DE2140640B1 - Process for distancing components on printed circuit boards - Google Patents

Process for distancing components on printed circuit boards

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Distanzierung von Bauteilen auf Leiterplatten mittels zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte vorgesehener Abstandsstücke.The invention relates to a method for spacing components on circuit boards by means of between the components and the circuit board provided spacers.

Die Erfindung ist anwendbar bei Leiterplatten, insbesondere durchkontaktierten Leiterplatten, die mit elektrischen oder elektronischen Bauteilen bestückt werden und bei denen entweder die Lötanschlüsse oder die Bauteile selbst bei direktem Aufsetzen auf die Leiterplatte keine technisch einwandfreie Lösung bringen. Es gilt dabei insbesondere technisch einwandfreie Lötstellen herzustellen, kontrollierbare Lötstellen zu schaffen und eine Möglichkeit problemloser Entlötung der Bauteile, z. B. mit Hilfe des Vakuumabsaugverfahrens vorzusehen. In anderen Fällen ist es erforderlich, empfindliche Elektronik — Bauteile von elektrischen oder magnetischen Feldern (»heißen Leiterbahnen«) zu distanzieren oder stark wärmeabgebende Elektronik — Bauteile wie Lei-. stungswiderstände oder Leistungstransistoren von der Leiterplatte zu distanzieren. Weiterhin kann eine Distanzierung lötempfindlicher Bauteile erforderlich sein.The invention is applicable to printed circuit boards, in particular plated-through circuit boards that be fitted with electrical or electronic components and where either the soldered connections or the components are not technically flawless, even if they are placed directly on the circuit board Bring solution. It is particularly important to produce technically perfect, controllable solder joints To create soldering points and a possibility more problem-free Desoldering of the components, e.g. B. to be provided with the help of the vacuum suction process. In other cases it is necessary to sensitive electronics - components from electric or magnetic fields (»Hot conductor tracks«) or electronics that emit a lot of heat - components such as wire. to distance power resistors or power transistors from the circuit board. Furthermore, a distancing solder-sensitive components may be required.

Zur Distanzierung elektronischer Bauteile auf Leiterplatten sind nach dem Stand der Technik verschiedene Verfahren angewandt worden. Man hat bei der Montage der jeweiligen Bauteile einzelne Glas-,According to the state of the art, there are various ways of separating electronic components on printed circuit boards Procedure has been applied. When assembling the respective components, individual glass,

ίο Keramik- oder Kunststoffteile als Abstandsstücke aufgesteckt und untergelegt. Es sind Blindteile beigelegt worden, welche nach dem Lötvorgang wieder entfernt werden. Schließlich hat man die Bauteile beim Montieren von Hand oder mittels Hilf sgeräten (Vakuumhalter) angehoben, bis der Lötvorgang beendet ist. Diese Verfahren sind aufwendig und unwirtschaftlich. Das Unterlegen von Abstandsstücken bei der Montage ist ebenso wie das Beilegen von Blindteilen während des Lötvorganges nicht bei engbestückten miniaturisierten Leiterplatten anwendbar.ίο Ceramic or plastic parts as spacers attached and placed underneath. Dummy parts have been enclosed, which can be removed again after the soldering process will. After all, when assembling the components by hand or using auxiliary devices (vacuum holder) raised until the soldering process is finished. These processes are complex and uneconomical. Placing spacers underneath during assembly is just like adding dummy parts Cannot be used during the soldering process on closely-equipped miniaturized circuit boards.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Normal- und Großleiterplatten ein wirtschaftliches Herstellen der Distanzierungen zu ermöglichen und bei ί engbestückten und miniaturisierten Leiterplatten überhaupt eine technisch durchführbare und wirtschaftliche Herstellungsmöglichkeit der Distanzierungen zu schaffen.The invention has for its object to allow economic production of the standoffs for normal and large PCBs and ί and miniaturized circuit boards engbestückten at all technically feasible and economical manufacturing possibility of distancing to create.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Abstandsstücke mittels einer Positionierungsvorrichtung vor dem Montieren der Bauteile auf die gewünschten vorgegebenen Stellen der Leiterplatte aufgebracht und mit dieser verbunden werden.According to the invention this is achieved in that the spacers by means of a positioning device applied to the desired predetermined locations on the circuit board prior to assembling the components and be connected to it.

