Elektrische Bauelemente, insbesondere zur Aufnahme in gedruckten Schaltungen
Die Erfindung betrifft mit Tragkörpern versehene elektrische Bauel-emente, z.B.
elektrische Widerätände oder elektrische Spulen, mit hohlstab-, volletab-..oder
plättchenförmigen Tragkörpern bzw. SpulUnkernen, die zur Aufnahme in einem Träger,
z.B. der Trägerplatteeiner gedruckten Schaltung, vorgesehen sind. Im Zuge der Miniaturisierung
und damit gedrängteren Bauweise der elektrischen Baugruppen werden in steigenden
Maße die elektrischen Bauelemente in sogenannten gedruckten Schaltungen zusammengefaßt.
Zur Erzielung einer erhöhten Raurnersparnin'ist
man in neuerer Zeit
dazii übergegangen, die Bauelemente, die man früher üblicherweise flach auf den
z.B. plattenförmigen Träger einer gedruckten Schaltung aufgelegt hat, hochstehend
anzuordncn. Dabei ergeben sich gewisse Schwierigkeiten. Die zur Halterung der elektrischen
Bauelemente Mittels ihrer Anschlußdrähte im I
Träger vorgesehenenc-D.urchbrechungen
lassen sich beispielsweise mit Rücksicht-auf die unterschiedlichen Durchmesser der
An-, I schlußdrähte nicht so ausbilden, daß die Anschlußdrähte stets satt
in den Durchbrüchen geführt sind uhd somit bis zur Beendigung der erforderlichen
Verlötungen der Anschlußdrähte mit den entsprechenden Leiterbahnen der Trägerplatte
gegen Kippen-gesichert sind. Um dieser Gefahr zu begegnen, hat man bisher
aufwendige Vorrichtungen angewandt, um das Kippen der Bauelemente zur Trägerplatte
zu verhindern, bis die üblicherweise durch' Schwallöten erfolgende Lötverbindung
zwischen den einzelnen Bauelementen bewerkstelligt worden ist. Weiterhin hat man
zur Wahrung eines bestimmten Abstandes des Bauelementes von der Trägerebene die
drahtförmigen Anschlußelemente mit Ausbiegungen versehen, die ein Durchrutschen
der Drähte.bis zum Aufsitzen des Bauelements auf der PlattenoberflKche verhindern
sollten. Fertigungste.chnisch bedingt eine derartige Ausbildung der Anschlußelemente
-.-einen nicht unerheblichen Aufwand. Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe
gestellt, elektrische Bauelemente, die zur Aufnahme in z.B. plattenförmigen Trägern
ivie den Trägerplatten sogenannter gedruckter Schaltungen dienen, derart auszubilden,
daß ein Umkippen der elektrischen
Bauelemente vor Beendigung des'vorerwähnten
Lötvorgangs mögli chst vermieden wird und der vorgegebene Abstand der elek.trisehen
Bauelemente zum Träger gewahrt bleibt, wobei zusätzlich zumindest das eine der
je elektrisches Bauelement üblicheirweise erforderlichen zwei Anschlußelemente
eingespart wird. Weiterhin hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Bauelemente
dieser Art derart zu elektrischen Baugruppen zusammenzufassen, daß auch diese in
einfacher Vieise ebenfalls auf die Trägerplatte aufgebracht können. Zu diesem ii'-#,icek
sieht die Erfindung bei mit Tragkörpern vorsehenen elektrischen Bauelementen der
eingangs erwähnten Art vor, daß die Tragkörper zur Halterung in den Durchbrechungen
einels z.B. plattenförmigen Trägers einer sogenannten gedruckten Schaltung im Bereich
mindestens ihrer einen Enden steck-und vorzugsweise lötbar ausgebildet sind. Zur
Erzielung-einer ausreichen den mechanisch festen Halterung der elektrischen Bauelerente
in den Trägern sind die Bauelemente in Bereich ihrer aufzusteckenden Tragkörperenden
zweckmäßigerweise mit unrunden Quo--schnitt und gegebenenfalls wellenförmiger-oder
sägezahnartiger Kontur versehen. Der Tragkörper des elektrischen Bauele-rients kann
