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und die Bauelemente herum ausgebildet, und die überschüssigen äußeren
Teile des Leitungsrahmens werden dann entfernt.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Verpackungstechnik auf dem Gebiete
der Elektronik, und insbesondere auf ein verbessertes Verfahren zur Herstellung
einer Dual-Inline-Baugruppe, bei der die Schaltung aus getrennten elektrischen Bauelementen
ausgebildet sein kann.
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Auf dem Gebiete der Elektronik ist es üblich, integrierte Stromkreisplättchen
und dgl. in einem Format zu verpacken, das als Dual-Inline-Baugruppe oder DIP-Anordnung
bekannt ist. Bei der DIP-Anordnung wird das integrierte Stromkreisplättchen innerhalb
eines dielektrischen Körpers angeordnet, das aus einem entsprechenden isolierenden
Kunststoffmaterial oder dgl. besteht, und die Leitungen für die integrierte Schaltung
werden über Füße herausgeführt, die von entgegengesetzten Seiten des dielektrischen
Körpers ausgehen. Das gemeinsame Verfahren zur Herstellung derartiger DIP-Anordnungen
besteht darin, einen symmetrischen Leitungsrahmen vorzusehen, der eine mittlere
Insel aufweist, welche das integrierte Stromkreisplättchen aufnimmt und eine Vielzahl
von Armen besitzt, die sich in radialer Richtung nach innen auf die das Plättchen
aufnehmende Insel erstreckt. Diese in radialer Richtung nach innen verlaufenden
Arme sind jeweils mit einem entsprechenden Fuß verbunden, der von entgegengesetzten
Seiten des Leitungsrahmens nach außen führt. Das integrierte Stromkreisplättchen
wird mit der zentralen Insel befestigt und die Leitungsdrähte des Plättchens werden
jeweils mit einem der radialen Arme verbunden. Das dielektrische Material wird dann
um den Leitungsrahmen herum vergossen. Die überschüssigen Teile des Leitungsrahmen#
werden
abgeschnitten und die Füße nach unten gebogen, so daß die gesamte DIP-Anordnung
dann in einem dafür vorgesehenen Muttersteckteil befestigt werden kann.
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Die Vorteile einer DIP-Anordnung sind solcher Art, daß es erwünscht
wäre, auf diese Weise herkömmlichere elektrische Schaltungen, die aus getrennten
Bauelementen bestehen, wie auch einfach integrierte Stromkrel splättchen auf diese
Weise zu verpacken.
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Bei Versuchen, die Technik der DIP-Verpackung auf herkömmliche Stromkreise
anzuwenden, habenAåeSoch eine Anzahl von Schwierigkeiten gezeigt. Beispielsweise
war die Leitungsrahmentechnik, die zur Befestigung eines einzelnen Bauelementes
mit einer großen Anzahl von Zuführleitern, z.B. ein integriertes Stromkreisplättchen.
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zufriedenstellend war, nicht bei herkömmlicheren Schaltungen, die
aus herkömmlichen, getrennten Bauelementen gebildet waren, anwendbar, da die meisten
Schaltungen nicht radial ausgelegt werden können.
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Eine bekannte Methode, die einen begrenzten Erfolg hatte, bestand
darin, die Schaltung aus den getrennten Bauelementen auf einer kleinen gedruckten
Schaltplatte auszubilden, wobei die herkömmliche Technik gedruckter Schaltungen
verwendet wurde.>gedruckeSchaltplatte und ein Leitungsrahmen, der nur aus den
nach außen verlauf enden Füßen bestand, wurde dann in einer Gießform angeordnet
und der dielektrische Körper um die gedruckte Schaltplatte und die Füße herum vergossen.
Dann wurden die überschüssigen Teile des Gießrahmens abgeschnitten und die Füße
in üblicherweise nach unten abgebogen. Während dies vom technischen Standpunkt aus
eine Lösung des Problems dargestellt hat, sind die wirtschaftlichen Nachteile dieser
Methode offensichtlich. Diese Methode verursacht zusätzliche Kosten und Verfahrensschritte
zur Herstellung der gedruckten Schaltplatte und zur Befestigung der Bauelemente
auf der Schaltplatte.