Die Erfindung kann auf verschiedene "Weise verwirklicht werden.The invention can be embodied in various "ways will.

Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Positionierungsvorrichtung eine Schablone mit Durchbrüchen an den besagten vorgegebenen Stellen ist, welche auf die Leiterplatte aufgelegt wird, und daß durch die Durchbrüche eine erhärtende Spachtelmasse zur BiI-dung der Abstandsstücke auf die Leiterplatte in einer der Dicke der Schablone entsprechenden Stärke aufgetragen wird.One possibility is that the positioning device is a template with breakthroughs at said predetermined locations, which on the circuit board is placed, and that through the openings a hardening filler for the formation of the spacers are applied to the circuit board in a thickness corresponding to the thickness of the template will.

Eine andere Möglichkeit ist, daß auf die Leiterplatte vorgefertigte Abstandsstücke aufgesetzt und jAnother possibility is that prefabricated spacers are placed on the circuit board and j

mit der Leiterplatte verbunden werden. 'be connected to the circuit board. '

Die Verbindung der Abstandsstücke mit der Leiterplatte kann dabei durch Kleben, Sintern oder Aufschmelzen erfolgen.
Die vorgefertigten Abstandsstücke können mittels einer Lageschablone auf die Leiterplatte aufgesetzt werden.The spacers can be connected to the circuit board by gluing, sintering or melting.
The prefabricated spacers can be placed on the circuit board using a location template.

Es ist weiterhin möglich, daß die Abstandsstücke mittels einer Verlegemaschine mit Koordinatensystem an vorgegebenen Stellen auf die Leiterplatte aufgesetzt werden.It is also possible that the spacers by means of a laying machine with a coordinate system be placed on the circuit board at specified locations.

Die Abstandsstücke können von Stangenmaterial hergestellt und nach dem Aufsetzen auf die gewünschte Höhe abgeschnitten werden.The spacers can be made of bar stock and after fitting to the desired Height to be cut off.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die in perspektivischer Darstellung eine Leiterplatte mit Abstandsstücken und einigen Bauteilen sowie eine Schablone mit Durchbrüchen für Spachtelmasse zur Bildung der Abstandsstücke zeigt.The invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail, the perspective view of a circuit board with spacers and some Components and a template with openings for filler to form the spacers shows.

Die Leiterplatte ist mit 10 bezeichnet. Sie enthält Anschlußkontakte 12 und Leiterbahnen 14 auf beiden Seiten, wobei in der Zeichnung nur eine Seite zu sehen ist. Zum Anlöten von elektrischen und elektronischenThe circuit board is denoted by 10. It contains connection contacts 12 and conductor tracks 14 on both Pages, whereby only one side can be seen in the drawing. For soldering electrical and electronic

Bauteilen wie Widerständen, Kondensatoren, Transistoren usw. sind durchkontaktierte Lötanschlüsse 16 vorgesehen, d. h. Lötanschlüsse, die durch die Leiterplatte 10 elektrisch leitend hindurchgehen, so daß über sie eine Verbindung von einem Bauteil auf der einen Seite der Leiterplatte zu einem Bauteil oder einer Leiterbahn auf der anderen Seite der Leiterplatte herstellbar ist.Components such as resistors, capacitors, transistors, etc. are plated-through solder connections 16 provided, d. H. Solder connections which go through the circuit board 10 in an electrically conductive manner, so that They use a connection from a component on one side of the circuit board to a component or a conductor track on the other side of the circuit board can be produced.

Bestimmte Bauteile, z.B. der Transistor 18 oder der Kondensator 20 in der Zeichnung, sollen im Abstand von der Leiterplatte 10 montiert werden, wobei die elektrischen Verbindungen über Lötverbindungen mit benachbarten Lötanschlüssen z. B. 16 a, 16 b und 16 c, 16 d hergestellt werden.Certain components, for example the transistor 18 or the capacitor 20 in the drawing, are to be mounted at a distance from the printed circuit board 10, the electrical connections via soldered connections with adjacent soldered connections e.g. B. 16 a, 16 b and 16 c, 16 d can be produced.

