DE2023569C3

DE2023569C3 - Verfahren zur Verbindung von zwei Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsplatte

Info

Publication number: DE2023569C3
Application number: DE19702023569
Authority: DE
Inventors: Adolf 3200 Hildesheim Hofmann
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1970-05-14
Filing date: 1970-05-14
Publication date: 1981-08-13
Also published as: DE2023569A1; DE2023569B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von zwei Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Schaltungsplatten, die aus beidseitig mit Kupfer kaschierten Platten hergestellt sind, ist es oft erforderlich, Leiterbahnen miteinander zu verbinden, die auf verschiedenen Seiten der Schaltungsplatte angeordnet sind.

Um diese Forderung zu erfüllen ist vorgeschlagen worden, die Schaltungsplatte an der Stelle, an der die beiden Leiterbahnen übereinander liegen, zu durchbohren. Die Bohrung wird im Anschluß an das Bohren nach bekannten Verfahren metallisiert. Dieses Verfahren erfordert aber verschiedene Arbeitsgänge, die nach dem Ätzen der Schalungsplatte und dem anschließenden Bohren notwendig werden. Es werden zusätzliche Bäder benötigt, um die Metallisierung der Bohrungen durchführen zu können.

Ein anderes bekanntes Verfahren schlägt vor, die Leiterbahnen einer Schaltungsplatte mittels zylinderförmiger Stifte zu verbinden. Hierbei wird ein Metallstift oder ein metallisierter Stift impulsartig und mit hoher Geschwindigkeit derart in die Leiterplatte getrieben, daß er die zu verbindenden Leiterbahnen miteinander verbindet Bei diesem Verfahren sind hohe Drücke und aufv/endige Maschinen notwendig. Weiterhin ist eine sichere Kontaktierung der Stifte mit den Leiterbahnen nicht gewährleistet da während eines Tauchlötvorganges große Wärmespannungen in dem Material der Schaltungsplatte und der Verbindungsstifte auftreten. Diese Wärmespannungen haben zur Folge, daß die erste Lötstelle auf der einen Seite der Schaltungsplatte derart

ίο mechanisch belastet wird, daß in der Lötstelle feine Risse entstehen und die Lötstelle den Charakter einer sogenannten kalten Lötstelle annimmt Bekanntlich tritt bei dieser Art der Lötstellen oft ein Kontaktausfall ein, der nachträglich schwer zu lokalisieren ist. Ähnlich liegt

der Fall auch bei der Verbindung der Leiterbahnen mittels Hohlniete.

Ferner ist aufgrund des DE-GM 67 52 774 ein Verfahren zur Verbindung von zwei Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsplatte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 als bekannt vorauszusetzen. Dabei kommt ein U-förmiges Verbinderelement zur Anwendung, das einen Quersteg mit rechtwinklig abgebogenen Schenkeln aufweist. Dieses Verbinderelement dient dazu, neben einer Verbindung von Leiterbahnen eventuell gekreuzte Leiterbahnen kontaktloc zu überspannen. Das Verbinderelement wird wie ein Bauteil durch Löcher in der gedruckten Schaltungsplatte gesteckt. Die Schenkel können auf dei Unterseite und auf der Oberseite mit Leiterbahnen verlötet werden. Nachteilig an der Verwendung dieser Verbinderelemente zur Verbindung von Leiterbahnen ist, daß die Verbinderelemente in einem ersten Schritt geformt werden und dann die Bestückung wie mit Bauteilen vorgenommen wird. Dieses Verfahren ist

umständlich und aufwendig. Hinzu kommt, daß die vorgeschlagene automatische Bestückung sich in der Praxis nicht bewährt hat, so daß dieser Arbeitsgang manuell vorgenommen werden muß.

In der US-PS 28 95 031 ist eine Überstromsicherung beschrieben, die mit einer plattierten Isolierstoffplatte aufgebaut ist. Das Sicherungselement ist ein dünner Draht, der mit der leitenden Schicht auf der Oberseite der plattierten Isolierstoffplatte durch eine Lötstelle festgelegt ist, durch einen gebohrten Kanal der Isolierstoffplatte verläuft und mit der leitenden Schicht auf der Unterseite ebenfalls durch eine Lötstelle verbunden ist. Die ganze Anordnung ist mit thermoplastischem Material vergossen, das aufreißt, wenn der als Sicherungselement fungierende Draht, unter Entwicklung eines Lichtbogens durchbrennt. Diese Anordnung ist zur Verbindung von Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsplatte nicht geeignet, da ein sehr dünner Draht keine ausreichende mechanische Stabilität aufweist. Durch das Ersetzen des dünnen Drahtes durch einen stabilen Draht erhält man ähnliche Bedingungen wie bei der Verwendung von Drahtstiften, und es entstehen die gleichen Nachteile hinsichtlich der Lötstellen. Außerdem ist eine Montage mit einfachen Maschinen nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß es mit einfachen Hilfsmitteln ausführbar ist, wobei ebenfalls keine aufwendigen, mit hohen Drücken arbeitende Maschinen oder zusätzliche Bäder gebraucht werden und der Kontaktausfall der Verbindungen vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen nach dem kennzeichnenden Teil des

Patentanspruchs 1 gelöst

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß zur Herstellung der Verbindungsstücke gewöhnlicher lötbarer Schaltdraht verwendet wird. Weiterhin können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die betreffenden Schaltungsplatten vollautomatisch, im Rahmen der allgemeinen Bestückung, mit den Verbindungsstücken bestückt werden. Infolgedessen ist es nicht notwendig, zusätzliche Arbeitsgänge zwischen dem Herstellen (beispielsweise nach dem Ätzverfahren) und dem Bestücken der Schaltungspl&tte einzufügen.

