DE1064127B - Verfahren zur Bestueckung von sogenannten gedruckten Schaltungen mit Schaltungselementen - Google Patents

Verfahren zur Bestueckung von sogenannten gedruckten Schaltungen mit Schaltungselementen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestückung von sogenannten gedruckten Schaltungen mit Schaltungselementen, wobei die flächenhaft ausgebildeten Leitungen auf einer Isoliergrundplatte festhaftend aufgebracht und die Schaltungselemente auf der mit den Leitungen versehenen Seite der Grundplatte angelötet sind.
Im Zuge der Automatisierung der Herstellung von nachrichtentechnischen Geräten, insbesondere von Rundfunk- oder Fernsehgeräten, werden sogenannte gedruckte Schaltungen benutzt, das sind Isoliergrundplatten, die fest aufgebrachte Leitungszüge aufweisen. Die Leitungszüge sind üblicherweise auf der einen Seite der Isolierplatte und die mit den Leitungen zu verbindenden Schaltungselemente auf der von den Leitungszügen freien Seite der Isoliergrundplatte angeordnet. Die Schaltungselemente werden mit ihren Anschluß drähten durch die Isoliergrundplatte gesteckt und auf der Gegenseite durch eine Tauchlötung mit den Leitungen verbunden. Es gibt auch Ausführungen, bei denen sich auf beiden Seiten der Grundplatte Leitungen befinden. Die Tauchlötung ist aber immer auf der Seite der Grundplatte vorgenommen worden, auf der sich keine Schaltungselemente befinden. Die Automatisierung verlangt, daß die Anschlußenden der Schaltungselemente mittels Maschinen in die vorgesehenen Löcher der Platten gesteckt, auf ein bestimmtes Maß abgeschnitten und umgelegt werden. Solche Maschinen erfordern eine hohe Präzision und sind kompliziert. Um eine einzelne Grundplatte mit einer größeren Zahl von Schaltungselementen zu bestücken, ist eine ganze Straße von Maschinen der obenerwähnten Art notwendig, da mit jeder Maschine nur ein oder zwei Elemente auf einmal eingeführt werden können. Die bekannten Verfahren erfordern also eine sehr hohe Investierung an Maschinen und Raum.
Di ese Wachteile lassen sich vermeiden, wenn gemäß der Erfindung hitzebeständige und lotabstoßende Schaltungselemente bzw. einen solchen Überzug besitzende Schaltungselemente, die in an sich bekannter Weise mit metallisierten Enden oder Kappen versehen sind, auf die entsprechenden Stellen der gedruckten Schaltung aufgesetzt und mit ihren metallisierten Enden oder Kappen durch gänzliches Eintauchen der Schaltungselemente und der Grundplattenoberfläche in ein Lötbad unmittelbar mit den Leitungen verlötet werden und daß die Schaltungselemente zumindest während des Tauchlötens auf der Grundplatte festgehalten werden.
Die Schaltungselemente werden also vollständig in das Lötbad eingetaucht und sind dementsprechend ausgebildet. Die Schaltungselemente werden ohne Anschlußdrähte ausgeführt und weisen statt dessen Verfahren zur Bestückung
von sogenannten gedruckten Schaltungen mit Schaltungselementen
Anmelder:
Blaupunkt-Werke G.m.b.H.,
Hildesheim, Hildesheimer Waldstr. 200
Dr. Hans Boochs1 Hildesheim-Neuhof,
ist als Erfinder genannt worden
metallisierte Enden oder Kappen auf. Außerdem müssen sie das Eintauchen in das Lötbad ohne Be-Schädigung vertragen. Das Befestigen der Schaltungselemente an der Grundplatte geschieht zweckmäßigerweise durch Festkleben. Es ist natürlich auch möglich, die Schaltungselemente auf den Grundplatten festzuklammern oder auch in auf der Grundplatte vorgesehene Aussparungen einzulegen bzw. einzuklemmen.
