DE19946451A1 - Bauteil zur Montage auf einer Platine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil, vorzugsweise ein elektrisches Bauteil, zur Montage auf einer Platine.

Bekannte Bauteile, insbesondere elektrische Bauteile, werden heutzutage in der Regel maschinell in sogenannten Bestückungsautomaten auf eine dafür bereitliegende Platine montiert. Eine bekannte häufig verwendete Technik ist die sogenannte SMD- Montagetechnik. Auch hierbei wird das Bauteil beispielsweise aus einem Blistergurt entnommen und positionsgerecht auf die Platine plaziert. Hierzu ist es allerdings wich­ tig, daß die Kontaktierung der an dem Bauteil vorgesehenen Kontaktelementen jeweils in einem bestimmten Winkel auf die Platine aufgesetzt wird, um keine Fehlfunktion bzw. Fehlkontaktierung herbeizuführen. Um die maschinelle Bestückung nahezu fehler­ frei durchführen zu können, muß darüber hinaus die Stellung der Kontaktelemente des Bauteils nahezu identisch sein. Aufgrund herstellungsbedingter Toleranzen ist jedoch dieses Erfordernis schwer zu erreichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bauteil zu schaffen, welches für die Bestückung einer Platine insbesondere mittels der SMD-Montagetechnik eine präzi­ se und vereinfachte Montage ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß weist das Bauteil zur Montage auf einer Platine ein vom Bauteil trennbares Kontaktelement auf. Dieses Kontaktelement dient als Übergangsstück zwi­ schen den maschinell hergestellten Bauteilen, mit dem gewisse Toleranzen in der Ferti­ gung des Bauteils insbesondere der Kontaktanschlüsse ausgleichen kann. Insbesondere ist es somit anmeldungsgemäß möglich, eine geometrische Abstimmung zwischen der Gestaltung der Platine und dem Kontaktelement aufzuweisen, wobei das Kontaktele­ ment Größenunterschiede der Bauteile ausgleichen kann. Auch ist es möglich, daß ge­ wisse Schwierigkeiten bei der Montage aufgrund ungünstiger Platinenanordnungen über dieses Kontaktelement kompensiert werden können. Auch ist aufgrund dieser Abstim­ mung des Kontaktelements mit der Platine eine präzisere Montage mittels handelsübli­ cher Bestückungsautomaten möglich, da beispielsweise die Kontaktierung des Bauteils mit dem Kontaktelement vor der Bestückung separat überprüft werden kann, d. h. teil­ weise sogar vor Einlagerung des Bauteils in einen sogenannten Blistergurt, und auf­ grund der geometrischen Abstimmung zwischen Kontaktelement und Platine dann ein sicherer und präziserer Montageablauf bereitgestellt wird. Auch ist es denkbar, daß sich die anmeldungsgemäßen Kontaktelemente zu einem Standard entwickeln, so daß die Platinenplaner unabhängig von der Charakteristik des elektrischen Bauteils einen be­ stimmten Platzbedarf auf der Platine vorsehen können und diesbezüglich die Kontaktie­ rungen entwickeln können.

Vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Un­ teransprüche.

Wird gemäß Anspruch 2 ein Bauteil verwendet, welches eine Spule ist, so sind die obengenannten Vorteile besonders gut umsetzbar. Insbesondere bei Spulen ist es häufig der Fall, daß die Spulenenden, d. h. Spulendrahtenden, herstellungsbedingt nicht immer exakt die gleiche Ausrichtung haben, d. h. daß beispielsweise die Spulenenden nicht immer einen Winkel von 180° aufweisen. Bei Vorliegen dieser Abweichung kommt es häufig zu Spannungen während des Bestückungsvorgangs, was wiederum eine Fehl­ kontaktierung hervorrufen kann, oder aber die Kontaktierung nicht an der dafür vorge­ sehenen Position erreicht werden kann.

