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Verfahren zur mechanischen Halterung elektrischer Bauteile an Grundplatten
und nach diesem Verfahren hergestellte elektrische Einrichtung Die Bauteile elektrischer
Einrichtungen, wie beispielsweise Rundfunk-, Fernseh-Empfangs- und Sendeanlagen
u. dgl., werden zumeist auf Grundplatten, wie Hartpapierplatten, befestigt, wobei
die elektrischen Verbindungen entweder durch frei von einem Bauelement zum anderen
geführte elektrische Leitungen oder insbesondere in Form der sogenannten gedruckten
Schaltungen. durch auf die Grundplatte aufgebrachte Kupferfolien hergestellt werden.
In beiden Fällen müssen die elektrischen Bauelemente an der Grundplatte so befestigt
werden, daß sie ihre Lage auch bei Erschütterungen durch Stöße, mechanische Schwingungen
usw. beibehalten und Verschiebungen der Drahtzuführungen, durch die Kurzschlüsse
hervorgerufen werden können, sowie Ermüdungsbrüche vermieden werden.
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Es ist bekannt, die Bauelemente entweder nur mittels der Zuleitungsdrähte,
die gegebenenfalls nach dem Durchstecken durch die Grundplatte umgebogen werden
können, zu befestigen oder sie an die Grundplatte anzukleben, anzuschrauben oder
in Aussparungen der Grundplatte festzuklemmen. Die Befestigung allein durch die
Zuleitungsdrähte hat den Nachteil, daß die Bauteile und Leitungen große Sicherheitsabstände
voneinander haben müssen, damit nicht, wenn sich die Drähte durch Stöße oder Erschütterungen
verbiegen oder mechanische Schwingungen ausführen, Drahtberührungen auftreten. Insbesondere
ist bei dieser Befestigungsart eine Montage, bei der die Bauelemente senkrecht zur
Grundplatte stehen, schlecht anwendbar, so daß der Raumbedarf verhältnismäßig groß
ist. Beim Ankleben der Bauelemente an der Grundplatte müssen die Bauelemente im'
Falle des Auswechselns mit Gewalt von der Platte abgebrochen werden. Es ist auch-
bekannt, runde Kondensatoren und Widerstände mittels Schellen zu befestigen. Diese
Befestigungsart ist aber verhältnismäßig teuer, erfordert ebenfalls einen großen
Raumbedarf und bedingt für jedes Bauelement einen zusätzlichen Arbeitsgang.
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Es ist ferner bekannt, die Bauteile elektrischer Einrichtungen durch
Eingießen, z. B. in einen Becher, zu befestigen. Diese Art der Befestigung ist zwar
sehr dauerhaft und weitgehend unempfindlich gegen Erschütterungen, die zu diesem
Zweck bekannten Gießharze werden aber sehr hart, so daß sich die Bauelemente später
nicht mehr herausnehmen oder auswechseln lassen. Zudem bilden sich in den Gießharzen
bei der Aushärtung innere Spannungen, die sich - zum Teil erst nach längerer Zeit
-ungünstig auf die Konstanz der in das Gießharz eingebetteten Spulen und Kondensatoren
auswirken können. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur mechanischen Halterung
elektrischer Bauteile an Grundplatten, insbesondere an gedruckten Schaltungen, bei
dem erfindungsgemäß auf die Grundplatte nach Anheften der Bauteile ein- oder beidseitig
eine Schicht aus einer weichgummiartigen, an den Bauteilen nicht anklebenden und
diese vorzugsweise nur teilweise umhüllenden Vergußmasse aufgebracht wird. Besonders
geeignet sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Vergußmassen aus
Silicongummi, insbesondere kaltvulkanisierende Vergußmassen. Es können aber auch
Vergußmassen verwendet werden, die durch Erwärmung vulkanisiert werden, sofern die
Vulkanisationstemperatur unterhalb der Höchsttemperatur liegt, der die elektrischen
Bauteile ausgesetzt werden dürfen. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es vor allem bei den leichteren Bauteilen nicht erforderlich, diese an der Grundplatte
zu befestigen; es genügt vielmehr, wenn sie durch die elektrischen Zuleitungen an
der Grundplatte so angeheftet sind, daß sie bei entsprechend vorsichtiger Behandlung
ihre Lage bis zum Aufbringen der Vergußmasse beibehalten. Nach dem Aufbringen der
Vergußmasse sind die Bauteile in dieser so befestigt, daß sie sich nicht mehr verlagern
und insbesondere keine Kurzschlüsse entstehen können. Es ist aber, insbesondere
wenn die Bauteile zum Teil aus der Vergußmasse herausragen, ohne weiteres möglich,
einzelne Bauteile zu ersetzen.
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Die weichgummiartige, nicht an den Bauteilen klebende Masse läßt sich
so weit zur Seite drücken, daß die Bauteile zur Prüfung oder zum Auswechseln zugängig
werden.
