DE10207272A1 - Bauteil zur Herstellung von Anschlusselementen einer Leiterplatte innerhalb eines Signalempfänger-Rahmens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil zur Herstellung von Verbindungen einer innerhalb eines Signalempfänger-Rahmens angebrachten Leiterplatte. Das Bauteil weist mehrere Anschlusselemente (3a...3k) auf, deren Endteile abgewinkelt sind und jedes Endteil mindestens einen Vorsprung (5) hat. Zwischen jeweils zwei Anschlusselementen (3a...3k) befindet sich ein Gegenhalter (4a...4k), dessen Endteil ebenfalls abgewinkelt ist. Die Endteile der Anschlusselemente (3a...3k) spannen eine Ebene auf, die parallel zu einer durch die Endteile der Gegenhalter (4a...4k) aufgespannten Ebene liegt.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Bauteil, das zur Herstellung von Anschlusselementen der Leiterplatte mit anderen elektrischen Komponenten dient. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung mit einem Rahmen für einen Signalempfänger mit einem Bauteil zur Herstellung von Anschlusselementen einer Leiterplatte und ein Verfahren zur Herstellung von Anschlusselementen einer Leiterplatte.
• Derartige Signalempfänger verarbeiten fast alle elektrische Signale und übertragen diese Signale an andere elektrischen Komponenten zur weiteren Verarbeitung. Andere, elektrische Komponenten können weitere Leiterplatte sein, wie z. B. ein sog. Mainboard eines Fernsehgerätes oder eine TV-Karte eines PC-Gerätes. Der Signalempfänger selbst besteht aus einen Rahmen in den verschiedene SMD-Bauelemente ("Surface Mounted Device") auf der Oberfläche einer Leiterplatte montiert sind.
• Bei der Montage der Leiterplatte wird zunächst Lötpaste mittels eines Siebdruckverfahrens nach einem vorgegebenen Muster auf die Leiterplatte aufgebracht. Anschließend werden die SMD-Bauelemente auf die Leiterplatte aufgesetzt und gegebenenfalls mit einem nichtleitenden Kleber auf der Oberfläche der Leiterplatte fixiert, wobei die Anschlüsse der Bauelemente an vorgegebenen Stellen mit dem auf die Leiterplatte aufgedruckten Lötpastenmuster in Berührung kommen. Die Bauelemente selbst und ihre Anschlüsse befinden sich dabei auf derselben Seite der Leiterplatte. Anschließend wird der sogenannte Reflow-Lötprozess (ein Fließlötvorgang) durchgeführt. Dabei wird das auf die Leiterplatte aufgebrachte Lot durch Wärmezufuhr in einem geeigneten Ofen aufgeschmolzen, so dass feste elektrische Lötverbindungen zwischen den SMD- Bauelementen und der Leiterplatte gebildet werden.
• Zur Übertragung der Signale zwischen dem Signalempfänger und anderen Schaltungskomponenten werden Bauteile benötigt, welche die elektrischen Signale der Leiterplatte an die Komponenten weiterleitet. Bekannte Ausführungsformen sehen dabei in dünne Kunststoffstreifen eingelassene Anschlusselemente oder Pinstreifen vor, die nach dem Aufbringen der Lötpaste zusammen mit den SMD-Bauelementen auf die Leiterplatte aufgesetzt werden. Der Kunststoffstreifen diente dabei als Führung für die Anschlusselemente und bieten eine isolierte Befestigung zum Rahmen.
• Nachteilig ist hier der zusätzliche Platzbedarf auf der Leiterplatte und die notwendigen aber auch problembehafteten Toleranzen des Kunststoffstreifens, wie z. B. Abstand der Anschlusselemente, verbogener Kunststoffstreifen, im Material und bei der Verarbeitung entstehende Schwankungen. Vom Nachteil sind auch die zusätzlichen Kosten durch den verwendeten Kunststoff, der sich bei den hohen Temperaturen während des Reflow- Lötprozesses nicht verflüssigen darf. Gerade bei einer Massenproduktion sind die zusätzlichen Kosten nicht unerheblich. Als Alternative hierzu ist es bekannt, separate Anschlusselemente zu verwenden, die erst nach dem Reflow-Lötprozess per Hand auf die Leiterplatte aufgelötet werden, was zusätzliche Arbeitskosten verursacht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil zur Herstellung von Verbindungen einer innerhalb eines Signalempfänger-Rahmens angebrachten Leiterplatte zu schaffen, das eine hohe mechanische Stabilität, hohe Temperaturverträglichkeit aufweist und dessen Montage möglichst kostengünstig ist.
• Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Bauteil mehrere Anschlusselemente mit abgewinkeltem Endteil aufweist, jeweils zwischen zwei Anschlusselementen einen Gegenhalter mit abgewinkeltem Endteil besitzt, und die Endteile der Anschlusselemente eine Ebene aufspannen, die parallel zu einer durch Endteile der Gegenhalter aufgespannten Ebene liegt.
• Bei der Montage des Bauteils werden die Anschlusselemente in mehrere für die Anschlusselemente vorgesehene Löcher der Leiterplatte eingefügt. Die Leiterplatte befindet sich dabei in dem Rahmen des Signalempfängers, so dass die Anschlusselemente über die sich am Rahmen abstützenden Gegenhalter am Rahmen oder Leiterplatte abgestützt werden. Der Verbindungsstreifen dient zur Führung und zur stabilen Positionierung der Gegenhalter.
• Nachdem die Anschlusselemente des Bauteils in der Leiterplatte eingefügt wurden, findet ein Lötprozess statt, bei dem der Rahmen, Leiterplatte und Anschlusselemente mit einander verlötet werden. Nach dem Lötprozess wird der Verbindungsstreifen abgetrennt und die Gegenhalter entfernt.
• Da die Anschlusselemente durch die Gegenhalter abgestützt werden, kann das gesamte Bauteil stabil an die Leiterplatte angebracht werden. Eine unerwünschte Verbiegung des Bauteiles wird sowohl durch die Gegenhalter als auch durch den Verbindungsstreifen vermieden. Ein derartiges Bauteil herzustellen erfordert nur wenig Aufwand und reduziert auf diese Weise Kosten beim Herstellungsprozess des Signalempfängers.