im Bereich.-"inen aufzusteckenden Endes auch nach Art eine s Gewindebolzens ausgebildet
und mit diesen Ende in die häufig gegenüber den Material den Tragkörpera weichere
Trägerplatte, ode:b dergleichen eingeschraubt sein. Hierdurch wird, vorausgesetzt,
daß die lichte Weite der im Träger vorgesehenen Durchbrechungen entsprechend geringer
ist als der Durchmesser der aufzusteckenden Tragkörperenden, eine sichere Halterung
der
elektrischen Bauelemente im Träger gewährleistet. Eine weitere
Möglichkeit der sicheren Halterung bietet sich, wenn gegebenenfalls zusätzlich das
Tragkörperende mit einer, vorzugsweise achsparallelen, randoffenen Ausnehmung versehen
wird. Herstellungsmäßig bietet di ese Ausführung erhebliche Vorteile und zudem wird
das Lot beim eigentlichen Lötvorgang unter der Kapillarwirkung der Längsrillen leicht
hochgezogen. Zur Einhaltung eines bes*Ummten Abstandes des aktiven Bauelementsteils
von der Ebene, beispielsweise einer Trägerplatte, kann der Durchmesser des Tragkörpers
im Bereich seines aufzusteckenden Endes urfd,damit die lichte Weite der Trägerplattendurchbrechung
kleiner als der Durchmesser des den aktiven Teil des Bauelenents tragenden Tragkörperteils
bemessen werden. Der aktive Teil des Bauelements selbst wird.dabei in gewünschtem
Abstand von dem verjüngten Tragkörperende auf den Tragkörperteil größeren Durchmessers
aufgebracht. Ein Durchrutschen des elektrischen Bauelements und Aufsitzen seines
aktiven Teils auf der Trägerplatte ist damit mit Sicherheit unterbunden. Bildet
man gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung den Tragkörper des elektrischen-Bauelementsq
z.B. eines elektrischen Widerstandes, haarnadelförmig oder ähnlich gekrümmt aus
und gestaltet diesen*Tragkörper im Bereich seiner beiden Enden steck- und lötbar,
so kann auch das zweite evtl. als Rückführung zur Trägerunterlage dienende Anschlußelement
entfallen. Hiermit entfällt auch für dieses B'auelementende die, in mechanischer
und elektrischer Hinsicht sehr hohe Anforderungen stellende
übliche
Kontaktierung des Bauelements und en genügt, wenn z.B. eine auf den Tragkörper aufgebrachte,
zz.B. aufgedampfte, Leiterbahn den aktiven Bauelementeteil, z.B. die Widerstandsschicht,
mit den entsprechenden lötbaren Tragkörperende elektrisch leitend verbindet. Erfindungsgemäß
ist in günstiger Weiterbildung der Erfindung bei elektrischen Bauelementen der erwähnten
Art vorgesehen, daß diese mit Ausnahme ihrer steckbaren Tragkörperenden bei Zusammenfassung
zu ganzen Baugruppen, mit ihren von der Trägerunterlage abgekehrten, vorzugsweise
lötbur ausgebildeten Tragkörperenden unmittelbar mit leitenden Vetbindungen, -,;3.
einem Kupferband, leitenden Kleber oder Zinn oder über weitere, vorzugcweise elenfalls
mit lötfähigen Tragkörperenden versehene Bauelemente miteinander elektrisch leitend
verbunden sind. Zu den durch die steckkontaktärtige Ausbildungdgr Tragkörperenden
bedingten Vorteilen, welche z.B. in Wegfall der üblichen und z.-B. dealit- odertandförmigen
Anschlußelemente und der sicheren Steckverbindung zwischen dem elektrischen Bauelement
und den Träger liegen, kommen durch die Zusammenfassung derart ausgebildeter elektrischer
Bauelemente zu ganzen elektrischen Baugruppen noch weitere nachstehend aufgeführte
Vorteile hinzu. Anstelle einen elektrischen Bauelements mit z.B. großem Durchmesser
und mit großem Raumbedarf wird es bei sonst kleiner Leistung möglich, mehrere elektris.che
