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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lötaugen
auf gedruckten Schaltungsplatten, bei dem das Einlöten dicht beieinander angeordneter
Anschlußenden von Bauelementen möglich ist.
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Es ist bekannt, gedruckte Schaltungen über zwei voneinander getrennte
Arbeitsgänge herzustellen. Das auf einem Film fixierte Bild der Leiterbahnen und
Lötaugen wird auf eine kupferkaschierte Hartpapierplatte übertragen und durch Herausätzen
der freien Flächen hergestellt. Separat hierzu wird entsprechend der Lötaugenverteilung
auf der Schaltungsplatte das Lochwerkzeug angefertigt. In einem weiteren Arbeitsgang
werden dann die Löcher für die Anschlußenden von z. B. Bauelementen in die Lötaugen
der Schaltungsplatte gestanzt. Um möglichst kleine Lötaugenabstände zu erreichen,
werden bei dicht nebeneinanderliegenden, kreisförmig ausgebildeten Lötaugen Kreissegmente
weggelassen oder quadratische Lötaugenformen gewählt. Als Kriterium für kleinste
Abstände zwischen den Lötaugen gelten je nach dem Verwendungszweck die in VDE-Bestimmungen
vorgeschriebenen Werte, wie Kriechweg, Isolationswiderstand, Luftspalt usw. Außerdem
muß ein minimaler Umschließwinkel des Lotes am Anschlußdraht durch die Anordnung
und Gestalt des Lötauges mit Sicherheit erreicht werden. Der kleinste Abstand zwischen
den Anschlußenden von Bauelementen wurde bisher dadurch erreicht, daß das Loch im
Lötauge den Rand an der Seite zum jeweils benachbarten Lötauge tangierend angeordnet
ist.
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Als sehr nachteilig wirkt sich aber nun die getrennte Herstellung
von Leiterplatte und Lochwerkzeug mit den nicht zu vermeidenden Toleranzabweichungen
aus. Vor allem bei der Fixierung des Lochbildes zum Leiterbild mit den Lötaugen,
die über die mit dem Leiterbild aufgebrachten Fanglochmarkierungen vorgenommen wird,
treten Ungenauigkeiten ein, die zu größerem Versatz der beiden Systeme in alle Richtungen
führen. Durch diese Herstellungsweise bedingt, kann eines von zwei benachbarten
Löchern teilweise oder sogar ganz außerhalb des Lötauges liegen. Der für eine einwandfreie
Lötstelle minimale Umschließwinkel des Lotes am Anschlußdraht ist dann nicht mehr
gewährleistet, und außerdem ist der Mindestabstand zwischen den Lötaugen kleiner
als zulässig. Diesem Herstellverfahren haftet daher der Mangel hoher Ausschußquoten
an, und aus diesem Grunde ist es für eine wirtschaftlichere Mengenfertigung völlig
ungeeignet.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung
von Lötaugen auf gedruckten Schaltungsplatten anzugeben, das kleinste Abstände zwischen
den Lötaugen gewährleistet und größere Toleranzen bei der Ausrichtung der Schaltungsplatten
im Stanzwerkzeug zuläßt.
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Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine zwei oder mehrere
benachbarte Lötpunkte aufnehmende Kupferfläche nach einem an sich bekannten Verfahren
hergestellt wird, in diese anschließend ein oder mehrere Schlitze bzw. Freischnitte
eingestanzt werden, die in der Mitte ihrer beiden Längskanten oder abschnittsweise
an den Längskanten angeordnete, halbkreisförmige Ausnehmungen aufweisen, die die
Kupferfläche in zwei oder mehrere Lötaugenhälften bzw. Lötpunkte trennen.
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Nach einer Ausbildung der Erfindung wird die Kupferfläche je nach
Anzahl und Anordnung der einzelnen Lötpunkte z. B. durch einen ausgestanzten Kreuzschlitz
getrennt.
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Einer anderen Ausbildung der Erfindung zufolge wird die Kupferfläche
durch einen Freischnitt getrennt, dessen Konfiguration aus zwei im Abstand parallel
zueinander verlaufenden Schlitzen, die einen Längsschnitt im rechten Winkel kreuzen,
besteht.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zwischen die aus den
halbkreisförmigen Ausnehmungen der Schlitze oder Freischnitte ragenden Anschlußenden
von z. B. Bauelementen ein das Zusammenfließen des Lotes verhindernder, isolierender
und beidseitig abschnittweise kupferkaschierter Kamm oder Streifen in die Schlitze
bzw. Freischnitte eingesetzt wird.
