DE19711325C2

DE19711325C2 - Fastening construction for printed circuit boards

Info

Publication number: DE19711325C2
Application number: DE19711325A
Authority: DE
Inventors: Hideki Watanabe
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: JPH09260884A; GB2311416A; DE19711325A1; GB9704013D0; TW363337B; GB2311416B; CN1162899A; KR970068767A; CN1070684C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungskonstruktion für gedruckte Platinen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a mounting structure for printed circuit boards according to the preamble of claim 1.

Eine allgemeine elektronische Vorrichtung besitzt eine gedruckte Platine (Schaltungsplatte), auf der Schaltungselemente, wie z. B. Transistoren, Dioden, Kondensatoren, Register sowie Induktoren angebracht sind.A general electronic device has a printed circuit board (Circuit board), on the circuit elements such. B. transistors, diodes, Capacitors, registers and inductors are attached.

Eine gedruckte Platine wird folgendermaßen gebildet. Ein mit Kupfer plattiertes Mehrschicht-Gebilde aus Phenol wird zur Schaffung einer vorbestimmten Form bearbeitet, und ein Schaltungsmuster wird auf dem Mehrschicht-Gebilde ausgebildet. Es werden Schaltungselement-Befestigungsöffnungen gebildet, Anschlüsse der Schaltungselemente werden in die Befestigungsöffnungen ein geführt, und die Anschlüsse werden mit dem Schaltungsmuster mittels Lötma terial verbunden, um dadurch die Schaltung eines elektronischen Gerätes zu bilden.A printed circuit board is formed as follows. One clad with copper Multi-layer structures made of phenol is used to create a predetermined Form is machined and a circuit pattern is made on the multilayer structure educated. Circuit element mounting holes are formed Connections of the circuit elements are inserted into the mounting openings out, and the connections are made with the circuit pattern by means of soldering material connected to thereby the circuit of an electronic device form.

Insbesondere ein elektronisches Gerät, wie z. B. ein elektronischer Tuner mit einem Hochfrequenz-Schwingkreis verwendet eine Konstruktion zum Festle gen einer gedruckten Platine an einem rechteckigen Metallrahmen mit einer Öffnung in einer oberen Fläche zur Verhinderung einer unnötigen Abstrahlung an eine andere Schaltung oder eine andere Vorrichtung sowie zur Befestigung von Anschlüssen oder Verbindern zur Verbindung mit weiteren Schaltungsein richtungen. Zur elektrischen Erdung des Metallrahmens wird in diesem Fall ein Leitermuster, das durch Ätzen einer Kupferfolie an dem Randbereich der ge druckten Schaltungsplatte gebildet ist, mittels Lötmaterial mit einem Metallrah men verbunden. In particular, an electronic device, such as. B. with an electronic tuner a high frequency resonant circuit uses a construction for the Festle against a printed circuit board on a rectangular metal frame with a Opening in an upper surface to prevent unnecessary radiation to another circuit or device and for attachment of connections or connectors for connection to other circuits directions. In this case, a is used to electrically ground the metal frame Conductor pattern, which is by etching a copper foil on the edge region of the ge printed circuit board is formed by means of solder with a metal frame men connected.

Als eine solche Konstruktion zur Festlegung einer gedruckten Platine an einem Metallrahmen ist eine Befestigungskonstruktion bekannt, wie sie in der japani schen ungeprüften Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nr. 62-178596 be schrieben ist. Eine Ausführungsform dieser bekannten Befestigungskonstruk tion ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt, wobei Fig. 11 eine Perspektivan sicht unter Darstellung der Beziehung zwischen einem Metallrahmen und einer gedruckten Platine zeigt und Fig. 12 eine Schnittansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs der Verbindung zwischen dem Metallrahmen und der gedruckten Platine zeigt. Wie in diesen Figuren zu sehen ist, ist in eine Seiten platte 2 eines Metallrahmens 1 ein umgekehrt U-förmiger Stanzbereich 3 ein gestanzt, um dadurch ein Zungenstück 5 zu bilden, und unterhalb des Zungen stücks 5 ist die Seitenplatte 2 mit einem Schnitt versehen sowie umgebogen, um dadurch ein Angreifstück 8 zu bilden. Wenn die gedruckte Platine 4 in den Metallrahmen 1 integriert wird, wird sie von dem Ende einer oberen Öffnung des Metallrahmens 1 her eingeführt, so daß sie horizontal in einer Position an geordnet ist, in der sie mit dem Angreifstück 8 in Berührung steht, und ein Endbereich 5b des Zungenstücks 5 wird in das Innere des Metallrahmens 1 hineingedrückt. Dabei wird ein Basisbereich 5a mit der Endfläche der gedruck ten Schaltungsplatte 4 in Kontakt gebracht sowie zum Festlegen der Platine 4 umgebogen. Wenn unter Wärmeeinwirkung geschmolzenes Lötmaterial 10 in einen Bereich zwischen dem Zungenstück 5 und einem an dem Umfangsbe reich der Platine 4 angeordneten Leitermuster 9 eingebracht wird und sodann abkühlt und erstarrt, haftet das Lötmaterial 10 an dem Zungenstück 5 sowie an dem Leitermuster 9 an, und es ist in einen Spalt zwischen dem Zungenstück 5 und dem Leitermuster 9 angeordnet, so daß das Zungenstück 5 und das Lei termuster 9 mittels des Lötmaterials miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist die Platine 4 an dem Metallrahmen 1 durch mechanische Festlegung sowie unter elektrischer Verbindung festgelegt.As such a structure for fixing a printed circuit board to a metal frame, there is known a mounting structure as described in Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 62-178596. An embodiment of this known fastening construction is shown in Figs. 11 and 12, in which Fig. 11 is a perspective view showing the relationship between a metal frame and a printed circuit board and Fig. 12 is a sectional view showing an essential portion of the connection between the Metal frame and the printed circuit board shows. As can be seen in these figures, in a side plate 2 of a metal frame 1, an inverted U-shaped punching area 3 is stamped to thereby form a tongue piece 5 , and below the tongue piece 5 , the side plate 2 is provided with a cut and bent to thereby form an engaging piece 8 . When the printed board 4 is incorporated in the metal frame 1, it is inserted from the end of an upper opening of the metal frame 1 here, so that it is arranged horizontally in a position in which it communicates with the haft 8 in contact, and a End region 5 b of the tongue piece 5 is pressed into the interior of the metal frame 1 . Here, a base portion 5a with the end face of th be print circuit board 4 is brought into contact and are bent for fixing the board. 4 If molten solder 10 under the action of heat is introduced into a region between the tongue piece 5 and a conductor pattern 9 arranged on the periphery of the circuit board 4 and then cools and solidifies, the solder material 10 adheres to the tongue piece 5 and to the conductor pattern 9 , and it is arranged in a gap between the tongue piece 5 and the conductor pattern 9 , so that the tongue piece 5 and the Lei termuster 9 are interconnected by means of the solder material. In this way, the circuit board 4 is fixed to the metal frame 1 by mechanical fixing and with an electrical connection.

