DE102005001727B4

DE102005001727B4 - Elektrischer Bauelementträger

Info

Publication number: DE102005001727B4
Application number: DE102005001727.4A
Authority: DE
Inventors: Walter Rendgen; Gerhard Tritt
Original assignee: Seuffer GmbH and Co KG
Current assignee: Seuffer GmbH and Co KG
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2025-01-14
Also published as: DE102005001727A1

Abstract

Elektrischer Bauelementträger mit wenigstens einem elektrischen Bauelement, welches mittels mechanischer Rastelemente an einer Leiterplatte montiert ist und an welchem Anschlussflächen vorgesehen sind, die mittels Druck mit elektrischen Anschlussstellen an einer Leiterplatte elektrisch kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anschlussstellen (8) der Leiterplatte (7) und den am Bauelement (9) vorgesehenen Anschlussflächen (1 bis 4) elektrisch leitfähige Kontaktplättchen (5) angeordnet sind, welche mit den Anschlussstellen (8) an der Leiterplatte (7) verlötet sind, und dass die mechanischen Rastelemente (6) am Gehäuse des elektrischen Bauelements (9) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Bauelementträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus DE 196 33 486 C1 ist es bekannt, Anschlussbereiche von Leiterbahnen auf einer Leiterplatte mit Kontaktplättchen zu verlöten, um eine einfache Verbindungsmöglichkeit zwischen Dünnschichtelementen der Leiterplatte und Anschlussdrähten oder Anschlusslitzen zu schaffen, so dass zusätzliche Bonddrähte oder Leiterbahnen zwischen den Dünnschichtelementen und dem Kontaktierungsbereich vermieden werden.
Aus DE 196 31 310 A1 ist es bekannt, für eine druckbeaufschlagte Kontaktgabe bei einem an einer Leiterplatte befestigten Mikroschalter Kontaktnieten als Festkontakte an der Leiterplatte vorzusehen und an einer Kontaktbrücke befestigte Kontaktstücke am Bauelementgehäuse beweglich zu führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Bauelementträger der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem mit einfachen Mitteln und unter Vermeidung thermischer Belastung des elektrischen Bauelements, die Kontaktgabe zwischen den Anschlussflächen des elektrischen Bauelements und den elektrischen Anschlussstellen an der Leiterplatte ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der Erfindung werden zwischen den Anschlussstellen der Leiterplatte und den am Bauelement vorgesehenen Anschlussflächen Kontaktplättchen angeordnet, welche mit den Anschlussstellen an der Leiterplatte verlötet und mit den Anschlussflächen am Bauelement in elektrisch leitenden Druckkontakt gebracht werden. Hierzu können zunächst die Kontaktplättchen mit den Anschlussstellen an der Leiterplatte, beispielsweise in einem Lötofen oder sonstwie in herkömmlicher Weise verlötet und damit an der Leiterplatte auch mechanisch fixiert werden. Anschließend wird das elektrische Bauelement mit den an ihm vorgesehenen Anschlussflächen in elektrischen Kontakt mit den Kontaktplättchen gebracht oder das elektrische Bauelement wird in eine Position gebracht, aus der die Anschlussflächen in elektrisch leitenden Kontakt mit den Kontaktplättchen gebracht werden können, wobei am Bauelementgehäuse vorgesehene mechanische Rastelemente unter der Leiterplatte verrastet werden.
Mit einer derartigen Anordnung bzw. mit einem derartigen Aufbau der Kontaktgabe zwischen Leiterplatte und elektrischem Bauelement wird die Wärmebelastung des elektrischen Bauelementes mit einfachen Mitteln vermieden.
Die Kontaktplättchen besitzen vorzugsweise SMD-Eigenschaft und können mit den Anschlussstellen an der Leiterplatte, wie oben erläutert, elektrisch kontaktiert werden. Hierzu sind die Kontaktplättchen zumindest an der Oberfläche, welche mit den Anschlussstellen an der Leiterplatte in Berührung kommt, lötfähig ausgebildet. Hierzu können die Kontaktplättchen eine Lötschicht aufweisen. Bevorzugt ist jedoch die Kontaktoberfläche der Kontaktplättchen galvanisch veredelt, wobei die Kontaktfläche vorzugsweise versilbert oder vergoldet ist. Es ist natürlich auch möglich, die gesamte Oberfläche des Kontaktplättchens lötfähig, insbesondere versilbert oder vergoldet auszubilden. Als Material für die Kontaktplättchen eignet sich beispielsweise Kupfer, Silber oder eine Kupfer-, Zink-Legierung.
Am Bauelement, insbesondere am Bauelementgehäuse können Führungsmittel, beispielsweise in Form von Führungsstiften vorgesehen sein, welche in entsprechende Löcher oder Ausnehmungen an der Leiterplatte eingreifen. Hierdurch wird gewährleistet, dass die am Bauelement vorgesehenen Anschlussflächen mit den Anschlussstellen an der Leiterplatte elektrisch kontaktiert werden. Ferner wird hierdurch eine automatische Bestückung der Leiterplatte mit den Bauelementen gewährleistet. Die Kontaktplättchen können in der Weise an der Leiterplatte oberflächemontiert werden, wie das in herkömmlicher Weise bei SMD-Bauelementen der Fall ist. Das Aufbringen, beispielsweise Aufstecken der elektrischen Bauelemente kann mit Hilfe eines Roboters oder einer herkömmlichen Bestückungseinrichtung erfolgen. Die Erfindung ist vor allem bei wärmeempfindlichen, elektrischen Bauelementen einsetzbar.
Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt
1 in perspektivischer Darstellung ein elektrisches Bauelement, welches beispielsweise als Schalter, insbesondere Netzschalter ausgebildet sein kann;
2 die Unterseite des in 1 dargestellten Bauelements;
3 einen Ausschnitt einer Leiterplatte, auf welche Kontaktplättchen aufgelötet sind; und
4 in Seitenansicht in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels, welches die wesentlichen Merkmale der Erfindung beinhaltet.
Bei einem Ausführungsbeispiel der elektrischen Vorrichtung ist ein elektrisches Bauelement 9, welches perspektivisch in der 1 dargestellt ist und SMD-Bauform aufweist, an einer Leiterplatte 7 oberflächemontiert. Die Leiterplatte 7 weist an ihrer Oberfläche elektrische Leiterbahnen 11 mit Anschlussstellen 8 auf. Mit den Anschlussstellen 8 sind Kontaktplättchen 5 durch Verlöten elektrisch kontaktiert. Hierzu kann jedes Kontaktplättchen 5 zumindest an seiner Unterseite eine lötfähige Schicht 13, beispielsweise aus Zinn aufweisen. In bevorzugter Weise ist jedoch die Unterseite des Kontaktplättchens 5 oder das gesamte Kontaktplättchen galvanisch veredelt, beispielsweise versilbert oder vergoldet. Auf diese Weise wird das Kontaktplättchen 5 lötfähig, so dass es wie ein SMD-Bauelement mit den Anschlussstellen 8 der Leiterbahnen 11 verlötet werden kann. Das Löten kann in einem Lötofen durchgeführt werden. Hierzu werden die Kontaktplättchen 5, welche, wie SMD-Bauelemente, mit der Lötschicht 13 ausgestattet sind, auf die gedruckte Leiterplatte 7 an den Anschlussstellen 8 angeordnet, wie es aus 3 zu ersehen ist. Die Anschlussstellen 8 befinden sich unterhalb der Kontaktplättchen 4 und sind in der 3 gestrichelt dargestellt. Die Kontaktstellen 8 befinden sich an den Enden der Leiterbahnen 11, welche beispielsweise Kupferleiterbahnen in bekannter Weise sind. Im Lötofen erfolgt die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktplättchen 5 und den Anschlussstellen 8. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Anschlussstellen 8 vorgesehen, von denen elektrische Leiterbahnen 11 weggeführt sind.
Nach dem Lötvorgang wird das elektrische Bauelement 9 an der gedruckte Leiterplatte 7 oberflächenmontiert, wobei an der Unterseite des Bauelementes 9 angeordnete Anschlussflächen 1 bis 4 mit den Kontaktplättchen 5 in elektrisch leitende Berührung gebracht werden.
Am elektrischen Bauelement 9 sind zur exakten Positionierung des Bauelementes, bei welcher die Anschlussflächen 1 bis 4 mit den Kontaktplättchen 5 elektrisch kontaktiert werden, Führungsmittel vorgesehen, welche beispielsweise als Führungsstifte 10 ausgebildet sein können. Ferner sind zur Befestigung des Bauelementes 9 an der Leiterplatte 7 Rastelemente 6 vorgesehen. Diese Rastelemente 6 sind in Form von federnden Vorsprüngen an der Unterseite des Bauelementes ausgebildet. Sie besitzen Rastnasen, welche abgeschrägte Flächen 14 aufweisen. Die Rastnasen werden bei der Oberflächenmontage durch Ausnehmungen 12 in der Leiterplatte 7 hindurchgesteckt und verrasten an der Unterseite der Leiterplatte 7 mit Anschlagschultern 15. Die Verrastung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Anschlussflächen 1 bis 4 mit einem bestimmten Auflagedruck auf den Kontaktplättchen 5 aufliegen. Dabei werden die Führungsstifte 10 durch angepasste Bohrungen 16 der Leiterplatte 7 gesteckt. Hierdurch wird eine einwandfreie elektrische Kontaktgabe zwischen den Anschlussflächen 1 bis 4 und damit den elektrischen und elektronischen Funktionselementen des Bauelements 9 und den Leiterbahnen 11 auf der Leiterplatte 7 hergestellt. Aus der 4 ist die Anordnung der Anschlussflächen 1 bis 4, der Kontaktplättchen 5, der Anschlussstellen 8 und der elektrischen Leiterbahnen 11 sowie die mechanische Verbindung zwischen dem Bauelement 9 und der Leiterplatte 7 dargestellt.
Die Kontaktplättchen 5 besitzen vorzugsweise eine größere Oberfläche als die Anschlussflächen 1 bis 4 am elektrischen Bauelement 9 und die Anschlussstellen 8 an den Leiterbahnen 11 der Leiterplatte 7. Vorzugsweise sind die Kontaktplättchen 5 als kreisrunde Scheiben mit ebenen Oberflächen ausgebildet. Beispielsweise beträgt der Durchmesser eines Kontaktplättchens etwa 4,0 mm. Eine Anschlussfläche am Bauelement besitzt beispielsweise einen Durchmesser von etwa 2,0 mm. Die Dicke des Kontaktplättchens 5 kann beispielsweise etwa 0,5 mm bis 1,0 mm, insbesondere etwa 0,8 mm betragen.
Das in der 4 dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt am Gehäuse des Bauelements 9 ortsfest angeordnete Kontaktstücke, an denen die Anschlussflächen 1 bis 4 an der Unterseite vorgesehen sind. Mit diesen Kontaktstücken sind im elektrischen Bauelement 4 nicht näher dargestellte elektrische und/oder elektronische Funktionselemente elektrisch verbunden. Es kann sich hier um ohmsche, kapazitive oder induktive Funktionselemente oder Halbleiterelemente handeln. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Anschlussflächen 1 bis 4 vorgesehen, wobei jedoch auch Bauelemente mit hiervon sich unterscheidender Anzahl der Anschlussflächen bei der Erfindung zum Einsatz kommen können.
Die Erfindung kann auch bei anderen elektrischen SMD-Bauelementen, beispielsweise Widerständen, Kondensatoren, Spulen, Filtern und dergleichen und insbesondere bei solchen Bauelementen, die wärmeempfindlich sind, zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste

1–4: Anschlussfläche am elektrischen Bauelement
5: Kontaktplättchen
6: Rastelemente
7: Leiterplatte
8: Anschlussstellen an der Leiterplatte
9: elektrisches Bauelement
10: Führungsstifte
11: elektrische Leiterbahnen
12: Ausnehmungen an der Leiterplatte
13: lötfähige Oberfläche
14: abgeschrägte Flächen
15: Anschlagschultern
16: Bohrungen

Claims

Elektrischer Bauelementträger mit wenigstens einem elektrischen Bauelement, welches mittels mechanischer Rastelemente an einer Leiterplatte montiert ist und an welchem Anschlussflächen vorgesehen sind, die mittels Druck mit elektrischen Anschlussstellen an einer Leiterplatte elektrisch kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anschlussstellen (8) der Leiterplatte (7) und den am Bauelement (9) vorgesehenen Anschlussflächen (1 bis 4) elektrisch leitfähige Kontaktplättchen (5) angeordnet sind, welche mit den Anschlussstellen (8) an der Leiterplatte (7) verlötet sind, und dass die mechanischen Rastelemente (6) am Gehäuse des elektrischen Bauelements (9) vorgesehen sind.
Elektrischer Bauelementträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussflächen (1 bis 4) mit Federspannung auf den Kontaktplättchen (5) aufliegen.
Elektrischer Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplättchen (5) SMD-Bauform aufweisen.
Elektrischer Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Kontaktplättchen (5) scheibenförmig ausgebildet ist und an wenigstens einer Oberfläche (13), welche mit einer der Anschlussstellen (8) der Leiterplatte (7) elektrisch kontaktiert ist, lötfähig ausgebildet ist.
Elektrischer Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktplättchen (5) ganz oder teilweise eine galvanisch veredelte, insbesondere versilberte oder vergoldete Oberfläche aufweist.
Elektrischer Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplättchen (5) als kreisrunde Scheiben ausgebildet sind.
Elektrischer Bauelementträger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Kontaktplättchen (5) einen Durchmesser von 4,0 mm ± 10% aufweist.
Elektrischer Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des jeweiligen Kontaktplättchens 0,50 mm bis 1,0 mm, insbesondere 0,8 mm beträgt.
Elektrischer Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am elektrischen Bauelement (9) Führungsmittel (10) vorgesehen sind, welche mit entsprechenden Führungsmitteln (16) an der Leiterplatte (7) zusammenwirken.
Elektrischer Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bauelement (9) als elektrischer Schalter ausgebildet ist.
Elektrischer Bauelementträger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schalter für Netz- oder Kleinspannung ausgebildet ist.
Elektrischer Bauelementträger nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter als Tastschalter ausgebildet ist.