DE102007045630A1 - Verfahren und Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit - Google Patents

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Abstract

Zur erhöhten Sicherstellung einer Vibrationsfestigkeit bei Bauelementen (1), die eine Körpergestalt (6) haben, die über in einer Oberflächenebene einer Flachbaugruppe (2) über zu Zwecken einer Befestigung und/oder elektrischen Kontaktierung auf die zugeordnete Flachbaugruppe (2) genutzte Befestigungs- und/oder elektrische Kontaktierungspunkte (9) mit einem Bereich (7) hinausragen, wird vorgeschlagen, im Bereich (7), vorzugsweise am Rand (11) des (12) vorzusehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 5.
  • Beim Schwingtest nach DIN EN 60068 Test FC. reißen die zu Zwecken einer Befestigung und/oder elektrischen Kontaktierung auf eine zugeordnete Flachbaugruppe von elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen mit einer Körpergestalt, die in der Oberflächenebene der Flachbaugruppe über entsprechende Befestigungs- und/oder elektrische Kontaktierungspunkte hinausragt, genutzten Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte. Der Abriss erfolgt in der Regel oberhalb von bei einem Auflötvorgang des betreffenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelements auf die Flachbaugruppe entstehenden Lotmenisken.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einem Verfahren und einer Anordnung der eingangs genannten Art, das Verfahren und die Anordnung in der Weise technisch zu verbessern, dass eine erhöhte Vibrationsfestigkeit sichergestellt ist.
  • Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein solches Verfahren gelöst, das die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte aufweist.
  • Bezüglich der Anordnung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch eine solche Anordnung gelöst, die das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 5 angegebene Merkmal aufweist.
  • Grundlage sowohl des Verfahrens als auch der Anordnung sind Stützbälle und/oder Stützelemente, die bezüglich einer Kör pergestalt eines betreffenden Bauelements in einem gegenüber zugehörigen Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkten überstehenden Bereich dem betreffenden zu montierenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelement unterlegt werden. Durch die unterlegten Stützbälle und/oder Stützelemente ist das betreffende Bauelement gegen ein seitliches Abkippen gegenüber den zugeordneten Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkten gesichert, so dass es bei Vibrationen zu keinen Drehmomenten auf die zugeordneten Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte kommt. Auf diese Weise ist eine wesentlich erhöhte Vibrationsfestigkeit sichergestellt.
  • Vorzugsweise stützen die Stützbälle und/oder Stützelemente ein betreffendes Bauelement an den am weitest außen angeordneten Rändern ab. Handelt es sich bei einem Bauelement beispielsweise um einen Becherkondensator, ist es vorteilhaft, wenn die Stützbälle und/oder Stützelemente den Becherkondensator am Becherrand gegenüber der Flachbaugruppe abstützen.
  • Bei den Stützbällen und/oder Stützelementen kann es sich beispielsweise um mittels in einem SMT-Prozess (SMT: surfacemounting device) erzeugte Lotbälle oder um Dummy-SMT-Bauelemente mit entsprechender Höhe handeln.
  • Die Stützbälle werden mittels Lotpaste in einem in den meisten Fällen ohnehin ablaufenden SMT-Prozess aufgebracht. Dabei ist die Höhe an die Dicke einer gegebenenfalls vorhandenen Elastomerdichtung angepasst, die zwischen dem Bauelement und der Flachbaugruppe angeordnet ist und einen Abstand zwischen dem Bauelement und der Flachbaugruppe definiert.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
  • 1 einen Becherkondensator in einer Montagesituation gemäß dem Stand der Technik, und
  • 2 einen Becherkondensator in einer Montagesituation gemäß der Erfindung.
  • In der 1 ist ein Becherkondensator 1 in Durchstecktechnik auf eine Flachbaugruppe 2 montiert. Die Anschlussstifte 3 des Becherkondensators 1 sind in einem Zentrumsbereich 4 der Bodenfläche 5 des Becherkondensators 1 angeordnet. Durch die zentrale Anordnung der Anschlussstifte 3 des Becherkondensators 1 existiert eine Körpergestalt 6 des Becherkondensators 1, die in Oberflächenebene der Flachbaugruppe 2 über die dem Becherkondensator zugeordneten Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte, das heißt über die Anschlussstifte 3 mit einem Bereich 7 hinausragt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Becherkondensator 1 mit Hilfe einer Elastomerdichtung 8 auf die Flachbaugruppe 2 montiert.
  • Für den elektrischen Kontakt mit der Flachbaugruppe 2 und die mechanische Befestigung auf der Flachbaugruppe 2 ist der Becherkondensator 1 über Lötaugen 9 der Flachbaugruppe 2 an der Flachbaugruppe 2 angelötet.
  • Bei den Lötaugen 9 der Flachbaugruppe 2 handelt es sich um Kupfer-Pads.
  • Durch das Anlöten des Becherkondensators 1 existieren an den Lötaugen 9 der Flachbaugruppe 2 und den anliegenden Stellen der Anschlussstifte 3 des Becherkondensators 1 entsprechende Lotmenisken 10.
