DE1134125B - Verfahren zur Herstellung von Baugruppen der Fernmeldetechnik und Elektronik - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zur Vereinfachung der Bestückung von gedruckten Leiterplatten mehrere Schaltelemente wie Widerstände und Kondensatoren zu Baugruppen zusammenzufassen. Derartige Baugruppen werden aus vorzugsweise parallel zueinander angeordneten Schaltelementen gebildet, deren Anschlußdrähte so gebogen sind, daß alle in die gleiche Richtung weisen. Die Anschlußdrähte bilden somit eine Art Stecker, der in die entsprechend angeordneten Löcher der mit der gedruckten Schaltung versehenen Isolierstoffplatte eingesteckt und dann mit den Leitungszügen verlötet wird. Hierdurch wird einerseits die Zahl der Bestückungsvorgänge und andererseits die Gefahr einer falschen Bestückung verringert.

Die bisher bekanntgewordenen Baugruppen dieser Art bestehen beispielsweise aus in Isoliermaterial eingebetteten Schaltelementen, aus dem die Anschlußdrähte auf einer Seite nur so weit herausragen, daß sie in die Chassisplatte eingesteckt werden können. Derartige Baugruppen eignen sich besonders gut für die automatische Bestückung, weil die vorgeschriebenen Abstände der Anschlußdrähte leicht eingehalten werden können.

Die Herstellung solcher aus in Isolierstoff eingebetteten Schaltelementen bestehenden Baugruppen ist zeitraubend und aufwendig. Die einzelnen Schaltelemente müssen von Hand in einer bestimmten Anordnung in eine Form gelegt werden, die dann mit einem Kunststoff gefüllt wird, der nach dem Eingießen erhärtet. Nach dem Entfernen der so hergestellten Baugruppe aus der Gußform müssen die aus dem Kunststoffblock herausragenden Anschlußdrähte der Schaltelemente von Hand entsprechend der herzustellenden Schaltung teilweise zusammengebogen, verlötet und abgeschnitten werden.

Es ist auch eine andere Art von Baugruppen bekannt, bei denen mehrere mit Schaltelementen versehene Keramikplatten etagenförmig übereinander angeordnet und mit seitlich angelöteten Drähten verbunden sind. Solche Baugruppen sind unter dem Namen Modul bekanntgeworden und erfordern eine völlig neue Fertigungsweise von Schaltelementen. Widerstände und Kondensatoren werden beispielsweise direkt auf die keramischen Platten aufgedruckt, wobei auf jeder Platte beispielsweise fünf oder mehr Schaltelemente untergebracht sind. Der Nachteil solcher Baugruppen besteht nicht nur darin, daß ihre Herstellung eine völlig neue Fertigungstechnik erfordert, die mit einem sehr großen Kostenaufwand verbunden ist, sondern vor allen Dingen auch darin, daß an die Toleranzen bei der Herstellung der auf den keramischen Platten befindlichen Schaltelementen Verfahren zur Herstellung

von Baugruppen der Fernmeldetechnik

und Elektronik

Anmelder:

Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Richard Berger, Wunstorf (Hann.),
ist als Erfinder genannt worden

entschieden höhere Anforderungen gestellt werden. Ein relativ hoher Ausschuß läßt sich nicht vermeiden. Liegt nämlich von fünf auf einer keramischen Platte befindlichen Schaltelementen nur eines außerhalb der zulässigen Toleranz, so ist die gesamte Platte unbrauchbar, wobei auch die übrigen vier Schaltelemente nicht mehr verwendet werden können, da sie sich fest auf der Platte befinden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Baugruppen, die aus mehreren zu einer mechanischen Einheit zusammengefaßten und entsprechend der herzustellenden Schaltung elektrisch teilweise verbundenen Schaltelementen bestehen. Die Erfindung besteht darin, daß die Schaltelemente in einer von der herzustellenden Schaltung abhängigen Reihenfolge entweder auf ein oder mehrere Isolierstoffbänder querliegend aufgebracht und elektrisch miteinander verbunden oder auf ein oder mehrere aus Metall bestehende Bänder oder Drähte querliegend aufgebracht und die nicht gewünschten Verbindungen aufgetrennt werden. Der eigentliche Vorgang der Bestückung kann kontinuierlich und in höchst einfacher Weise automatisch erfolgen, da alle Bauelemente in einer Reihe liegen. Das Trennen der mit den Schaltelementen einer Baugruppe versehenen Bandabschnitte kann ebenfalls automatisch und durch ein bestimmtes Programm erfolgen.