Bauelemente.geringer geöretrischer Abmessungen zu einer Gruppe zusammenzufassen,
die auf Grund der steckkontaktartig ausgebildeten Tragkörperenden in
sichere
Steckverbindung mit den Träger gebracht werden kann. ganzen Baugruppen beinhaltet
noch den erheblichen Vorteil, daß die ansonsten erforderliche Rückführung der Tragkörperenden
über die üblichen Anschlußelenente zur Trägeretene und damit die sehr aufwendige
Kontaktierung entfällt. Zweckmäßigerweise wird man beim Zusammehbau der elektrischen
Baugruppen die elektrischen Bauelemente hinsichtlich ihrer elektrischen und physikalischen
Eigenschaften so wählen, daß beispielsweise die Toleranzen in den Widerstandswerten
und/oder die Temperaturbeiwerte ausgeglichen werden und die gesante Baugruppe induktivitätsarn
ist. Sofern nur zwei elektrische Bauelemente zu einer elektrischen Baugruppe zusammengefaßt
iverden sollen, ist es zweckmäßig, daß die mit ihren von der Trägerunterlage abgekehrten
Tragkörperenden unmittelbar miteinander elektrisch leitend verbundenen Bauelemente
zueinander geneigt sind. Ferner können auch *die von der Trägerebene abgekehrten
und'vorzugsvieise lötbar ausgebildeten Tragkörperenden der elektrischen Bauelemente
über ein oder mehrere zueinander in Serie oder parallelgeschaltete elektrische Bauelemente
oder Leitungezüge miteinander elektrisch leitend verbunden sein,-wobei je nach Erfordernis
z.B. Widerstände und Kondensatoren miteinander verschaltet werden können. Zwedkmäßigerweise
wird man insbesondere bei Zusammenfassung zu ganzen elektrischen Baugruppen die
elektrischen Bauelemente mit
Ausnahme ihrer steckbaren Tragkör'per'enden
mit einem vorzugsweise elektrisch isolierenden Überzug umhüllen oder sie in geeignete
Hülsen stecken. Die Umhüllung bzw. Kapselung gewährleistet insbesondere bei den
in gedruckten Schaltungen oftmals gegebenen gedrängten Einbau eine allseitig ausreichende
elektrische und thermische Isolation der elektrischen Bauelemente, was beispielsweise
bei der Schaffung des elektrischen Kontakts zwischen den Di#ueler.enten und den
Leiterbahnen des Trägers von wesentlichen Vorteil ist. Hinzu kommt, daß durch die
Umhüllung der Bauelemente ihte Verletzung oder.eine vor allen bei ihrer Montage
gegebenenfalls auftretende Verschiebung aus ihrer Anordnung zueinander vermieden
wird. Als Umhüllung kann z.B. auch ein-..Gehäuse oder ein Einfügen zwischen zu verschvieißenden
oder zu verklebenden Folien dienen. In folgenden wird die Erfindung an Hand der
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin zeigcn
Figur 1 einen auf einer Trägerunterlage aufgesteckten und erfindungsgemäß
ausgebildeten Widerstand in teilweise gcschnittener Ansicht, Pigur 2"und
3 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in gleicher Darstellung wie
in Figur 1,
Figur 4 und 5 die schaubildliche Ansicht mehrerer zu umhüllten
Baugruppen zusammengefaßter elektrischer Widerstände. Zur Halterung in Durchbrechungen
la einer Trägerplatte 1 sind
die in den Figuren
1 und 2 dargestellten elektrischen Widerständc 5 im Bereich der einen
Enden 2a ihrer Tragkörpe,r 2 steckbar und zum Zwecke der elektrischen Verbindung
des aktiven Widerstands-(in der Zeichnuni; schraffiert) bauteils 2Vmit in der Zeichnung
nicht dargestellten Leiterbahnen der Trägerplatte 1 lötbar ausgebildet. Gemäß
Figur 1 dient dabei als Stromzuführung des von-der Trägerplatte
1 abgekehrten Widerstandsendes zu dieser ein drahtförmiges Anschlußelenent
3.