Beim Stand der Technik ist beim Biegen des Zungenstücks 5 in der in Fig. 12 gezeigten Weise der Spalt zwischen dem Zungenstück 5 und dem Leitermuster 9 zwar an dem Endbereich 5b des Zungenstücks 5 breit, jedoch wird der Spalt in Richtung auf den Basisbereich 5a eng, bis der Spalt an dem Basisbereich 5a vollständig aufhört. Aus diesem Grund wird bei der Herstellung der Lötverbin dung zwischen dem Zungenstück 5 und dem Leitermuster 9 das Lötmaterial 10 auf dem Leitermuster 9 nur auf den weiter innen liegenden Bereich 9b aufge bracht, und eine sehr geringe Menge Lötmaterial 10 oder überhaupt kein Löt material 10 wird in den verbleibenden Endbereich 9a eingebracht. Die Verbin dung des Leitermusters 9 mit dem Zungenstück 5 wird daher in Richtung auf den verbleibenden Endbereich 9a in nachteiliger Weise schlecht.In the prior art, when the tongue piece 5 is bent in the manner shown in FIG. 12, the gap between the tongue piece 5 and the conductor pattern 9 is wide at the end region 5 b of the tongue piece 5 , but the gap becomes in the direction of the base region 5 a tight until the gap at the base area 5 a stops completely. For this reason, in the manufacture of the solder joint between the tongue piece 5 and the conductor pattern 9, the solder material 10 on the conductor pattern 9 is only brought up to the inner region 9 b, and a very small amount of solder material 10 or no solder material 10 is introduced into the remaining end region 9 a. The connec tion of the conductor pattern 9 with the tongue piece 5 is therefore bad in the direction of the remaining end portion 9 a.

Diese Tatsache führt zu folgendem Problem. Bei einem Temperaturzyklustest (z. B. einem Test, bei dem Ausgesetztsein einer Atmosphäre von -20°C bis 60°C abwechselnd in zehn Zyklen durchgeführt wird) zum Testen der Zuverlässigkeit in der Praxis werden aufgrund der Tatsache, daß die Wärmeausdehnungskoef fizienten der für den Metallrahmen 1 und die Platine 4 verwendeten Materialien voneinander verschieden sind, Spannungen aufgrund der Differenz zwischen den Beträgen der Wärmeausdehnung (oder Wärmekontraktion) des Metallrah mens 1 und der Platine 4 erzeugt, und diese Spannungen wirken auf das Löt material 10.This fact leads to the following problem. A temperature cycle test (e.g., a test in which exposure to an atmosphere from -20 ° C to 60 ° C is alternately performed in ten cycles) to test reliability in practice is made due to the fact that the thermal expansion coefficients are the ones for the metal frame 1 and the board 4 used materials are different from each other, stresses due to the difference between the amounts of thermal expansion (or heat contraction) of the Metallrah mens 1 and the board 4 generated, and these stresses act on the solder material 10th

In Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zeigt die PAJ 3-208396 A eine Befestigungskonstruktion, bei der das Leitermuster an mehreren verschiedenen Stellen bis zum Rand der Platine geführt ist, wobei an solchen Randstellen jeweils ein Zungenstück aus dem Metallrahmen ausgestanzt und nach innen gedrückt ist. Zwischen dem nach innen gebogenen Zungenstück und dem darunter befindlichen Leitermuster ist Lötmaterial eingebracht.In accordance with the preamble of claim 1, PAJ 3-208396 A shows a mounting structure in which the conductor pattern on several various places is led to the edge of the board, being at such A tongue piece is punched out of the metal frame and is pressed inwards. Between the tongue piece bent inwards and the conductor pattern underneath is soldered.

