DE1665253C3 - Verfahren zum Verbinden mindestens eines Anschlußdrahtes mit einer Mikroschaltung - Google Patents

Verfahren zum Verbinden mindestens eines Anschlußdrahtes mit einer Mikroschaltung

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DE1665253C3 DE1665253A DEN0030943A DE1665253C3 DE 1665253 C3 DE1665253 C3 DE 1665253C3 DE 1665253 A DE1665253 A DE 1665253A DE N0030943 A DEN0030943 A DE N0030943A DE 1665253 C3 DE1665253 C3 DE 1665253C3
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden mindestens eines Anschlußdrahtes mit einer Mikroschaltung, die auf einer isolierenden Tragplatte mindestens einen senkrecht zu einem der Ränder der Platte verlaufenden siromleitenden Anschlußstreifen enthält, mittels einer metallischen U-förmigen Klemme, die einen flachen Schenkel enthält, der an dem erwähnten Anschlußstreifen anliegt und durch eine Brücke mit einsm Schenkel verbunden ist, der gegen die von dem Anschlußstreifen abgewandte Seite der Platte drückt, wobei das Ende des flachen Schenkels der Klemme über schmale Verbindungsbrücken zeitweilig mit einem Blechstreifen verbunden ist
Es ist bekannt, sogenannte Mikroschaltungen auf Basis einer isolierenden, gewöhnlich gläsernen Platte herzustellen, die als Träger für die aktiven und passiven Schaltungselemente dient Diese Schaltungselemente werden alle oder wenigstens zum Teil durch dünne Schichten gebildet und durch ein Netz metallischer Leitungen miteinander verbunden.
Auf der Mikroschaltung ist meistens eine Anzahl paralleler Anschiußstreifen senkrecht zu einem der Ränder der Tragplatte angebracht, die an diesem Rand enden. Diese Anschlußstreifen dienen zur Herstellung der erforderlichen Verbindungen zwischen der Mikroschaltung und anderen Teilen einer elektrischen Vorrichtung.
Diese metrischen Leitungen und die Anschlußstreifen bestehen aus sehr dünnen Metallschichten, so daß es schwierig ist, die zur Verbindung der Mikroschaltung mit anderen Teilen notwendigen Anschlußdrähte derart an dem Anschlußstreifen festzuschweißen, daß eine gut haftende, mechanisch feste Verbindung erhalten wird.
Es ist weiterhin aus der FR-PS 14 67 190 bekannt, statt eines direkten Kontaktes zwischen Anschlußdraht und Streifen einen indirekten Kontakt mittels einer Metallklemme herzustellen, die an der Stelle des Anschllußstreifens um den Rand der Tragplatte herumgreift Der flache Schenkel der Klemme stellt über eine große Oberfläche einen Kontakt mit dem Anschlußstreifen her. Der andere Schenkel ist S-förmig gekrümmt und drückt gegen die Unterseite der Tragplatte. Der Anschlußdraht wird durch eine stumpfe Schweißung an dem Steg zwischen den Schenkeln befestigt
Eine solche Kontaktverbindung besteht aus einer Anzahl identischer Klemmen, die durch einen gemeinsamen Blechstreifen miteinander verbunden sind. Diese Klemmen sind längs des Blechstreifens in Abständen angebracht, die den Abständen zwischen den Anschlußstreifen der Mikroschaltung entsprechen. Die Anschlußdrähte sind elektrisch an den Klemmen festgeschweißt, um Verbindungen mit anderen Teilen der elektrischen
Vorrichtung herstellen zu können. Die Kontaktvorrichtung wird als Ganzes auf die Tragplatte der Mikroschaltung geschoben, worauf die Klemmen von dem Blechstreifen getrennt und darauf an dem Anschlußstreifen festgeschweißt werden. Es ist mögiich, die Klemmen zunächst festzuschweißen und darauf von dem Blechstreifen zu trennen. Um die Abtrennung zu erleichtern, sind in den die Verbindungen der Klemmen mit dem Blechstreifen herstellenden Abschnitten an passend gewählten Stellen Längsspalte vorgesehen, wodurch die Länge der Haftfläche auf die Länge der beiden verbleibenden Brücken auf je einer Seite des Spaltes verringert wird.