Eine einfache geometrische Form eines Kontaktelements besteht beispielsweise darin, wenn gemäß Anspruch 3 das Kontaktelement aus einem Spulendraht hergestellt wird, wobei der Spulendraht teilweise in Form eines L gebogen wird, wobei das längere Schenkelteil des Spulendrahts die Form des dafür vorgesehenen Spulenumfangs auf­ weist. Mit dieser Ausgestaltung des Kontaktelementes wird eine einfache Form bereit­ gestellt, welche insbesondere bei Wicklungsdrähten mit einem Durchmesser von kleiner gleich 0,7 mm verwendet werden. Mit diesem zusätzlichen Kontaktelement wird bei derartigen Spulen der Vorteil erreicht, daß aufgrund der Formgebung des Kontaktele­ mentes, welches in diesem Fall einen größeren Drahtdurchmesser als der Wicklungs­ draht aufweist, eine größere Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber mechani­ scher Belastung herbeigeführt wird, wodurch aufgrund des kürzeren Schenkelabschnitts eine präzisere Montage möglich ist. Würden andererseits - wie herkömmlich bislang verwendet - die Wicklungsdrähte bzw. deren Enden entsprechend umgebogen, so würde eine geringe mechanische Belastung auf diese Enden, eine Fehlstellung hervorrufen, was eine Fehlkontaktierung herbeiführen würde. Generell muß hierzu allerdings er­ wähnt werden, daß beispielsweise das positionsgerechte Umbiegen der Wicklungsdrah­ tenden bei geringen Wicklungsdrahtdurchmessern problematisch ist und eine entspre­ chend sensibel arbeitende Vorrichtung erfordert. Demgegenüber werden durch Verwen­ dung der anmeldungsgemäßen Kontaktelemente nicht die Wicklungsdrähte mit gerin­ gem Durchmesser nachbearbeitet, sondern es können Spulen ohne entsprechend gebo­ genen Spulenenden hergestellt werden, da das Kontaktelement auf diese Spulen aufge­ setzt werden kann, und mit dessen steiferer Ausgestaltung die Kontaktierung mit der Platine vorgenommen wird. Auch müssen die mit unterschiedlicher mechanischer Be­ aufschlagung arbeitenden Bestückungsautomaten nicht unterschiedlich eingestellt wer­ den, wenn Spulen verwendet werden, welche einen geringen Wicklungsdraht aufgrund einer benötigten Spezifikation aufweisen.

Wird gemäß Anspruch 5 das Kontaktelement als ein Plättchen ausgebildet, wel­ ches einen Kontaktbereich aufweist, so kann mit dieser Maßnahme eine verbesserte Standfestigkeit für das Bauteil erreicht werden. Der Kontaktbereich kann darüber hinaus so gestaltet werden, daß eine plane Auflagefläche vorgesehen ist, die auf die Platine aufbringbar ist.

Weist darüber hinaus gemäß Anspruch 6 der Kontaktbereich zumindest eine Aus­ nehmung bzw. Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Spulenendes auf, so kann auf diese Weise eine gesicherte Kontaktierung bzw. Verbindung herbeigeführt werden. Sind beispielsweise die Ausnehmungen zur Aufnahme des Spulenendes seitlich positioniert, so wird ein einfaches Einlegen der Spulenenden bereitgestellt.

Weist darüber hinaus das Kontaktelement einen Aufnahmebereich mit einer Öff­ nung auf, deren Form dem Außenumfang der Spule entspricht, wird gemäß Anspruch 7 der Vorteil erzielt, daß die Stabilität des mit dem Kontaktelement ausgestatteten Bau­ teils erhöht wird und somit die mechanische Belastung bei der Bestückung durch das Kontaktelement abgefangen wird.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn gemäß Anspruch 8 das Kontaktelement an den Spulenenden jeweils positioniert wird, und zwar insbesondere senkrecht zur Längserstreckung der Spule. Mit dieser Befestigung wird somit ein kom­ paktes Bauteil bereitgestellt, welches auf diese Weise einen Standard definieren kann, mit dem die Bestückung vorgenommen werden kann.

Wird gemäß Anspruch 9 das Kontaktelement parallel zur Längsachse der Spule vorzugsweise an der Spulenunterseite positioniert, so wird zum Einen eine verbesserte Kontaktierung gewährleistet und zum Anderen die Standardisierung erleichtert, da auch kleinere Bauteile auf ein speziell für die Platine festgelegtem Plättchen bzw. Kontakte­ lement positionierbar ist. Je nach Standardisierung kann beispielsweise das Kontaktele­ ment sowohl an der Ober- und an der Unterseite Kontaktbereiche aufweisen, welche sich teilweise über die Ober- bzw. Unterseite erstrecken. Je nach Standardisierung kön­ nen somit unterschiedliche Kontaktbereiche festgelegt werden, was insbesondere bei einer maschinellen Bestückung von Vorteil ist.