Im Ausführungdbeispiel gemäß Figur 2 weist der steck- und lötbar ausgebildete
Teil des Tragkörpers einen gegenüber den., den aktiven Teil des Bauelements tragenden
Tragkörper 2 geringeren Durchmesser auf. M'erdurch wird mit Sicherheit der Abstand
der aktiven Widerstandsschicht.2b von der Trägerunterlage 1 gewahrt, sofern
dieser nicht bchon durch die Umhüllung oder Kapselung.gcgeben-ist. F . igur
3 zeigt einen elektrischen Widerstand 4 mit haarnadelförmig gekrümmtem Tragkörper
2, dessenZ-7bezLde#'-.T'r*aäkörperenden 2a in vorstehend ausgeführten Sinn ausgebildet
und in den Durchbrechungen la der Trägerplatte gehaltert sind. Figur 4 zeigt die
Anordnung-dreier Widerstände 5p 7 nach Art eines sogenannten 31 -Gliedes,
wobei die Viideratände mit Ausnahmc der einen steck--und*lö-"uba,-.,. ausgebildeten
Tragkörperenden 2a der elektrischen Widerstände 5 mit einen zvieckmäßigeri",eise
thermisch und ölektrisch isolierenden Überzug 6 umhüllt sind. Figur
5 zeigt ebenfalls teilweise u>Mhüllte bzw. in Gehäuse
gesteckte
elektrische Widerstände 5, die zueinander geneigt und mit ihren in Inneren
der Umhüllung 6 angeordneten Tragkörperenden miteinander elektrisch leitend
vertunden sind. Bei der in den Figuren 6 bis 8 dargestellten Ausführung,
z.B. eines elektrischen Widerstandes weisen die plättelienförmig ausgebildeten elektrischen
Bauelemente 10 bzw. 11 steckbare Ansätze 10a bzw. lla auf, welche
z.B. carbonylisiert und verzinnt sind. Die in Figur 7 gezeigte und aus in
Reihe geschalteten elektrischen Widerständen bestehende Baugruppe kann z.B. in Kunstharz
eingegossen sein. Die steckbaren Ansätze lla gemäß Figur 8 sind in Richtung
zur Trägerebene stetig verjüngt.Electrical components, in particular for inclusion in printed circuits. The invention relates to electrical components provided with supporting bodies, e.g. electrical resistors or electrical coils, with hollow rod, full-table ... the printed circuit board. In the course of miniaturization and the more compact design of the electrical assemblies, the electrical components are increasingly combined in so-called printed circuits. In order to achieve increased space savings, it has recently also been switched over to upright arranging the components that were previously usually placed flat on the, for example, plate-shaped support of a printed circuit. There are certain difficulties in doing so. The for mounting the electrical components by their connecting wires in the I carrier vorgesehenenc-D.urchbrechungen can be, for example, with respect-to the different diameters of the arrival, I do not circuiting wires form so that the lead wires are always guided snugly in the apertures uhd thus to to end the required soldering of the connecting wires with the corresponding conductor tracks of the carrier plate are secured against tilting. In order to counter this danger, complex devices have hitherto been used to prevent the components from tilting relative to the carrier plate until the soldered connection between the individual components, which usually takes place by wave soldering, has been established. Furthermore, in order to maintain a certain distance between the component and the support plane, the wire-shaped connection elements have been provided with bends which should prevent the wires from slipping through until the component is seated on the plate surface. In terms of manufacturing engineering, such a design of the connection elements -.- requires a not inconsiderable expense. The present invention has set itself the task of electrical components, which are used for receiving in, for example, plate-shaped carriers ivie the carrier plates of so-called printed circuits, in such a way that tipping over of the electrical components before the end of the above-mentioned soldering process is avoided as far as possible and the predetermined distance is avoided the electrical components to the carrier is preserved, with at least one of the two connecting elements usually required for each electrical component being saved. Furthermore, the invention has the task of combining components of this type into electrical assemblies in such a way that they can also be applied to the carrier plate in a simple manner. For this ii '- #, icek, the invention provides for electrical components of the type mentioned with support bodies that the support bodies can be plugged and preferably soldered for holding in the openings of a plate-shaped support of a so-called printed circuit in the region of at least one of their ends are trained. In order to achieve a sufficiently mechanically firm mounting of the electrical components in the carriers, the components are expediently provided with a non-circular cross-section and, if necessary, a wave-shaped or sawtooth-like contour in the area of their support body ends to be attached. The support body of the electrical component can also be designed in the area of the plug-on end in the manner of a threaded bolt and with this end it can be screwed into the support plate, or the like, which is often softer than the material of the support body. that the clear width of the openings provided in the carrier is correspondingly smaller than the diameter of the carrier body ends to be attached, ensures secure holding of the electrical components in the carrier In terms of production, this embodiment offers considerable advantages and in addition the solder is pulled up slightly during the actual soldering process under the capillary action of the longitudinal grooves Support plate, the diameter of the support body in the area of its end to be plugged on can be dimensioned so that the clear width of the support plate opening is smaller than the diameter of the support body part carrying the active part of the component. The active part of the component itself is applied at the desired distance from the tapered end of the support body to the support body part of larger diameter. Slipping through of the electrical component and its active part sitting on the carrier plate is thus prevented with certainty. If, according to a further proposal of the invention, the support body of the electrical component, e.g. an electrical resistor, is formed in the shape of a hairpin or similarly curved and this support body is designed to be pluggable and solderable in the area of its two ends, the second can also be used as a return to the support