnen. Für den Einbau dieser Mikrobauteile in einer Miniaturbaugruppe ist es erforderlich, dass für gleiche Bauelementarten, beispielsweise Widerstände mit gleichen Werten, mehrere Mikrobauteile hergestellt werden müssen, bei denen die Anschlüsse des Bauelementes zu verschiedenen Verdrahtungsstellen geführt werden.
Durch Drehen und Wenden gegenüber der Achse der Miniaturbaugruppe kann erreicht werden, dass die Zahl der verschiedenen Variationen für ein Bauelement so gering als möglich gehalten wird ; trotzdem sind immer noch mehrere Mikrobauteilarten auf Lager zu halten.
Die Mikrobauteile werden, nachdem sie übereinander angeordnet sind, durch Drähte oder Bänder, die in die Verdrahtungsstellen eingelegt und dort festgelötet sind, miteinander verschaltet. Dieses Verschalten und auch das Übereinanderlegen der Mikrobauteile erfordert äusserste Aufmerksamkeit, ist an sich sehr schwierig und nur von Fachleuten durchzuführen. Eine automatische Fertigung auf diese Weise ist nahezu ausgeschlossen.
Um die Nachteile und Schwierigkeiten bei der bisher bekannten Verschaltung von Miniaturbaugruppen zu beseitigen, schlägt die Erfindung eine neue Möglichkeit zum Herstellen und Verschalten für Miniaturbaugruppen vor, die aus mehreren übereinandergestapelten, Bauelemente und deren Anschlüsse tragenden Mikrobauteilen gleichen Grundrisses mit Kontaktierungszapfen besteht, welche mit einer nach Art der gedruckten Schaltung die Leitungsbahnen für die Verschaltung tragenden flexiblen Isolierstoffplatte umgeben und elektrisch leitend verbunden sind, in welcher Steckschlitze für die Kontaktierungszapfen der Mikrobauteile vorgesehen sind und die, entsprechend dem Grundriss der Mikrobauteile, in mehrere Felder
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durch die Kombination der Merkmale :
a) dass die Anschlüsse der Bauelemente auf den Mikrobauteilen nur in einer Richtung geführt sind und die Mikrobauteile nur in dieser Richtung je wenigstens einen Kontaktierungszapfen aufweisen, auf dem die Anschlüsse enden ; b) dass die Verbindungsleitungen auf der flexiblen Isolierstoffplatte sowohl in Stapelrichtung als auch quer dazu und von einem Feld und zum anderen verlaufen ; c) dass die zur Aufnahme der Kontaktierungszapfen der Mikrobauteile dienenden Steckschlitze auf
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die Felder gegeneinander versetzt verteilt sind, so dass in einer zur Stapelrichtung senkrechten Ebene sich jeweils nur ein Steckschlitz befindet.
Die Erfindung bringt zunächst den Vorteil mit sich, dass für gleiche Bauelemente nur jeweils ein Mikrobauteil hergestellt zu werden braucht, welcher beliebig eingebaut werden kann.
Für die Durchführung der Erfindung sind einige Massnahmen, die einzeln oder gemeinsam durchzuführen sind, erforderlich.
Zunächst ist jeder Mikrobauteil so auszugestalten, dass die Anschlüsse des auf ihm befindlichen Bauelementes auf einem breiten oder auf mehreren schmalen zapfenartigen Vorsprüngen enden, die nur an einer Seite des Mikrobauteils vorhanden sind. Die Mikrobauteile können einen runden oder vieleckigen Grundriss haben. Die flexible Isolierstoffplatte ist für die Durchführung der Erfindung in einige in Stapelrichtung verlaufende Felder aufgeteilt, wobei sich die Zahl dieser Felder nach der Zahl der Seiten des Grundrissvielecks der Mikrobauteile und nach der Zahl der unterzubringenden Bauelemente richtet. In diesen Feldern sind quer zur Stapelrichtung Steckschlitze für die Aufnahme der zapfenartigen Vorsprünge vorgesehen, so dass eingesteckte Mikrobauteile senkrecht zu den Grenzlinien zwischen den Feldern und senkrecht zur Ebene der Isolierstoffplatte stehen.
Auf der den Mikrobauteilen abgekehrten Fläche der Isolierstoffplatte befinden sich Leitungsbahnen, die die einzelnen Schlitze nach den Erfordernissen des Schaltbildes miteinander verbinden, wobei diese Leitungsbahnen sowohl innerhalb der Felder als auch von einem Feld zum anderen verlaufen. Die Leitungsbahnen werden erforderlichenfalls so geführt, dass sie an der Seite der Isolierstoffplatte enden, die später als Standfläche für die Miniaturbaugruppe dienen soll.
Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform der Miniaturbaugruppen nach der Erfindung, wobei ausdrücklich betont wird, dass es sich hierbei nur um ein Beispiel handelt und dass die Erfindung auch für mehrere andere Arten des Aufbaues angewendet werden kann.
Es zeigen Fig. 1 einen Mikrobauteil inDraufsicht, Fig. 2 eine Isolierstoffplatte vor ihrer Verformung, Fig. 3 ein Stadium des Zusammenbaues einer Miniaturbaugruppe und Fig. 4 eine solche Baugruppe in Ansicht.