Um gemäß Anspruch 11 einer Standardisierung ausreichend Rechnung zu tragen, können die Ausnehmungen ein vorbestimmtes Muster aufweisen, um so Bauteile mit unterschiedlicher Größe einsetzen zu können.

Erstreckt sich gemäß Anspruch 12 die Ausnehmungen über die Diagonale des Kontaktelementes, so wird beispielsweise das Bauteil ebenfalls über die Diagonale auf dem Kontaktelement plaziert, wodurch auf diese Weise der Platzbedarf des Kontakte­ lementes optimiert wird. Andererseits ist es von Vorteil, wenn beispielsweise die Spule­ nenden einer Spule diagonal entgegengesetzt aufgrund einer vorgegebenen Spezifikati­ on gewickelt sind, das Spulenende mit der diagonal angeordneten Ausnehmungen eben­ falls optimal positionierbar ist.

Für die Bestückung der Platine mit dem ein Kontaktelement aufweisenden Bauteil ist es von besonderer Bedeutung, wenn eine Ansaugfläche vorgesehen ist. Die Ansaug­ fläche kann beispielsweise als adhäsionsfähige Masse ausgebildet sein, welche aushärt­ bar ist, oder welche sich bei einer späteren Erwärmung oder Bestrahlung verflüssigt oder verflüchtigt. Die adhäsionsfähige Masse kann aus Wachs, Kolophonium oder Kunststoff bestehen.

Wird gemäß Anspruch 14 der Kontaktbereich metallisiert bzw. verzinnt, so kön­ nen herkömmliche Löttechniken zum Kontaktieren bzw. Verbinden des über das Ko­ naktelement mit der Platine verbundenen Bauteil hergestellt werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegen­ stand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsformen anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kontaktelements in einer ersten Ausführungsform.

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Bauteils mit dem Kontaktelement ge­ mäß Fig. 1.

Fig. 3a, 3b, 3c zeigen jeweils ein Kontaktelement gemäß einer zweiten Aus­ führungsform mit unterschiedlicher Formgestaltung.

Fig. 4a und 4b zeigen ein Kontaktelement gemäß einer dritten Ausführungs­ form.

Fig. 5a und Sb zeigen das Kontaktelement gemäß einer vierten Ausführungs­ form.

Fig. 6 zeigt eine Vorder- bzw. Seitenansicht des Kontaktelementes gemäß Fig. 5 mit dazugehörigem Bauteil.

Fig. 7 und 8 zeigen weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Kontaktele­ mentes zusammen mit einem darauf montiertem Bauteil in verschiedenen Ansichten.

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Kontaktelementes 1 dargestellt, welches in Form eines L gebildet ist, wobei der längere Schenkelabschnitt B des L an dessen Ende entsprechend einer runden Spule gebogen. Dieses Kontaktelement 1, welches vorzugs­ weise aus einem Spulendraht größer als 0,7 mm gebildet ist, weist vorzugsweise einen Winkel zwischen den Schenkelabschnitten des L von ungefähr 90° auf, um somit eine optimale Standfestigkeit zu gewährleisten und die Kontaktierung mit einer Platine über die gesamte Länge des kürzeren Schenkelabschnitts A des L vorgenommen werden kann.

In Fig. 2 ist mit der schematischen Ansicht gezeigt, wie das Kontaktelement wel­ ches beispielsweise auch als Lötfuß bezeichnet werden kann, auf eine Spule 5 aufge­ bracht wird, um diese Spule, bei der die Spulenenden keine besondere Nachbearbeitung bzw. Umbiegen vorgenommen werden mußte, aufgebracht werden. Das Kontaktelement dient somit dazu, eine Spule mit dünnen Wicklungsdrähten derart vorzubereiten, daß dennoch eine optimale Kontaktierung mit einer Platine ermöglicht wird. Wird der Ab­ schnitt B des Kontaktelementes in Form des Außenumfangs gebildet, so wird auf diese Weise eine optimale Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement 1 und der Spule 5 herbeigeführt.