Die Herstellung dieser Kontaktvorrichtung erfordert eine Anzahl von Arbeitsvorgängen, wie Stanzen, Formen der Klemmen und Festschweißen der Anschlußdrähte. Weiterhin ist eine Anzahl von Vorgängen notwendig, um die Klemmen mit den Anschlußstreifen zu verbinden, d. h. Festschweißen der Klemmen an den Anschlußstreifen und das Abtrennen der Klemi.^en von dem Streifen durch Zerbrechen der Brücken zwischen beiden Teilen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, dieses Verfahren zu vereinfachen und die drei erwähnten Vorgänge, d. h. die Herstellung der Schweißverbindungen zwischen den Anschlußdrähten und den Klemmen, zwischen den Klemmen und den Anschlußstreifen, das Abtrennen der Klemmen von dem Blechstreifen in einem einzig-en Arbeitsvorgang zusammenzufassen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schweißvorrichtung mit zwei Elektroden verwendet wird, von denen eine Elektrode durch mindestens einen in einem kontaktgebenden Klemmfutter festgeklemmten und aus dem Klemmfutter herausragenden Anschlußdraht gebildet wird, daß der Anschluß- js draht mit der Brücke der Klemme in Berührung gebracht wird, daß die andere Elektrode mit dem Blechstreifen verbunden wird, daß zwischen den Elektroden ein erster Stromimpuls kurzer Dauer und hoher Intensität erzeugt wird, wodurch der Anschlußdraht an der Brücke festgeschweißt wird, daß ein zweiter Stromimpuls längerer Dauer und geringerer Intensität zugeführt wird, der eine Lötverbindung zwischen dem flachen Schenkel der Klemme und dem Anschlußstreifen durch das Schmelzen einer Schicht eines vorher zwischen dem flachen Schenkel und dem Anschlußstreifen angebrachten schmelzbaren Materials herstellt, daß ein dritter Stromimpuls kurzer Dauer und hoher Intensität et zeugt wird, der die schmalen Verbindungsbrücken zwischen der Klemme und dem y> Blechstreifen durchschmilzt, und daß schließlich das kontaktgebende Klemmfutter von dem Anschlußdraht abgenommen und dieser auf die gewünschte Länge abgeschnitten wird.
Um alle Arbeitsvorgänge in der vorgeschriebenen y> Reihenfolge richtig durchzuführen, muß eine Anzahl von Bedingungen erfüllt werden. Beim Zuführen des ersten Stromimpulses muß sichergestellt werden, daß der Widerstand zwischen dem Anschlußdraht und der Brücke größer ist als alle anderen Widerstände des Wi Kreises, und zwar größer als der Widerstand der Verbindungsbrücken zwischen der Klemme und dem Blechstreifen. Der Widerstand der Verbindungsbrücken muß unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegen, so daß die die Bemessung der Verbindungsbrücken t,·, bedingenden Abmessungen der in dem Blechstreifen gestanzten Spalte genau eingehalten werden müssen. Der zweite, die Klemme und insbesondere den flachen Schenkel au? Löttemperatur erhitzende Stromimpuls soll nicht zu stark sein, um zu verhüten, daß die Verbindungsbrücken vorzeitig durchschmelzen. Auch aus diesem Grunde wird die Dauer dieses Impulses verhältnismäßig lang gewählt Die weiteren Kontaktwiderstände sollen möglichst gering sein, vor allem der Widerstand zwischen dem Klemmfutter und dem darin festgeklemmten Draht und der Widerstand zwischen der Rücklaufelektrode und dem Blechstreifen.