  • In der 2 ist der Gegenstand gemäß der 1 zu sehen, mit dem Zusatz, dass an den Becherrändern 11 Stützbälle und/oder Stützelemente 12 unterlegt sind.
  • Dabei zeigt ein in die 2 integriertes Teilbild den Becherkondensator 1 in einer Unteransicht ohne Flachbaugruppe 2.
  • Zu sehen sind die Anschlussstifte 3 des Becherkondensators 1 im Zentrum 4 der Bodenfläche 5 des Becherkondensators 1. Am Becherrand 11 des Becherkondensators 1 sind die Stützbälle und/oder Stützelemente 12 zu sehen.
  • Im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Stützbälle und/oder Stützelemente 12 gleichmäßig verteilt am Umfang des Becherrands 11 angeordnet. Diese Anzahl kann aber auch erhöht sein. Auch können sie weiter nach innen gerückt sein, soweit sie noch innerhalb des Bereichs 7 (1) angeordnet sind.
  • Die Flachbaugruppe 2 weist für die Befestigung der Stützbälle und/oder Stützelemente 12 weitere Lötaugen 13 auf, die ebenfalls als Kupfer-Pad realisiert sind. Die Stützbälle und/oder Stützelemente 12 sind an diesen Lötaugen 13 letztlich angelötet.
  • Die Stützbälle und/oder Stützelemente 12 weisen eine entsprechende Höhe auf, die hier durch die Höhe der Elastomerdichtung 8 vorgegeben ist.
  • Zur Montage der erfindungsgemäßen Anordnung kann folgender Prozessablauf durchgeführt werden:
    • 1. Drucken einer Lotpaste für die Bestückung von Bauelementen 1 auf die Flachbaugruppe 2 und dabei gleichzeitiges Drucken von Lotpaste für die Stützbälle und/oder Stützelemente 12 für betreffende Bauelemente 1;
    • 2. SMD-Bauelemente bestücken und löten;
    • 3. Bauelemente 1 in der Durchstecktechnik zusammen mit den Stützbällen und/oder Stützelementen 12 bestücken und löten.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit bei auf eine Flachbaugruppe montierten elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen mit einer Körpergestalt, die in Oberflächenebene der Flachbaugruppe über zu Zwecken einer Befestigung und/oder elektrischen Kontaktierung auf die zugeordnete Flachbaugruppe genutzte Befestigungs- und/oder elektrische Kontaktierungspunkte hinausragt, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: – Aufdrucken auf die Flachbaugruppe (2) von Lotpaste auf die Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte (9) von auf die Flachbaugruppe (2) aufzubringenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen (1) und gleichzeitiges Aufdrucken auf die Flachbaugruppe (2) von Lotpaste an vorgegebenen Stellen (13) für Stützbälle und/oder Stützelemente (12) für elektrische und/oder elektronische Bauelemente (1) mit einer Körpergestalt (6), die in Oberflächenebene der Flachbaugruppe (2) über die zugehörigen Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte (9) hinausragt; und – Bestücken und Verlöten von auf der Flachbaugruppe (2) vorgesehener elektrischer und/oder elektronischer Bauelemente (1) unter Vorsehen von Stützbällen und/oder Stützelementen (12) für elektrische und/oder elektronische Bauelemente (1), deren Körpergestalt (6) in der Oberflächenebene der Flachbaugruppe (2) über die zugehörigen Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte (9) hinausragt, an Stellen (11) im Bereich (7) der über die Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte (9) hinausragenden Körpergestalt (6).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst elektrische und/oder elektronische Bauelemente ohne Stützbälle und/oder Stützelemente (12) montiert werden und anschließend dann die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente (1) mit Stützbällen und/oder Stützelementen (12).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbälle mit Hilfe eines sogenannten „surface-mounting technology"-Prozesses (SMT-Prozess) hergestellt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützelemente sogenannte „Dummy-SMT" Bauelemente entsprechender Höhe verwendet werden.
  5. Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit bei auf eine Flachbaugruppe montierten elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen mit einer Körpergestalt, die in Oberflächenebene der Flachbaugruppe über zu Zwecken einer Befestigung und/oder elektrischen Kontaktierung auf die zugeordnete Flachbaugruppe genutzte Befestigungs- und/oder elektrische Kontaktierungspunkte hinausragt, dadurch gekennzeichnet, dass für die eine über die zugehörigen Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte (9) hinausragende Körpergestalt (6) aufweisenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente (1) im Bereich (7) der Körpergestalt (6), die über die zugehörigen Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte (9) hinausragt, Stützbälle und/oder Stützelemente (12) vorgesehen sind.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbälle und/oder Stützelemente (12) auf der Flachbaugruppe (2) verlötet sind.
  7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches und/oder elektronisches Bauelement (1) ein in Durchstecktechnik montierbarer Becherkondensator ist.
  8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbälle und/oder Stützelemente (12) am Becherrand (11) des Becherkondensators angeordnet sind.
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