In Fig. 3a ist eine weitere Ausführungsform des Kontaktelements 101a dargestellt. Im unteren (schraffierten) Bereich ist der Kontaktbereich 113 dargestellt, welcher in dieser Ausführungsform beidseitig Ausnehmungen 115 aufweisen, in die beispielsweise die Spulenenden eingelegt werden können, um so eine Verbindung bzw. Kontaktierung mit dem Kontaktelement 101 herzustellen. Der Kontaktbereich 113 erstreckt sich rund­ um das Kontaktelementes 101a um so zu gewährleisten, daß die aufgrund herstellungs­ bedingten Toleranzen auftretenden Abweichungen einer Plazierung der Spulenenden eine Kontaktierung mit dem Kontaktelement 101a sichergestellt ist. Im oberen Bereich des Kontaktelementes 101a ist ein Aufnahmebereich C mit einer Öffnung 117 vorgese­ hen, welche eine Spule aufnehmen kann. In den Fig. 3b und 3c ist der obere Bereich C des Kontaktelementes 101a jeweils unterschiedlich abgeändert (siehe Fig. 3b, 101b und Fig. 3c, 101c). Aufgrund der Möglichkeit, den Aufnahmebereich individuell zu gestalten, wird erreicht, daß unterschiedlichen Spulentypen auf einfache Weise Rech­ nung getragen werden kann, wobei der Kontaktbereich 113 in allen drei Ausgestaltun­ gen identisch ausgebildet ist. Aufgrund der identischen Ausgestaltung des Kontaktbe­ reiches 113 mit den entsprechenden Ausnehmungen 115 wird somit ein gewisser Stan­ dard bereitgestellt, der für die Platinenherstellung berechenbar ist.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen des Kontaktelemen­ tes werden vorzugsweise seitlich bzw. senkrecht zur Längserstreckung der Spule an den Spulenenden jeweils positioniert.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Kontaktelementes 201 darge­ stellt, welches als Plättchen ausgestaltet ist, auf dem sowohl in dieser Ausführungsform oberseitig als auch unterseitig Kontaktbereiche 213 vorgesehen sind, in die Ausneh­ mungen 215 zur Aufnahme der Kontaktelementenden bzw. Spulenenden vorgesehen sind. Die Anzahl der Ausnehmungen 215, welche als Druchkontaktierungen ausgestaltet sein können, hängt von dem jeweiligen Standard ab und inwieweit unterschiedliche Bauteile verwendet werden sollen. Mit der Durchkontaktierung der Kontaktbereiche wird somit erreicht, daß lediglich oberseitig (hier in den Diagonalecken) Kontaktberei­ che 213 vorgesehen sein müssen, auf die bzw. in die die Kontaktelementenden einzufü­ gen bzw. zu befestigen sind. Aufgrund der Durchkontaktierung wird in diesem Fall er­ reicht, daß mit dem unteren Kontaktbereich 215 eine elektrische Verbindung hergestellt wird, so daß das Kontaktelement 201 gemäß Fig. 4 so auf eine Platine (nicht gezeigt) positioniert werden muß, daß lediglich die Kontaktbereiche 215 mit den Platinenan­ schlüssen in Verbindung treten müssen.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Kontaktelementes 301 darge­ stellt, wobei in der oberen Hälfte die Oberseite des Kontaktelementes 301 dargestellt ist und im unteren Teil die Unterseite des Kontaktelementes 301 dargestellt ist. Die Aus­ nehmungen 315 sind in dieser Ausführungsform diagonal entlang des als Plättchen aus­ gebildeten Kontaktelementes 301 ausgebildet, um so auf geringem Raum größtmögliche Bauteile plazieren zu können. Die Unterseite dieses Kontaktelementes 301 ist mit je­ weiligen Kontaktbereichen 315 versehen, um so erneut bei einer Plazierung auf einer Platine Kontaktierung auf einfache Weise erreichen kann. In dieser Ausführungsform ist lediglich darauf zu achten, daß die Kontaktbereiche unterbrochen sind, um so einen Kurzschluß des Bauteils vorzubeugen. Wie und an welcher Stelle die Unterbrechung vorhanden sein muß ist diesbezüglich unerheblich. Grundsätzlich ist die Anzahl der Ausnehmungen 313 bzw. 213 oder 113 je nach dem Standard festzulegen.

In Fig. 6 ist eine Vorder- bzw. Seitenansicht des Bauteils dargestellt, welches auf dem Kontaktelement 313 gemäß Fig. 5 positioniert ist. Bei dieser Ausführungsform soll lediglich exemplarisch die Positionierung einer Ansaugfläche 420 dargestellt sein, um die Verwendung bei der sogenannten SMD-Montagetechnik anzudeuten.

