DE1690208C

DE1690208C - Method of manufacturing pad printed circuit boards

Info

Publication number: DE1690208C
Authority: DE
Inventors: Ludwig 7000 Stuttgart-Stammheim; Grüger Wolfgang 7000 Stuttgart-Zuffenhausen Bauer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Publication date: 1971-12-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfuhren zur Herstellung von Lölaugen auf gedruckten Schaltungsplatten, bei dem das Einlöten dicht beieinander angeordneter Anschliißenden von Bauelementen möglich ist.The invention relates to a method of manufacture of soldering eyes on printed circuit boards, where the soldering is closely spaced Connection of components is possible.

Es ist bekannt, gedruckte Schaltungen über zwei voneinander getrennte Arbeitsgänge herzustellen. Das auf einem Film fixierte Bild der Leiterbahnen und Lötaugen wird auf eine kupferkaschiertc Hartpapierplatte übertragen und durch Herausätzen der freien Flächen hergestellt. Separat hierzu wird entsprechend der Lötaugenverteilung auf der Schaltungsplatte das Lochwerkzeug angefertigt, fn einem weiteren Arbeitsgang werden dann die Löcher für die Anschlußenden von z. B. Bauelementen in die Lötaugen der Schalungsplatte gestanzt. Um möglichst kleine Lötaugenabständc zu erreichen, werden bei dicht nebeneinanderliegenden. kreisförmig ausgebildeten Lütaugen Kreissegmeute weggelassen oder quadratische Lötaugenformen gewählt. Als Kriterium für kleinste Abstände zwischen den Lötaugen gelten je nach dem Verwendungszweck die in VDE-Bustimmungen 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 Anschliißenden von Bauelementen wurde bisher dadurch erreicht, daß das Loch im Lötauge den Rand in der Seite zum jeweils benachbarten Lolau^e tangierend angeordnet ist.It is known to produce printed circuits in two separate operations. The An image of the conductor tracks and soldering eyes fixed on a film is placed on a copper-laminated hard paper plate transferred and made by etching out the free areas. This is done separately accordingly The hole tool is made of the solder eye distribution on the circuit board, f in a further operation then the holes for the connecting ends of z. B. components in the soldering eyes Punched formwork sheet. In order to achieve the smallest possible solder eye spacing, when the. circular shaped Lütaugen circle segment omitted or selected square solder eye shapes. As a criterion for the smallest The distances between the soldering eyes are those in VDE bus tuning, depending on the intended use prescribed values, such as creepage distance, insulation resistance, air gap, etc. In addition, a minimum angle of enclosure of the solder on the connecting wire due to the arrangement and shape of the solder eye can be achieved with certainty. The smallest distance between the connecting ends of components has been achieved so far that the hole in the soldering eye to the edge in the side each adjacent Lolau ^ e is arranged tangentially.

Als sehr nachteilig wirkt sich aber nun die getrennte Herstellung von Leiterplatte und Lochwerkzeug mit den nicht zu vermeidenden Toleranzabweichungcn 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 Herstcllungsweise bedingt, kann eines von zwei benachbarten Löchern teilweise oder sogar ganz außerhalb des Lötauges liegen. Der für eine einwandfreie Lötstelle minimale Umschlicßwinkcl des Lotes am Anschlußdraht ist dann nicht mehr gewährleistet, und außerdem ist der Mindestabstand zwischen den Löiaugcn kleiner als zulässig. Diesem Herstcllvcrfahren haftet daher der Mangel hoher Ausschußquoten an, und aus diesem Grunde ist es für eine wirtschaftlichere Mengenfcrligung völlig ungeeignet.However, the separate manufacture of the printed circuit board and the punching tool now has a very disadvantageous effect with the unavoidable tolerance deviations. Especially when fixing the hole pattern to the conductor pattern with the soldering eyes, the over the catch hole markings applied with the conductor pattern is made, inaccuracies occur that lead to a greater misalignment of the two systems in lead in all directions. Due to this method of manufacture, one of two adjacent Holes partially or even completely outside of the soldering eye lie. The minimum Umschlicßwinkcl of the solder on the connecting wire for a perfect soldering point is then no longer guaranteed, and also the minimum distance between the Löiaugcn smaller than permissible. The lack of high reject rates is therefore inherent in this manufacturing process, and for this reason it is completely unsuitable for a more economical quantity control.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung von Lötaugen auf gedruckten Schaltiingsplattcn anzugeben, das kleinste Abstände zwischen den Lötaugen gewährleistet und größere Toleranzen bei der Ausrichtung der Schaltiingsplattcn im Stanzwerkzeug zuläßt. The object of the invention is therefore to provide a method for producing soldering eyes on printed circuit boards which ensures the smallest distances between the soldering eyes and allows greater tolerances in the alignment of the circuit board in the punching tool.