Die Klemmen werden aus federndem Metall hergestellt, so daß sie eine ausreichend große Klemmkraft haben. Der spezifische Widerstand des Metalls muß hinreichend hoch sein, so daß nicht zu hohe Ströme erforderlich sind, um die Klemmen zu erhitzen. Ein geeignetes Metall ist Phosphorbronze. Wenn eine Schweißvorrichtung mit einer Mehrheit von Schweißköpfen zur Verfügung steht, liegen verschiedene Möglichkeiten zum Ausführen dieses Verfahrens vor, die in den Unteransprüchen genannt sind. Mittels einer Schweißvorrichtung mit zwei Klemmfuttern und ohne zusätzliche Rücklaufelektrode lassen sich zwei Klemmen gleichzeitig in der Weise bearbeiten, wei es ebenfalls in einem Unteranspruch genannt ist; die Einstellung ist dann jedoch schwieriger, und die Anazhl von Klemmen muß gerade sein. Letzteres ist nicht notwendig bei Verwendung einer Schweißvorrichtung mit zwei Klemmfuttern und einer gemeinsamen Rücklaufelektrode.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert; in ihr zeigt
F i g. 1 einen Teil der Tragplatte einer Mikroschaltung mit den darauf angebrachten Klemmen mit Anschlüssen,
F i g. 2 eine Kontaktvorrichtung, bestehend aus einem Blechstreifen mit vier Klemmen, von denen zwei die endgültige Gestalt und zwei noch nicht diese Gestalt haben,
F i g. 3 die Anordnung der Schweißelektrode und des Stützblocks beim Schweißvorgang in einem Schnitt längs der Achse des Anschlußdrahtes,
Fig.4 graphisch den Verlauf des Drucks und des Stromimpulszyklus zum Schweißen der Klemmen und zum Abtrennen der Klemmen von dem Blechstreifen.
Auf einer isolierenden Tragplatte 10 (die in F i g. 1 nur teilweise dargestellt ist) ist eine nicht dargestellte Mikroschaltung angebracht. Die Mikroschaltung ist mit metailsichen Anschlußstreifen 11 versehen, die in Klemmen 12 enden. Die Klemmen greifen um den Rand der Tragplatte herum. Jede Klemme hat einen flachen Schenkel 12a, der durch eine Zinn-Blei-Lötschicht elektrisch leitend mit einem Anschlußstreifen 11 verbunden ist, und einen S-förmig gekrümmten Schenkel 12c, der an der Unterseite der Tragplatte anliegt An der Brücke 12f> zwischen den Schenkeln sind Anschlußdrähte 13 festgeschweißt; diese dienen zur Herstellung von Verbindungen mit anderen Teilen einer elektrischen Vorrichtung. Die Klemmen 12 sind befestigt an einem Blechstreifen 14 (F i g. 2) und bleiben in diesem Zustand während des Festlötens an den Anschlußstreifen 11 der Tragplatte.
Die Kontaktvorrichtung wird nach Fig.2 dadurch hergestellt daß aus einer Platte Zungen 16 gestanzt werden, welche die für die Klemmen erforderliche Länge haben. In den Abschnitten, wo die Zungen am Streifen 14 befestigt sind, sind Spalte 17 vorgesehen, deren Länge etwas kleiner als die Breite der Zungen ist, so daß die Zungen lediglich durch die Brücken 18 auf beiden Seiten des SDaltes mit dem Blechstreifen
verbunden sind. Durch Abbiegen werden die Zungen 16 zu den Klemmen 12 ausgebildet, so daß endgültig eine Kontaktvorrichtung mit einer Anzahl von Klemmen 12 erhalten wird, die ein Ganzes mit dem Blechstreifen 14 bilden, wobei die Schenkel 12a an den Blechstreifen angrenzen und senkrecht zu diesem verlaufen. Die Vorbereitung der aus den Klemmen 12 und dem Blechstreifen 14 bestehenden Kontaktvorrichtung ist damit beendet. Die Anschlußdrähte 13 werden erst später an den Klemmen festgeschweißt, nachdem die Kontaktvorrichtung auf die Tragplatte gesteckt worden ist, wie weiter unten ausgeführt wird.