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Durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden verschiedene
Vorteile erreicht. Der bei den derzeit üblichen Fertigungsmethoden auftretende Versatz
von Lochbild zu Leiterbild kann sich nicht nachteilig auf die Lötfähigkeit der Lötstelle
auswirken, da die Kupferfläche der entstandenen Lötaugen und die Lage der Anschlußdrähte
immer gleichbleibend sind. Der die Lötpunkte voneinander trennende Schlitz oder
Freischnitt bewirkt, daß die VDE-Bestimmungen über Luftspalt, Kriechstrecke usw.
mit Sicherheit eingehalten werden können.
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Von weiterem Vorteil ist ferner, daß der für eine einwandfreie Lötverbindung
zwischen Lötauge und Anschlußdraht notwendige Umschließungswinkel mit Sicherheit
gewährleistet ist. Schließlich werden die beim herkömmlichen Fertigungsverfahren
durch den Versatz von Leiterbild zu Lochbild unbrauchbaren Ausschußstücke nach dem
jetzigen Verfahren vermieden.
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Die Erfindung wird nun an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den
Zeichnungen zeigen F i g. 1 a bis 1 d verschiedene Lötaugen-Anordnungen mit eingestanzten
Löchern nach dem Stand der Technik, von oben gesehen, F i g. 2 zwei zu einer Kupferfläche
zusammengefaßte Lötaugen, ungelocht, von oben gesehen, F i g. 3 die Kupferfläche
nach F i g. 2 mit zentrisch ausgestanzter Freisparung, von oben gesehen, F i g.
4 die Kupferfläche nach F i g. 2 mit exzentrisch ausgestanzter Freisparung, von
oben gesehen, F i g. 5 den Ausschnitt einer Leiterplatte mit gedruckten Leitungsbahnen,
bei der zwischen benachbarten Lötpunkten Kämme eingesetzt sind, in der Draufsicht,
F i g. 6 zwei benachbarte Lötpunkte mit zwischen zwei eingesteckten Anschlußdrähten
angeordneten Streifen, lotumflossen, im Längsschnitt (oben) und in der Draufsicht
(unten), F i g. 7 bis 10 Ausführungsbeispiele mehrerer durch Freischnitte voneinander
getrennte Lötpunkte, von oben gesehen.
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Die in den F i g. 1 a bis 1 d symbolisch dargestellten Lötaugen einer
gedruckten Schaltungsplatte sind mit 1 bezeichnet. Sie werden nach bekannten Verfahren,
z. B. Ätzen einer kupferkaschierten Hartpapierplatte, hergestellt. In einem getrennten
Arbeitsgang werden danach Löcher 2 in die Lötaugen 1 gestanzt, die
zur Aufnahme der Drahtanschlußenden von Bauelementen dienen oder zu externen Verbindungspunkten
führende Drähte aufnehmen. Abhängig von der zwischen zwei Lötaugen 1 herrschenden
Spannungsdifferenz bzw. von dem geforderten Isolationswiderstand zwischen beiden
Punkten ergibt
sich ein Mindestabstand y. Der Abstand von Lochmitte
zu Lochmitte zweier benachbarter Lötaugen 1 ist mit x bezeichnet. Da bei den getrennten
und voneinander unabhängigen Fertigungsschritten der Lötaugenherstellung und der
Lochung negative Toleranzaddierungen auftreten können, die einen Mittenversatz zur
Folge haben, wird der Lötaugendurchmesser so groß gewählt, daß zwischen einem mittenversetzten
Loch 2 (F i g. 1 b) und dem Rand des Lötauges eine Stegbreite 3 entsteht, die beim
Lötvorgang einen eingesteckten Draht noch sicher mit Zinnlot umschließt.