Um eine solche Halterung im Abstand von der Leiterplatte 10 zu ermöglichen, werden auf der Leiterplatte 10 vor dem Montieren der Bauteile 18, 20 Abstandsstücke 22 an bestimmten vorgegebenen Stellen der Leiterplatte angebracht und mit der Leiterplatte verbunden. Auf diesen Abstandsstücken 22 können dann die Bauteile 18, 20 ... anschließend distanziert montiert werden.In order to enable such a holder at a distance from the circuit board 10, on the circuit board 10 prior to assembling the components 18, 20 spacers 22 at certain predetermined locations attached to the circuit board and connected to the circuit board. On these spacers 22 can then the components 18, 20 ... are then mounted at a distance.

Bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist zu diesem Zweck eine Schablone 24 mit Durchbriichen 26 an den Stellen versehen, an denen auf der Leiterplatte 10 Abstandsstücke 23 vorgesehen werden sollen. Die Schablone 24 wird auf die Leiterplatte 10 aufgesetzt, wobei Stifte 28 an der Schablone, die in entsprechende Löcher 30 der Leiterplatte greifen, für eine genaue Ausrichtung der Schablone 24 zu der Leiterplatte 10 sorgen. Die Durchbrüche 26 werden dann mit einer erhärtenden Spachtelmasse gefüllt, die in die Durchbrüche hineingestrichen wird. Nach dem Erhärten wird dann die Schablone 24 abgenommen, wobei dann die erhärtete und mit der Leiterplatte 10 fest verbundene Spachtelmasse die Abstandsstücke 22 bildet. Erst dann erfolgt die Montage der elektrischen und elektronischen Bauteile. Als Spachtelmasse kann z.B. kalt- bis warmhärtendes, schnell- bis langsamhärtendes Spachtelharz verwendet werden. Die Schablone 24 wird aus wirtschaftlichen Gründen vorwiegend Durchbrüche 26 in Form zylindrischer Bohrungen aufweisen. Es ist aber im Bedarfsfalle natürlich möglich, beliebig geformte Durchbrüche und entsprechende Abstandsstücke herzustellen. Vor dem Auftragen des Spachtelmaterials wird die Schablone üblicherweise mit einem Trennmittel behandelt.In the exemplary embodiment shown, a template 24 with openings is provided for this purpose 26 at the points where spacers 23 are to be provided on the circuit board 10. The template 24 is placed on the circuit board 10, with pins 28 on the template corresponding to those in Grip holes 30 in the circuit board for precise alignment of the template 24 with the PCB 10 provide. The openings 26 are then filled with a hardening filler that is drawn into the breakthroughs. After hardening, the template 24 is then removed, the hardened filler then firmly connected to the circuit board 10, the spacers 22 forms. Only then is the electrical and electronic components assembled. Can be used as a filler E.g. cold to warm curing, fast to slow curing putty resin can be used. The stencil For economic reasons, 24 is predominantly openings 26 in the form of cylindrical bores exhibit. If necessary, however, it is of course possible to have openings of any shape and corresponding Manufacture spacers. Before applying the filler material, the template usually treated with a release agent.

Bei kleinen Stückzahlen wird eine Schablone auf Leiterplattengröße zugeschnitten. Es werden Ausrichtstifte 28 durch direktes Anbohren von Schablone und Leiterplatte angebracht. Leiterplatte und Schablone werden zusammengesetzt und die Distanzstellen werden z. B. mit Hilfe einer Markierungsnadel markiert, die durch die kontaktierten Anschlußstellen gestochen wird. Die Schablone wird dann entsprechend angekörnt und gebohrt und mit Trennmitteln behandelt. Es wird dann die so gebohrte Schablone wieder auf die Leiterplatte aufgesetzt und das Spachtelmaterial aufgetragen. Nach Aushärten des Spachtelmaterials wird die Schablone entfernt und es können darm die elektronischen Bauteile montiert und angelötet werden.For small quantities, a template is cut to the size of the circuit board. There will be alignment pins 28 attached by drilling directly into the template and circuit board. Circuit board and stencil are put together and the distance points are z. B. marked with the help of a marking needle, which is pierced through the contacted connection points. The stencil is then made accordingly Punched and drilled and treated with release agents. It then becomes the template drilled in this way again placed on the circuit board and applied the filler material. After the filler has hardened the template is removed and the electronic components can then be mounted and soldered on will.

