DD131612B1

DD131612B1 - Anordnung zur durchkontaktierung von leiterplatten

Info

Publication number: DD131612B1
Application number: DD19818877A
Authority: DD
Inventors: Hermann Viehweger; Bernd Mai
Original assignee: Hermann Viehweger; Bernd Mai
Priority date: 1977-04-01
Filing date: 1977-04-01
Publication date: 1980-02-27
Also published as: DE2813160C2; DE2813160A1; DD131612A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die elektrische Verbindung von Kontaktstellen in zwei oder mehreren Ebenen von Leiterplatten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Leiterplatte als flächenförmiger Bauelementeträger hat in der Elektrotechnik, speziell in der Elektronik breiteste Anwendung gefunden. Dies ist neben den hinreichend bekannten Vorteilen der Leiterplatte nicht zuletzt dem Umstand zuzuschreiben, daß die Leiterplatte die gleichzeitige Herstellung einer Vielzahl von Lötverbindungen zuläßt, wenn geeignete maschinelle Lötverfahren angewendet werden. Diese Lötung kann aber nur von einer Seite erfolgen, da die andere in der Regel mit Bauelementen bestückt ist. Als Lötseite findet normalerweise die mit dem Leiterbild versehene Plattenseite Verwendung.

Können elektrische Schaltungsanordnungen nicht in einer Ebene realisiert v/erden, gelangen Zweiebenen- oder Mehrlagenleitorplatten zum Einsatz· Mit ihnen tritt jedoch gleichzeitig das Problem der elektrischen Verbindung der einzelnen Schaltungsebenen zutage« 'Während bei Mehrlagenleiterpla-cten diese Verbindungen ausschließlich

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auf galvanischem Wege erfolgen, ist mehrfach versucht worden, bei Zweiebenenleiterplatten die nach wie vor teure galvanische durch eine mechanische Durchkontaktierung zu ersetzen, wobei Verbindungselemente in Draht-, Stift-, Prismen-, Hülsen-, Schraubenfeder- oder Geflechtform Anwendung fanden. Allen diesen bekannten mechanischen Durchkontaktierungen haftet der Nachteil an, daß zwaj? deren Lötstellen auf der Lötseite der Leiterplatte gemeinsam mit den anderen Lötstellen hergestellt werden können, die Lötstellen auf der Bestückungsseite aber von Hand vorgenommen werden müssen. Durch Wärmeableitung von der in Bearbeitung befindlichen zur bereits fertigen Lötstelle besteht hierbei die Gefahr einer Veränderung der zuerst hergestellten Lötstelle.

Auch war es bei vielen dieser mechanischen Durchkontaktierungen bisher nicht möglich die Durchkontaktierungsstelle gleichzeitig zur Aufnahme eines Bauelementeanschlusses zu nutzen, wodurch letztlich ein erhöhter Platzbedarf einkalkuliert werden mußte. Änderen, diesen letzteren Nachteil nicht aufweisenden Durchkontaktierungen stehen technologische Probleme bei der massenhaften dimensionsgerechten Herstellung dieser Durchkontaktierungen entgegen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für die Herstellung von Durchkoncaktierungen zu verringern und gleichzeitig deren Qualität zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zur Durchkontaktierung von ein- oder mehrlagigen Leiterplatten zu schaffen, bei der das manuelle Löten der Durchkontaktierungen auf der Bestückungsseite entfällt. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein in den Durchbruch zwischen Besbückungs- und Lötseite eines Trägers einbring-

bares, aus drahtförmigem. lötfähigem Material bestehendes Element einen in dem Durchbruch sich erstreckenden und einseitig herausragenden schraubenförmig gewickelten Schaft und einen an die Oberseite des Trägers sich anlegenden spiralig gewickelten Bund besitzt und mittels Lot mit allen an das Element angrenzenden Kontaktflächen eine homogene Lötstelle bildet.

V/eitere Kennzeichen der Erfindung sind einmal, daß der Schaft des Elements zylind-rische, prismatische, pyramiden- oder kegelstumpfförmige Gestalt aufweist, und zum anderen, daß die Elemente ein- oder mehrgängig gewickelt sind. Ein Merkmal der Erfindung besteht auch darin, daß das Element mit einem am Schaftende diametral verlaufenden Steg einen definierten unteren Abschluß beim Einsetzen von Bauelementanschlüssen in den Schaft besitzt. Für die Erfindung ist weiter kennzeichnend, daß das Element zur Lötverbindung von und mit leitfähigen Ebenen in Kehrlagenanordnungen eingesetzt ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung v/ird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In Fig. 1 ist der Querschnitt und in Fig. 2 die Draufsicht einer einfachen Durchkontaktierungsstelle vor ihrer Verlötung dargestellt. Zur Erreichung des 'Ziels der Durchkontaktierung an sich, die elektrische Verbindung von einem oberen Leiterzug 9 mit einem Lötauge 7 zu einem unteren Leiterzug mit einem Lotauge 8 herzustellen, ist in dem isolierenden Träger 5 ein Durchbruch 6 angebracht, der auch die Lötaugen 7, 8 einschließt. In diesen Durchbruch 6, hier als Bohrung gezeichnet, ist ein aus drahtförmi gern, lot fei hi gem Material gewickeltes Element 1 eingelegt, dessen Windungen unmittelbar aneinanderliegen. Ein Teil dieser Windungen bildet dabei einen zylindrischen

