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Mit abgedeckten Bauelementen bestückte Schaltungsplatte und Verfahren
zu ihrer Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf mit abgedeckten Bauelementen
bestückte Schaltungsplatten und überdies auf ein Verfahren zur Herstellung solcher
abgedeckter Schaltungsplatten.
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Mit Bauelementen bestückte und kontaktierte Schaltungsplatten sind
gegen Beschädigungen sehr empfindlich. Es ist daher erforderlich, die fertiggestellten
Baugruppen gegen mechanische Angriffe und Einwirkung von Feuchtigkeit und Säuren
zu schützen.
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Gemäß den bisher bekannten Verfahren werden dazu die Baugruppen nach
ihrer Fertigstellung in Epoxyharze eingegossen. Dadurch wird erreicht, daß die einzelnen
Bauelemente in ihrer Lage auf der Schaltungsplatte festgehalten und vollständig
abgedeckt sind und auf diese Weise äußeren Beschädigungen entzogen sind.
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Jedoch weist ein derartiger starrer Verguß viele Nachteile auf. Das
Gewicht einer eingegossenen Baugruppe ist gegenüber nicht vergossenen Baugruppen
bedeutend höher, .die Abmessungen sind wesentlich vergrößert. Defekte Bauelemente
können nicht einzeln ausgewechselt werden. Es ist also nicht möglich, eine einmal
eingeossene Baugruppe zu reparieren, sondern sie muß bei' Ausfallen auch nur eines
Bauelements immer als Ganzes ausgetauscht werden. Außerdem zeigte sich, daß die
bei der Aushärtung entstehenden Temperaturen starke Veränderungen der elektrischen
Werte verschiedener Bauelemente zur Folge haben können. Ferner können schädliche
Einwirkungen durch chemische Bestandteile der den Vergußmaterialien zugesetzten
Härtungsmittel auf verschiedene Dielektrika der Bauelemente und der mit den flächenhaften
Leitungszügen versehenen Schaltungsplatten auftreten. Bei dem Gießprozeß entsteht
ein starker Schwund des Vergußmaterials. Damit wird die Herstellung einer guten
und vollständigen Einbettung der Baugruppe sehr erschwert.
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Diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen mit abgedeckten Bauelementen
bestückten Schaltungsplatte auf einfache Weise dadurch behoben, daß die die Bauelemente
tragende Seite der Schaltungsplatte mit einer Kunststoffolie überzogen ist, die
die Bauelemente überdeckt und zwischen den Bauelementen flächenhaft auf der Schaltungsplatte
anliegt. Vorzugsweise kann es sich dabei um eine thermoplastische oder gummielastische
Kunststoffolie handeln.
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Eine Kunststoffolie stellt ein gutes Isoliermaterial dar, das dazu
geeignet ist, die einzelnen Bauelemente sowie die die Bauelemente tragende Seite
der Schaltungsplatte vollständig abzudecken, ohne dabei die Abmessungen der Baugruppe
zu vergrößern und das Gesamtgewicht wesentlich zu erhöhen.
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Eine Plattenbauweise nach Art der gedruckten Schaltungen wird in der
Technik auch dann gewählt, wenn es darauf ankommt, eine große Zahl von Bauelementen
und Schaltungen auf engstem Raum einzubauen. Die genannten Eigenschaften machen
die erfindungsgemäß mit einer Kunststoffolie überzogenen Schaltungsplatten besonders
für einen gedrängten raumsparenden Aufbau geeignet, wobei eine ausreichende Isolation
der die Bauelemente tragenden Seiten gegeneinander, auch dann, wenn diese in sehr
kleiner Entfernung voneinander angeordnet werden sollen, gewährleistet ist.