Hinsichtlich der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist zu erwähnen, daß diese Aus­ führungsform ebenso wie die Ausführungsform gemäß Fig. 5 dazu gedacht ist, parallel zur Längserstreckung des Bauteils positioniert zu werden, wobei beispielsweise das Kontaktelement 201 mit jeweils in den Ecken angeordneten Kontaktbereichen versehen ist, wobei dementsprechend auf der Unterseite die beiden seitlich angeordneten Kon­ taktbereiche 215 unterbrochen sein müssen. Bei dieser Ausführungsform besteht die Möglichkeit darin, ein Bauteil an der einen Seite zu kontaktieren wobei die gegenüber­ liegenden Kontaktbereiche zur Befestigung mittels dem vorzugsweise auf dem Kontakt­ bereich vorhandenen Lötzinn bzw. verzinnten Kupfer befestigt werden kann.

In den Fig. 7 und 8 sind jeweils weitere Ausführungsformen des anmeldungs­ gemäßen Kontaktelements 501 und 601 dargestellt, welche jeweils in den darunterge­ stellten Zeichnungen mit jeweils einem Bauteil dargestellt sind, wobei das Bauteil je­ weils über in den Kontaktbereichen 513 und 613 vorgesehenen Ausnehmungen 515 bzw. 616 befestigt sind.

In Fig. 8 ist das Kontaktelement 601 von unten dargestellt, wobei die Kontaktbe­ reiche seitlich entlang der Längskante angeordnet sind. Wie in der Draufsicht angedeu­ tet, weist das Kontaktelement 601 oberseitig lediglich in den Eckbereichen die Kontakt­ bereiche 613 auf, welche über die Ausnehmungen 615 mit der Unterseite durchkontak­ tiert sind.

Claims (14)

1. Bauteil, vorzugsweise elektrisches Bauteil, zur Montage auf einer Platine, welches ein vom Bauteil trennbares Kontaktelement (1; 101; 201; 301; 401; 501; 601) aufweist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, wobei das Bauteil eine Spule (5) ist.

3. Bauteil nach Anspruch 2, wobei das Kontaktelement (1) ein Spulendraht ist.

4. Bauteil nach Anspruch 3, wobei der Spulendraht an dem einen Ende entsprechend dem Außenumfang der Spulenwicklung gebildet ist und an dem gegenüberliegen­ den Ende in einem vorgegebenen Winkel, vorzugsweise in einem rechten Winkel, gebogen ist.

5. Bauteil nach Anspruch 2, wobei das Kontaktelement (101; 201; 301; 401; 501; 601) ein Plättchen ist, welches einen Kontaktbereich, vorzugsweise bodenseitig, aufweist.

6. Bauteil nach Anspruch 5, wobei der Kontaktbereich des Kontaktelements zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme des Spulenendes aufweist.

7. Bauteil nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Kontaktelement einen Aufnahmebe­ reich (1a; 101a; 101b; 101c) mit einer Öffnung aufweist, deren Form dem Außen­ umfang der Spule entspricht.

8. Bauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Kontaktelement (1; 101; 201) senkrecht zur Längserstreckung der Spule an den Spulenenden jeweils posi­ tioniert wird.

9. Bauteil nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei das Kontaktelement (301; 401; 501; 601) parallel zur Längsache der Spule, vorzugsweise an der Spulenunterseite, positioniert wird.

10. Bauteil nach Anspruch 9, wobei das Kontaktelement (301; 401; 501) sowohl an der Oberseite und an der Unterseite Kontaktbereiche, welche sich vorzugsweise teilweise über die Ober- bzw. Unterseite erstrecken, aufweist.

11. Bauteil nach Anspruch 9, wobei die Ausnehmungen (215; 315; 415; 515; 615) ein vorbestimmtes Muster aufweisen.

12. Bauteil nach Anspruch 11, wobei sich die Ausnehmungen (415; 515) über die Diagonale des Kontaktelementes erstrecken, und der Kontaktbereich vorzugs­ weise auf der Unterseite des Kontaktelements seitlich der Ausnehmungen vorges­ hen ist.

13. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Bauteil eine Ansaugfläche (420; 520) aufweist.

14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Kontaktbereich metallisiert ist, vorzugsweise verzinnt ist.