ßrfindungsgcmiiß geschieht dies dadurch, dnß eine zwei oder mehrere benachbarte I.ölpunkle aufnehmende Kupfcrfluclic nach einem iin sich bekannten Verfahren hergestellt wird, in diese anschließend ein oder mehrere Schlitze bzw. i-'reischnillc eingestanzt werden, die in der Mitte ihrer beiden t.iingskantcn oder abschnittsweise nil den LÜngskanlcn ungeordnete, halbkreisförmige Ausnehmungen auf* weisen, die die Kupferfläche in zwei oder mehrere U<lutigcnhiilf(eii bzw, Lötpiinkie trennen.According to the invention, this is done by a Two or more neighboring copper tubes receiving oil spots according to a known one Method is produced, in this then one or more slots or I-'reischnillc are punched, which in the middle of their two t.iingskantcn or in sections nil the LÜngskanlcn Disordered, semicircular recesses * that split the copper surface in two or more Separate U <lutery aid (eii or, solder pin.

Noch einer Ausbildung der Erfindung wird die Kuf»f«ililclie je nach Anzahl und Anordnung der einzelnen Lötpunkte z. B, durch einen ausgestanzten Kreuzschlitz getrennt. Another embodiment of the invention is the Kuf "f" ililclie depending on the number and arrangement of the individual soldering points z. B, separated by a punched-out cross recess.

Einer anderen Ausbildung der Erfindung zufolgeAccording to another embodiment of the invention

wird die Kupferfläche durch einen Freischnitt ge-the copper surface is cut through a free cut

trennt, dessen Konfiguration aus zwei im Abstundseparates, its configuration of two at a distance

parallel zueinander verlaufenden Schlitzen, die einenmutually parallel slots, the one

Längsschnitt im rechten Winkel kreuzen, besieht.Cross the longitudinal section at a right angle, as seen.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zwischen die aus den halbkreisförmigen Ausnehmungen der Schlitze oder Freischnitte ragenden Anschaltenden von ζ B. Bauelementen ein das Zusammenfließen des Lotes verhindernder, isolierender und beidseitig abschnittweise kupferkaschierter Kamm oder Streifen in die Schlitze bzw. Freischnitte eingesetzt wird.A further development of the invention provides that between the semicircular recesses the slots or cutouts protruding connecting ends of ζ B. components a flow together Insulating comb that prevents solder and is copper-clad in sections on both sides or strips are inserted into the slots or cutouts.

Durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Vorteile erreicht. Der bei den derzeit üblichen Fertigungsmethoden auftretende Versatz von Lochbild zu Leiterbild kann sichVarious advantages are achieved by the method of the present invention. the The misalignment from hole pattern to conductor pattern that occurs with the currently used production methods can change

ao nicht nachteilig auf die Lötfähigkeit der Lötstelle auswirken, da die Kupferfläche der entstandenen Lötaugen und die Lage der Anschlußdrähte immer gleichbleibend sind. Der die Lötpunkle voneinander trennende Schütz oder Freischnitt bewirkt, daß dieao not detrimental to the solderability of the solder joint affect, because the copper surface of the soldering eyes and the position of the connecting wires always are consistent. The contactor or cutout separating the solder points causes the

as VDE-Bestimmungen über Luftspalt, Kriechstrecke usw. mit Sicherheit eingehalten werden können.he VDE regulations on air gap, creepage distance etc. can be adhered to with certainty.

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. Another advantage is that the for a perfect solder connection between the solder eye and Connecting wire necessary enclosure angle is guaranteed with security. After all, the unusable in conventional manufacturing processes due to the misalignment of conductor pattern to hole pattern Reject pieces avoided under the current process.