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Ferner bietet ein erfindungsgemäßer Überzug mit einer Kunststoffolie
ebenfalls für die Bauelemente ausreichenden Schutz gegen mechanische Angriffe, wie
Kratzen, Wegbiegen und Vibrieren. So werden damit beispielsweise auch Drahtbrüche
der die Bauelemente befestigenden Anschlußdrähte vermieden und die vorwiegend bei
Transistoren und Dioden möglichen starken Biegeschwingungen gedämpft. Diese Eigenschaften
machen ihn als Transportverpackungsmaterial besonders geeignet. Um so mehr als das
Eigengewicht des Überzuges vernachlässigbar gering ist.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Überzugs der Schaltungsplatte
liegt darin, daß er jederzeit, ohne daß Beschädigungen an der Schaltungsplatte oder
den auf ihr befindlichen Bauelementen eintreten, wieder entfernt werden kann. Damit
ist es auch möglich, einzelne defekte Bauelemente aus einer Schaltungsplatte auszubauen,
sie zu ersetzen und danach die Schaltungsplatte mit einer neuen Kunststoffolie zu
überziehen. Es ist also möglich, ein und dieselbe Schaltungsplatte wiederholt mit
neuen Kunststoffolien zu versehen. Daraus ergibt sich ein weiteres Anwendungsgebiet
für
die erfindungsgemäße mit einer Kunststoffolie überzogene Schaltungsplatte.
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Überzieht man eine mit flächenhaften Leitungszügen versehene Schaltungsplatte,
die mit Bauelementen @,@.'s.ücht i_,t@ daß sich die Bauelemente auf der nicht inif
c@eri Leitungszüen versehenen Plattenseite befinden und mit ihren' Anschlußdrähten
durch entsprechende Durchbrechungen der Platte gesteckt sind vor der Kontaktierung
der Anschlußdrähte mit einer Kunststoffolie, so werden bereits dadurch die Bauelemente
in ihrer Lage fixiert. Umständliche Halterungsvorrichtungen, die die Bauelemente
bis zu ihrer Verlöttttg in' ihrer Lage festhalten oder die Verwendung, besonders
für den Einbau in Schaltungsplatten mit flächenhaften Leitungszügen hergestellte
Baueleniente sind damit nicht mehr notwendig.
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Nach Beendigung des Lötvorgangs, beispielsweise bei einem automatischen
Fertigungsverfahren nach Durchführung der Tauchlötung, kann der Überzug der Kunststoffolie,
falls erwünscht, dann wieder von der Schaltungsplatte entfernt werden, ohne daß
eine Veränderung der Platte oder der Bauelemente eintritt.
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Das Verfahren zur Herstellung einer mit erfindttngsgemä? abgedeckten
Bauelementen bestückten Schaltungsplatte ist dadurch gekennzeichnet, daß die die
Bauelemente tragende Seite der Schaltungsplatte mit eitler Kunststoffolie in einer
Vakuunlapparatur überzogen wird.
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Weitere Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.
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Hierbei zeigt die Figur eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens vorteilhafte Vakuumapparatur.
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Die Vakuumapparatur bestellt aus einer, vorzugsweise rechteckigen
Grundplatte 1 mit einem Randwulst 2. In der Mitte der Grundplatte 1 befindet sich
eine Bohrung 3, die über einen an der Grundplatte 1 angeflanschten Rohrstutzen 4
mit derVakuumleitung 5 verbunden ist. Ein Hahn 5 in der Vakuumleitung zwischen Apparatur
und Pumpvorrichtung (nicht dargestellt) erlaubt die Einstellung eitler gewünschten
Absaugegeschwindigkeit. Der Randwulst 2 besitzt einen oberen plangeschliffenen Rand
7, über den eine Kunststoffolie 8, vorzugsweise eine selbstklebende Polyvinylchloridfolie
als Deckfläche der Apparatur mit ihrer Klebeseite nach unten so gespannt werden