Dieses Verfahren bringt für die Automatisierung große Vorteile. Da keine Anschluß drähte an den Schaltungselementen vorhanden sind, werden die Maschinen zur automatischen Bestückung einfach. Alle Schaltungselemente einer Platte können in einem Arbeitsgang mit einer Maschine aufgebracht werden, im Gegensatz zu dem bisher bekannten Verfahren, bei dem für die gleiche Aufgabe eine ganze Straße von Maschinen notwendig war. Dies bedeutet eine Verminderung des Aufwandes auf einen Bruchteil. Durch die Einfachheit kann auch eine Störung der Funktion kaum auftreten.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bei der Herstellung der Schaltplatten keine Löcher mehr gestanzt werden müssen.
Im folgenden soll an zwei Beispielen dargestellt werden, wie das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Maschine durchgeführt werden kann.
Fig. 1 zeigt eine Zuführmaschine. Die Zuführmaschine weist mehrere Magazinbehälter entsprechend dem in der Figur dargestellten Magazinbehälter 1 auf. In jedem Magazinbehälter befindet sich ein be-
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stimmtes Schaltungselement in großen Mengen, z. B. Widerstände oder Kondensatoren oder Spulen. Die Grundform des einzelnen Schaltungselementes ist bei dieser Ausführungsform zylindrisch. Befinden sich in dem Magazinbehälter Widerstände, so wird der einzelne Widerstand durch einen Zuführungskanal 2 zu einer Öffnung 3 gebracht. Hier wird er durch eine Feder 4 festgehalten. Mit Hilfe eines Stößels 6, der in einer Führung 5 gleitet, wird der vor der Öffnung 3 liegende Widerstand herausgestoßen und auf eine darunter vorbeigeführte Hartpapierplatte 7 gelegt, die vorher an vorbereiteten Stellen mit Klebestoff versehen wird, so daß der auf die Platte 7 gelegte Widerstand auf dieser festklebt. Die metallisierten Enden des Widerstandes kommen auf blanke Leitungen 8 zu liegen, die durch bekannte Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen vorher auf die Platte 7 aufgebracht worden sind. Die Elektroden des Widerstandes werden später durch Tauchlötung mit diesen Leitungen verbunden. Von der beschriebenen Einheit werden so viel zu einer AIaschine zusammengefaßt, wie Schaltungselemente für eine Schaltung benötigt werden. Die Bestückung einer einzelnen Platte mit allen notwendigen Schaltungselementen kann somit an einem Arbeitsplatz und in einem Arbeitsgang erfolgen.
Eine andere Maschine zur automatischen Durchführung des Verfahrens ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Maschine sind Schaltungselemente beliebiger Form verwendbar. Ein Arm 1 weist eine bestimmte Anzahl Saugfinger 2 in solcher Zahl und Anordnung auf, wie Schaltungselemente auf eine Hartpapierplatte 9 mit den flächenhaften Leitungszügen aufgebracht werden sollen. In dem dargestellten Beispiel sind es drei Saugfinger. Der Sauganschluß befindet sich bei 4. Zur Aufnahme der Schaltelemente wird der Arm zu einem Magazin 5 geschwenkt. Hier befinden sich die Schaltelemente, z. B. Widerstände, in Behältern 6. Durch einen automatischen Vorschub, dargestellt durch Kolben 7, werden die Schaltelemente nach jedem Arbeitstakt nachgeschoben und auf ein gleiches Niveau 8 gebracht, von wo die Saugarme die obersten Schaltelemente abheben. Der mit den Schaltelementen versehene Arm schwenkt nun zurück und bringt die Schaltelemente auf die Hartpapierplatte, welche zur Aufnahme und Befestigung