Die Erfindung wird nun an Ha-<' von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigenThe invention will now be described with reference to drawings. Show in the drawings

Fig. 1 a bis Id verschiedene Lötaugen-Anordnungcn mit eingestanzten Löchern nach dem Stand der Technik, von oben gesehen,1 a to 1d show different pad arrangements with punched holes according to the state of the art, seen from above,

, - F i g. 2 zwei zu einer Kupferfläche zusammengefaßte Lötaugen, uiigclncht, von oben gesehen,, - F i g. 2 two combined to form a copper surface Solder eyes, not visible, seen from above,

Fig. 3 die Kupferlläche nach F i g. 2 mit zentrisch ausgestanzter I reisparung, 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,3 shows the copper surface according to FIG. 2 with centrally punched-out cut-out, seen from above, F i g. 4 the copper area according to FIG. 2 with eccentric punched recess. seen from above, F i g. 5 the section of a circuit board with printed Conductor tracks in which combs are used between adjacent soldering points, in the Top view,

F i g. 6 zwei benachbarte Lötpunkte mit zwischen zwei eingesteckten Anschlußdrähten angeordnetenF i g. 6 two adjacent soldering points with two inserted connecting wires arranged

Streifen, iotumflosscn, im Längsschnitt (oben) und in der Draufsicht (unten),Stripes, iotumflosscn, in longitudinal section (above) and in plan view (below),

Fig. 7 bis IO Ausführungsbcispiele mehrerer durch Freischnitte voneinander getrennte Lötpunkle, von oben gesehen. 7 to 10 exemplary embodiments of several soldering points separated from one another by cutouts, seen from above.

Die in den Fig. la bis I ti symbolisch dargestellten Lötaugen einer gedruckten Sch.iltiinfesplattc sind mit 1 bezeichnet. Sie werden nach bekannten Ver-The soldering eyes symbolically represented in FIGS. 1 a to 1 i are on a printed circuit board denoted by 1. They are made according to known

(Io fahren, z. I). Atzen einer kupfcrkaschicrtcn Hartpapiurplatlc, hergestellt, In einem getrennten Arbeitsgang werden danach Löcher 2 in die I.ötaiigcn 1 gestanzt, die zur Aufnahme der Driihtanschlußenden von tlauelcmcnlcu dienen oder zu externen Verbin(Drive Io, z. I). Etching of a copper-laminated hard paper plate, produced. In a separate operation, holes 2 are then punched in the I-holes 1 to accommodate the wire connection ends from tlauelcmcnlcu to serve or to external conn dilitgspunklen führende Driihle aufnehmen. Abhän gig von der zwischen zwei Lölaugen t herrschenden Spannungsdifferenz bzw. von dem geforderten Isolationswidersland zwischen beiden Punkten eruibtPick up drills leading to multiple points. Depend gig from the voltage difference between two soldering eyes t or from the required insulation resistance between the two points

sich ein Miiideslabstand y. Der Anstand von Lochmitle zu Loehmilte zweier benachbarler Lötaugen I ist mit .v bezeichnet. Du bei d :n getrennten und voneinander unabhängigen Fertigungsschritten der Lötaugenherstellung und der Lochung negative ToIeranzaddierungen auftreten können, die einen Mittenversatz zur Folge haben, wird der Lüiaugeiulurchmesser so groß gewählt, daß zwischen einem mittenversetzten Loch 2 (F i g. 1 b) und dem Rand des Lötauges eine Stegbreite 3 entsteht, clic beim Lot- ία Vorgang einen eingesteckten Draht noch sicher mit Zinnlot umschließt.a miiidesl distance y. The distance from Lochmitle to Loehmilte of two neighboring soldering eyes I is denoted by .v. If negative tolerance additions can occur in d: n separate and independent manufacturing steps of the soldering eye production and the perforation, which result in a center offset, the Lüiaugeiu diameter is chosen so large that between a center offset hole 2 (Fig. 1 b) and the At the edge of the solder eye a web width 3 is created, clic still securely surrounds an inserted wire with tin solder during the soldering process.