Die Enden der Anschlußstreifen 11 werden z. B. durch Tauchen mit einer Zinn-Blei-Lötschicht und einem Flußmittel bedeckt. Darauf wird die Kontaktvorrichtung, nachdem sie gesäubert ist, mittels einer Lehre auf den Rand der Tragplatte 10 gesteckt Die Tragplatte 10 mit der Kontaktvorrichtung wird dann in einem Stützblock aus isolierendem, z. B. keramischem, Material festgesetzt und unter die Elektroden der Schweißvorrichtung geführt. Der Stützblock besteht z. B. aus zwei Teilen 30 und 31 (Fig.3), zwischen denen die Tragplatte festgeklemmt und beim Schweißen steif gehalten wird.
In dieser Ausführungsform ist die Oberseite der Tragplatte 10 mit der Mikroschaltung dem Teil 30 des Stützblocks zugewandt Der Rand der Tragplatte mit der Kontaktvorrichtung ragt über den Stützblock hervor. Der andere, gegenüberliegende Rand der Tragplatte ruht auf dem Boden des Stützblocks bzw. direkt auf dem Tisch 32 der Schweißvorrichtung. Der Blechstreifen 14 der Kontaktvorrichtung liegt direkt an der Oberseite des Teiles 30 des Stützblocks oder doch in einem geringen Abstand von dieser. Im Teil 30 ist eine Höhlung 33 vorgesehen, so daß die Einzelteile der Mikroschaltung wie Dioden oder Transistoren nicht mit diesem Teil in Berührung kommen können.
Die Schweißvorrichtung besitzt einen oder mehrere Schweißköpfe mit je einem kontaktgebenden Klemmfutter 34, das aus zwei in der Längsrichtung getrennten Teilen besteht, in denen eine Nut oder ein Kanal vorgesehen ist Durch diesen Kanal wird der Draht 13a für den Anschluß geführt Das untere freie Ende des Drahtes ragt etwas aus dem Klemmfutter 34 hervor, und dieses Ende stellt einen Kontakt mit der Klemme in der Mitte der Brücke 12i> her. Die Innenseite der Brücke liegt an dem schmalen Rand der Tragplatte 10.
Eine nicht dargestellte Klemmvorrichtung hält im gespannten Zustand die beiden Teile des Klemmfutters 34 zusammengeklemmt, so daß der Draht 13a im Kanal gehalten wird. Auf diese Weise wird ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Draht und dem Klemmfutter hergestellt Wenn die Klemmvorrichtung entspannt wird, entfernen sich die beiden Teile des Klemmfutters etwas voneinander, so daß dieses frei längs des Drahtes gleiten kann. Eine schwerere, massive Elektrode 35 drückt gegen den Blechstreifen 14 der Kontaktvorrichtung.
Die Strombahn zwischen dem Klemmfutter 34 und der Elektrode 35 verläuft von dem Klemmfutter 34 über den Draht 13a, die Brücke 126 der Klemme 12, den Schenkel 12a, die Brücken 18 und den Blechstreifen 14. Diese Bahn enthält Widerstände, die durch die erwähnten Elemente und die zwischen diesen vorhandenen Kontakte gebildet werden. Die Kontaktwiderstände zwischen dem kontaktgebenden Klemmfutter 34 und dem Draht 13a sowie zwischen Elektrode 35 und Blechstreifen 14 müssen möglichst gering gehalten werden. Es ist weiter wichtig, daß der Widerstand der beiden Brücken 18 geringer ist als der Widerstand r· zwischen dem Draht 13a und der Klemme 12. Die Teile der Klemme 12 und des Blechstreifens 14, die in der erwähnten Strombahn liegen, haben bedeutend geringere Widerstandswerte als die gerade erwähnten.