Das Auswechseln eines Bauteiles kann dabei auch, insbesondere wenn es sich um größere
Bauteile handelt, in der Weise erfolgen, daß die Vergußmasse um den Bauteil herum
ausgeschnitten und nach Einsetzen und Anlöten der Anschlüsse des neuen Bauteiles
die ausgeschnittenen Teile durch Eingießen frischer Vergußmasse ausgefüllt werden.
Irgendwelche schädlichen Einflüsse auf die Einbauteile sind auf Grund der weichgummiartigen
Konsistenz der Vergußmasse mit Sicherheit ausgeschlossen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zweckmäßig in Verbindung
mit gedruckten Schaltungen, wobei die Zuführungsdrähte der Bauelemente, wie Transistoren,
Widerstände, Kondensatoren u. dgl., in üblicher Weise in die Bohrungen der gedruckten
Schaltungen eingesteckt und an der Unterseite mit Weichlot verlötet werden. Zusätzliche
Befestigungsmittel sind dabei nicht erforderlich oder höchstens bei besonders schweren-
Bauteilen, wie Transformatoren.
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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- -fahrens wird die
bestückte Platte in eine die Platte seitlich dichtschließend umgebende Gießvorrichtung
eingespannt und die dünnflüssige Gießmasse aufgegossen. Erforderliche Aussparungen,
beispielsweise zur Befestigung der gedruckten Schaltung im Chassis, können entweder
nachträglich durch Ausschneiden der weichen und gut schnittfähigen Vergußmasse erzeugt
werden oder dadurch, daß zur Erzeugung der Aussparungen vor dem Aufgießen der Vergußmasse
Gußkerne oder Rohre in die Form eingesetzt werden.
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Als Vergußmasse kann auch eine durchsichtige Vergußmasse verwendet
werden, was den Vorteil hat, daß die Bauteile und die sie verbindenden Leitungen
usw. auch nach dem Vergießen erkennbar sind, so daß Überprüfungen und Reparaturen
wesentlich erleichtert werden.
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Im Falle von gedruckten oder auf der Unterseite der Grundplatte verdrahteten
Einrichtungen kann auch auf die Unterseite der Platte eine Schicht aus dem gleichen
Material aufgegossen werden. Dadurch wird auch ein Schutz der Lötstellen bzw. Verdrahtungen
an der Unterseite gegen Korrosion und mechanische Beschädigungen erreicht. Wird
dabei eine durchsichtige Vergußmasse verwendet, so bleiben alle Anschlußstellen
sichtbar. Wird aber eine nicht durchsichtige Vergußmasse verwendet, so können die
Anschlußstellen, die bei Prüfungen zugängig sein sollen, auf der Oberseite der Vergußschicht
markiert werden, sei es, daß die einzelnen Anschlußpunkte markiert und bezeichnet
werden oder daß auf die Oberfläche das gesamte Schaltbild aufgebracht wird. Sowohl
das Markieren der einzelnen Anschlußpunkte als auch das Aufbringen des Schaltbildes
kann entweder durch Bedrucken der Oberfläche der Vergußmasse erfolgen oder dadurch,
daß auf die Oberfläche eine mit den betreffenden Markierungen oder Schaltbildern
bedruckte Folie aus Papier, Kunststoff od. dgl. aufgeklebt wird. Die so ohne weiteres
auffindbaren Anschlußpunkte der verschiedenen elektrischen Bauteile sind auch nach
Aufbringen der Vergußmasse ohne deren Zerstörung zur Prüfung zugängig, da die Vergußmasse
infolge ihrer weichgummiartigen Konsistenz leicht mit schlanken, nadelförmigen Prüfspitzen
durchstochen werden kann und sich nach dem Zurückziehen der Sonde die Einstichöffnung
schließt. -Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht eine sehr raumsparende Anordnung
der Bauteile, sofern sämtliche Bauteile senkrecht zur Grundplatte angeordnet werden
können. Es genügen auch verhältnismäßig kurze Abstände zwischen den einzelnen Leitungen,
da die hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit, der hohe spezifische Widerstand
und die geringen Verluste, insbesondere bei der Verwendung von Silicongummi, alle
störenden Erscheinungen, wie Kriechströme, kapazitive Beeinflussungen benachbarter
Teile usw., schon bei geringen Abständen ausschließen. Kurze Bauelemente können
dabei so hoch über der Grundplatte angeordnet sein, daß auch diese ebenso wie längere
Bauelemente etwa bis zur Hälfte in die Vergußmasse eingebettet sind. Dabei kann
sich die Eintauchtiefe der Bauelemente auch nach deren Gewicht richten bzw. nach
der Stärke der mechanischen Erschütterungen. Im allgemeinen dürfte es genügen, die
Bauelemente zur Hälfte einzubetten, sie können jedoch erforderlichenfalls auch zu
einem größeren Teil oder unter Umständen vollständig innerhalb der Vergußmasse liegen,
insbesondere wenn eine durchsichtige Vergußmasse verwendet wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß die Bestückungsgeschwindigkeit
wesentlich größer ist als bei Einrichtungen, bei denen für jedes einzelne Bauelement
noch eine besondere Haltevorrichtung vorgesehen ist, so daß sich durch die Verkürzung
der Fertigungszeiten ebenso wie durch den Wegfall der Kosten für Befestigungsvorrichtungen
die Kosten für die Herstellung der ganzen Vorrichtung vermindern: Beschädigungen
durch Stöße oder Vibrationen, Dauerbrüche, Verbiegen der Zuleitungen und Abreißen
der Kupferfolien der gedruckten Schaltung von der Hartpapierplatte sind zuverlässig
ausgeschlossen.
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Ausführungsbeispiele von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Vorrichtungen sind in den Figuren dargestellt.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist auf die als Grundplatte
dienende Hartpapierplatte 1 in der bei gedruckten Schaltungen üblichen Weise auf
der Unterseite eine nach Ätzverfahren bearbeitete Kupferfolie 2 aufgebracht. Die
Bauelemente, beispielsweise ein Kondensator 4, ein Widerstand 5, ein Transistor
6, ein Übertrager 7 und eine Diode 10, sind senkrecht zur Platte 1 angeordnet und
mittels Zuleitungen, die an der Unterseite der Platte mit der Kupferfolie verlötet
sind, angeheftet. Nach dem Anheften dieser Bauteile, zu denen noch eine Steckerleiste
9 oder Lötösen 8 kommen können, ist auf die Platte 1 die Vergußmasse 3 aus kaltvulkanisierendem
Silicongummi aufgegossen. Die Diode 10 zeigt, wie ein kurzer Bauteil so weit über
die Platte 1 angehoben sein kann, daß er ebenso wie die anderen Bauteile etwa zur
Hälfte in die Vergußmasse eingebettet ist. Soll irgendein einzelner Bauteil ausgewechselt
werden, so genügt es in den meisten Fällen, die entsprechenden Drahtanschlüsse von
der Unterseite her abzulöten und den Bauteil nach oben herauszuziehen. Der Ersatzbauteil
kann dann in gleicher Weise eingesteckt und die Zuleitung wieder verlötet werden.
Hat der auszuwechselnde Bauteil vorspringende Teile 'innerhalb der Vergußmasse,
wie dies beispielsweise beim Übertrager 7 der Fall ist, so kann die Vergußmasse
ausgeschnitten und nach dem Einsetzen dieses Bauteiles der Zwischenraum wieder mit
gleichartiger
Vergußmasse ausgefüllt werden. Ein Ausfließen der
Vergußmasse durch die Bohrungen der Hartpapierplatte ist schon dadurch verhindert,
daß diese Bohrungen unten durch die Lötstellen verschlossen sind. Sofern etwa in
der Grundplatte Bohrungen für andere Zwecke vorhanden sind, können diese vor dem
Vergießen durch Auflegen dünner Folien, Papierblättchen oder durch wachsartige Massen
verschlossen werden, so daß sie nach dem Aufgießen leicht wieder durchstochen werden
können.
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Fig. 2 zeigt eine Einrichtung, bei der auch die Unterseite mit einer
Schicht 13 aus gleichartiger Vergußmasse abgedeckt ist. Auf dieser Schicht
13 kann eine beschriftete oder mit einem Schaltschema bedruckte Folie
14 aufgebracht sein. Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel diese Folie in
Aufsicht. Auf dieser Folie sind die Stellen, an denen sich die einzelnen Bauteile
und deren Anschlußpunkte befinden, markiert. Soll nun beispielsweise der Kondensator
4 geprüft werden, so können in die Vergußschicht 13 an den Stellen 4 a und
4 b Prüfspitzen, die mit dem Prüfgerät verbunden sind, eingestochen werden,
so daß die Prüfung ohne jede Beschädigung der Einrichtung erfolgen kann.
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Fig. 2 zeigt außerdem noch, wie die Bauteile im Gegensatz zu der Ausführungsform
nach Fig. 1 vollständig in die Vergußmasse eingebettet sein können. Um die Lötösen
8 zugängig zu machen, kann dabei nachträglich an der Stelle der Lötösen
8 die überstehende Vergußmasse abgeschnitten sein. Es hat sich ferner als
zweckmäßig erwiesen, Vergußmassen zu verwenden, die, wie dies bei Massen mit Siliconzusatz
der Fall ist, wasserabstoßend sind, so daß für den Fall, daß infolge von Temperaturschwankungen
eine Taubildung stattfindet, sich keine Feuchtigkeitsüberzüge auf der Oberfläche
bilden, sondern das ausgeschiedene Wasser einzelne Tröpfchen bildet.
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Bei der Verwendung siliconhaltiger Gummimassen ist auch deren verhältnismäßig
hohe Wärmeleitfähigkeit vorteilhaft.