Gemäss Fig. 1 befindet sich auf einem plattenförmigen Mikrobauteil l ein Bauelement 2. Die Anschlussbahnen 3 des Bauelementes führen zu einem breiten Vorsprung 4 der sich an einer Seite des Mikrobauteiles befindet.
Eine flexible Isolierstoffplatte 5 ist nach Fig. 2 durch Knicklinien 6 im vorliegenden Fall in vier Felder 7 eingeteilt. Die Isolierstoffplatte wird hier von der den Mikrobauteilen zugekehrten Seite gezeigt. Auf der hier nicht sichtbarenRückseite befinden sich die gedruckten Leitungsbahnen. In den Feldern
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sind die Schlitze im zweiten Feld um den Wert a/4 versetzt, aber untereinander ebenfalls im Abstand a angeordnet. Ebenso sind in den weiteren Feldern die Schlitze 8 um jeweils a/4 gegenüber den vorhergehenden versetzt. Es sei an dieser Stelle nochmals betont, dass die Abstände zwischen den Schlitzen nicht gleich zu sein brauchen, sondern es ist nur wesentlich, dass sämtliche Schlitze auf den verschiedenen Feldern 7 gegeneinander so angeordnet sind, dass auf einer waagrechten Linie nicht mehrere Schlitze vorhanden sind.
Fig. 3 zeigt perspektivisch das Bild einer Miniaturbaugruppe in einem bestimmten Stadium des'2Susammenwickelns. Die Isolierstoffplatte wurde zu dem Zweck an den Linien 6 geknickt. Durch das Zusammenwickeln der bestückten flexiblen Isolierstoffplatte schieben sich die Mikrobauteile 1 ineinander.
Die Mikrobauteile 1 sind durch das Zusammenwickeln der flexiblen Isolierstoffplatte 5 übereinander angeordnet worden. Zur besseren Übersicht ist auf die Darstellung der Leitungsbahnen in Fig. 4 verzichtet worden.
Der Herstellungsgang einer Miniaturbaugruppe nach der Erfindung kann beispielsweise folgendermassen ablaufen :
Die Mikrobauteile 1 werden in die Schlitze 8 einer vorgefertigten mit Leitungsbahnen versehenen Isolierstoffplatte gegebenenfalls unter Anwendung einer Schablone eingesetzt. Dieses Einsetzen geschieht so, dass die Mikrobauteile 1 senkrecht zur Ebene der Isolierstoffplatte 5 stehen. Die auf diese Weise mit Mikrobauteilen versehene Isolierstoffplatte wird beispielsweise tauchgelötet. Danach wird sie bei runden Mikrobauteilen durch Einrollen und bei eckigen Bauteilen durch Knicken an den dafür vorgesehenen Linien zusammengewickelt, und zwar in der Weise, dass sich die Mikrobauteile ineinanderschieben.
Falls erforderlich, können an dieser Stelle des Arbeitsganges weitere Leitungen und Anschlussdrähte angebracht werden, wofür die Miniaturbaugruppe nach dem Zusammenwickeln vorübergehend fixiert wird. Schliesslich
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kann durch Tauchen in ein Bad mit härtbarem Kunststoff die Miniaturbaugruppe zu einer festen Einheit zusammengefasst werden.
Als besondere Vorteile der erfindungsgemässen Miniaturbaugruppe gegenüber den bisher üblichen Minia- turbaugruppen mit sogenannten Steigleitungen seien die äusserst einfache Verschaltung der Bauelemente miteinander, die Verwendung von immer gleich kontaktierten Bauelementen auf Mikrobauteilen und die
Möglichkeit einer mindestens teilweise automatischen Fertigung der Miniaturbaugruppe hervorgehoben.
Zu erwähnen ist hier auch die Möglichkeit, Miniaturbaugruppen mit wesentlich mehr Mikrobauteilen herzustellen, als bisher in Miniaturbaugruppen mit Steigleitungen untergebracht werden konnten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Miniaturbaugruppe, die aus mehreren übereinandergestapelten, Bauelemente und deren Anschlüsse tragenden Mikrobauteilen gleichen Grundrisses mit Kontaktierungszapfen besteht, welche mit einer nach Art der gedruckten Schaltung die Leitungsbahnen für die Verschaltung tragenden flexiblen Isolierstoffplatte umgeben und elektrisch leitend verbunden sind, in welcher Steckschlitze für die Kontaktierungszapfen der Mikrobauteile vorgesehen sind und die, entsprechend dem Grundriss der Mikrobauteile, in mehrere Felder aufgeteilt ist, auf welchen die Leitungsbahnen verlaufen, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale :
a) dass die Anschlüsse (3) der Bauelemente (2) auf den Mikrobauteilen (1) nur in einer Richtung geführt sind und die Mikrobauteile (1) nur in dieser Richtung je wenigstens einen Kontaktierungszapfen (4) aufweisen, auf dem die Anschlüsse (3) enden ; b) dass die Verbindungsleitungen auf der flexiblen Isolierstoffpiatte (5) sowohl in Stapelrichtung als auch quer dazu und von einem Feld (7) zum anderen verlaufen ; c) dass die zur Aufnahme der Kontaktierungszapfen (4) der Mikrobauteile (1) dienenden Steckschlitze (8) auf die Felder (7) gegeneinander versetzt verteilt sind, so dass in einer zur Stapelrichtung senkrechten Ebene sich jeweils nur ein Steckschlitz befindet.