Der Verlauf des auf das Klemmfutter 34 und somit
κι von den Draht 13a auf die Klemme 12 ausgeübten Drucks ist in Fig.4 durch eine gestrichelte Linie angedeutet In Anwesenheit dieses Druckes wird ein Stromimpuls kurzer Dauer und hoher Stärke erzeugt, der in F i g. 4 durch den Impuls 41 dargestellt ist so daß
:*> der Draht J3a an der Klemme 12 festgeschweißt wird. Ein verhältnismäßig längerer, weniger starker zweiter Impuls 42 erhitzt dann die Klemme und insbesondere den Schenkel 12a, so daß die unter dem Schenkel liegende Schicht aus Zinn und Blei geschmolzen wird und der Streifen 11 und die Klemme 12 miteinander verbunden werden. Dann kann die Klemme 12 von dem Blechstreifen 14 abgetrennt werden, was dadurch erfolgt, daß mittels eines starken, kurzen Stromimpulses 43 die Brücken 18 durchgeschmolzen werden. Darauf werden das Klemmfutter 34 und die Elektrode 35 hochgezogen, und zwar das Klemmfutter 34 über eine solche Höhe, daß ein Stück des Drahtes 13a der erwünschten Länge frei gemacht wird. Mittels zweier, nicht dargestellter Messer wird das betreffende Stück abgeschnitten. Darauf wird der Stützblock 30,31 mit der Tragplatte und der Kontaktvorrichtung verschoben, um eine zweite Klemme unter das Klemmfutter 34 zu führen. Die Klemmvorrichtung schließt das Klemmfutter 34, das dann mit dem eingespannten Draht 13a auf die zweite Klemme herabgelassen wird Dann wiederholt sich der Arbeitszyklus.
Bei einer geraden Anzahl Klemmen ist eine Schweißvorrichtung mit zwei Schweißköpfen verwendbar. Jeder Kopf besitzt dann ein kontaktgebendes Klemmfutter 34, während dieElektrode 35 fehlen kann. Die in den beiden Klemmfuttern 34 eingespannten Drähte 13a drücken dann gleichzeitig auf zwei benachbarte Klemmen, und der Strom fließt über diese vom einen Klemmfutter zum anderen. Es werden also gleichzeitig zwei Bearbeitungszyklen durchgeführt d. h. doppelt soviel wie im ersten betrachteten Fall, der Zyklus selber ist jedoch ungeändert
Die besten Ergebnisse werden mit einer Schweißvorrichtung erreicht die ebensoviel Köpfe besitzt wie es Klemmen gibt und die mit einer gemeinsamen, auf den Blechstreifen 14 gestellten Rücklaufelektrode versehen ist Die Köpfe, je mit einem kontaktgebenden Klemmfutter 34, können alle gleichzeitig oder hintereinander auf die Kontaktvorrichtung gedruckt werden. Im ersten Fall sorgt ein Schrittschalter dafür, daß der Strom vom einen Kopf auf den anderen umgeschaltet wird. Es ist auch möglich, die Klemmen durch die gleichzeitig auftretenden, von den gesonderten Köpfen zur gemeinsamen Rücklaufelektrode fließenden Stromimpulse gemeinsam vom Blechstreifen zu trennen. Bei einer bestimmten Einstellung der Vorrichtung ist es möglich, anhand der Regelmäßigkeit, mit der diese Impulse auftreten, die Qualität der vorgehend hergestellten Schweißen zwischen den Klemmen und den Anschluß-