An Hand einer Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig.2 eine mit einem Verbindungsstück bestückte Schaltungsplatte.

Die schematisch dargestellte Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einem Stanztisch 10 mit einem Haltebolzen 12. Auf dem Stanztisch 10 ist ein Werkzeugteil 13 aufgesetzt, welches ein Formteil 14 trägt. In dem Formteil 14 ist eine Ausnehmung 15 eingearbeitet, die einem Verbindungsstück 16 eine U-förmige Gestalt gibt Auf dem Werkzeugteil 13 liegt nun eine Schaltungsplatte 17, die Durchbrüche 18 im Rastermaß einer gedruckten Schaltung aufweist. Ein Führungsstück i9 ist über einen Durchbruch 18 der Schaltungsplatte 17 angeordnet Durch eine Bohrung 20 des Führungsstückes 19 kann ein Stempel 21 eingeführt werden.

Mit einer derartigen Vorrichtung kann ein halbautomatisches Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt werden, wobei die Arbeitsgänge wie folgt ablaufen.

Eine Schaltungsplatte 17 wird auf das Werkzeugteil 13 gelegt, so daß die Durchbrüche 18 genau an den vorgeschriebenen Stellen auf dem Formteil 14 zu liegen kommen. Das Führungsstück 19 wird auf den einen Durchbruch 18 der Schaltungsplatte 17 aufgesetzt. Jetzt wird ein Drahtstift, der das spätere U-förmige Verbindungsstück 16 bildet, in die Bohrung 20 des

Führungsstückes 19 eingelegt Der Stempel 21 schiebt nun den Drahtstift 16 durch den einen Durchbruch 18 der Schaltungsplatte 17, durch die Ausnehmung 15 des Formteiles 14 und dann von der anderen Seite der Schaltungsplatte 17 durch den zweiten Durchbruch 17. Der Drahtstift hat eine U-förmige Gestalt angenommen und stellt das Verbindungsstück 16 dar. Die Schaltungsplatte 17 wird von der Vorrichtung genommen, und der Arbeitsgang wiederholt sich bei der nächsten Schaltungsplatte.

Bei einem vollautomatischen Verfahren dagegen, wird von einer Drahtrolle ein Draht durch die Durchbrüche 18 entsprechend dem beschriebenen halbautomatischen Verfahren geführt Nach dem Formen des U-fönnigen Verbindungsstückes 16 wird das Verbindungsstück von der Drahtrolle getrennt. Hierauf wird die Schaltungsplatte 17 über einen programmgesteuerten Tisch weiterbewegt und die nächste Schaltungsplatte gelangt in die Vorrichtung.

Fig.2 zeigt ein Beispiel, wie das U-förmige Verbindungsstück 16 in der Schaltungsplatte 17 bis zum Lötvorgang gehallen werden kann. Das Verbindungsstück ist so geformt worden, daß die Enden 25 einander zugebogen sind. Dadurch wird eine Eigenspannung in dem Verbindungsstück 16 erreicht Beim Lötvorgang werden die Verbindungspunkte 26 und 27, die auf den verschiedenen Seiten der Schaltungsplatte 17 liegen, mit dem Verbindungsstück 16 verlötet, da das Verbindungsstück 16 über die Durchbrüche 18 mit den Verbindungspunkten 26,27 verbunden ist.

Der Lötvorgang wird beispielsweise nach dem Tauchlötverfahren durchgeführt Durch die U-förmige Form des Verbindungsstückes 16 wird verhindert, daß die zuerst hergestellte Lötstelle auf einer Seite der Schaltungsplatte 17 während des Lötvorganges auf der anderen Seite derart mechanisch belastet wird, daß Risse in der Lotstelle entstehen, da das U-förmige Verbindungsstück :16 die durch die Wärmespannungen in der Schaltungsplatte erzeugten Kräfte aufnimmt. Somit ist eine sichere Kontaktierung der Verbindung der beiden Leiterbahnen gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbindung von zwei Leiterbahnen einer gedruckten Schaltungsplatte, die auf gegenüberliegenden Seiten der Schaltungsplatte verlaufen und versetzt angeordnete Verbindungspunkte aufweisen, die von jeweils einem zur gegenüberliegenden Seite der Schaltungsplatte reichenden Durchbruch durchsetzt sind und zwischen denen ein lötbarer, U-förmiger, mit seinen Schenkeln jeweils in einem der beiden Durchbrüche befindlicher elektrischer Leiter als Verbindungsstück dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (16) von der einen Seite der Schaltungsplatte (17) her in den Durchbruch (18) des einen Verbindungspunktes (26) eingeführt und durchgesteckt wird, auf der gegenüberliegenden Ssite der Schaltungsplatte (17) umgelenkt und in den Durchbruch (18) des anderen Verbindungspunktes (27) eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lötbare elektrische Leiter von einer Drahtrolle durch die Durchbrüche (18) der Verbindungspunkte (26, 27) geführt wird und daß das U-förmige Verbindungsstück (16) von der Drahtrolle getrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Verbindungsstück (16) aus einem lötbaren Drahtstift hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Verbindungsstück (16) durch seine Eigenspannung, die durch entsprechende Umlenkung erreicht wird, in den Durchbrüchen (18) der Verbindungspunkte (26, 27) gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (18) entsprechend dem Rastermaß einer gedruckten Schaltung angeordnet werden.