Aus der DE 195 29 671 A1 ist eine Befestigungskonstruktion für Platinen be kannt, bei der von Innenwänden eines Metallrahmens rechtwinklig Vorsprünge nach innen abstehen, wobei am Ende jedes Vorsprungs wiederum rechtwinklig ein weiterer Vorsprung vertikal nach oben ragt. Dieser vertikal nach oben ra gende Vorsprung durchsetzt jeweils ein Aufnahmeloch in der gedruckten Plati ne, so dass die Spitze des nach oben gerichteten Vorsprungs über die Ober seite der Platine ragt. An dieser Stelle wird Lot aufgebracht, um die Spitze des Vorsprungs mit der in der Nähe befindlichen Leiterbahn galvanisch zu verbin den.DE 195 29 671 A1 discloses a mounting structure for printed circuit boards knows, in which at right angles protrusions from the inner walls of a metal frame protrude inwards, at the end of each projection again rectangular another projection protrudes vertically upwards. This ra up vertically the respective projection penetrates a receiving hole in the printed plati no, so the top of the upward protrusion over the top side of the board protrudes. At this point, solder is applied to the tip of the To galvanically connect the projection to the nearby conductor track the.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungskonstruktion für gedruckte Platinen der eingangs genannten Art anzugeben, bei der sich eine vergleichsweise große Menge Lötmaterial in einem Spalt zwischen dem Zun genstück und dem Leitermuster auf der gedruckten Platine unterbringen läßt, so dass die Verbindungsfestigkeit gesteigert wird.The invention has for its object a mounting structure for to specify printed circuit boards of the type mentioned, in which there is a comparatively large amount of solder in a gap between the guild and the conductor pattern on the printed circuit board, so that the connection strength is increased.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Im Anspruch 2 ist eine spezielle Weiterbildung der Erfindung angegeben.This object is achieved by the features specified in claim 1. Claim 2 specifies a special development of the invention.

Das Lötmaterial wird an dem Endbereich des einen Zungenstücks auf der inne ren bzw. von der Seitenplatte weiter entfernten Seite eingebracht, und ferner wird das Lötmaterial an dem Basisbereich des weiteren Zungenstücks an der Reservoir-Endbereichsseite eingebracht. Da das eine Zungenstück und das weitere Zungenstück nahe beieinander angeordnet sind sowie unterschiedliche Winkel aufweisen, wird auch Lötmaterial zum Verbinden beider Zungenstücke miteinander eingebracht, so daß die Menge an Lötmaterial größer ist als die Summe der Lötmaterialmengen, die in die Bereiche zwischen dem Leitermuster und den beiden einzelnen Zungenstücken eingebracht werden. Aus diesem Grund nimmt das Lötmaterial in seiner Fläche und Dicke zu, und es läßt sich ei ne Befestigungskonstruktion für gedruckte Platinen (im folgenden auch: Schal tungsplatten) schaffen, die eine höhere Lötverbindungsfestigkeit aufweist.The solder material is on the end of the one tongue piece on the inside ren or introduced from the side plate further away side, and further the solder material on the base area of the further tongue piece on the Reservoir end region side introduced. Since the one tongue piece and that further tongue pieces are arranged close together and different Have angles, is also solder material for connecting the two tongue pieces brought together so that the amount of solder material is greater than that Sum of the amount of solder material in the areas between the conductor pattern and the two individual tongue pieces. For this Reason the solder material increases in area and thickness, and it can be egg ne mounting structure for printed circuit boards (hereinafter also: scarf tion plates) that have a higher solder connection strength.

Gemäß der in Anspruch 2 beschriebenen Anordnung bildet das eine Zungen stück einen Teil des weiteren Zungenstücks, so daß zusätzlich zu den genann ten Merkmalen kein teilweises Biegen des zweiten Zungenstücks erforderlich ist, wenn das erste Zungenstück umgebogen wird. Auf diese Weise läßt sich eine Befestigungskonstruktion für gedruckte Schaltungsplatten schaffen, bei der sich der Biegevorgang in einfacher Weise durchführen läßt.According to the arrangement described in claim 2, this forms a tongue piece a part of the further tongue piece, so that in addition to the genann characteristics do not require partial bending of the second tongue piece is when the first tongue piece is bent. This way create a mounting structure for printed circuit boards in which the bending process can be carried out in a simple manner.

Gemäß der Erfindung wird somit eine Befestigungskonstruktion für gedruckte Platinen (Schaltungsplatten) geschaffen, bei der eine gedruckte Schaltungs platte mit einem Metallrahmen mittels Lötmaterial verbunden ist, wobei zum Verhindern der Entstehung von Lötmaterialrissen aufgrund von Wärmeexpan sion/Wärmekontraktion der gedruckten Schaltungsplatte eine große Menge Lötmaterial in einen Verbindungsbereich zwischen der Schaltungsplatte und dem Metallrahmen eingebracht werden kann und dadurch die Verbindungsfe stigkeit gesteigert werden kann.According to the invention, a mounting structure for printed is thus Circuit boards (circuit boards) created using a printed circuit plate is connected to a metal frame by means of soldering material, whereby Prevent solder cracking due to heat expansion sion / heat contraction of the printed circuit board a large amount Soldering material in a connection area between the circuit board and the metal frame can be introduced and thereby the Verbindungsfe stability can be increased.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention and further developments of the invention are described below the drawings of several embodiments even closer explained. The drawings show:

Fig. 1 eine Schnittansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs, der einer Lötverbindung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel unter zogen worden ist; Fig. 1 is a sectional view showing an essential portion which has been drawn under a solder joint according to a first embodiment;

Fig. 2 eine von oben gesehene Draufsicht auf einen wesentlichen Bereich ei nes Lötverbindungszustands gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 2 is a plan view seen from above of an essential portion of a solder joint state according to the first embodiment;

Fig. 3 eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs eines Metallrahmens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 3 is a front view showing an essential portion of a metal frame in accordance with the first embodiment;

Fig. 4 eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs eines modifizierten Metallrahmens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 4 is a front view showing an essential portion of a modified metal frame according to the first embodiment;

Fig. 5 eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs eines weiteren modifizierten Metallrahmens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 5 is a front view showing an essential portion of a further modified metal frame according to the first embodiment;

Fig. 6 eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs noch eines weiteren modifizierten Metallrahmens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel; Fig. 6 is a front view showing an essential portion of a still further modified metal frame according to the first embodiment;

Fig. 7 eine Schnittansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs, der einer Lötverbindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel unterzogen worden ist; Fig. 7 is a sectional view showing an essential portion of a second embodiment has been subjected to a solder joint according to;

