DE10344745A1 - Mechanical equipment unit e.g. for construction of circuit board, drills holes into circuit board with contact pad surrounding drilled hole and allows for component fixing - Google Patents

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Abstract

The unit drills holes into a circuit board. A contact pad surrounds the drilled hole and allows for components fixing. The component is inserted onto the circuit board between contact pads. An independent claim is included for a method for circuit board construction.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil zur maschinellen Bestückung einer Leiterplatte. Weiterhin wird ein Verfahren zur maschinellen Bestückung angegeben.The The invention relates to a component for machine assembly of a PCB. Furthermore, a method for machine assembly is specified.

Das Bestücken von Leiterplatten mit elektronischen Bauteilen geschieht üblicherweise in mehreren Schritten: die Leiterplatten werden bearbeitet – z.B. Bohren von Löschen, Erzeugen von Kontaktflächen, sog. Pads etc. –, es wird Lot oder Kleber – von Hand, über Formstücke oder im Siebdruckverfahren – aufgebracht, die Bauteile werden platziert – z.B. mit einem Bestückungsautomaten – und mit einem entsprechenden Verfahren – z.B. Reflowlöten, Löten von Hand, Wellenlöten – wird die Verbindung zwischen Bauteil und Leiterplatte hergestellt. Es treten jedoch immer auch Fälle auf, die üblicherweise einer gesonderten Behandlung bedürfen. Im Siebdruckverfahren kann es vorkommen, dass für manche Bauteile die Lotmenge nicht ausreichend ist, weil die Bauteile z.B. schwerer sind also die übrigen Bauteile. Es kann vorkommen, dass für besondere Ausgestaltungen nur eines oder nur wenige Bauteile zusätzlich auf einer Leiterplatte aufgebracht werden müssen, so dass das Siebdruckverfahren zu umständlich ist. Es kann sein, dass vor dem Lötvorgang ein Abstand zwischen Bauteil und Leiterplatte eingehalten werden muss, so dass z.B. die drahtförmigen Kontakte eines Bauteils nicht durch die Bohrung hindurchragen und somit nicht z.B. das Siebdruckverfahren auf der gegenüberliegenden Seite stören. Es gibt also Spezialfälle, die die automatische und daher allgemein angestrebte Fertigung aushebeln. Weiterhin wird angestrebt, Fertigungsschritte zu vereinfachen und zusammenzufassen. Dazu gehört jedoch auch, dass solche oben erwähnten Ausnahme auch in üblichen Prozessen eingegliedert werden.The equip of printed circuit boards with electronic components usually happens in several steps: the circuit boards are processed - e.g. Drill from extinguishing, Generating contact surfaces, so-called pads etc. -, it is solder or glue - by hand, over fittings or screen-printed - applied, the components are placed - e.g. with a placement machine - and with a corresponding method - e.g. reflow soldering, Soldering by hand, Wave soldering - will the Connection made between component and printed circuit board. It kick but always cases too on, usually require separate treatment. In the screen printing process, it may happen that for some components, the amount of solder is not sufficient, because the components e.g. so heavier are the remaining Components. It may happen that for special designs only one or only a few additional components on a circuit board need to be applied so that the screen printing process is too cumbersome. It may be that before the soldering process a distance between component and circuit board are maintained must, so that e.g. the wire-shaped Contacts of a component do not protrude through the hole and thus not e.g. the screen printing process on the opposite Disturb page. So there are special cases that Eliminate the automatic and therefore generally desired production. Furthermore, the aim is to simplify manufacturing steps and summarize. This includes but also that such exception mentioned above also in usual Processes are incorporated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aufbringen und Befestigen von Bauteilen auf Leiterplatten zu rationalisieren. Dafür sind ein Bauteil und ein Verfahren erforderlich.Of the Invention is based on the object, the application and fastening to streamline components on circuit boards. Therefor are one Component and a procedure required.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit einem Bauteil zur maschinellen Bestückung einer Leiterplatte, wobei die Leiterplatte mindestens eine Bohrung aufweist, wobei das Bauteil mindestens einen drahtförmigen Kontakt aufweist, wobei mindestens ein Lotformteil vorgesehen ist, und wobei das Lotformteil mit dem drahtförmigen Kontakt verbunden ist. Die Idee der Erfindung ist also, dass es sich um ein Bauteil mit einem drahtförmigen Kontakt handelt, wobei auf dem Kontakt bereits ein Lotformteil aufgesteckt oder in einer entsprechenden Art damit verbunden ist. Somit entfällt bei der Bestückung dieser Zwischenschritt des Aufbringens eines Formteils auf die Leiterplatte. Weiterhin ist somit die Bestückung ähnlich der von SMD-Bauteilen, so dass eine Mischbestückung der Leiterplatte von solchen erfindungsgemäßen Bauteilen und SMD-Bauteilen möglich ist. Es lassen sich jedoch natürlich auch normale bedrahtete Bauteile ohne ein solches Lotformteil aufbringen. Weiterhin erlaubt dies besonders auch eine Erstellung der Verbindung von Bauteil und Leiterplatte im Reflowofen. Ein zusätzlicher Vorteil ist auch, dass das Lotformteil vor dem Lötprozess als Abstandsstück fungiert. Somit werden