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Die zunehmende Miniaturisierung elektrischer Geräte und ihrer Bauelemente
mit eng beieinander liegenden Anschlußdrähten zwingt dazu, auch die Lötaugen auf
gedruckten Schaltungsplatten bis auf die technisch noch zulässigen Mindestabstände
dicht nebeneinander anzuordnen. Es werden deshalb Lötpunkte mit angeschnittener
Lötaugen-Geometrie hergestellt (F i g. 1 c). Die durch die getrennten Fertigungsschritte
bedingten, vom Nennmaß abweichenden Toleranzen führen zu einem Versatz, bei dem
eines der beiden Löcher 2 sich teilweise sogar außerhalb des Lötauges
1 befinden kann (F i g. 1 d). Der Zwischenraum z zwischen zwei Lötaugen 1
ist dann kleiner als der noch zulässige Mindestabstand y. Um dies zu verhindern,
wird gemäß der Erfindung zunächst eine Kupferfläche hergestellt, deren Geometrie
aus der Vereinigung von zwei dicht nebeneinander angeordneten Lötaugen zu einer
Fläche besteht (F i g. 2). In diese aus zwei benachbarten Lötpunkten zu einer gemeinsamen
Zone zusammengefaßte Kupferfläche 4 wird nun in einem zweiten Arbeitsgang
mit einem Stanzwerkzeug ein Schlitz eingestanzt, der in der Mitte seiner beiden
Längskanten halbkreisförmige Ausnehmungen 18 aufweist und die Kupferfläche 4 in
die Lötaugen 6 und 7 trennt (F i g. 3). Die Ausnehmungen 18 in dem Schlitz
5 sind so bemessen, daß eingesteckte Anschlußenden 8 von Bauelementen ihren
ursprünglichen Abstand x voneinander haben und der Mindestabstand y durch die Schlitzbreite
hergestellt ist. Ein nun durch den separaten Arbeitsgang des Stanzens in der waagerechten
Ebene auftretender Versatz 9 des Lochbildes zu den Lötaugen 6, 7 ändert deren Flächeninhalt
nicht (F i g. 4). In der senkrechten Ebene auftretender Versatz 10 verkleinert
die Fläche einer der beiden Lötaugenhälften nur geringförmig. Die für die einwandfreie
Umschließung eines eingesteckten Anschlußdrahtes mit Lot erforderliche Stegbreite
3 bleibt erhalten.
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Das Zusammenfließen des Lotes zweier benachbarter Lötpunkte während
des Lötvorgangs wird z. B. durch eine Lötschablone verhindert. Sind die Lötpunkte
und Schlitze 5, wie in der F i g. 5 dargestellt, fluchtend auf der Leiterplatte
angeordnet, können jedoch auch Kämme 11 aus einem die Löttemperatur gut verträglichen
Isoliermaterial eingesetzt werden.
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Ein vollständiges Umschließen der Anschlußdrähte 8 von Bauelementen
mit Lot wird durch Verwendung von jeweils beidseitig abschnittweise kupferkaschierten
Streifen 12 erreicht. Sie werden einfach zwischen zwei Anschlußenden 8 in deren
zugeordnete Leiterplattenfreisparung eingesteckt (F i g. 6).
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In den F i g. 7 bis 10 sind Ausführungsbeispiele von auf engstem Raum
angeordneten Lötpunkten dargestellt. Sie werden, wie bereits beschrieben, zunächst
zu einer Kupferfläche 4 zusammengefaßt und danach durch Freistanzen wieder getrennt.
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Die F i g. 7 zeigt vier Lötpunkte 13, wobei jeder Lötpunkt 13 mit
zwei halbkreisförmigen Ausnehmungen 18 zur Aufnahme von Anschlußenden von Bauelementen
ausgebildet ist. Das ursprünglich als eine Kupferfläche 4 hergestellte Lötauge ist
vom Stempel des Stanzwerkzeuges in die vier einzelnen Lötpunkte 13 getrennt
worden. Die Schnittfläche des Stempels ist als Kreuzschlitz 15 ausgebildet.
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In der F i g. 8 sind jeweils zwei benachbarte Lötpunkte 13 dreifach
hintereinander angeordnet. Der diese Lötpunkte 13 trennende Freischnitt 16 besteht
aus zwei im Abstand parallel zueinander verlaufenden Schlitzen, die einen Längsschlitz
im rechten Winkel kreuzen.
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Die F i g. 9 zeigt eine Kupferfläche, die durch den Freischnitt von
zwei parallel verlaufenden Längsschlitzen 17 in drei voneinander unabhängige Lötpunkte
13 getrennt ist. Da die Längskanten der Schlitze 17 jeweils drei abschnittweise
angeordnete Ausnehmungen 18 aufweisen, können in die äußeren Lötpunkte
13 jeweils drei Anschlußdrähte von Bauelementen und in den dazwischen angeordneten
Lötpunkt 13 sechs Anschlußdrähte 8 eingelötet werden. Aus Festigkeitsgründen wird
es hierbei vorteilhaft sein, daß die zueinander weisenden Ausnehmungen
18 der parallelen Längsschlitze 17 versetzt zueinander angeordnet
werden.
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In der F i g. 10 ist die Kupferfläche durch einen Freischnitt 16 in
sechs einzelne Lötpunkte 13 getrennt. Bei der Konfiguration dieses Freischnittes
16
werden zwei parallele Reihen zu je drei Lötpunkten gebildet. Die vier äußeren,
je eine Ausnehmung 18
aufweisenden Lötpunkte 13 schließen zwei Lötpunkte 13
ein, die mit je drei Ausnehmungen 18 zum Einlöten einer entsprechenden Anzahl Anschlußdrähte
von Bauelementen ausgebildet sind.