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Elektronische Baueinheit mit einer gedruckten Schaltung Die Erfindung
bezieht sich auf eine elektronische Baueinheit, die unter Verwendung einer gedruckten
Schaltung hergestellt ist, wobei hier der Begriff »gedruckte Schaltung« für Schaltungen
verwendet ist, bei denen flächige Leiterzüge auf einer Seite einer Isolierstoffplatte
aufgebracht sind.
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Es ist bekannt, elektronische Baueinheiten wie vollständige Sender,
Empfänger, Verstärker, Meßeinrichtungen od. dgl. unter Verwendung von gedruckten
Schaltungen aufzubauen. Es kommen dabei vornehmlich gedruckte Schaltungen zur Anwendung,
bei denen auf einer Seite einer Isolierstoffplatte flächige Leiterzüge angeordnet
sind. Baugruppen, die eine größere Anzahl von Bauelementen aufweisen, die auf einer
relativ kleinen Fläche anzuordnen sind, erfordern dabei gedruckte Schaltungen, bei
denen der Leitungsabstand und die Breite der Leitungen gering sind, wobei beim Herstellen
der Baueinheiten relativ häufig Lötbrücken zwischen einzelnen Leitungen auftreten
und die mechanische Beanspruchbarkeit der gedruckten Schaltung gering ist, wenn
diese relativ schmale Leitungen aufweist. Aus den genannten Gründen ist vielfach
eine im wesentlichen durch die Abmessung der Bauteile vorgegebene kleinste Auslegung
der Baugruppe nicht möglich, zumal wenn die Forderung besteht, daß jedes durch den
Lötvorgang gefährdete Bauelement der Baugruppe auslötbar und ersetzbar sein soll.
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Ferner sind doppelseitig mit einem metallischen Überzug versehene
Isolierstoffplatten im Handel, die eine Verteilung der Leitungen einer Baugruppe
auf den beiden Seiten einer Isolierstoffplatte ermöglichen, wodurch die oben beschriebenen
Mängel behoben werden. Die Verwendung derartiger gedruckter Schaltungen schließt
aber mindestens für die mit Bauelementen bestückte Seite der gedruckten Schaltungen
die Anwendung wirtschaftlicher Tauchlötverfahren aus. Ein Austausch einzelner Bauelemente
der fertig gelöteten Baueinheit ist bei gedrängtem Aufbau hier nur noch für Bauteile
möglich, die am Rande der gedruckten Schaltung angeordnet sind.
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Weiterhin sind elektronische Baueinheiten bekannt, bei denen in mehreren
Ebenen Leiterplatten mit rasterartiger Verteilung der Leiterzüge vorgesehen sind,
wobei die Anschlußdrähte der auf einer äußeren Leiterplatte angeordneten Bauelemente
duck mehrere Leiterplatten eines Stapels hindurchgeführt sind. Die Schaltung einer
solchen Baueinheit ist dabei im wesentlichen mit Hilfe der genannten Anschlußdrähte
dadurch gebildet, daß diese mit Leiterzügen in unterschiedlichen Ebenen des Leiterplattenstapels
verbunden sind. Die Anwendung wirtschaftlicher Tauchlötverfahren ist dabei ebensowenig
möglich wie der Austausch eines beim Einlötvorgang beschädigten Bauelementes.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die aufgezeigten Mängel bekannter
Baueinheiten zu beseitigen und eine elektronische Baueinheit so auszubilden, daß
sie bei relativ kleinen äußeren Abmessungen unter Anwendung einer gedruckten Schaltung
und eines Tauchlötverfahrens herstellbar ist, wobei nach erfolgter Bestückung und
Lötung der gedruckten Schaltung eine Funktionsprüfung der Baueinheit, erforderlichenfalls
auch ein Austausch beschädigter Bauelemente möglich ist.
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Bei einer elektronischen Baueinheit mit einer auf einer Seite einer
Isolierstoffplatte aufgebrachten gedruckten Schaltung, die ferner nicht mit der
Schaltung verbundene Lötstützpunkte aufweist und auf der anderen Seite der Isolierstoffplatte
angeordnete Bauelemente, deren Anschlußdrähte durch die Isolierstoffplatte hindurchgeführt
sind, ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß diejenigen Anschlußdrähte
der Bauelemente, die mit dem meistverzweigten Leiter der Schaltung verbunden sind,
länger als die mit den Leiterzügen der gedruckten Schaltung verbundenen übrigen
Anschlußdrähte der Bauelemente belassen sind und die erstgenannten Anschlußdrähte
mit Lötstützpunkten der gedruckten Schaltung und einer im Abstand zur gedruckten
Schaltung angeordneten metallisch leitenden Platte verbunden sind, die den meistverzweigten
Leiter der Schaltung verkörpert.
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In der gedruckten Schaltung sind dabei auf der zui Verfügung stehenden
Fläche die Leiterzüge so anzuordnen und zu dimensionieren, daß ein leichtes Einlöten
der Bauelemente möglich ist und die Leiterzüge
ausreichende mechanische
Festigkeit haben, selbst dann, wenn die Bauelemente der Baugruppen in gedrängter
Bauweise angeordnet sind. Dabei sind mit der elektrisch leitenden Platte Anschlußdrähte
von Bauelementen verbunden, die ferner mit festen Stützpunkten verbunden sind, welche
auf der Isolierstoffplatte angeordnet sind und nicht mit Leiterzügen der gedruckten
Schaltung zusammenhängen. In den meisten Fällen erübrigt sich dabei ein zusätzlicher
Aufwand an Abstützmitteln zwischen der gedruckten Schaltung und der elektrisch leitenden
Platte.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist die elektrisch leitende Platte
mindestens an einer Seite abgewinkelt, oder sie bildet den Boden eines Bechers.