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Es ist zwar bereits bekannt, identische Bauelemente querliegend auf lange Drähte aufzubringen, um dadurch die Bauelemente in einfacher Weise einer Bestückungsvorrichtung zuführen zu können. Jedoch handelt es sich hierbei nicht um ein Verfahren zur Herstellung einer aus mehreren verschiedenen Bauelementen bestehenden Baugruppe.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Baugruppen aus

gedruckten Leiterplatte liegen bekanntlich alle in einem Raster, das genormt ist. Das Einschweißen der Drähte in die Vertiefungen der Bänder geschieht beispielsweise so, daß eine heiße Rolle über das Iso-5 Iierstoffband läuft, das in diesem Falle aus einem Thermoplast bestehen muß, so daß die verbleibenden Erhöhungen der Isolierstoffbänder erweichen und durch das Rad in den über den Anschlußdrähten verbleibenden Raum der Kerben gedrückt werden

herkömmlichen Schaltelementen aufgebaut werden. io und somit die Anschlußdrähte in den Kerben halten.

Die herkömmlichen Schaltelemente sind bereits so sortiert, daß keines außerhalb einer bestimmten Toleranz liegt, so daß ihr Preis relativ gering ist. Die Aussortierung erfolgt nämlich in einer solchen Weise,

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dann anwendbar, wenn die Anschlußdrähte zweier nicht nebeneinanderliegender Schaltelemente miteinander verbunden werden sollen. Die Erfindung löst diese

daß kein Ausschuß entsteht, was dadurch erreicht 15 Aufgabe in besonders günstiger und einfacher Weise wird, daß der Abstand zwischen den Werten der dadurch, daß die beispielsweise an einer Seite liegen-Schaltelemente gleich der zulässigen Toleranz ist. den Anschlußdrähte der Schaltelemente nicht auf Somit kann bei den erfindungsgemäß hergestellten einen, sondern auf zwei parallel laufende Drähte aufBaugruppen kein Ausschuß auftreten, der durch geschweißt werden. Das so entstandene Drahtsystem Toleranzfehler von Schaltelementen verursacht wird. 20 wird dann entsprechend der herzustellenden Schaltung Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden aufgetrennt, und zwar kann dies wiederum mit einer die Schaltelemente mit ihren Anschlußdrähten auf aus durch ein Programm gesteuerten Schneidvorrichtung Metall bestehende Bänder oder Drähte aufgeschweißt, geschehen.

aufgenietet oder aufgelötet und dann die einer Bau- Gemäß einer Ausführung der Erfindung werden die