der Schaltungselemente an den betreffenden Stellen mit Klebstoff versehen ist. Nachdem die Befestigung der Schaltelemente auf der Platte durchgeführt ist, wird die Platte durch ein Tauchlötbad geführt, wobei die Schaltungselemente mit in das Tauchbad eintauchen und die Elektroden der Schaltungselemente mit den Leitungen 10 verlötet werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren ist die Platte mit den gedruckten Leitungsverbindungen vor dem Aufbringen der Schaltungselemente in verschiedenen Arbeitsgängen vollständig vorgefertigt. Es ist jedoch eine noch größere Zusammenfassung der Arbeitsgänge möglich. Hierzu wird auf die Isoliergrundplatte das gewünschte Leitungsmuster in Form von an der Grundplatte haftendem Metallpulver aufgebracht. Das gewünschte Leitungsmuster wird mittels flüssigem Kunstharz auf die Platte aufgezeichnet, darauf Metallpulver gestäubt, welches an den mit Klebemitteln versehenen Stellen haftenbleibt, der überschüssige Metallstaub wird entfernt, und nunmehr werden, wie beschrieben, die Schaltungselemente auf dieser so vorgefertigten Platte befestigt. Der anschließende Tauchlötvorgang bewirkt gleichzeitig einmal eine Schmelzverzinnung des mit der Grundplatte fest verbundenen Metallpulvers zu einem durchgehen-
den Zinnüberzug und die Verlötung der Elektroden der Schaltungselemente mit diesem Zinnüberzug.
Für die Schaltungselemente sind, wie schon ausgeführt, besondere Erfordernisse notwendig. Sie müssen S aus einem Lötzinn abstoßenden, hitzebeständigen Grundkörper bestehen oder in eine Lötzinn abstoßende, hitzebeständige Isolierung eingehüllt, eingelegt oder eingebettet sein, und die Elektrodenanschlüsse sollten unter Wegfall von äußeren Anschluß drähten durch ίο metallisierte Enden oder Kappen gebildet sein. Derartige Schaltungselemente sind in den Fig. 3 bis 9 dargestellt.
Fig. 3 zeigt einen Röhrchenkondensator. Das Dielektrikum 11 besteht aus einem Lötzinn abstoßenden Dielektrikum. Der Röhrchenkondensator weist einen äußeren Belag 13 und einen inneren Belag 12 auf. Der Innenbelag ist um die eine Stirnseite des Röhrchenkörpers auf die Außenseite umgelegt.
Fig. 3 a zeigt mit 14 die Isoliergrundplatte für eine gedruckte Schaltung. 15 und 16 sind aufgebrachte Leitungsverbindungen, und der Röhrchenkörper 11 wird so auf die Grundplatte 14 aufgeklebt, daß der eine Belag 13 mit der Leitung 15 und der auf die Außenseite übergreifende Belag 12 mit der Leitung 16 Kontakt hat. Der Kondensator kann nun durch Tauchlötung mit den Leitungsverbindungen 15 und 16 verlötet werden.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform für einen Plättchenkondensator. 11 ist wieder das Dielektrikum, 12 und 13 stellen die Belegungen des Dielektrikums dar. Dieser flache Kondensator kann ebenfalls direkt auf die Isoliergrundplatte für die gedruckten Schaltungen aufgeklebt oder aufgenietet werden, wobei die Kontaktstellen zur Verbindung mit den zweidimensionalen Leitungen durch die auf der unteren Seite liegenden Elektrodenteile 12 a und 13 a gebildet werden.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der auf einer Grundplatte 14, welche die gedruckten Schaltungen trägt, mehrere Kondensatoren nach Fig. 4 zur Vergrößerung des Kapazitätswertes übereinandergestapelt sind. Die einzelnen Kondensatoren werden vor der Verlötung jeweils seitenvertauscht übereinandergestapelt und miteinander verklebt.