Bei großen Stückzahlen ist es zweckmäßig, die Schablone nach einer im Konstruktionsbüro erstellten Zeichnung zu fertigen und das Auftragen des Spachtelmaterials durch Maschinen auszuführen.In the case of large quantities, it is advisable to use the template based on one created in the design office Making a drawing and applying the filler material by machines.

Es kann bei kleineren Stückzahlen auch in der beschriebenen Weise eine Schablone hergestellt werden, wobei in die Durchbrüche von Hand oder mit Hilf sgeräten vorgefertigte Abstandsstücke eingesetzt und mit der Leiterplatte durch Kleben, Sintern oder Aufschmelzen verbunden werden. Bei großen Stückzahlen kann bei diesen Verfahren vorzugsweise mit einer gesteuerten Verlegemaschine (statt der Schablone) gearbeitet werden. Die Abstandsstücke können dabei aus Stangenmaterial hergestellt und unmittelbar nach dem Aufsetzen auf die gewünschte Höhe abgeschnitten werden.In the case of smaller quantities, a template can also be produced in the manner described, with prefabricated spacers inserted into the openings by hand or with auxiliary devices the circuit board can be connected by gluing, sintering or melting. For large numbers can preferably work with a controlled laying machine (instead of the template) for this process will. The spacers can be made of rod material and immediately after be cut to the desired height after placing.

Die beschriebenen Verfahren bieten den Vorteil, daß sie einheitliche Systeme anwenden, welche sowohl von der miniaturisierten Leiterplatte bis zur Großleiterplatte als auch von der kleinsten Stückzahl bis zur Großserie anwendbar sind und technologische und wirtschaftliche Vorteile bringen.The methods described offer the advantage that they use uniform systems which both from the miniaturized circuit board to the large circuit board as well as from the smallest number of pieces can be used up to mass production and bring technological and economic advantages.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY 1 sheet of COPY drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Distanzierung von Bauteilen auf Leiterplatten mittels zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte vorgesehener Abstandsstücke, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke mittels einer Positionierungsvorrichtung vor dem Montieren der Bauteile auf die gewünschten vorgegebenen Stellen der Leiterplatte aufgebracht und mit dieser verbunden werden. 1. Method for distancing components on circuit boards by means of between the components and the spacers provided for the circuit board, characterized in that the spacers by means of a positioning device before the assembly of the components the desired predetermined locations on the circuit board are applied and connected to this. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierungsvorrichtung eine Schablone mit Durchbrüchen an den besagten vorgegebenen Stellen ist, welche auf die Leiterplatte aufgelegt wird, und daß durch die Durchbrüche eine erhärtende Spachtelmasse zur Bildung der Abstandsstücke auf die Leiterplatte in einer der Dicke der Schablone entsprechenden Stärke aufgetragen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the positioning device is a template with breakthroughs at said predetermined locations, which is on the Printed circuit board is placed, and that through the openings a hardening filler for Formation of the spacers on the circuit board in a thickness corresponding to the template Starch is applied. 3. Verfahren nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Leiterplatte vorgefertigte Abstandsstücke aufgesetzt und mit der Leiterplatte verbunden werden.3. The method according to claim !, characterized in that prefabricated on the circuit board Spacers are placed and connected to the circuit board. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Abstandsstücke mit der Leiterplatte durch Kleben erfolgt.4. The method according to claim 3, characterized in that the connection of the spacers done with the circuit board by gluing. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Abstandsstücke mit der Leiterplatte durch Sintern erfolgt.5. The method according to claim 3, characterized in that the connection of the spacers done with the circuit board by sintering. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Abstandsstücke mit der Leiterplatte durch Aufschmelzen erfolgt.6. The method according to claim 3, characterized in that the connection of the spacers takes place with the circuit board by melting. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke mittels einer Verlegemaschine mit Koordinatensystem an vorgegebenen Stellen auf die Leiterplatte aufgesetzt werden.7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the spacers by means of a laying machine with a coordinate system at predetermined points on the circuit board be put on. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsstücke von Stangenmaterial hergestellt und nach dem Aufsetzen auf die gewünschte Höhe abgeschnitten werden.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the spacers made of bar material and cut to the desired height after being put on will.
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