Da im allgemeinen die Leitung mit der größten Anzahl von Verzweigungsleitungen eine
potentialfreie Leitung ist, oder eine Leitung, die an Masse liegt, hat diese Ausbildungsform
den Vorteil, daß die elektrisch leitende Platte zusätzlich als Teil einer Abschirmung
verwendbar ist, die in geeigneter Ausführungsform auch ein Vergießen der Baugruppe
mit Kunstharz erlaubt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Figur zeigt in schräger Parallelprojektion eine teilweise bestückte und aufgeschnitten
dargestellte elektronische Baueinheit 1.
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In einem Abstand 2 von einer mit flächigen Leiterzügen 3 versehenen
unteren Seite 4 einer Isolierstoffplatte 5 ist eine elektrisch leitende Platte
6 angeordnet. Diese Platte 6 ist an mehreren Lötpunkten 7 und 8 mit Leitungen
9 und 10 verbunden, die durch die Isolierstoffplatte 5 hindurchgeführt
sind. Als Leitungen 9 und 10 dienen Anschlußdrähte von Bauelementen
11
und 12. Die Leitungen 9 und 10 sind ferner mit festen
Lötstützpunkten 13 und 14 verbunden, die auf der Isolierstoffplatte
5 angeordnet sind und nicht zum Muster der Leiterzüge 3 gehören.
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Die elektrisch leitende Platte 6 ist in der Darstellung der Boden
eines Bechers 15, der die Isolierstoffplatte 5 und die Bauelemente, z. B.
11, 12 und 16 der Schaltung, in sich aufnimmt. Ohne vom Gegenstand
der Erfindung abzuweichen, kann die leitende Platte 6 auch eben sein oder nur an
einer Seite abgewinkelt.
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Eingangs-, Ausgangs- oder Stromversorgungsleitungen 17, 18 und 19
sind mit Leiterzügen 3 auf der Isolierstoffplatte 5 verbunden und isoliert durch
die elektrisch leitende Platte 6 hindurchgeführt. Eine isolierte Durchführung
20 bekannter Art ist für die Stromversorgungsleitung 17 dargestellt.
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Bei der Herstellung der Baueinheit 1 wird zunächst in der zu realisierenden
Schaltung derjenige Leiter ermittelt, der die größte Anzahl von Verzweigungen aufweist.
In der Regel ist dies ein Leiter, der potentialfrei ist, bzw. ein Leiter, der Massepotential
führt. Dieser Leiter und alle seine Verzweigungen -werden nun durch eine elektrisch
leitende Platte 6 realisiert. Für alle übrigen Leiterzüge 3 der Schaltung wird auf
einer Isolierstoffplatte 5 eine gedruckte Schaltung hergestellt, die in bekannter
Weise mit Bauelementen 11,
12 und 16 bestückt wird und die im Tauchlötverfahren
gelötet wird. Bei der Bestückung der Isolierstoffplatte 5 wird darauf geachtet,
daß alle mit der elektrisch leitenden Platte 6 zu verbindenden Leitungen 9 und 10
weiter aus der Isolierstoffplatte 5 herausragen als die mit Leiterzügen 3 verbundenen
Anschlußdrähte der Bauelemente. Die Leitungen 9 und 10 werden im genannten Tauchlötverfahren
mit Lötstützpunkten 13 und 14 auf der Isolierstoffplatte verbunden. Die Eingangs-,
Ausgangs- und Stromversorgungsleitungen 17
bis 19 werden ebenfalls bereits
bei der Bestückung der Isolierstoffplatte angebracht und bei der genannten Lötung
mit den zugehörigen Leiterzügen 3 verbunden. In diesem Fertigungsstand kann nun
eine Prüfung der Funktionsfähigkeit der Baugruppe erfolgen und ein Austausch mangelhafter
Bauteile.
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Beim Zusammenbau der bestückten Isolierstoffplatte 5 mit der elektrisch
leitenden Platte 6 werden die Leitungen 9 und 10 .durch Bohrungen der leitenden
Platte 6 hindurchgeführt und die Eingangs-, Ausgangs- oder Stromversorgungsleitungen
17, 18 und 19 durch größere Bohrungen dieser Platte geführt, die mit isolierten
Durchführungen 20 versehen sind. In einem zweiten Tauchlötvorgang werden
nun die Leitungen 9 und 10 mit der elektrisch leitenden Platte
6
verbunden. Da die elektrisch leitende Platte 6 in den meisten Fällen mehr
als zwei verzweigte Leitungen ersetzt, erhält man durch die Leitungen
9 und 10 eine Abstützung ausreichender mechanischer Festigkeit. Im
Bedarfsfalle können eine oder mehrere dieser Leitungen mit isolierenden Abstandshaltern
versehen sein.
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Zweckmäßig ist die elektrisch leitende Platte 6 als Boden eines Bechers
15 ausgebildet, der an seinem oberen Rand mit Befestigungsmitteln 22 und 23 für
einen nicht in der Figur dargestellten Abschirmdeckel versehen ist. Der Becher 15
ermöglicht ein Ausgießen mit aushärtbarem Kunststoff, so daß nach erfolgter Befestigung
des Deckels eine mechanisch widerstandsfähige und eine allseitig elektrisch abgeschirmte
Baueinheit vorliegt.