DE19652238A1

DE19652238A1 - Mechanisch beanspruchtes Bauelement für die Oberflächenmontage

Info

Publication number: DE19652238A1
Application number: DE19652238A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Kanzler
Original assignee: LEONHARDY GmbH
Current assignee: LEONHARDY GmbH
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1998-06-18

Description

Die Erfindung bezieht sich auf mechanisch beanspruchte Bauelemente für die Oberflächenmontage (SMT), die mittels verlötbarer Verbindungselemente auf einer Leiterplatte mit dem Bauelementgehäuse an der Leiterplattenoberseite zu gekehrten Gehäuseunterseite verbunden werden.

Ein Bauelement dieser Art in Form eines Schlüsselschalters ist in der DE 43 16 382 C1 als bekannt ausgewiesen. Das Gehäuse dieses bekannten Schlüssel schalters ist an seiner Oberseite und an seinen Seitenwänden mit einem Bügel umgriffen, der mit nach außen abgewinkelten laschenartigen Enden auf der Oberfläche der Leiterplatte angelötet ist. Zwar ergibt diese Art der Befestigung den für die Betätigung des Schlüsselschalters erforderlichen Halt, jedoch be deutet der Bügel als gesondertes Element zusätzlichen Aufwand und kann die Anreihbarkeit einschränken. Zudem wird für die Befestigung zusätzlicher Platz neben dem Bauelement benötigt.

Andere Befestigungsweisen wie Schrauben, Nieten oder Schnappen werden wegen technischer Mängel oder zu hoher Kosten nur in Ausnahmefällen ange wandt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mechanisch beanspruchtes Bau element derart weiterzubilden, daß bei einfacher, ungehinderter Verwendbarkeit und einfachem Aufbau eine mechanische stabile Verbindung des Bauelements mit der Leiterplatte in Oberflächenmontage erreicht wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hiernach ist also vorgesehen, daß an der Gehäuseunterseite metallisierte oder heißkleber beschichtete Teilbereiche als fester Bestandteil des Bauelementgehäuses aus gebildet sind und daß die Teilflächen beim Lötvorgang mit der Leiterplatte verbindbar sind. Die Ausrüstung mit den metallisierten oder heißkleberbe schichteten Teilbereichen läßt eine enge Aneinanderreihung der Bauelemente zu. Außerdem sind der Aufbau und die Montage einfach, da die Teilbereiche als fester Bestandteil des Bauelementgehäuses ausgebildet sind und mit dem Lötvorgang die Verbindung mit der Leiterplatte hergestellt wird. Auf diese Weise können z. B. Stecker, Kupplungen, Leuchtdioden oder deren Sockel oder Schal ter für die SMT-Montage (Oberflächenmontage) ausgerüstet und verwendet werden.

Mit der Maßnahme, daß die Teilbereiche gegenüber der Gehäuseunterseite er haben sind, werden die Teilbereiche mit der Heißluft einer Lötanlage sicher erreicht, so daß eine zuverlässige Verbindung auf der Leiteroberfläche mittels der Heißkleberschicht bzw. durch sichere Benetzung mit dem Lot gewährleistet ist.

Ist dabei vorgesehen, daß bei metallisiertem Teilbereich auch die Seitenflächen metallisiert sind, so wird die Verbindung mit dem Lot noch verbessert, da sich die Kehlen über den Randbereich der Teilbereich erstrecken.

Eine stabile Anbringung der Teilbereiche bei einfacher Erzeugung wird dadurch erzielt, daß der metallisierte Teilbereich durch Umspritzen eines metallischen Grundgehäuses mit Kunststoff unter Freilassung des Teilbereichs gebildet ist.

Bei einer Ausgestaltung derart, daß die metallisierten Teilbereiche angeformt oder im Zweikomponentenspritzgußverfahren angespritzt sind, ist auch bei einem Kunststoffgehäuse eine innige Verbindung der Teilbereiche gewährleistet.

Weitere vorteilhafte Möglichkeiten, die Teilbereiche einfach anzubringen, be stehen darin, daß die metallisierten Teilbereiche metallpulvergefüllt, galvanisiert oder mittels geklebter oder eingeprägter lötfähiger Folien, mittels Einprägen von Metallteilen oder mittels Einkleben von Metallteilen gebildet sind. Dabei können die metallpulvergefüllten oder galvanisierten Teilbereiche auch im Zweikompo nentenspritzgußverfahren aufgebracht werden.

Weitere geeignete Möglichkeiten zum Anbringen der metallisierten Teilbereiche bestehen darin, daß die metallisierten Teilbereiche durch Auftragen lötfähiger Pasten, durch physikalische Beschichtungsverfahren und/oder durch chemisch galvanische Verfahren gebildet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematisierter perspektivischer Ansicht ein Bauelementgehäuse mit auf dessen Unterseite angebrachten erhabenen und planaren Teilbereichen zur Verbindung mit einer Leiterplattenoberfläche,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt eines mit einer Leiterplattenoberfläche ver löteten Bauelements wobei einen die seitliche Benetzbarkeit den erhabenen Pads (vorteilhaft) dargestellt ist und

Fig. 3 eine weitere perspektivische Ansicht mit einem als Heißklebe schicht ausgebildeten Teilbereich.

Die Fig. 1 zeigt ein mit seiner Unterseite 2 nach oben gekehrtes Bauelementge häuse 1. Auf der Unterseite sind ein vorbereiteter erhabener und ein im wesent lichen in der Ebene der Unterseite 2 liegender Teilbereich 3 dargestellt. Ein ebenfalls auf der Gehäuseunterseite 2 dargestellter erhabener Teilbereich 4' und ein flacher Teilbereich 4 sind metallisiert. Bei dem erhabenen metallisierten Teil bereich 4' sind auch die Seitenflächen 5 metallisiert.

Fig. 2 zeigt ein mit seiner Gehäuseunterseite 2 auf einer Leiterplattenoberseite 6.1 einer Leiterplatte 6 verlötetes Bauelementgehäuse 1, wobei die Teilbereiche 3 erhaben ausgebildet sind. Dadurch, daß auch die Seitenflächen 5 metallisiert sind, verbindet sich das Lot 7 rundum mit den Teilbereichen 3 und bildet einen kontinuierlichen Übergang. Infolge des durch die erhabenen Teilbereiche 4' ge bildeten Spalts zwischen der Gehäuseunterseite 2 und der Leiterplattenoberseite 6.1 werden alle Teilbereiche von der Heißluft der Lötanlage gut erreicht, so daß eine zuverlässige Verlötung gewährleistet ist.

In Fig. 3 ist als Alternative zu den metallisierten, lötbaren Teilbereichen 3 an der Gehäuseunterseite 2 ein Teilbereich aus einer Heißkleberschicht 8 gebildet. Die Heißkleberschicht 8 geht beim Lötvorgang während der Oberflächenmontage der Bauelemente eine stabile Klebeverbindung mit der Leiterplattenoberseite 6.1 ein.

Die metallisierten Teilbereiche können auf verschiedene Weisen auf der Ge häuseunterseite 2 aufgebracht werden: durch physikalische Beschichtungsver fahren (Bedampfen, Sputtern usw.), durch chemisch-galvanische Methoden oder durch eine Kombination dieser Verfahren, durch Auftragen lötfähiger Pasten, durch Aufbringen lötfähiger Folien, z. B. mittels Kleben oder Einprägen, im Zweikomponentenspritzguß durch Anspritzen lötfähiger Teilbereiche 4 (Pads, z. B. metallpulvergefüllt), im Zweikomponentenspritzguß durch Anspritzen gal vanisierbarer Pads und anschließender Galvanisierung, durch Umspritzen von Metallteilen, durch Einprägen von Metallteilen oder durch Auf- bzw. Einkleben von Metallteilen. Die metallisierten Teilbereiche 4, 4', 8 können verschiedene, geeignete Geometrien und Ausprägungen aufweisen.

Mit den beschriebenen Maßnahmen werden lötbare Metallisierungen bzw. kleb bare Teilbereiche 8 als integraler Bestandteile des Bauelementgehäuses 1 ge schaffen, die bei der Oberflächenmontage während des Standardlötprozesses stabil mit der Leiterplattenoberseite 6.1 verbunden werden. Dadurch sind die Bauelemente mechanisch belastbar, wie z. B. Schalter, Stecker und Kupplungen oder auch Leuchtdioden. Als Vorteile dieser Bauelemente sind zu nennen: keine zusätzlichen Teile, platzsparender Aufbau, Montage im sowieso stattfindenden Lötprozeß.

Claims

1. Mechanisch beanspruchtes Bauelement für die Oberflächenmontage mit tels verlötbarer Verbindungselemente auf einer Leiterplatte mit einem Bauelementgehäuse und einer der Leiterplattenoberseite zugekehrten Ge häuseunterseite, dadurch gekennzeichnet,
daß an der Gehäuseunterseite (2) metallisierte oder heißkleberbeschich tete Teilbereiche (4, 4', 8) als fester Bestandteil des Bauelementgehäuses (1) ausgebildet sind und
daß die Teilflächen (4, 4', 8) beim Lötvorgang mit der Leiterplattenober seite (6.1) verbindbar sind.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilbereiche (4', 8) gegenüber der Gehäuseunterseite (2) erhaben sind.

3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei metallisiertem, erhabenem Teilbereich (4, 4') auch die Seiten flächen (5) metallisiert sind.

4. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der metallisierte Teilbereich (4, 4') durch Umspritzen eines metal lischen Grundgehäuses mit Kunststoff unter Freilassung des Teilbereichs (4) gebildet ist.

5. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Teilbereiche (4, 4') angeformt oder im Zweikom ponentenspritzgußverfahren angespritzt sind.

6. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Teilbereiche (4, 4') metallpulvergefüllt, galvanisiert oder mittels geklebter oder eingeprägter lötfähiger Folien, mittels Ein prägen von Metallteilen oder mittels Einkleben von Metallteilen gebildet sind.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Teilbereiche (4, 4') durch Auftragen lötfähiger Pa sten, durch physikalische Beschichtungsverfahren und/oder durch che misch-galvanische Verfahren gebildet sind.