Fig. 8 eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs eines Metallrahmens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiels; Fig. 8 is a front view showing an essential portion of a metal frame in accordance with the second embodiment;

Fig. 9 eine Schnittansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs, der einer Lötverbindung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel unterzogen worden ist; Fig. 9 is a sectional view showing an essential portion of a third embodiment of a solder connection according been subjected;

Fig. 10 eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs eines weiter modifizierten Metallrahmens; Fig. 10 is a front view showing an essential portion of a further modified metal frame;

Fig. 11 eine Perspektivansicht unter Darstellung einer Verbindungskonstruktion zwischen einem Metallrahmen und einer gedruckten Schaltungsplatte gemäß dem Stand der Technik; und 11 is a perspective view showing a connecting structure between a metal frame and a printed circuit board according to the prior art; FIG. and

Fig. 12 eine Schnittansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs, der einer Lötverbindung gemäß dem Stand der Technik unterzogen worden ist. Fig. 12 is a sectional view showing an essential portion which has been subjected to a solder joint according to the prior art.

Ein erstes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 erläutert. Wie in diesen Zeichnungen zu sehen ist, ist in eine einen Metallrahmen 11 bildende Seitenplatte 12 eine umgekehrt U-förmige Öffnung zur Bildung eines Stanzbereichs 13 an einer Stelle eingestanzt, an der eine Endfläche einer gedruckten Schaltungsplatte 4 angeordnet wird, und ferner sind ein erstes Zungenstück 15 und ein zweites Zungenstück 17 durch einen Schnittbereich 16 in dem von dem Stanzbereich 13 umgebenen zungenförmigen Bereich gebildet. Die Seitenplatte 12 besitzt ferner einen ins Innere des Metallrahmens hinein gebogenen Bereich zur Bildung eines Schaltungsplatten-Angreifstücks 18. Das erste Zungenstück 15, das zweite Zungenstück 17 und das Schaltungsplatten-Angreifstück 18 sind im allgemeinen durch Stanzen des Metallrahmens 11 unter Verwendung eines nicht gezeigten Metallformwerkzeugs bei der Bearbeitung des Metallrahmens 11 gebildet.A first embodiment will now be explained with reference to FIGS. 1 to 3. As can be seen in these drawings, in a side plate 12 forming a metal frame 11, an inverted U-shaped opening is punched to form a stamping area 13 at a position where an end face of a printed circuit board 4 is placed, and further a first tongue piece 15 and a second tongue piece 17 are formed by a cutting area 16 in the tongue-shaped area surrounded by the punching area 13 . The side plate 12 also has an area bent into the interior of the metal frame to form a circuit board engagement piece 18 . The first tongue piece 15 , the second tongue piece 17 and the circuit board engaging piece 18 are generally formed by stamping the metal frame 11 using a metal die, not shown, in the machining of the metal frame 11 .

Im folgenden wird ein Verfahren zum Anbringen der gedruckten Schaltungsplatte 4 an dem Metallrahmen 11 mit Hilfe des ersten Zungenstücks 15 und des zweiten Zungenstücks 17 beschrieben, die in der vorstehend erläuterten Weise ausgebildet sind.In the following, a method for attaching the printed circuit board 4 to the metal frame 11 by means of the first tongue piece 15 and the second tongue piece 17 , which are formed in the manner explained above, will be described.

Die gedruckte Schaltungsplatte 4 wird von einem nicht gezeigten oberen Öffnungsende des Metallrahmens 11 her horizontal eingeführt und in einer Position angeordnet, in der die Schaltungsplatte 4 mit dem Schaltungsplatten-Angreifstück 18 in Berührung steht. Wenn ein Endbereich 15b des ersten Zungenstücks 15 unter Verwendung eines nicht gezeigten geeigneten Werkzeugs ins Innere des Metallrahmens 11 hineingedrückt wird, tritt ein Basisbereich 15a des ersten Zungenstücks 15 in Berührung mit der Endfläche der gedruckten Schaltungsplatte 4, wobei der Basisbereich 15a derart gebogen wird, daß ein Spalt zwischen dem Endbereich 15b des Zungenstücks 15 und der gedruckten Schaltungsplatte gebildet wird. Das heißt, das erste Zungenstück 15 ist in einem Winkel in bezug auf die Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte angeordnet. Dieser Winkel läßt sich in geeigneter Weise derart wählen, daß das erste Zungenstück 15 in Druckkontakt mit der gedruckten Schaltungsplatte 4 gebracht wird, ohne daß die gedruckte Schaltungsplatte 4 dabei beschädigt wird. In diesem Zustand befindet sich der Basisbereich 15a des ersten Zungenstücks 15 in Druckkontakt mit dem Endbereich der gedruckten Schaltungsplatte 4. Aus diesem Grund ist die gedruckte Schaltungsplatte 4 mechanisch an dem Metallrahmen 1 festgelegt, wobei die gedruckte Schaltungsplatte 4 frei von Spiel oder Instabilität ist. Zu diesem Zeitpunkt bilden das zweite Zungenstück 17 und die Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte einen rechten Winkel zueinander.The printed circuit board 4 is horizontally inserted from an upper opening end of the metal frame 11, not shown, and arranged in a position in which the circuit board 4 is in contact with the circuit board engaging piece 18 . If an end portion 15 b of the first tongue piece 15 is pressed into the interior of the metal frame 11 using a suitable tool, not shown, a base portion 15 a of the first tongue piece 15 comes into contact with the end face of the printed circuit board 4 , the base portion 15 a being bent in this way is that a gap is formed between the end portion 15 b of the tongue piece 15 and the printed circuit board. That is, the first tongue piece 15 is arranged at an angle with respect to the surface of the printed circuit board. This angle can be selected in a suitable manner such that the first tongue piece 15 is brought into pressure contact with the printed circuit board 4 without the printed circuit board 4 being damaged in the process. In this state, the base region 15 a of the first tongue piece 15 is in pressure contact with the end region of the printed circuit board 4 . For this reason, the printed circuit board 4 is mechanically fixed to the metal frame 1 , the printed circuit board 4 being free from play or instability. At this time, the second tongue piece 17 and the surface of the printed circuit board form a right angle to each other.