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Ziel vorliegender Erfindung ist es deshalb, ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe anzugeben, insbesondere ein Verfahren
zur Herstellung einer elektronischen DIP-Baugruppe, bei der der Stromkreis aus getrennten
elektrischen Bauelementen in beliebiger Konfiguration oder Zusammenschaltung gebildet
ist und bei der ein billiger Leitungsrahmen zur Abstützung und Verbindung dieser
Bauelemente verwendet wird.
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Gemaß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen
Baugruppe mit einem Stromkreis aus einer Vielzahl von getrennten Bauelementen, deren
Anschlüsse jeweils elektrisch mit einem bestimmten einer Vielzahl von Knotenpunkte
in ihr verbunden sind, wobei einige der Knotenpunkten äußere Knotenpunkte sind,
mit denen äußere elektrische Verbindungen hergestellt werden können, und einige
innere Knotenpunkte sind, mit denen keine zusätzliche elektrische Verbindung hergestellt
werden soll, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Ein Leitungsrahmen aus stromleitendem
Material wird in eine Form gebracht, die einen äußeren Tragrahmen, einen mittleren
Teil mit einer Vielzahl getrennter Bereiche, deren jeder einem der Knotenpunkte
im Stromkreis entspricht, und von denen keiner einen Kontakt im mittleren Teil mit
einem der anderen getrennten Bereiche ergibt, und eine Vielzahl von Füßen, die sich
vom mittleren Teil zum Tragrahmen erstrecken, einschließt, wobei jeweils ein Fuß
einem der äußeren Knotenpunkte im Stromkreis entspricht und mit dem getrennten Bereich
im mittleren Teil entsprechend dem äußeren Knotenpunkt verbunden ist, die Bauelemente
werden mechanisch mit dem mittleren Teil des Leitungsrahmens befestigt und jeder
Anschluß der Bauelemente wird elektrisch mit dem getrennten Bereich entsprechend
dem vorbestimmten Knotenpunkt verbunden, ein Körper aus isolierendem Material wird
um den mittleren Teil des Leitungsrahmens und die Bauelemente herum ausgebildet,
und
die Teile des Leitungsrahmens werden entfernt, die außerhalb
des isolierenden Körpers liegen, mit Ausnahme der Füße, die den äußeren Knotenpunkten
entsprechen.
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Nachstehänd wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand
eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine perspektivische Ansicht
einer herkömmlichen Dual-Inline-Anordnung, die nach dem erfindungsgemäßen Ver fahren
hergestellt ist, Figur 2 ein Blußschaltbild in Blockdarstellung der einzelnen Schritte
des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 3 ein Schaltbild einer entsprechenden Schaltung,
die in einer DIP-Baugruppe gemäß der Erfindung verpackt sein kann, Figur 4 eine
Aufsicht auf einen Leiterrahmen zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,
um die in Fig. 3 gezeigte Schaltung auszubilden, und Figur 5 eine Ansicht ähnlich
der nach Figur 3, wobei die Bauelemente auf dem Leitungsrahmen befestigt sind.
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Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Dual-Inline-Baugruppe
10 herkömmlicher Art, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden
kann . Die DIP-Anordnung 10 weist einen dielektrischen Körper 12 auf, der aus einem
entsprechenden Isolierhaterial, z.B. einem Thermoplast oder dgl., bestehen kann,
welcher die elektronische Schaltung oder die Bauelemente innerhalb der DIP-Anordnung
10 einkapselt. Eine Vielzahl von Füßen 14 gehen von entgegengesetzten Seiten des
Körpers
12 aus und dienen sowohl zur Herstellung einer elektrischen
Verbindung mit dem im Körper 12 eingekapselten Stromkreis als auch zur Befestigung
der Anordnung 10 in einem Muttersteckteil (nicht dargestellt).
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Figur 2 zeigt ein Flußschaltbild in Blockdarstellung des erfindungsgemäßen
Verfahrens, nach welchem die Anordnung 10 nach Figur 1 so hergestellt werden kann,
daß sie einen Stromkreis aus getrennten elektronischen Bauelementen einschließt.
Wie schematisch in Figur 2 angedeutet, sind die Verfahrensstufen folgende; Zuerst
wird ein Leitungsrahmen ausgebildet, der eine spezielle Konfiguration bes-itzt,
die im einzelnen in Verbindung und anhand der Figuren 4 und 5 weiter unten beschrieben
wird.