base serving connecting element are omitted. This also eliminates the usual contacting of the component, which is very demanding in mechanical and electrical terms, for this component end and is sufficient if, for example, a vapor-deposited, conductor track connects the active component part, for example the resistance layer, to the corresponding solderable end of the support body in an electrically conductive manner. According to the invention, in a favorable development of the invention in electrical components of the type mentioned, these, with the exception of their plug-in support body ends, when combined to form entire assemblies, with their support body ends facing away from the support base, preferably soldered, directly with conductive Vetbindungen, - ,; 3. a copper tape, conductive adhesive or tin or via further components, preferably provided with solderable support body ends, are connected to one another in an electrically conductive manner. In addition to the advantages caused by the plug-in contact-like designdgr support body ends, which, for example, in the omission of the usual and e.g. Dealit- or stand-shaped connection elements and the secure plug connection between the electrical component and the carrier are, the combination of electrical components designed in this way to form entire electrical assemblies adds further advantages listed below. Instead of an electrical component with, for example, a large diameter and large space requirement, it is possible with otherwise low power to combine several electrical components.geringer geöretrischer dimensions into a group that can be brought into a secure plug connection with the carrier due to the plug-in contact-like support body ends . entire assemblies still has the considerable advantage that the otherwise necessary return of the support body ends via the usual connection elements to the carrier and thus the very complex contact is eliminated. When assembling the electrical assemblies, the electrical components are expediently selected with regard to their electrical and physical properties so that, for example, the tolerances in the resistance values and / or the temperature coefficients are compensated and the entire assembly is inductive. If only two electrical components are to be combined to form an electrical assembly, it is expedient that the components that are directly connected to one another in an electrically conductive manner with their support body ends facing away from the carrier base are inclined to one another. Furthermore, the support body ends of the electrical components that are turned away from the support plane and are preferably solderable can also be connected to one another in an electrically conductive manner via one or more electrical components or lines connected in series or in parallel, with resistors and capacitors, for example, being able to be interconnected as required . It is advisable to enclose the electrical components, with the exception of their plug-in support body ends, with a preferably electrically insulating coating or to put them in suitable sleeves, particularly when they are combined to form entire electrical assemblies. The sheathing or encapsulation ensures sufficient electrical and thermal insulation of the electrical components on all sides, especially in the compact installation that is often found in printed circuits, which is of great advantage, for example, when creating the electrical contact between the di # ueler.enten and the conductor tracks of the carrier is. In addition, the enveloping of the components prevents damage or a displacement from their arrangement to one another, which may occur during their assembly. A casing or an insert between foils to be welded or glued can also serve as a cover. The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing. Therein zeigcn Figure 1 a resistance which is plugged onto a support base and according to the invention formed in partially gcschnittener view Pigur 2 "and 3 further embodiments of the invention in the same representation as in Figure 1, Figure 4 and 5 the perspective view of a plurality Combined to covered assemblies of electric resistances. For holding in openings la of a carrier plate 1 , the electrical resistors 5 shown in Figures 1 and 2 can be plugged in the area of one ends 2a of their support body, r 2 and for the purpose of electrical connection of the active resistance (hatched in the drawing) component 2Vmit conductor tracks of the support plate 1 not shown in the drawing formed solderable. according to Figure 1 serves as a power supply for the of-the carrier plate 1 facing away resistance end to this, a wire-shaped Anschlußelenent 3. in Ausführungdbeispiel according to FIG 2, the pluggable and solderable formed part of the support body compared to the., the active part of the component carrying support body 2 smaller diameter. As a result, the distance between the active resistance layer.2b and the carrier substrate 1 is definitely maintained, provided this is not already given by the casing or encapsulation. F. Figure 3 shows an electrical resistor 4 with a hairpin-shaped curved support body 2, the Z-7bezLde # '-. T'r * aäkörperenden 2a designed in the sense outlined above and held in the openings la of the support plate. Figure 4 shows the arrangement of three resistors 5p-7 in the manner of a so-called 31 -Gliedes, wherein the Viideratände with Ausnahmc of a plug - and solution-* "UBA, -.., Formed carrying body ends 2a of the electric resistors 5 having a zvieckmäßigeri" , iron thermally and electrically insulating coating 6 are encased. FIG. 5 likewise shows electrical resistors 5 which are partially encased or inserted into housings, which are inclined to one another and connected to one another in an electrically conductive manner with their support body ends arranged in the interior of the envelope 6. In the embodiment shown in FIGS. 6 to 8 , for example an electrical resistor, the electrical components 10 and 11 , which are designed in the form of platelets, have plug-in attachments 10a and 11a, which are, for example, carbonylated and tinned. The assembly shown in FIG. 7 and consisting of electrical resistors connected in series can for example be cast in synthetic resin. The pluggable lugs 11a according to FIG. 8 are continuously tapered in the direction of the carrier plane.