Wenn unter Wärmeeinwirkung geschmolzenes Lötmaterial 10 zwischen dem auf der gedruckten Schaltungsplatte 4 ausgebildeten Leitermuster 9 sowie dem ersten und dem zweiten Zungenstück 15 und 17 angeordnet wird, haftet das Lötmaterial 10 an dem Leitermuster 9, dem ersten Zungenstück 15 und dem zweiten Zungenstück 17 an. Die Menge an Lötmaterial 10, das dabei in einen Bereich zwischen dem ersten Zungenstück 15 und dem Leitermuster 9 eingebracht wird, nimmt dabei in Richtung auf das freie Ende des Zungenstücks 15 zu, da der Spalt zwischen dem ersten Zungenstück 15 und dem Leitermuster 9 in Richtung auf den Endbereich 15b größer wird. Da das zweite Zungenstück 17 und das Leitermuster 9 einen rechten Winkel einschließen, wird das Lötmaterial 10 dort auf einen Basisbereich 17a aufgebracht. Ferner sind das auf den Endbereich 15b des ersten Zungenstücks 15 aufgebrachte Lötmaterial sowie das auf den Basisbereich 17a des zweiten Zungenstücks 17 aufgebrachte Lötmaterial nahe beieinander vorgesehen, so daß diese Lötmaterialien auf dem Leitermuster miteinander verbunden sind. Wenn das in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebrachte, unter Wärmeeinwirkung geschmolzene Lötmaterial 10 bis zur Erstarrung abgekühlt ist, ist eine elektrische Verbindung hergestellt. Als Verfahren zum Anordnen des geschmolzenen Lötmaterials 10 in dem Spalt zwischen dem ersten Zungenstück 15 und dem zweiten Zungenstück 17 sowie dem Leitermuster 9 wird im allgemeinen ein Verfahren zum Schmelzen von Faden-Lötmaterial verwendet. Ferner können auch ein Verfahren zum Eintauchen des Verbindungsbereichs in einen Behälter mit unter Wärmeeinwirkung geschmolzenem Lötmaterial oder ein Verfahren zum Aufbringen von Lötpaste auf den Verbindungsbereich und Schmelzen der Lötpaste unter Verwendung einer Punkt-Heizeinrichtung oder eines Wiederverflüssigungsofens verwendet werden. Zum Kühlen und Erstarrenlassen des Lötmaterials wird ein Verfahren verwendet, bei dem der Lötbereich bei Umgebungstemperatur belassen wird. Als Ergebnis hiervon wird Lötmaterial 10 mit großer Fläche und großer Dicke auf den Endbereich 9a und den inneren Bereich 9b des Leitermusters 9 sowie auf den dazwischen vorhandenen mittleren Bereich aufgebracht. Die Verbindungsfestigkeit läßt sich somit verbessern.When heat-molten solder 10 is disposed between the conductor pattern 9 formed on the printed circuit board 4 and the first and second tongue pieces 15 and 17 , the solder material 10 adheres to the conductor pattern 9 , the first tongue piece 15 and the second tongue piece 17 . The amount of solder material 10 that is introduced into a region between the first tongue piece 15 and the conductor pattern 9 increases in the direction of the free end of the tongue piece 15 , since the gap between the first tongue piece 15 and the conductor pattern 9 in the direction on the end region 15 b is larger. Since the second tongue piece 17 and the conductor pattern 9 enclose a right angle, the solder material 10 is applied there to a base region 17 a. Further, the are of the end region 15 b of the first tongue piece 15 applied brazing material and the to the base portion 17 a of the second tongue piece 17 applied brazing material provided close to each other, so that these solder materials are interconnected on the conductor pattern. When the heat-melted solder 10 applied as described above has cooled to solidification, an electrical connection is made. As a method for arranging the molten solder material 10 in the gap between the first tongue piece 15 and the second tongue piece 17 and the conductor pattern 9 , a method for melting thread solder material is generally used. Furthermore, a method of immersing the connection area in a container with solder melted under the influence of heat or a method of applying solder paste to the connection area and melting the solder paste using a point heater or a reliquefying furnace can also be used. A method is used to cool and solidify the soldering material, in which the soldering area is left at ambient temperature. As a result, solder material 10 having a large area and a large thickness is applied to the end region 9 a and the inner region 9 b of the conductor pattern 9 and to the middle region present in between. The connection strength can thus be improved.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 4 bis 6 Frontansichten unter Darstellung wesentlicher Bereiche modifizierter Metallrahmen. Dabei werden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 nur die unterschiedlichen Bereiche der Metallrahmen beschrieben.In the first embodiment, FIGS. 4 to 6 show front views showing essential areas of modified metal frames. Only the different areas of the metal frame are described with reference to FIGS. 4 to 6.

Der in Fig. 4 gezeigte Metallrahmen besitzt ein erstes Zungenstück 25 sowie zweite Zungenstücke 27, die durch einen Stanzbereich 23 und Schnittbereiche 26 in einer Seitenplatte 22 eines Metallrahmens 21 ausgebildet sind. Die zweiten Zungenstücke 27 sind dabei beidseits des ersten Zungenstücks 25 ausgebildet und schließen das erste Zungenstück 25 zwischen sich, und die zweiten Zungenstücke 27 sind kürzer als das erste Zungenstück 25.The metal frame shown in FIG. 4 has a first tongue piece 25 and second tongue pieces 27 , which are formed by a stamping area 23 and cutting areas 26 in a side plate 22 of a metal frame 21 . The second tongue pieces 27 are formed on both sides of the first tongue piece 25 and close the first tongue piece 25 between them, and the second tongue pieces 27 are shorter than the first tongue piece 25 .