kann, daß die längs der Randfläche 7 anliegenden Teile der Kunststoffolie 8 eitle
ausreichende Abdichtung des von Grundfläche 1, Randwulst 2 und Kunststoffolie 8
eingeschlossenen Innenraumes der Apparatur gegen Luftzutritt gewährleisten. Vor
Aufbringen der Kunststoffolie wird eitle Zwischenlageplatte 9 voll etwas
geringeren Abmessungen als die der Innenfläche der Grundplatte 1 in einem geringen
Abstand von der Grundplatte 1 über die Bohrung 3 gelegi. Sie dient als Träger für
die mit Bauelementen bestückte, vorzugsweise verlötete Schaltungsplatte 10 und hat
die Aufgabe, eine günstige Verteilung der Luftströmung illl Innern der Apparatur
während des Pumpvorgangs zu vermitteln. Die Schaltungsplatte 10 wird mit ihrer nicht
die Bauelemente tragenden Fläche atif die Zwischenlageplatte 9 gelegt, nachdem sie
an von den flächenhaften Leitungszügen nicht bedeckten Stellen mit zusätzlichen
Lochungen versehen wurde. Diese Lochungen dienen dazu, während des Pumpvorgangs
einen gleichmäßig über die Plattenoberfläche verteilten Sog der Luftströmung in
Richtung etwa senkrecht zur Plattenoberfläche zu bewirken, so daß dadurch ein flächenhaft
gleichmäßig verteilter Zug auf die Kunststoffolie ausgeübt wird. Die plan über den
Randwulst 7 gespannte Kunststoffolie 8 wird vor Beginn des Auspumpens mittels einer
schwenkbar in ausreichendem Abstand oberhalb der Vakuumapparatur alläeordneten Wärmequelle
12, vorzugsweise eines Infrarotstrahlers, bis auf eine zu ihrer plastischen Vertormung
erforderlichen Temperatur erwärmt. Die Erwärmteinperatur ist von der Art des thermoplastischen
Materials abhängig. Für gewisse PVC-Folien beträgt sie etwa 120 bis 140° C. Ist
die Folie durchwärmt, dann wird die Wärmequelle 12 entfernt und das Vakuum angeschlossen.
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E: ist darauf zu achten, daß vor Erzeugung des Vakuums zwischen Kunststoffolie
und dem oberen Rand des ihr am nächsten liegenden Bauelements ein derartiger Abstand
vorhanden ist, daß bei der Erwärmung der Kunststoffolie eine unzulässige Temperatursteigerung
der Bauelemente vermieden wird. Aus dieser Bedingung ergibt sich auch die zu fordernde
Höhe des Randwulstes 2 der Vakuumapparatur. `'Während des Pumpvorgangs wird die
Kunststoffolie in Richtung auf die Schaltungsplatte gezogen. Sie legt sich dabei,
die Bauelemente überdeckend, flächenhaft auf Bauelemente und die zwischen den Bauelementen
befindlichen Teile der Schaltungsplatte an. Die Pumpgeschwindigkeit richtet sich
Hach den Ausmaßen der auf der Schaltungsplatte 10 befindlichen Bauelement 11. Erheben
sich die Bauelemente 11 weit aus der Ebene der Schaltungsplatte 10 heraus, dann
ist die von der erwärmten Kunststoffolie 8 zu fordernde Dehnung viel größer als
bei Vorhandensein relativ flachverlaufender Bauelemente. Demzufolge ist zur Vermeidung
von Beschädigungen der zu dehnenden Kunststoffolie 8 bei Vorliegen großer Bauelemente
11 die Absaugegeschwindigkeit geringer zu wählen als bei weniger großen. Außerdem
richtet sich auch die Dicke der vorteilhaft zu wählenden Folie nach der von der
Kunststoffolie 8 zu fordernden Dehnung. Nach dem Ankleben der Kunststoffolie 8 an
der mit Bauelementen bestückten Schaltungsplatte 10 bleibt die Pumpe so lange angeschlossen,
bis die Folie 8 vollständig erkaltet ist. Dann wird die Folie 8 längs des Intlenrandes
des Randwulstes 2 oder längs der Ränder der Schaltungsplatte 10 abgeschnitten und
die mit der Kunststoffolie 8 überzogene Schaltungsplatte 10 aus der
Vakuumapparatur herausgenommen. Überstehende Kunststoffolie kann dann noch mit besonderen
Vorrichtungen längs derPlattenränder beschnittenwerden.