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hohlen Schaft 2, der am oberen Lötauge 7 in einen spiralig gewickelten Bund 3 übergeht, welcher unmittelbar auf dem oberen Lötauge 7 aufliegt. Einen unteren Abschluß des Schaftes 2, der zu einem Teil aus dem Durchbruch 6 herausragt } bewirkt ein diametral verlaufender Steg 4. Außer der hier verwendeten zylindrischen sind auch kegelige, rechteckige, quadratische ohner ähnliche, dem Querschnitt des Durchbruches angepaßte Formen des Elements 1 herstellbar. Auch die Wicklung des Elements 1 kann ein- oder mehrgängig erfolgen, je nach den technologischen Voraussetzungen des Herstellers. In Fig. 2 ist eine zweigängige Wicklung dargestellt. Die fertige Darchkontaktierung nach !Beendigung des Lötprozesses zeigt Fig. 3 ebenfalls in einem Querschnitt. Der Lötvorgang selbst wird in jedem Falle nur von der Seite des Trägers.5 vorgenommen, aus der die Schaftenden der Elemente 1 herausragen. Hierzu kann eines der bekannten maschinellen Lötverfahren, beispielsweise das Schwailöten, angewendet werden. Durch eine komplexe ilusdes Kapillar ef fekt<5 als auch der Adhäcioris- und

äfte wird, dabei eiiie vollkommen homogene Lötstelle erhielt, Ί)β& Hauptanteil steuert daau die von den eng anoinander-lieGönden, schraubenförmig vcrlc.uf enden Windungen des Elements 1 auDger.ejide Kapillarwirkung bei, die das flüssige Lot 10 in dem Element 1 bis an äie Hestü.ckun^sseite des '-Tracers Ъ hochsteiger, und im gescjriuoii Bereich dc-3 ßaaclos 3 aus breite?! läfot, Einzige Зэ din guns neben der« Vorhacdensoin. eines uxiunterbrochenen Kapillarspaltes ist-dabei, daß das Lei; 10 d;.e Oberfläche des Materials, aus dem aas Element Л gefertigt ist-_t zu oenetze/i vermag. Das bedeutet₅ daß das Eleiaenx; 1, wenn gs die vorgexi8jan";eri Eigenschaften ізиіЧѵеівт^ die Elektrizität selbst nicht zu. leiten braucht, praktisch aber an der Leitung des 3 tr ore es zv/angsiäufif.; toilninrat, da das EleLiex.it 1 &us gut lötbsrem LIaterial bestent, welches in der Regel ein guter elektrischer Leiter ist« Im Gegensatz au einigen

Durchkontaktierungselementen des Standes der Technik übt das Element 1 als lediglich Lotträger keinerlei Federwirkung aus.

In Fig. 4 ist eine Durchkontaktierungsstelle dargestellt, welche gleichzeitig der Verbindung mit einem elektronischen Bauelement dient. Der Bauelementeanschluß 11 wird dabei einfach in den Schaft 2 eingebracht, wobei der durch den Steg Ц- gebildete untere Abschluß des Elements 1 verhindert, daß der Anschluß 11 Undefiniert durch das Element 1 hindurch und damit verschieden weit aus der LotSeitenfläche des'Trägers 5 herausragen kann. Daraus resultiert unmittelbar ein guter optischer-Eindruck und lGtztendlich kann so leicht eine Abstandsbestückung insbesondere temperaturgefährdeter Bauelemente realisiert v/erden.

Mit Fig. 5 werden v/eitere Möglichkeiten der Nutzung des Elements 1 angedeutet, hier beispielsweise die Verlötung eines Bauelemcntanschlusses 11 mit einem Leiterzug mit Lötauge 7 auf der Bestückungsseite von der Lötseite des Trägers 5 aus.

Zur Verbesserung der Lötstellenqualität ist es ohne weiteres möglich, eine ähnliche Anordnung wie in Fig, 5 zur Anwendung zu bringen, bei der sich das Lötauge 7 einschließlich Leiterzug nicht auf der Bestückungsseite, sondern auf der Lötseite befindet,

Fig. 6 schließlich zeigt die universelle Verwendbarkeit des Elements 1 auch für Mehrlagenanordnungen. Die Durchkontakt ieruiig dient hier nicht nur der Ausbildung einer elektrischen Leitung von einem oberen zu einem unteren Leiterzug, sondern auch der Verbindung zu und zwischen weiteren elektrisch leitfähigen Ebenen 12, die zwischen den isolierenden Trägerschicht en 13 angeordnet sind«. Die Vorbindung zwischen ausschließlich leitfähigen Ebenen kann wie schon in Fig. 5 angedeutet, auch ohne das Vorhandensein von oberen oder unteren Lötaugen erfolgen«

Claims

Erfindungeanspruch

1, Anordnung zur Durchkontaktierung von ein- oder mehrlagigen Leiterplatten in einem einzigen Lötvorgang, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Durchbruch (6) zwischen Bestückungs- und Lötseite eines Trägers (5)

eingebrachtes, aus drahtförmigem, lötfähigem Material bestehendes Element (1) einen in dem Durchbruch sich erstreckenden und einseitig herausragenden, schraubenförmig gewickelten Schaft (2) und einen·an die Oberseite des Trägers (5) sich'anlegenden spiralig gewickelten Bund (3) besitzt und mittels Lot mit allen an.das Element (1) angrenzenden Kontaktflächen (7, 8, 11, 12) eine homogene Lötstelle bildet.

2. Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft des Elements (1) zylindrisch, prismatisch, pyramiden- oder kegelstumpfförmig gestaltet ist.

3* Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1) ein- oder mehrgängig gewickelt ist.

4· Anordnung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (1) mit einem am Schaftende diametral verlaufenden Steg (4) einen definierten unteren Abschluß beim Einsetzen von Bauelementanschlüssen in den Schaft (2) besitzt.

Hierzu «iLSeiien Zeichnungen