gruppe zugeordneten Drahtabschnitte elektrisch ent- 25 Schaltelemente auf Isolierstoffbänder aufgebracht und sprechend der herzustellenden Schaltung zerteilt. Der dann untereinander entsprechend der herzustellenden Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Schaltung durch Drahtabschnitte verbunden. Durch Schaltelemente gleichzeitig mit dem Aufbringen auf die Isolierstoffbänder werden die Schaltelemente zudie Bänder oder Drähte elektrisch verbunden sind. erst in ihrer gegenseitigen Lage fixiert. Dann werden Die Verbindung kann wiederum kontinuierlich er- 30 die Drahtabschnitte, die beispielsweise die Form von folgen, was in der Massenfertigung von großem Vor- Klammern haben, mit jeweils zwei Anschlußdrähten teil ist. Das nachträgliche Trennen der einer Bau- der Schaltelemente verbunden. Es können zwar mit gruppe zugeordneten Drahtabschnitte entsprechend einem Drahtabschnitt auch mehrere Anschlußdrähte der herzustellenden Schaltung ist so einfach, daß da- miteinander verbunden werden, jedoch ist das Verdurch kaum Fehler in der Schaltung auftreten können. 35 fahren besonders einfach, wenn nur jeweils zwei Die Schaltelemente einer entsprechend der Erfin- Anschlußdrähte mit einem Drahtabschnitt, der die dung hergestellten Baugruppe können sich nach dem Form einer Klammer hat, verbunden werden. Das Einstecken ihrer auf einer Seite liegenden Anschluß- Anbringen der Klammern kann mit sehr einfachen drähte in Löcher einer gedruckten Leiterplatte und Vorrichtungen erfolgen. Eine solche Vorrichtung ist nach der Verlötung mit den gedruckten Leitungs- 40 etwa zu vergleichen mit den zum Zusammenheften zügen gewöhnlich selbst halten und tragen. Will man von Aktenstücken bekannten Heftern. Zur besseren jedoch die Baugruppen vor dem Einsetzen in eine Kontaktierung können die Klammern zusätzlich mit gedruckte Leiterplatte transportieren oder lagern und den Anschlußdrähten verlötet werden. Dies kann z. B. dabei gewährleisten, daß die Schaltelemente in ihrer in der Weise erfolgen, daß zuerst die eine Seite der gegenseitigen Lage verbleiben, so ist es zweckmäßig, 45 mit Klammern versehenen Anschlußdrähte der Schaltvor oder nach dem Auftrennen der einer Baugruppe elemente und dann die andere Seite durch ein Tauchzugeordneten Bandabschnitte steife oder flexible lötbad geführt wird, wobei jeweils das Band ent-Isolierstoffbänder auf die Bänder oder Drähte oder sprechend geneigt werden muß. auf die Anschlußdrähte der Schaltelemente aufzu- An Hand der Zeichnung soll das erfindungsgemäße

bringen. Dadurch ist gewährleistet, daß die Schalt- 50 Verfahren an Beispielen näher erläutert werden, elemente in ihrer gegenseitigen Lage sicher gehalten In Fig. 1 sind auf zwei Drähte 1 und 2, die jeweils

werden. Sind die zur Halterung dienenden Isolier- von zwei Rollen ablaufen, Schaltelemente 3 und Verstoffbänder flexibel, so kann die Baugruppe vor oder bindungsdrähte 4 kettenförmig aufgeschweißt, und beim Einsetzen in eine gedruckte Leiterplatte in eine zwar in der für die herzustellende Schaltung günstigbestimmte behebige Form gebracht werden. Dadurch 55 sten Reihenfolge. An Punkten 5 bis 9 ist der Draht 2 ist es möglich, die Baugruppe den Leitungszügen der und an einem Punkt 10 ist der Draht 1 elektrisch gedruckten Leiterplatte anzupassen, so daß diese bei- aufgetrennt. Die Punkte sind in diesem Ausführungsspielsweise kürzer oder günstiger geführt sein können. beispiel so gewählt, daß eine Schaltung gemäß Fig. 2 Die Isolierstoffbänder werden beispielsweise mit entsteht. Gleiche Schaltungspunkte der Fig. 1 und 2 Vertiefungen in Form von Nuten oder Kerben ver- 60 sind mit gleichen Bezugszahlen versehen. Vor oder sehen, in die die Schaltelemente mit ihren Anschluß- nach dem Auftrennen der Drähte 1 und 2 an den drähten oder aber die Bänder oder Drähte eingelegt Punkten 5 bis 10 werden zwei Bänder 17 und 18 auf und durch Kleben oder Schweißen befestigt werden. die Anschlußdrähte 19 und auf die Verbindungs-Der Abstand der Vertiefungen in den Isolierstoff- drähte 4 aufgebracht, so daß sich die Schaltelemente bändern läßt sich sehr genau einhalten, so daß auch 65 in ihrer gegenseitigen Lage halten, der Abstand der Anschlußdrähte der Schaltelemente Die Anschlußdrähte 19 der Schaltelemente 3 ragen