fi'· drähten zu prüfen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verbinden mindestens eines AnschluBdrahtes mit einer Mikroschaltung, die auf einer isolierenden Tragplatte mindestens einen s senkrecht zu einem der Ränder der Platte verlaufenden stromleitenden Anschlußstreifen enthält, mittels einer metallischen U-fönnigen Klemme, die einen flachen Schenkel enthält, der an dem erwähnten Anschlußstreifen anliegt und durch eine Brücke mit ι υ einem Schenkel verbunden ist, der gegen die von dem Anschlußstreifen abgewandte Seite der Platte drückt, wobei das Ende des flachen Schenkels der Klemme über schmale Verbindungsbrücken zeitweilig mit einem Blechstreifen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schweißvorrichtung mit zwei Elektroden (13, 34, 35) verwendet wfed, von denen eine Elektrode (13) durch mindestens einen in einem kontaktgebenden Klemmfutter (34 festgeklemmten und aus dem Klemmfutter herausragenden Anschlußdraht (13) gebildet wird, daß der Anschlußdraht (13) mit der Brücke (Ub) der Klemme (12) in Berührung gebracht wird, daß die andere Elektrode (35) mit dem Blechstreifen (14) verbunden wird, daß zwisehen den Elektroden ein erster Stromimpuls kurzer Dauer und hoher Intensität erzeugt wird, wodurch der Anschlußdraht (13) an der Brücke (12b) festgeschweißt wird, daß ein zweiter Stromimpuls längerer Dauer und geringerer Intensität zugeführt wird, der eine Lötverbindung zwischen dem flachen Schenkel (12a,} der Klemme und dem Anschlußstreifen (U) durch das Schmelzen einer Schicht eines vorher zwischen dem flachen Schenkel (12a) und dem Anschlußstreifen (U) angebrachten schmelzbaren Materials herstellt, daß ein dritter Stromimpuls kurzer Dauer und hoher Intensität erzeugt wird, der die schmalen Verbindungsbrücken (18) zwischen der Klemme und dem Blechstreifen (14) durchschmilzt, und daß schließlich das kontaktgebende Klemmfutter von dem Anschlußdraht abgenommen und dieser auf die gewünschte Länge abgeschnitten wird.
2. Verehren nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schweißvorrichtung mit mehreren in einem kontaktgebenden Klemmfutter (34) 4r> eingespannten Anschlußdrähten (13) verwendet wird, daß eine entsprechende Anzahl von Klemmen (12), die über Verbindungsbrücken (18) mit einem gemeinsamen Blechstreifen (14) verbunden sind, verwendet werden, daß jeder der Anschlußdrähte (13) gegen die Brücke (i2b) einer Klemme angebracht wird, während eine gemeinsame Elektrode (35) mit dem Blechstreifen (14) in Berührung gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (13) nacheinander mit den Klemmen in Berührung gebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (13) gleichzeitig mit den Klemmen in Berührung gebracht werden «> und daß nacheinander durch jeden der Anschlußdrähte (13) Stromimpulse gesandt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Blechstreifen (14) der Klemmen dadurch abgetrennt wird, daß gleichzeitig t,, ein Stromimpuls durch alle in einem kontaktgebenden Klemmfutter (34) eingespannten Anschlußdrähte zur gemeinsamen Elektrode (35) gesandt wird.
6t Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schweißvorrichtung verwendet wird, deren beide Elektroden durch je einen in einem kontaktgebenden Klemmfutter (34) eingespannten Anschlußdraht (13) gebildet werden, daß eine gerade Anzahl von mit einem gemeinsamen Blechstreifen (14) verbundenen Klemmen (12) verwendet wird, daß das Ende jedes der Anschlußdrähte (13) mit der Brücke (Hb) einer Klemme in Berührung gebracht wird ued daß die Stromimpulse zwischen den beiden Anschlußdrähten (13) erzeugt werden.
DE1665253A 1966-07-07 1967-07-21 Verfahren zum Verbinden mindestens eines Anschlußdrahtes mit einer Mikroschaltung Expired DE1665253C3 (de)

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