die Probleme von zusätzlichen Lotbedarf und von einzuhaltendem Abstand mit diesem erfindungsgemäßen Bauteil automatisch gelöst.The Invention solves the task with a component for machine assembly of a Printed circuit board, wherein the printed circuit board has at least one bore, wherein the component has at least one wire-shaped contact, wherein at least one solder preform is provided, and wherein the solder preform with the wire-shaped Contact is connected. So the idea of the invention is that it is a component with a wire-shaped contact, wherein on the contact already attached a Lotformteil or in a corresponding Kind associated with it. This eliminates the placement of this Intermediate step of applying a molding to the circuit board. Furthermore, the assembly is therefore similar to the of SMD components, so that a mixed assembly of the circuit board of Such components according to the invention and SMD components possible is. It can, however, be natural also apply normal wired components without such a solder preform. Farther This allows especially a creation of the connection of component and PCB in the reflow oven. An additional advantage is also that the solder preform before the soldering process as a spacer acts. Thus, the problems of additional solder requirement and of distance to be maintained automatically solved with this component according to the invention.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bauteils sieht vor, dass das Lotformteil gegen ein Herabfallen vom drahtförmigen Kontakt fixiert ist. Diese Fixierung vereinfacht die Behandlung der Bauteile, besonders in Hinsicht auf den Transport, so dass kein Risiko besteht, dass das Lotformteil verloren gehen könnte. In einer speziellen Ausgestaltung ist das Lotformteil im Wesentlichen über Reibschluss auf dem drahtförmigen Kontakt fixiert. Das Lotformteil ist also in Relation zum drahtförmigen Kontakt so dimensioniert, dass es aufgrund der Reibung nicht herunterrutschen kann. Beispielsweise handelt es sich bei dem Formteil um einen Ring mit einem Loch, dessen Durchmesser gerade dem Außendurchmesser des drahtförmigen Kontaktes entspricht. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Lotformteil im Wesentlichen über einen Kleber auf dem drahtförmigen Kontakt fixiert. Ein Flussmittel, das zwischen drahtförmigen Kontakt und Lotformteil aufgebracht worden ist, kann beispielsweise eine solche klebende Wirkung entfalten. Es sind jedoch auch andere Kleber, die nur für diese Haftung sorgen sollen, möglich.A Embodiment of the component according to the invention provides that the solder preform against falling from the wire-shaped contact is fixed. This fixation simplifies the treatment of the components, especially in terms of transportation, so there is no risk that the solder preform could be lost. In a special embodiment, the solder preform is essentially frictionally engaged on the wire-shaped Contact fixed. The solder preform is therefore in relation to the wire-shaped contact dimensioned so that it does not slip due to friction can. For example, the molded part is a ring with a hole whose diameter is just the outer diameter of the wire-shaped contact equivalent. In a further embodiment, the solder preform is essentially about an adhesive on the wire-shaped Contact fixed. A flux that is between wire-shaped contact and Lotformteil has been applied, for example, a develop such adhesive effect. But there are other adhesives the only for this Liability should be possible.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung beinhaltet, dass auf dem Lotformteil ein Flussmittel aufgebracht ist. Somit kann auch dieser gesonderte Prozess des Aufbringens von Flussmittel entfallen. Das Bauteil ist also mit Lot und Flussmittel versehen und in der Fertigung muss nur noch das Bauteil in die entsprechenden Bohrungen der Leiterplatte gesteckt und mit der Leiterplatte durch einen entsprechenden Prozess verbunden werden. Da das erfindungsgemäße Bauteil weiterhin für die maschinelle Bestückung konzipiert ist, bedeutet dies somit eine sehr große Rationalisierung des Vorganges. Weitere Details dazu bieten die folgenden Ausgestaltungen.A advantageous embodiment includes that on the solder preform a flux is applied. Thus, this separate Process of applying flux omitted. The component is so provided with solder and flux and in production only has to the component is inserted into the corresponding holes in the PCB and connected to the circuit board by a corresponding process become. As the component of the invention continue for the machine assembly This means a very big rationalization of the process. Further details provide the following configurations.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass für die maschinelle Bestückung mehrere Bauteile auf einem Substrat aufgebracht sind. Speziell ist vorgesehen, dass für die maschinelle Bestückung mehrere Bauteile auf einem Bestückungsgurt aufgebracht sind. Bestückungsgurte sind heutzutage eine verbreitete Möglichkeit, um Bauteile für die Bestückung von Leiterplatten mit diesen Bauteilen zu transportieren.A Design provides that for the machine assembly several components are applied to a substrate. Special is provided for that the machine assembly several components on a mounting belt are applied. mounting straps Nowadays, these are a common option for components for the assembly of To transport printed circuit boards with these components.