immer genau dem Abstand der Löcher in der ge- so weit über den Draht 2 hinaus, daß sie in Löcher druckten Leiterplatte entspricht. Die Löcher in der einer gedruckten Leiterplatte gesteckt und mit den

auf der anderen Seite der Leiterplatte befindlichen gedruckten Leitungszügen beispielsweise durch Tauchlötung verbunden werden können.

Das Aufbringen der Schaltelemente auf die Drähte 1 und 2 kann fortlaufend und damit in hoher Geschwindigkeit erfolgen. Dazu werden die verschiedenen Schaltelemente beispielsweise zuerst in Kerben einer endlosen Kette eingelegt, und zwar bereits in der gewünschten Reihenfolge. Das Einlegen kann mit Hilfe von einfachen, an verschiedenen Stellen angeordneten Bestückungsköpfen automatisch erfolgen. Dann werden die Drähte 1 und 2 gegen die Anschlußdrähte geführt und mit Hilfe von Kupferrollen bzw. Kupferstempeln, die die Pole eines Punktschweißgerätes bilden und gegen die zu verbindenden Drähte gedruckt werden, verschweißt. Dann werden die Isolierstoffstreifen 17 und 18 aufgebracht. Diese können beispielsweise jeweils aus zwei Klebbändern bestehen, die von beiden Seiten gegen die Anschlußdrähte oder gegen die Bauelemente geführt werden und diese zwischen sich halten. In einer besonderen Schneidvorrichtung werden dann die Drähte 1 und 2 an den Punkten 5 bis 10 aufgetrennt. Solche Schneidvorrichtungen sind einfach und sollen, da sie von jedem Fachmann leicht konstruiert werden können, hier nicht näher beschrieben werden. Erwähnenswert hierbei ist jedoch, daß der Schneidvorgang programmiert werden kann, so daß sich die Schneidvorrichtung durch Änderung des Programms leicht anderen herzustellenden Baugruppentypen anpassen läßt.

Die so vorgefertigten Baugruppen können noch durch die Bänder 17 und 18 oder durch die Drähte 1 und 2 zusammenhängend, beispielsweise auf Rollen aufgewickelt transportiert werden. Sie können aber auch gleich an den mit den gestrichelten Linien dargestellten Stellen in einzelne Baugruppe aufgetrennt werden.

In Fig. 3 sind Schaltelemente 20 mit ihren Anschlußdrähten 21 auf einen Draht 22 und mit Anschlußdrähten 23 auf zwei im Abstand parallel laufende Drähte 24 und 25 aufgeschweißt. An den mit Kreuzen 26 bezeichneten Stellen sind die Drähte 22 und 24 sowie einzelne Anschlußdrähte 21,23 aufgetrennt, so daß die Schaltelemente eine elektrische Schaltung gemäß Fig. 4 ergeben. Gleiche Punkte sind in den Fig. 3 und 4 mit gleichen Bezugszahlen versehen. Die einzelnen Schaltelemente werden an ihren Anschlußdrähten durch Isolierstoffbänder 31 und 32 gehalten. An den mit gestrichelten Linien angegebenen Stellen werden die Baugruppen voneinander getrennt. Wesentlich bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Verbindung zweier nicht nebeneinanderliegender Schaltelemente.

In Fig. 5 ist ein Isolierstoffband 33 dargestellt, in dessen Kerben 34 Anschlußdrähte 35 von Schaltelementen eingelegt sind. Das Isolierstoffband 33 besteht aus thermoplastischem Material, so daß eine über die Kerben laufende heiße Rolle 36 die Kerben über den Anschlußdrähten 35 schließt, die somit fest in das Isolierstoffband 33 eingebettet werden.