Fig. 6 und 7 zeigen für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Wickelkondensatoren. 21 ist ein Kondensatorwickel, 22 ein Isolierrohr, 23 Anschlußfolien, 24 Isolierpfropfen und 25 die Kappen, welche den Elektrodenanschluß bilden. In Fig. 7 ist ein ähnlicher WTickelkondensator gezeichnet, jedoch fehlen hier die Anschlußkappen 25. An Stelle dessen sind die Anschluß folien 23 herausgeführt und so umgelegt, daß sie die Aufgaben der Kappen übernehmen können. Die Anschlußfolien 23 müssen mindestens auf einer gemeinsamen linearen Mantellinie des Isolierkörpers 22 liegen. Auch diese Kondensatoren werden auf der Isoliergrundplatte für die gedruckten Schaltungen befestigt und können durch Tauchlötung mit den Leitungen verbunden werden.
Fig. 8 zeigt einen Widerstand. Es bedeutet 31 den Widerstandskörper, 32 die Anschlußenden, beispielsweise Metallkappen, und 33 eine Schutzschicht, welche den Widerstand beim Eintauchen in das Lötbad schützt und dabei selbst praktisch keine Leitfähigkeit zurücklassen darf.
Fig. 9 zeigt eine Drosselspule. Als Elektroden dienen Metallkappen 42_, die rechteckig ausgeführt sind, damit eine gute Auflage ermöglicht wird. 43 ist eine Hülse aus Isoliermaterial, um die Spule auf der Schaltung zunächst festkleben zu können. Sie kann jedoch weggelassen werden, wenn die Spule genügend

Claims (7)

frei tragend ist. Die Befestigung kann in diesem Fall durch Festkleben der Kappe, beispielsweise mit Silberkitt, oder durch Anklammern der Kappe erfolgen. Patentansprüche:
1. Verfahren zur Bestückung von sogenannten gedruckten Schaltungen mit Schaltungselementen, wobei die flächenhaft ausgebildeten Leitungen auf einer Isoliergrundplatte festhaftend aufgebracht und die Schaltungselemente auf der mit den Leitungen versehenen Seite der Grundplatte angelötet sind, dadurch gekennzeichnet, daß hitzebeständige und lotabstoßende Schaltungselemente bzw. einen solchen Überzug besitzende Schaltungselemente, die in an sich bekannter Weise mit metallisierten Enden oder Kappen versehen sind, auf die entsprechenden Stellen der gedruckten Schaltung aufgesetzt und mit ihren metallisierten Enden oder Kappen durch gänzliches Eintauchen der Schaltungselemente und der Grundplattenoberfläche in ein Lötbad unmittelbar mit den Leitungen verlötet werden und daß die Schaltungselemente zumindest während des Tauchlötens auf der Grundplatte festgehalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente mittels Magazinförderern automatisch den unter den Magazinen vorbeilaufenden Schaltplatten zugeführt werden und auf der Schaltplatte befestigt werden, wonach die Schaltplatte samt den Schaltungselementen durch ein Lötbad geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Isoliergrundplatte das gewünschte Leitungsmuster zunächst in Form von auf der Grundplatte haftendem Metallpulver aufgebracht wird, darauf die Schaltungselemente auf der Grundplatte befestigt werden und dann die so vorbereitete Grundplatte durch ein Lötbad geführt wird, wodurch gleichzeitig das die Leitungen vorzeichnende, mit der Grundplatte fest verbundene Metallpulver einen durchgehenden Zinnüberzug erhält und die Elektroden der Schaltungselemente mit den Leitungen verlötet werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente vor der Tauchlötung mittels eines Klebemittels auf der Grundplatte der gedruckten Schaltung befestigt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente vor der Tauchlötung durch Klemmoder Klammermittel auf der Grundplatte der gedruckten Schaltung befestigt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente in auf der Grundplatte vorgesehene Aussparungen eingelegt oder eingeklemmt werden.
In Betracht gezogene Druckschriften:
»Funktechnik«, 1948, H. 3, S. 62;
»Funkschau«, 1956, H.
7, S. 252;
»Modem Plastics«, 1951 (August), S. 107.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
® 909 609/326 8.59
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