Die zunehmende Miniaturisierung elektrischer Geräte und ihrer Bauelemente mit eng beieinander liegciui'cn Anschlußdrählen zwingt dazu, auch die Lotäugen auf gedruckten Schaltungsplatten bis auf die technisch noch zulässigen Mindestabstände dicht nebeneinander anzuordnen. Es werden deshalb Lötpunkte mit angeschnittener Lötauget. Geometrie hergestellt (Fig. I 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 (Fig. 1 d). Der Zwischenraum ζ zwischen zwei Lötaugen I isi dann kleiner als der noch zulässige Mindestabstand y. Um dies zu verhindern, wird gemäß der Erfindung zunächst eine Kupferlläche 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 (Fig. 3). Die Ausnehmungen 18 in dem Schlitz 5 sind so bemessen, daß eingesteckte Anschlußenden 8 von Bauelementen ihren ursprünglichen Abstand ν voneinander haben und der Mindestabstand y durch die Schlitzbrcite hergestellt ist. Ein nun durch den separaten Arbeitsgang des Stanzens in dci waagerechten Ebene auftretender Versatz 9 des Lochbildes zu den Lötaugen 6, 7 ändert deron 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 Anschlufklrahtcs mit Lot erforderliche Stegbreite 3 bleibt erhalten.The increasing miniaturization of electrical devices and their components with closely spaced connecting wires makes it necessary to also arrange the solder eyes on printed circuit boards close to one another except for the technically permissible minimum distances. There are therefore solder points with a trimmed solder eye. Geometry produced (Fig. I c). The tolerances that deviate from the nominal dimension caused by the separate production steps lead to an offset in which one of the two holes 2 can even be located outside of the soldering eye 1 (FIG. 1 d). The space ζ between two soldering eyes I is then smaller than the still permissible minimum distance y. In order to prevent this, a copper surface is first produced according to the invention, the geometry of which consists of the union of two soldering eyes arranged close together to form a surface (FIG. 2). In this copper surface 4, which is made up of two adjacent soldering points to form a common zone, a slot is then punched in a second operation with a punching tool, which has semicircular recesses 18 in the middle of its two longitudinal edges and separates the copper surface 4 into the soldering eyes 6 and 7 (Fig . 3). The recesses 18 in the slot 5 are dimensioned such that inserted connection ends 8 of components have their original distance ν from one another and the minimum distance y is established by the slot width. An offset 9 of the hole pattern to the soldering eyes 6, 7, which now occurs due to the separate punching operation in the horizontal plane, does not change the surface area (FIG. 4). Offset 10 occurring in the vertical plane only slightly reduces the area of one of the two halves of the soldering eye. The web width 3 required for the perfect enclosure of an inserted connecting wire with solder is retained.

Das Zusammenfließen des Lotes zweier benachbarter Lötpunkte während des Lötvorgangs wird /. B. durch eine Lötschnblonc verhindert. Sind die Lötpunkte und Schlitze 5, wie in der F i g. 5 dargcstellt, fluchtend auf der Leiterplatte angeordnet, können jedoch auch Kamme U aus einem die Löttemperatur gut verträglichen Isoliermaterial eingesetzt werden.The merging of the solder of two adjacent soldering points during the soldering process is /. B. prevented by a Lötschnblonc. Are the soldering points and slots 5, as in FIG. 5 shows, arranged in alignment on the circuit board, but also combs U can set the soldering temperature Well-tolerated insulating material can be used.

Hin vollständiges Umschließen der Anschlußdrähte 8 von bauelementen mit Lot wird durch Verwendung von jeweils beidseitig abschnittweise kupferkascliierleii Streifen 12 erreicht. Sie werden einfach zwischen zwei Anschlußeiuicn B in deren zugeordnete Leitcrplattenfrcisparung eingedeckt (F' ß. 6).Out completely enclosing the connecting wires 8 of components with solder is through Use of copper encasement strips 12 in sections on both sides is achieved. you will be simply between two connection units B in their allocated printed circuit board recess covered (F 'ß. 6).

In den Fig. 7 bis H) sind Ausfülmmgsbeispiclc von auf engstem Raum angeordneten Lötpunkten dargestellt. Sie werden, wie bereits beschrieben, zunächst zu einer Kupferfläche 4 zusuniinengefaUl und danach durch Freistanzen wieder getrennt.In Figs. 7 to H) are Ausfülmmgsbeispiclc represented by soldering points arranged in a very small space. You will, as already described, first to form a copper surface 4 and then separated again by punching.