Fig. 6 zeigt eine andere Form des erfindungsgemäßen Verfahrens, und zwar werden hierbei Schaltelemente 37 zuerst auf Isolierstoffbänder 38 und 39 aufgebracht. Dann werden mit Hilfe einer besonderen Vorrichtung die Anschlußdrähte der Schaltelemente durch Klammern 40 in einer solchen Weise verbunden, daß die gewünschte elektrische Schaltung entsteht. Ist der Kontakt der Klammern 40 mit den Anschlußdrähten nicht ausreichend, so können die Verbindungspunkte der Klammern mit den Anschlußdrähten zusätzlich verlötet werden. Dies geschieht beispielsweise in der Weise, daß das Band einmal zur einen Seite geneigt und durch ein Bad mit Lötzinn geführt und dann zur anderen Seite geneigt und durch ein zweites Bad mit Lötzinn geführt wird. Die Vorrichtung zum Anbringen der Klammern kann durch ein Programm gesteuert werden, so daß auch hierbei ohne große Umrüstzeiten Baugruppen der verschiedensten Art hergestellt werden können.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Baugruppen der Fernmeldetechnik und Elektronik, die aus mehreren zu einer mechanischen Einheit zusammengefaßten und entsprechend der herzustellenden Schaltung elektrisch teilweise verbundenen Schaltelementen bestehen, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schaltelemente (3, 4, 20, 37) in einer von der herzustellenden Schaltung abhängigen Reihenfolge entweder auf ein oder mehrere Isolierstoffbänder (17, 18, 31, 32, 38, 39) querliegend aufgebracht und elektrisch miteinander verbunden oder auf ein oder mehrere aus Metall bestehende Bänder oder Drähte (1, 2, 22, 24, 25) querliegend aufgebracht und die nicht gewünschten Verbindungen aufgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung mehrerer Baugruppen die zu diesen Baugruppen gehörigen Schaltelemente (3, 4, 20, 37) fortlaufend auf Isolierstoffbänder (17,18, 31, 32, 38, 39) oder aus Metall bestehende Bänder oder Drähte (1, 2, 22, 24, 25) aufgebracht und daß dann die einzelnen Baugruppen voneinander getrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (3, 4, 20, 37) derart auf die Isolierstoffbänder (17,18, 31, 32, 38, 39) oder aus Metall bestehende Bänder oder Drähte (1, 2, 22, 24, 25) aufgebracht werden, daß die zur Verbindung der Baugruppen mit der übrigen Schaltung, z. B. einer gedruckten Schaltung, dienenden Anschlußdrähte (19) der Schaltelemente (3, 4, 20, 37) frei überstehen.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder nach dem Trennen der Baugruppen voneinander steife oder flexible Isolierstoffbänder (17, 18) auf die Bänder oder Drähte (1, 2) oder auf die Anschlußdrähte (12) der Schaltelemente (3) aufgebracht werden, durch welche die Schaltelemente (3) in ihrer gegenseitigen Lage gehalten werden (Fig. 1).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffbänder (33) mit Vertiefungen, beispielsweise in Form von Nuten (34) oder Kerben, versehen werden, in die die Schaltelemente mit ihren Anschlußdrähten (35) und/oder die Bänder oder Drähte eingelegt und befestigt werden (Fig. 5).

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (21,23) der Schaltelemente (20) wenigstens auf einer Seite auf zwei oder mehrere mit Abstand parallel laufende Drähte (24, 25) aufgeschweißt, aufgelötet

oder aufgenietet werden und daß dann das so entstandene Drahtsystem entsprechend der herzustellenden Schaltung getrennt wird (Fig. 3).

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte der Schalt-

elemente durch Klammern (40) verbunden werden (Fig. 6).

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1218 609.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen