DE1293268B

DE1293268B - Schaltungsmodul

Info

Publication number: DE1293268B
Application number: DEC36279A
Authority: DE
Inventors: Brady Lynn J; Faber Sen William M
Original assignee: CTS Corp
Current assignee: CTS Corp
Priority date: 1964-07-01
Filing date: 1965-06-30
Publication date: 1969-04-24
Also published as: GB1117621A; JPS5623320B1; DK121910B; US3280378A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltungsmodul, bestehend aus einem flachen Isolierstoffträger, der auf einer Flachseite elektrische Schaltungselemente trägt, die über eine gedruckte Schaltung mit Anschlußstiften in Verbindung stehen, welche aus einer Stirnseite vorstehen. Bei einem bekannten Schaltungsmodul dieser Bauart sind die Anschlußdrähte auf der Oberfläche des Trägers an dessen Rand befestigt und mit der gedruckten Schaltung verlötet. Diese Einzelverlötung der Anschlußdrähte ist außerordentlich zeitraubend und daher teuer und außerdem besteht die Gefahr, daß bei entsprechend kleiner Ausbildung der Trägerplatten versehentlich bei der Verlötung ein Kurzschluß hergestellt wird. Außerdem geht der Räum, den die Anschlußdrähte zu ihrer Verlötung erfordern, für die Aufnahme der gedruckten Schaltung bzw. der Schaltungselemente verloren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die elektrische Verbindung zwischen den Schaltungselementen bzw. der gedruckten Schaltung auf der Flachseite des Trägers mit den an einer Schmalseite vorstehenden Anschlußdrähten unter Platzeinsparung zu vereinfachen und damit die Herstellung des Schaltungsmoduls insgesamt zu verbilligen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Schaltungsmodul der eingangs genannten Bauart dadurch gelöst, daß in der Stirnseite des Trägers nebeneinander Sacklöcher mit trichterförmig erweiterten Mündungen vorgesehen sind und daß jede Mündung und der sie jeweils umgebende Abschnitt .der Stirnseite mit einer Auskleidung elektrisch leitfähigen Materials versehen ist, die durch einen metallischen Niederschlag mit den zugeordneten, in das Sackloch eingesteckten Anschlußstiften elektrisch verbunden ist. Diese Konstruktion ermöglicht eine vollautomatische Herstellung mit geringsten Kosten, es werden Fehlverbindungen im Schaltungsaufbau mit Sicherheit vermieden und es können bei gleichen Abmessungen mehr Schaltungselemente als bisher möglich auf der Flachseite untergebracht werden bzw. können bei gleicher Anzahl die Abmessungen gegenüber jenen bekannter Schaltungsmoduln verringert werden.
Es ist zwar bereits eine blockförmige Vorrichtung zum Halt elektrischer Bauelemente bekanntgeworden, bei der die Anschlußdrähte aus einer Stirnseite hervorstehen, jedoch handelt es sich dabei um die an den Schaltungselementen festgelegten Anschlußdrähte, die in Nuten öder Schlitzen des Isolierstoffblocks eingelegt sind. Das Problem der elektrischen Verbindung von Anschlußstiften mit Teilen einer gedruckten Schaltung ist daher bei dieser blockförmigen Vorrichtung zum Halt für elektrische Bauelemente nicht gegeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die in die Sacklöcher eingeführten Endabschnitte der Anschlußstifte widerhakenartig ausgebildet. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß die Anschlußstifte, nachdem sie einmal eingefügt sind, nicht versehentlich herausfallen können, bevor sie endgültig festgelegt sind.
Ein besonders zweckmäßiger Aufbau ergibt sich, wenn die Dicke des Trägers bzw. die Höhe der Stirnseite wenigstens doppelt so groß ist wie der Durchmesser der Anschlußstifte. Bei einer derartigen Dimensionierung wird ein fester Halt der Anschlußstifte und eine sichere elektrische Verbindung gewährleistet. An Stelle der widerhakenartigen Ausbildung oder zusätzlich kann der Querschnitt der Sacklöcher polygonal, insbesondere quadratisch, ausgebildet sein, derart, daß die kreiszylindrischen Anschlußstifte im Preßsitz einpassen. Auch hierdurch wird eine günstige mechanische Festlegung erzielt, bevor die endgültige Festlegung unter Herstellung der elektrischen Verbindung bewirkt wird. Statt dessen könnten auch die Sacklöcher einen kreisrunden Querschnitt aufweisen und die Anschlußstifte einen eckigen Querschnitt, so daß sich die Längskanten der Stifte in die Sacklochwandungen eingraben.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g.1 eine perspektivische Ansicht eines Schaltungsmoduls gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine perspektivische Darstellung des in F i g. 1 dargestellten Schaltungsmoduls vor der Verlötung und Einkapselung, F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie HI-111 gemäß Fig.1. F i g. 4 in größerem Maßstab einen Teilschnitt des Schaltungsmoduls gemäß F i g. 3, F i g. 5 eine beispielsweise Schaltung einen Moduls, F i g. 6 in größerem Maßstab eine perspektivische Teilansicht der Befestigung eines kreiszylindrischen Stiftes in einer quadratischen Öffnung.
Der Schaltungsmodul 10 weist mehrere elektrische Schaltungselemente 11 auf, die von einem Träger 12 vorzugsweise aus keramischem dielektrischem Material getragen werden.
Der Träger 12 besteht aus einem Werkstoff hoher Temperaturfestigkeit. Der Träger besitzt eine obere und eine untere glatte Fläche 13 bzw. 14, die zum Erfassen und Einstecken des Schaltungsmoduls dienen, sowie Seitenflächen 15 und 16 und eine hintere Stirnfläche 17 sowie eine vordere Stirnseite 18.
Um die vordere Stirnseite 18 des Trägers 12 im Abstand zu der Tafel zu halten, in die der Schaltungsmodul eingesteckt wird, sind an der Stirnseite zwei Vorsprünge 19, 20 vorgesehen. Anschlußstifte 22 sind in Sacklöchern 23 in der Stirnseite 18 verankert und diese Sacklöcher 23 sind mit trichterförmig erweiterten Münden 24, 25 ausgestattet und zwischen zwei benachbarten Anschlußstellen liegt jeweils ein Trennsteg 26.
Gemäß dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sacklöcher 23 verjüngt ausgebildet, wodurch das Einfügen der Anschlußstifte 22 erleichtert wird. Es können jedoch auch zylindrische Ausnehmungen vorgesehen werden, was den Vorteil hat, daß dann einfachere Einsätze zur Herstellung des Trägers benutzt werden können. Die in F i g. 6 dargestellten Sacklöcher 123 von quadratischem Querschnitt eignen sich insbesondere in Verbindung mit Anschlußstiften 122 kreisförmigen Querschnitts. In diesem Falle werden die Querschnittsabmessungen so gewählt, daß sich die Anschlußstifte 122 in die Seitenwände 123 a der Sacklöcher einschneiden und die Anschlußstifte formschlüssig festhalten.
Die Herstellung des elektrischen Schaltungsmoduls geschieht dadurch, daß die obere Fläche 13 des Trägers poliert wird, dann wird eine elektrische Schaltung 21 nach herkömmlichen Verfahren auf der Oberfläche 13 des Trägers 12 aufgedruckt und die elektrischen Pfade der gedruckten Schaltung werden durch eine aus Glas bestehende Matrix getrennt. Dann wird der Träger auf eine Temperatur erwämrt, die über der Schmelztemperatur der Glasmatrix liegt.
Der nächste Verfahrensschritt besteht darin, eine Auskleidung 27 aus leitfähigem Werkstoff auf den Innenwänden der Mündung 25 abzulagern und gleichzeitig eine leitfähige Schicht 28 (F i g. 4) auf den Innenwänden der Sacklöcher 23 aufzubringen. Die leitfähige Schicht 28 verbessert die mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Anschlußstiften 22 und der Auskleidung 27. Die Auskleidung 27 überlappt die Ränder der leitfähigen Schicht 28 und die Endabschnitte 21 a der leitfähigen Pfade 21. Die gedruckte Schaltung 21 könnte auch auf die Oberfläche 13 aufgebracht werden, nachdem die metallischen Auskleidungen in der vorderen Stirnseite 18 vorgenommen werden. Zweckmäßigerweise wird der Träger 12 nach jedem Arbeitsschritt erhitzt, um eine feste Verbindung zu gewährleisten.
Die gedruckte Schaltung weist gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Kondensator 11 a, einen Widerstand 11 b auf. Diese Schaltungselemente werden zweckmäßigerweise erst dann aufgebracht, nachdem die Auskleidungen und die Anschlußleitungen 21 hergestellt sind. Die Schaltung kann auch ein aktives Schaltelement 11 c aufweisen. Nachdem die Schaltung fertiggestellt ist, wird die Oberfläche 13 mit einem Überzug 29 vorzugsweise einer Schicht aus Glas oder organischem Überzugsmaterial bedeckt, um die Schaltung gegen atmosphärische und andere Umgebungseinflüsse zu schützen.
Die vorzugsweise verzinnten Anschlußstifte 22 sind fest in den Sacklöchern 23 verankert und stehen mit der Stirnseite 18 des Trägers 12 in Verbindung. Die Endabschnitte 22 a der Anschlußstifte sind mit seitlichen Vorsprüngen ausgestattet, die sich in die Seitenwände jedes Sacklochs eingraben und dadurch die Anschlußstifte 22 verankern. Diese Endabschnitte 22 a können mit Rippen oder Widerhaken 22 b ausgestattet sein, die in die Seitenwände der Sacklöcher 23 eingreifen, wodurch eine zuverlässige mechanische Verankerung bewirkt wird.
Nachdem die Anschlußstifte 22 in den Sacklöchern 23 mechanisch festgelegt sind, muß eine gute elektrische Verbindung zwischen den Anschlußstiften 22 und der Auskleidung 27 hergestellt werden.
Zu diesem Zweck wird ein metallischer Niederschlag 30 auf jeden der Mittelabschnitte 22 c der Anschlußstifte 22 und die Auskleidung 27 z. B. dadurch aufgebracht, daß der Träger in geschmolzenes Metall z. B. Lötmetall eingetaucht wird. Der metallische Niederschlag 30 haftet dann an der metallischen Auskleidung 27 und umgibt die Anschlußstifte 22 und die Endabschnitte 21 a der leitfähigen Pfade 21, die nicht mit der Abdeckschicht 29 bedeckt sind. Hierdurch wird eine Verbindung zwischen den Endabschnitten der Leiter 21 und der Auskleidung 27 leitfähigen Materials hergestellt. Dadurch, daß die leitfähigen Schichten 28 rings um die Randabschnitte der Sacklöcher 23 abgelagert werden, liegen sie teilweise innerhalb der Sacklöcher 23 und nach Abkühlung wird eine weitere Verstärkung der mechanischen Befestigung bewirkt. Der metallische Niederschlag bleibt jedoch auf die trichterförmige Mündung 24, 25 begrenzt und steht nicht über die Stirnseite 18 vor.
Zusätzlich kann ein weiterer Verfahrensschritt durchgeführt werden, der darin besteht, einen Isolierüberzug 31 auf dem Träger T 12 aufzubringen, um den gesamten elektrischen Schaltungsmodul mit Ausnahme der freien Endabschnitte 22 d der Anschlußstifte 22 einzukapseln.
Zur Identifizierung des Schaltungsmoduls und der Zuführungsdrähte kann eine Codeziffer 32 auf dem Überzug 31 angeordnet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltungsmodul, bestehend aus einem flachen Isolierstoffträger, der auf einer Flachseite elektrische Schaltungselemente trägt, die über eine gedruckte Schaltung mit Anschlußstiften in Verbindung stehen, welche aus einer Stirnseite vorstehen, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß in dieser Stirnseite (18) des Trägers (12) nebeneinander Sacklöcher (23) mit trichterförmig erweiterten Mündungen (24) vorgesehen sind und daß jede Mündung (24) und der sie jeweils umgebende Abschnitt der Stirnseite (18) mit einer Auskleidung (27) elektrisch leitfähigen Materials versehen ist, die durch einen metallischen Niederschlag (30) mit den zugeordneten in das Sackloch eingesteckten Anschlußstiften (22) elektrisch verbunden ist.
2. Schaltungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Sacklöcher (23) eingeführten Endabschnitte (22 a) der Anschlußstifte (22) widerhakenartig (22 b) ausgebildet sind.
3. Schaltungsmodul nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Trägers (12) bzw. die Höhe der Stirnseite (18) wenigstens doppelt so groß ist wie der Durchmesser der Anschlußstifte (22).
4. Schaltungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Sacklöcher (23) mit einer leitfähigen Schicht (28) ausgekleidet sind, die von der Auskleidung (27) überlappt wird und mit dem metallischen Niederschlag (30) in elektrischer Verbindung steht.
5. Schaltungsmodul nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (12) in an sich bekannter Weise mit einem Isolierüberzug (31) versehen ist.
6. Schaltungsmodul nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Sackloch wenigstens eine abgeflachte Wand aufweist, der der Anschlußstift (22) im Preßsitz anliegt.
7. Schaltungsmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (123) einen polygonalen, insbesondere quadratischen Querschnitt besitzen, in den die kreiszylindrischen Anschlußstifte (22) im Preßsitz einpassen. B.
Schaltungsmodul nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den mit einem metallischen Niederschlag versehenen Mündungen (24) in der Stirnseite (18) quer verlaufende Trennstege (26) angeordnet sind.
9. Schaltungsmodul nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklöcher (23) einen kreisrunden Querschnitt aufweisen und die Anschlußstifte einen eckigen Querschnitt, so daß sich die Längskanten der Stifte in die Sacklochwandungen eingraben.
10. Schaltungsmodul nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden der Stirnseite (18) Abstandshalter (19, 20) vorstehen.
11. Schaltungsmodul nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Sackloch (23) nach innen konisch verjüngt ausgebildet ist.