Die Erfindung löst die Aufgabe mit einem Verfahren zur maschinellen Bestückung einer Leiterplatte, die mindestens eine Bohrung aufweist, mit mindestens einem erfindungsgemäßen Bauteil, wobei der drahtförmige Kontakt maschinell in die Bohrung eingebracht wird, und wobei die Verbindung unter Mitwirkung des Lotformteils in einem entsprechenden Prozess hergestellt wird. Für diese maschinelle Bestückung ist es vor allem vorteilhaft, wenn die z.B. Bauteile auf einem Substrat – speziell einem Bestückungsgurt – befindlich sind. Somit können die erfindungsgemäßen Bauteile, auch in Verbindung mit SMD-Bauteilen rationell auf Leiterplatten aufgebracht werden. Eine Mischbestückung mit bedrahteten und SMD-Bauteilen und mit normalen bedrahteten Bauteilen ist somit optimal möglich.The invention solves the problem with a A method for machine assembly of a printed circuit board having at least one bore, with at least one component according to the invention, wherein the wire-shaped contact is machined introduced into the bore, and wherein the compound is produced in cooperation with the Lotformteils in a corresponding process. For this machine assembly, it is especially advantageous if, for example, the components are on a substrate - especially a loading belt - are located. Thus, the components of the invention, even in conjunction with SMD components can be applied efficiently on printed circuit boards. A mixed assembly with wired and SMD components and with normal wired components is thus optimally possible.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass vor dem maschinellen Einbringen des drahtförmigen Kontaktes in die Bohrung maschinell eine Lotpaste auf die Leiterplatte aufgebracht wird. Lotpaste kann beispielsweise mit dem Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Dies ist für die Fälle relevant, dass das Lotformteil dafür benutzt wird, um das Bauteil mit ausreichend Lot zu versorgen, z.B. weil das Bauteil zu schwer oder an einer Position ist, die das Aufbringen von ausreichend Lot verhindert oder erschwert. Weiterhin erfüllt das Lotformteil auf jeden Fall auch die Funktion des Abstandshalters. In diesem Fall sollten jedoch die äußeren Abmessungen des Formteils größer sein als die Abmessungen der Bohrung.A Design provides that before the mechanical introduction of the wire-like Contact into the hole by machine a solder paste on the circuit board is applied. Solder paste, for example, with the screen printing process be applied. This is for the cases relevant that the solder preform is used for the component with sufficient solder, e.g. because the component is too heavy or at a position that requires the application of sufficient solder prevents or impedes. Furthermore, the solder preform meets every one Case also the function of the spacer. In this case, however, should the outer dimensions be greater of the molding as the dimensions of the hole.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Verbindung in einem Reflowlötprozess hergestellt wird.A Embodiment of the method according to the invention provides that the connection is made in a reflow soldering process.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:

1: eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils; und 1 : a schematic representation of a component according to the invention; and

2: eine schematische Darstellung der Verbindung zwischen dem Bauteil und einer Leiterplatte. 2 : A schematic representation of the connection between the component and a printed circuit board.

1 zeigt das Bauteil 1 mit zwei drahtförmigen Kontakten 2 und zwei Lotformteile 5, die auf den drahtförmigen Kontakten 2 aufgesteckt sind. In dieser Ausgestaltung befinden sich die Lotformteile 5 direkt vor dem Körper des Bauteils 1. 1 shows the component 1 with two wire-shaped contacts 2 and two solder preforms 5 on the wire contacts 2 are plugged. In this embodiment, the solder preforms are 5 right in front of the body of the component 1 ,

In der 2 ist das Bauteil 5 mit der Leiterplatte 10 verbunden. Entsprechend den zwei drahtförmigen Kontakten 2 weist die Leiterplatte 10 zwei Bohrungen 11 auf. Diese Bohrungen 11 sind mit einer Metallisierung 12 versehen, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil 1 und den Leiterbahnen (nicht dargestellt) der Leiterplatte 10 hergestellt werden kann. In den Bereich der Bohrungen 11 ist Lotpaste 15 für den Lötprozess z.B. in einem Reflowofen aufgebracht. Die drahtförmigen Kontakte 2 stecken in den Bohrungen 11. Die Kontakte 2 werden mit dem Lot 5 und der Lotpaste 15 mit den Metallisierungen 12 der Bohrungen 11 bei einem Lötprozess verbunden. Daraus ergibt sich in diesem Beispiel eine elektrische und eine mechanische Verbindung. Durch die Lotformteile 5 wird eine definierte zusätzliche Menge Lot aufgebracht und der sonst erforderliche Zwischenschritt des Aufbringens des zusätzlichen Lots – z.B. durch das Platzieren von Formstücken – entfällt. Weiterhin wird durch die Lotformteile 5 vor dem eigentlichen Lotprozess verhindert, dass die drahtförmigen Kontakte 2 durch die Bohrungen 11 hindurchragen und auf der gegenüberliegenden Seite z.B. die Bestückung oder das Bedrucken mit Lot einschränken. Die drahtförmigen Kontakte 2 gelangen erst durch das Schmelzen des Lots während des eigentlichen Lotprozesses tiefer in die Bohrungen 11 hinein.In the 2 is the component 5 with the circuit board 10 connected. According to the two wire-shaped contacts 2 indicates the circuit board 10 two holes 11 on. These holes 11 are with a metallization 12 provided so that an electrical connection between the component 1 and the tracks (not shown) of the circuit board 10 can be produced. In the field of drilling 11 is solder paste 15 applied for the soldering process eg in a reflow oven. The wire-shaped contacts 2 stuck in the holes 11 , The contacts 2 be with the lot 5 and the solder paste 15 with the metallizations 12 drilling 11 connected in a soldering process. This results in an electrical and a mechanical connection in this example. Through the solder preforms 5 If a defined additional amount of solder is applied and the otherwise required intermediate step of applying the additional solder - eg by the placement of fittings - is eliminated. Furthermore, by the solder preforms 5 before the actual soldering process prevents the wire-shaped contacts 2 through the holes 11 protrude through and restrict on the opposite side, for example, the assembly or the printing with solder. The wire-shaped contacts 2 only get deeper into the holes by melting the solder during the actual soldering process 11 into it.

11
Bauteilcomponent
22
Drahtförmiger KontaktWire contact
55
Lotformteilsolder preform
1010
Leiterplattecircuit board
1111
Bohrungdrilling
1212
Metallisierungmetallization
1515
Lotpastesolder paste

Claims (10)

Bauteil (1) zur maschinellen Bestückung einer Leiterplatte (10), wobei die Leiterplatte mindestens eine Bohrung (11) aufweist, wobei das Bauteil (1) mindestens einen drahtförmigen Kontakt (2) aufweist, wobei mindestens ein Lotformteil (5) vorgesehen ist, und wobei das Lotformteil (5) mit dem drahtförmigen Kontakt (2) verbunden ist.Component ( 1 ) for machine assembly of a printed circuit board ( 10 ), wherein the circuit board at least one bore ( 11 ), wherein the component ( 1 ) at least one wire-shaped contact ( 2 ), wherein at least one solder preform ( 5 ) is provided, and wherein the solder preform ( 5 ) with the wire-shaped contact ( 2 ) connected is. Bauteil (1) nach Anspruch 1, wobei das Lotformteil (5) gegen ein Herabfallen vom drahtförmigen Kontakt (2) fixiert ist.Component ( 1 ) according to claim 1, wherein the solder preform ( 5 ) against falling off the wire-like contact ( 2 ) is fixed. Bauteil (1) nach Anspruch 2, wobei das Lotformteil (5) im Wesentlichen über Reibschluss auf dem drahtförmigen Kontakt (2) fixiert ist.Component ( 1 ) according to claim 2, wherein the solder preform ( 5 ) substantially via frictional engagement on the wire-shaped contact ( 2 ) is fixed. Bauteil (1) nach Anspruch 2, wobei das Lotformteil (5) im Wesentlichen über einen Kleber auf dem drahtförmigen Kontakt (2) fixiert ist.Component ( 1 ) according to claim 2, wherein the solder preform ( 5 ) substantially via an adhesive on the wire-shaped contact ( 2 ) is fixed. Bauteil (1) nach Anspruch 1, wobei auf dem Lotformteil (5) ein Flussmittel aufgebracht ist.Component ( 1 ) according to claim 1, wherein on the solder preform ( 5 ) a flux is applied. Bauteil (1) nach Anspruch 1, wobei für die maschinelle Bestückung mehrere Bauteile (1) auf einem Substrat aufgebracht sind.Component ( 1 ) according to claim 1, wherein for machine assembly several components ( 1 ) on one Substrate are applied. Bauteil (1) nach Anspruch 6, wobei für die maschinelle Bestückung mehrere Bauteile (1) auf einem Bestückungsgurt aufgebracht sind.Component ( 1 ) according to claim 6, wherein for machine assembly several components ( 1 ) are applied to a loading belt. Verfahren zur maschinellen Bestückung einer Leiterplatte (10), die mindestens eine Bohrung (11) aufweist, mit mindestens einem Bauteil (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der drahtförmige Kontakt (2) maschinell in die Bohrung (11) eingebracht wird, und wobei die Verbindung unter Mitwirkung des Lotformteils (5) in einem entsprechenden Prozess hergestellt wird.Method for machine assembly of a printed circuit board ( 10 ), which has at least one bore ( 11 ), with at least one component ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 7, wherein the wire-shaped contact ( 2 ) into the bore ( 11 ) is introduced, and wherein the compound in cooperation with the Lotformteils ( 5 ) is produced in a corresponding process. Verfahren nach Anspruch 8, wobei vor dem maschinellen Einbringen des drahtförmigen Kontaktes (2) in die Bohrung (11) maschinell eine Lotpaste (15) auf die Leiterplatte (10) aufgebracht wird.Method according to claim 8, wherein prior to the mechanical introduction of the wire-like contact ( 2 ) into the hole ( 11 ) machine a solder paste ( 15 ) on the printed circuit board ( 10 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Verbindung in einem Reflowlötprozess hergestellt wird.The method of claim 8 or 9, wherein the compound in a reflow soldering process will be produced.
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