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Metallrahmen sind ein erstes Zungenstück 35 und ein zweites Zungenstück 37 in einem Abstand voneinander durch einen Stanzbereich 33 gebildet, der in einer Seitenplatte 32 eines Metallrahmens 31 ausgebildet ist.In the metal frame shown in FIG. 5, a first tongue piece 35 and a second tongue piece 37 are formed at a distance from one another by a punching area 33 which is formed in a side plate 32 of a metal frame 31 .

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Metallrahmen sind ein erstes Zungenstück 45 und ein zweites Zungenstück 47 durch Stanzbereiche 43a und 43b in einer Seitenplatte 42 eines Metallrahmens 41 derart ausgebildet, daß sie in einander benachbarten Positionen angeordnet sind, wobei jedoch zwischen ihnen Seitenplattenmaterial vorhanden ist.In the metal frame shown in Fig. 6, a first tongue piece 45 and a second tongue piece 47 are formed by punching portions 43 a and 43 b in a side plate 42 of a metal frame 41 such that they are arranged in adjacent positions, but with side plate material between them is.

In den Fig. 4 bis 6 werden gedruckte Schaltungsplatten 4 an den Metallrahmen 21, 31 und 41 jeweils durch das bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterte Verfahren befestigt, und es läßt sich jeweils die selbe Lötverbindungsfestigkeit erzielen, wie sie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde. In Figs. 4 to 6 are printed circuit boards 4 on the metal frames 21, 31 and 41 are respectively fixed by the method explained in the first embodiment method, and can be respectively achieve the same soldering strength, as explained in the first embodiment.

Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs, der einer Lötverbindung unterzogen worden ist. Ein erstes Zungenstück 55 und ein zweites Zungenstück 57 sind durch das bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahren an einer Seitenplatte 52 eines Metallrahmens 51 ausgebildet worden, wobei das zweite Zungenstück 57 von der Seitenplatte 52 in Richtung nach außen gebogen ist, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Dieser Biegevorgang erfolgt im voraus bei der Bearbeitung des Metallrahmens 51. Die Integration einer gedruckten Schaltungsplatte 4 in dem Metallrahmen 51, die mechanische Festlegung der gedruckten Schaltungsplatte 4 durch das erste Zungenstück 55 sowie das Verlöten zwischen dem Leitermuster 9 sowie dem ersten und dem zweiten Zungenstück 55 und 57 erfolgen durch die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahrensweise. Als Ergebnis hiervon wird der Zwischenraum zwischen dem Leitermuster 9 und einem Basisbereich 57a des zweiten Zungenstücks 57 größer, und es läßt sich eine große Menge Lötmaterial in den Spalt zwischen dem Leitermuster 9 und dem Basisbereich 57a einbringen. Aus diesem Grund läßt sich bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine noch höhere Verbindungsfestigkeit als bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielen. Fig. 7 shows a second embodiment showing an essential area which has been subjected to a solder joint. A first tongue piece 55 and a second tongue piece 57 have been formed on a side plate 52 of a metal frame 51 by the method described in the first exemplary embodiment, the second tongue piece 57 being bent outward from the side plate 52 , as shown in FIG. 7 is shown. This bending operation is done in advance when processing the metal frame 51 . The integration of a printed circuit board 4 in the metal frame 51 , the mechanical fixing of the printed circuit board 4 by the first tongue piece 55 and the soldering between the conductor pattern 9 and the first and second tongue pieces 55 and 57 are carried out by the procedure described in the first embodiment. As a result of this, the gap between the conductor pattern 9 and a base region 57 a of the second tongue piece 57 is larger, and a large amount of solder material can be introduced into the gap between the conductor pattern 9 and the base region 57 a. For this reason, an even higher connection strength can be achieved in the second exemplary embodiment than in the first exemplary embodiment.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel läßt sich ferner ein jeder der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Metallrahmen verwenden, wobei die Verbindungsfestigkeit jeweils höher ist als die bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielbare Festigkeit. In the second exemplary embodiment, each of the metal frames shown in FIGS. 4 to 6 can also be used, the connection strength in each case being higher than the strength which can be achieved in the first exemplary embodiment.

Fig. 8 zeigt eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs eines modifizierten Metallrahmens 61 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist ein erstes Zungenstück 65 in einer Seitenplatte 62 eines Metallrahmens 61 durch einen umgekehrt U-förmigen Stanzbereich 63 gebildet, und ein Zungenstück 67 ist in einem Teil des ersten Zungenstücks 65 durch einen umgekehrt U-förmigen Schnittbereich 66 gebildet. Ferner ist das zweite Zungenstück 67 von der Seitenplatte 62 in Richtung nach außen gebogen (nicht gezeigt). Auch bei diesem Beispiel erfolgen die Integration einer gedruckten Schaltungsplatte 4 in dem Metallrahmen 61, die mechanische Festlegung der gedruckten Schaltungsplatte 4 durch das erste Zungenstück 65 sowie das Verlöten zwischen dem Leitermuster 9 sowie dem ersten und dem zweiten Zungenstück 65 und 67 in der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahrensweise. Als Ergebnis hiervon wird eine Menge Lötmaterial 10 eingebracht, die größer ist als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und die Verbindungsfestigkeit läßt sich wiederum verbessern. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel ein Endbereich 65b des ersten Zungenstücks 65 ins Innere des Metallrahmens 11 hineingedrückt wird, läßt sich folgendes charakteristisches Merkmal erzielen: Ein Basisbereich 65a des Zungenstücks 65, der in Berührung mit einer Endfläche der gedruckten Schaltungsplatte 4 gebogen werden kann, läßt sich in einfacher Weise biegen, da auf das von dem Schnittbereich 66 umgebene zweite Zungenstück 67 keine Biegebelastung einwirkt. Fig. 8 is a front view showing an essential portion of a modified metal frame 61 in the second embodiment. As shown in FIG. 8, a first tongue piece 65 is formed in a side plate 62 of a metal frame 61 by an inverted U-shaped punching area 63 , and a tongue piece 67 is formed in a part of the first tongue piece 65 by an inverted U-shaped cutting area 66 educated. Furthermore, the second tongue piece 67 is bent outward from the side plate 62 (not shown). In this example as well, the integration of a printed circuit board 4 in the metal frame 61 , the mechanical fixing of the printed circuit board 4 by the first tongue piece 65 and the soldering between the conductor pattern 9 and the first and second tongue pieces 65 and 67 take place in the case of the first Procedure described embodiment. As a result, an amount of brazing material 10 larger than that in the first embodiment is introduced, and the connection strength can be improved again. In this embodiment, if an end region 65 b of the first tongue piece 65 is pressed into the interior of the metal frame 11 , the following characteristic feature can be achieved: A base region 65 a of the tongue piece 65 , which can be bent in contact with an end face of the printed circuit board 4 bend in a simple manner, since no bending load acts on the second tongue piece 67 surrounded by the cutting area 66 .