• Das Bauteil ist einstückig und besteht einheitlich aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. Blech. Es wird vollständig aus dem Material gestanzt und entsprechend gebogen. Dies führt zur einer besseren Stabilität der Anschlusselemente, besonders dadurch, dass keine Übergänge unterschiedlicher Materialien zwischen Anschlusselement und Verbindungsstreifen vorhanden sind.
• Durch die Verwendung nur eines Materials unterliegt das Bauteil weniger mechanischer Spannung, da keine unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten innerhalb des Bauteils herrschen. Diese Eigenschaft macht sich während des Lötprozesses besonders bemerkbar. Gleichzeitig kann eine erhöhte Temperaturstabilität durch die Wahl des entsprechenden Materials erreicht werden.
• Es ist bevorzugt, dass die Anschlusselemente und Gegenhalter L-förmig sind. Eine L- förmige Form der Anschlusselemente und Gegenhalter gewährleistet eine Stabilität des Bauteils während der Montage, da die Gegenhalter eine abstützende Haltung an einem rechtwinkligen Rahmen erfüllen können und so das gesamte Bauteil beim Einführen der Anschlusselemente in die Leiterplatte stabilisiert werden kann.
• Die Ausführung gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil, dass ein Vorsprung des Endteils das Anschlusselement in seiner Lage bei einer weiteren Benutzung der Anschlusselemente zusätzlich stabilisiert. Das Anbringen eines Moduls (z. B. Signalempfängers) auf ein Mainboard (z. B. Fernseher, PC-Karte) kann durch einen Lötvorgang erfolgen. Dabei werden die Anschlusselemente erneut erhitzt und könnten durch das Verflüssigen der Lötverbindung aus der Leiterplatte heraus- oder umfallen. Durch den stufigen Vorsprung des Endteils wird das Anschlusselement auf der Leiterplatte abgestützt, so dass sich seine Lage beim Verflüssigen der Lötverbindung nicht ändert.
• Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung mit einem Rahmen insbesondere zur Aufnahme einer Leiterplatte für einen Signalempfänger mit einem am Rahmen befestigten Bauteil. Dabei besteht das Bauteil aus mehrere, im gleichen Abstand zueinander angeordneten, rechtwinkligen Anschlusselementen. Die Anschlusselemente dienen als eine elektrische Verbindung der Leiterplatte mit anderen Komponenten, beispielsweise anderen Leiterplatten. Zwischen zwei Anschlusselementen befindet sich ein Gegenhalter, der zur Stabilisierung der Lage des Bauteiles dient. Die Anschlusselemente werden in den Rahmen und die Leiterplatte durch einen Verbindungsstreifen des Bauteils geführt. Der Verbindungsstreifen positioniert und stabilisiert die Gegenhalter am Rahmen.
• Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Anschlusselementen einer Leiterplatte mit einem Rahmen eines Signalempfängers. Ein Bauteil, das mehrere Anschlusselemente mit abgewinkeltem Endteil, und jeweils zwischen zwei Anschlusselementen einen Gegenhalter mit abgewinkeltem Endteil aufweist, wird vor dem Verlöten der Anschlusselemente am Rahmen befestigt. Die Endteile der Anschlusselemente spannen eine Ebene auf, die parallel zu einer durch die Endteile der Gegenhalter aufgespannten Ebene liegt. Die Anschlusselemente werden in die Leiterplatte eingefügt, gleichzeitig wird das Bauteil über die Gegenhalter am Rahmen und/oder Leiterplatte abgestützt. Nach dem Verlöten der Anschlusselemente werden diese vom Bauteil abgetrennt.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 ein Bauteil und
• Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein Detail eines Anschlusselementes
• Fig. 3 ein Signalempfänger-Rahmen mit dem Bauteil.
• Das in der Fig. 1 dargestellte Bauteil 1 wird aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise Blech, gestanzt und entsprechend gebogen.
• Das Bauteil besteht aus einem Verbindungsstreifen 2 und mehreren, L-förmigen Anschlusselementen 3a . . . 3k. Ein Endteil jedes Anschlusselements 3a . . . 3k ist rechtwinklig abgewinkelt und weist zwei Vorsprünge 5 und 6 auf, die zur Abstützung der Anschlusselemente 3a. 3k auf einer Leiterplatte dienen. Die Vorsprünge sind in Fig. 2 zur Verdeutlichung in vergrößertem Maßstab dargestellt.
• Zwischen jeweils zwei Anschlusselementen 3a und 3b befindet sich ein L-förmiger Gegenhalter 4a bis 4j, dessen Enteil ebenfalls rechtwinklig abgewinkelt ist.
• Der Verbindungsstreifen 2 ist zur Führung der Anschlusselemente 3a . . . 3k und zur Stabilisierung der Gegenhalter 4a . . . 4j vorgesehen. Die Gegenhalter 4a . . . 4j fixieren die Lage des Bauteils 1 während eines Lötprozesses der Leiterplatte, bei dem die Anschlusselemente verlötet werden. Dazu werden sie am Rahmen des Signalempfängers abgestützt.
• Fig. 3 zeigt das in den Signalempfänger-Rahmen 7 eingesetzte Bauteil 1. Das Bauteil 1 wird vor dem Beginn des Lötprozesses an dem Rahmen 7 angebracht. Dabei werden die Anschlusselemente 3a . . . 3k des Bauteiles 1 in dafür vorgesehene Löcher der nicht dargestellten Leiterplatte eingefügt. Die Anschlusselemente 3a . . . 3k werden währenddessen über die Gegenhalte 4a . . . 4j abgestützt. Die Vorsprünge 5 und 6 jedes Anschlusselementes 3a . . . 3k liegen auf der Leiterplatte auf.
• Während des Lötprozesses werden notwendige Lötverbindungen zwischen den Anschlusselementen und der Leiterplatte hergestellt. Dabei sind nicht nur die Leiterplatte sondern auch das gesamte Bauteil 1 hohen Temperaturen ausgesetzt.
• Nach dem Lötprozess wird sowohl der Verbindungsstreifen 2 als auch die Gegenhalter 4a . . . 4j entfernt. Die verbleibenden Anschlusselemente 3a . . . 3k stellen eine elektrische Verbindungen zu anderen elektrischen Leiterplatten eines Gerätes dar.

Claims (7)

1. Bauteil
mit mehreren Anschlusselementen (3a . . . 3k) mit abgewinkeltem Endteil, und
jeweils zwischen zwei Anschlusselementen (3a . . . 3k) einen Gegenhalter (4a . . . 4j) mit abgewinkeltem Endteil aufweist, und
die Endteile der Anschlusselemente (3a . . . 3k) eine Ebene aufspannen, die parallel zu einer durch die Endteile der Gegenhalter (4a . . . 4j) aufgespannten Ebene liegt.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil einstückig ist.

3. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (3a . . . 3k) und Gegenhalter (4a . . . 4j) L-förmig sind.

4. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusselemente (3a . . . 3k), die Gegenhalter (4a . . . 4j) und der Verbindungsstreifen einheitlich aus einem elektrisch leitenden Material bestehen.

5. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Endteile der Anschlusselemente (3a . . . 3k) mindestens einen Vorsprung (5) aufweist.

6. Anordnung mit einem Rahmen insbesondere zur Aufnahme einer Leiterplatte für einen Signalempfänger mit einem am Rahmen befestigten Bauteil, das
aus mehreren Anschlusselementen (3a . . . 3k) mit abgewinkeltem Endteil besteht,
jeweils zwischen zwei Anschlusselementen (3a . . . 3k) einen Gegenhalter (4a . . . 4j) mit abgewinkeltem Endteil aufweist, und
die Endteile der Anschlusselemente (3a . . . 3k) eine Ebene aufspannen, die parallel zu einer durch die Endteile der Gegenhalter (4a . . . 4j) aufgespannten Ebene liegt.

7. Verfahren zur Herstellung von Anschlusselementen einer Leiterplatte mit einem Rahmen, bei dem
ein Bauteil (1), das mehrere Anschlusselemente (3a . . . 3k) mit abgewinkeltem Endteil, und jeweils zwischen zwei Anschlusselementen (3a . . . 3k) einen Gegenhalter (4a . . . 4j) mit abgewinkeltem Endteil aufweist, und die Endteile der Anschlusselemente (3a . . . 3k) eine Ebene aufspannen, die parallel zu einer durch die Endteile der Gegenhalter (4a . . . 4j) aufgespannten Ebene liegt, am Rahmen befestigt wird, wobei die Anschlusselemente (3a . . . 3k) in die Leiterplatte eingefügt werden und das Bauteil (1) über die Gegenhalter (4a . . . 4j) am Rahmen und/oder Leiterplatte abgestützt wird, und
die Anschlusselemente (3a . . . 3k) vom Bauteil (1) abgetrennt werden.