Die F i g. 7 zeigt vier Lölpunkle 13, wobei jedei Lütpunkt 13 mit zwei halbkreisförmigen Ausnehmungen 18 zur Aufnahme von Anschlußenden von Bauelementen ausgebildet ist. Das ursprünglich als eine Kupferlläche 4 hergestellte Lötauge ist vom Stempel des Stanzwerkzeuges in die vier einzelnen l.ölpunl.ie 13 getrennt worden. Die Schnittllädie des Stempels ist als Kreuzschlitz IS ausgebildet.The F i g. 7 shows four lollipops 13, each one Lütpunkt 13 with two semicircular recesses 18 for receiving connecting ends of components is trained. The soldering eye originally produced as a copper surface 4 is from the stamp of the punching tool into the four individual l.ölpunl.ie 13 have been separated. The die cut lady of the stamp is designed as a cross slot IS.

In der F i g. 8 sind jeweils zwei benachbarte Lötpunkte 13 dreifach hintereinander angeordnet. Der diese Lötpunkte 13 trennende Frcischniit 16 besteht aus zwei im Abstand parallel z.iieinander.verlaulenden Schlitzen, die einen Längsschlitz im rechten Winkel kreuzen.In FIG. 8, two adjacent soldering points 13 are arranged three times one behind the other. the Frcischniit 16 separating these solder points 13 consists from two parallel to each other at a distance Slots that cross a longitudinal slot at right angles.

Die F i g. 9 zeigt eine '^upferlUiche, die durch den Freischnitt von zwei paralk! verlaufenden Längsschlitzcn 17 in drei voneinander unabhängige l.öipunkte 13 getrennt ist. Da die Liingskanten 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 l.ölpunkt 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.The F i g. 9 shows a '^ superlUiche made by the Free cut from two paralk! running longitudinal slots 17 is separated into three independent points 13. Since the edges of the Slits 17 each have three recesses 18 arranged in sections, can be inserted into the outer Solder points 13 each have three connecting wires from components and into the first oil point arranged between them 13 six connecting wires 8 are soldered. It is advantageous here for reasons of strength be that the mutually facing recesses 18 of the parallel longitudinal slots 17 offset from one another to be ordered.

In der Fig. IO ist die Kupferfläche durch einen Freischnitt 16 in sechs einzelne Lötpunkte 13 getrennt. Bei der Konfiguration dieses Freischnittes 16 werden zwei parallele Reihen /u je drei Lötpuukten gebildet. Die vier äußeren, je eine Ausnehmung 18 aufweisenden Lötpunkte 13 schließen zwei Löipunkic 13 ein, die mit je drei Ausnehmungen 18 zum Einlöten einer entsprechenden Anzahl Anschlußdrälite von Bauelementen ausgebildet sind.In Fig. IO the copper surface is through a Free cut 16 separated into six individual solder points 13. When configuring this cutout 16 two parallel rows / u three soldering points are formed. The four outer, one recess 18 each having solder points 13 include two Löipunkic 13, each with three recesses 18 for soldering a corresponding number of connecting wires of components are formed.

Claims

Patent claims:

1. A method for the production of Lötaugen-Klcinstabsländen on .Circuit boards with printed conductor tracks, characterized in that a two ι of the several adjacent soldering points receiving copper surface (4) is produced by eiiuiii methods known per se, in this then an oiler several slots (5 , 17) or Frcischnilte (16) e ^: n are punched, which have semicircular recesses (18) arranged in the middle of their two Lüngskanlcn or in sections on the longitudinal edges, which the copper surface (4) in two or more oval eye halves (6 , 7) or separate soldering points (13).

2. The method according to claim I, characterized in that the copper surface (4) depending on Number and arrangement of the one / one soldering points (13) 2. B. by means of a punched-out KreuzschliU (15) is separated.

3. The method according to claim I, characterized in that the KupferfMthc (4) through a free din (16) is separated, its configuration from two parallel slots at a distance, one single slot cross at right angles, consists.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized

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characterized in that between the connecting ends (8) of 7th D. Bauclcmcnlcn protruding from the semicircular recesses (18) of the slots (5, 17) or frcisehnittc (16) an insulating comb (11 ) ndcr strip (12) is inserted into the slots (5. 17) or Frcischnitle (16).

1 sheet of drawings