Als drittes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 9 eine Schnittansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs einer Lötverbindung, und Fig. 10 zeigt eine Frontansicht unter Darstellung eines wesentlichen Bereichs eines modifizierten Metallrahmens. Dabei werden im folgenden nur unterschiedliche Bereiche zu dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert. Wie unter Bezugnahme auf die Fig. 9 und 10 zu sehen ist, ist ein erstes Zungenstück 75 in einer Seitenplatte 72 eines Metallrahmens 71 durch einen umgekehrt U-förmigen Stanzbereich 73 gebildet, und ein zweites Zungenstück 77 ist in einem Teil des ersten Zungenstücks 75 durch einen U-förmigen Schnittbereich 76 gebildet. Ferner ist das zweite Zungenstück 77 in Richtung von der Seitenplatte 72 nach außen gebogen (nicht gezeigt). Wenn bei diesem Beispiel eine gedruckte Schaltungsplatte 4 durch die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebene Verfahrensweise in den Metallrahmen 71 integriert wird und ein Basisbereich 75a des ersten Zungenstücks 75 ins Innere des Metallrahmens 71 hinein gedrückt wird, wird der Basisbereich 75a derart gebogen, daß er mit einer Endfläche der gedruckten Schaltungsplatte 4 in Berührung gebracht wird. Dabei bewegt sich das zweite Zungenstück 77 zusammen mit dem Endbereich 75b des ersten Zungenstücks 75, und ein Endbereich 77b dieses Zungenstücks 77 weist bzw. ragt von dem Metallrahmen 71 nach außen, so daß zwischen dem Endbereich des zweiten Zungenstücks 77 und dem Endbereich der gedruckten Schaltungsplatte 4 ein Spalt gebildet ist.As a third embodiment, Fig. 9 is a sectional view showing an essential portion of a solder joint, and Fig. 10 is a front view showing an essential portion of a modified metal frame. Only different areas relating to the first and second exemplary embodiments are explained below. As can be seen with reference to FIGS. 9 and 10, a first tongue piece 75 is formed in a side plate 72 of a metal frame 71 by an inverted U-shaped stamping area 73 , and a second tongue piece 77 is formed in a part of the first tongue piece 75 a U-shaped cutting area 76 is formed. Furthermore, the second tongue piece 77 is bent outward in the direction from the side plate 72 (not shown). If a printed circuit board 4 is integrated by the described in the first embodiment, procedure in the metal frame 71 in this example, and a base portion 75 a of the first tongue piece 75 is pushed in into the interior of the metal frame 71, the base portion 75 is a bent such that it is brought into contact with an end face of the printed circuit board 4 . The second tongue piece 77 moves together with the end portion 75 b of the first tongue piece 75 , and an end portion 77 b of this tongue piece 77 faces or protrudes outward from the metal frame 71 , so that between the end portion of the second tongue piece 77 and the end portion of the printed circuit board 4 a gap is formed.

Bei Ausführung des Lötvorgangs in der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Weise kann daher eine große Menge Lötmaterial 10 auf den Bereich zwischen dem Leitermuster 9 und den Endbereichen 75b und 77b des ersten und des zweiten Zungenstücks 75 und 77 aufgebracht werden. Aus diesem Grund läßt sich eine Verbindungsfestigkeit erzielen, die der des zweiten Ausführungsbeispiels vergleichbar ist. Aufgrund des charakteristischen Merkmals, daß sich das erste Zungenstück 75 bei der mechanischen Festlegung der gedruckten Schaltungsplatte 4 in einfacher Weise biegen läßt, läßt sich ferner die selbe Wirkung wie bei dem Metallrahmen 51 des zweiten Ausführungsbeispiels erzielen.When the soldering process is carried out in the manner described in the first exemplary embodiment, a large amount of solder material 10 can therefore be applied to the region between the conductor pattern 9 and the end regions 75 b and 77 b of the first and second tongue pieces 75 and 77 . For this reason, a connection strength comparable to that of the second embodiment can be achieved. Due to the characteristic feature that the first tongue piece 75 can be bent in a simple manner when mechanically fixing the printed circuit board 4 , the same effect as in the metal frame 51 of the second exemplary embodiment can also be achieved.

Die vorliegende Erfindung, die gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgebildet ist, besitzt folgende Vorteile:
Eine Menge an Lötmaterial, das in einen zu verlötenden Bereich zwischen dem Leitermuster und dem ersten und dem zweiten Zungenstück eingebracht wird, läßt sich steigern. Da sich die Lötfläche des Verbindungsbereichs erhöhen läßt, wird die Zugfestigkeit zwischen den Zungenstücken und dem Leitermuster verbessert. Da das in einem Bereich zwischen den Zungenstücken und dem Leitermuster eingebrachte Lötmaterial in seiner Dicke zunimmt, wird auch die Biegefestigkeit des Lötmaterials an sich verbessert. Die Verbindungsfestigkeit läßt sich dadurch in vorteilhafter Weise verbessern.The present invention, which is designed in accordance with the exemplary embodiments described above, has the following advantages:
A quantity of solder material that is introduced into a region to be soldered between the conductor pattern and the first and second tongue pieces can be increased. Since the soldering area of the connection area can be increased, the tensile strength between the tongue pieces and the conductor pattern is improved. Since the solder material introduced in an area between the tongue pieces and the conductor pattern increases in thickness, the bending strength of the solder material itself is also improved. The connection strength can be improved in an advantageous manner.

Da das erste und das zweite Zungenstück durch Bildung eines Stanzbereichs gebildet sind, läßt sich zusätzlich zu dem Vorteil der einfachen Ausführbarkeit des genannten Biegevorgangs der Vorteil erzielen, daß ein Fließen des Lötmaterials beim Lötvorgang auf die Seitenplatte verhindert werden kann.Because the first and the second tongue piece through education of a punching area can be formed in addition to the advantage of ease of execution achieve the advantage of said bending process that a flow of the soldering material during the soldering process on the Side plate can be prevented.

Bei der Ausführung der Lötverbindung im allgemeinen durch Tauchlöten tritt häufig der Nachteil auf, daß das Lötmaterial nicht vollständig auf die Verbindungsflächen aufgebracht wird, da in der schmalen Zone des Verbindungsbereichs Luft eingeschlossen ist. Bei der vorliegenden Erfindung wird zwar das erste Zungenstück in Druckkontakt mit der gedruckten Schaltungsplatte gebogen, jedoch befindet sich das zweite Zungenstück nicht in Druckkontakt mit dem Endbereich der gedruckten Schaltungsplatte, so daß ein Spalt zwischen dem zweiten Zungenstück und der gedruckten Schaltungsplatte vorhanden bleibt. Aus diesem Grund wird Luft bei der Ausführung des Lötvorgangs aus dem Spalt zwischen dem zweiten Zungenstück und dem Leitermuster herausgeführt, und das Lötmaterial wird in ausreichender Weise in den Bereich zwischen dem zweiten Zungenstück und dem Leitermuster eingebracht, so daß sich der Vorteil erzielen läßt, daß der Lötvorgang in zuverlässiger Weise durchführbar ist.When performing the solder joint in general Dip soldering often has the disadvantage that the soldering material is not completely on the Connection surfaces is applied because in the narrow zone of the connecting area air is included. In the present invention the first tongue piece is in pressure contact with the printed circuit board bent, however the second tongue piece is not in Pressure contact with the end area of the printed Circuit board so that a gap between the second tongue piece and the printed one Circuit board remains in place. For this reason air is released during the soldering process Gap between the second tongue piece and the Lead pattern out, and the solder material is adequately in the area between the introduced the second tongue piece and the conductor pattern, so that the advantage can be achieved that Soldering process can be carried out in a reliable manner.

Bei Einbringen von Lötpaste in einen Bereich zwischen dem Zungenstück und dem Leitermuster zur Ausführung eines Wiederverflüssigungs-Lötvorgangs kann bei dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Düse von einer Öffnung des oberen Bereichs des Metallrahmens her in vertikaler Richtung eingeführt werden. Auf diese Weise läßt sich eine Befestigungskonstruktion erzielen, die für eine Automatisierung geeignet ist und Düsen aufweist, die jeweils in einer Vielzahl von Verbindungsbereichen angeordnet sind, so daß sich Lötpaste gleichzeitig auf mehrere Verbindungsbereiche aufbringen läßt.When applying solder paste in an area between the tongue piece and the conductor pattern for execution a re-liquefaction process can be done with the first or the second embodiment, a nozzle from an opening of the top of the Metal frame introduced in the vertical direction become. In this way one can Achieve mounting structure that for a Automation is suitable and has nozzles that each in a variety of connection areas are arranged so that solder paste at the same time can apply several connection areas.

Claims

1. Fastening structure for printed circuit boards ( 4 ), with a rectangular metal frame ( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ; 51 ; 61 ; 71 ) with an upper opening, with a printed circuit board ( 4 ), the conductor pattern at least on one surface ( 9 ) carries and is arranged in the metal frame, with at least one fastening point, which has at least one tongue piece ( 15 , 17 ; 25 , 27 ; 35 , 37 ; 45 , 47 ; 55 , 57 ; 65 , 67 ; 75 , 77 ) , which is formed in a side plate ( 12 ; 22 ; 32 ; 42 ; 52 ; 62 ; 72 ) of the metal frame by stamping, the tongue piece being connected to the conductor pattern ( 9 ) by means of solder material, and to an end region of the printed circuit board ( 4th ) pressed into contact and bent into the interior of the metal frame ( 11 ; 21 ; 31 ; 41 ; 51 ; 61 ; 71 ), characterized in that a tongue piece ( 15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 75 ) at least one further tongue piece ( 17 ; 27 ; 37 ; 47 ; 57 ; 67 ; 77 ) is assigned, because s as well with the one tongue piece and the conductor pattern ( 9 ) is connected by means of the soldering material, and that the further tongue piece is bent at a different angle to the circuit board than the one tongue piece.

2. Fastening structure according to claim 1, characterized in that the one tongue piece ( 65 ; 75 ) forms part of the further tongue piece ( 67 ; 77 ).