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Dann werden die Bauelemente auf dem Leitungsrahmen befestigt und
die entsprechenden elektrischen Verbindungen hergestellt. Im Anschluß daran wird
der Leitungsrahmen mit den darauf befestigten Bauelementen in eine Gießform oder
dgl. eingesetzt und der dielektri sche Körper 12 um den Leitungsrahmen herum vergossen.
Im Anschluß daran werden die überschüssigen äußeren Teile des Leitungsrahmens bündig
mit der Oberfläche des Körpers 12 abgeschnitten, so daß nur die gewünschten Füße
14 verbleiben, die vom Körper 12 nach außen vorstehen. Schließlich werden die Füße
nach abwärts gebogen, so daß die Anordnung 10 nach Figur 1 vollständig ist.
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Figur 3 zeigt ein Schaltbild einer typischen Schaltung, die aus getrennten
elektronischen Bauelementen aufgebaut sein kann und die in einer DIP-Anordnung 10
befestigt werden soll, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Schaltung nach Figur 3 ist nur
zur Veranschaulichung gezeigt und soll lediglich die Art des erfindungsgemäßen Verfahrens
erläutern; sie stellt keinen Teil vorliegender Erfindung dar.
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Bei der Schaltung nach Figur 3 sind (von links nach rechts) Eingangsklemmen
26 und 28, ein Widerstand 30, Kondensatoren 32, 34
und 36, ein#Transistor
38, ein Widerstand 40, ein Wandler 42 mit einer Primärwicklung 44 und einer Sekundärwicklung
46, eine Diode 48, Transistoren 50 und 52 und Ausgangsklemmen 54 und 56 auf.
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Obgleich die dargestellte Schaltung selbst nicht Teil der Erfindung
ist, sei erwähnt, daß diese spezielle Schaltung eine Relaisschaltung ist, die bei
Fehlen eines an die Eingangsklemmen 26 und 28 gelegten Eingangssignales eine hohe
Impedanz zwischen den Ausgangsklemmen 54 und 56 und beim Anlegen eines positiven
Potentiales an die Klemme 28 relativ zur Klemme 26 eine niedrige Impedanz zwischen
den Ausgangsklemmen 54 und 56 darstellt. Eine weitere Erläuterung der Arbeitsweise
oder der Funktion der Schaltung erübrigt sich.
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Bei herkömmlicher Schaltungsanalyse besitzt die Schaltung nach Figur
3 zehn Knotenpunkte. Der Knotenpunkt 58 ist die Verbindungsstelle zwischen der Eingangsklemme
26 und dem Widerstand 30. Der Knotenpunkt 60 ist die Verbindungsstelle zwischen
der Eingangsklemme 28, dem Kondensator 34, dem Widerstand 40 und der Primärwicklung
44 des Wandlers 42. Der Knotenpunkt 62 ist die Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand
30, dem Kondensator 32, dem Kondensator 36 und dem Emitter des Transistors 38. Der
Knotenpunkt 64 ist die Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator 32, dem Kondensator
34, der Basis des Transistors 38 und dem Widerstand 40. Der Knotenpunkt 66 ist die
Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator 36, dem Kollektor des Gransistors 38
und der Primärwicklung 44 des Wandlers-42. Der Knotenpunkt 68 ist die Verbindungsstelle
zwischen der Sekundärwicklung 46 des Wandlers 42 und der Anode der Diode 48. Der
Enotenpunkt 70 ist die Verbindungsstelle zwischen der Sekundärwicklung 46 des Wandlers
42 und den Basen der Transistoren 50 und 52. Der Knotenpunkt 72 ist die Verbindungsstelle
zwischen der Kathode der Diode 48 und den Emittern der Transistoren 50 und 52. Der
Knotenpunkt 74 ist die Verbindungsstelle zwischen dem Kollektor des Transistors
50 und der Ausgangsklemme 54. Der Knotenpunkt 56 ist die Verbindungsstelle zwischen
dem Kollektor des Transistors 52 und der Ausgangsklemme 56.
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Von diesen zehn Knotenpunkten benötigen vier eine elektrische Verbindung
mit einer Speisequelle oder einem Punkt außerhalb der Schaltung; dies sind die Knotenpunkte
58, 60, 74 und 76.
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Diese Knotenpunkte können als die äußeren Knotenpunkte der Schaltung
bezeichnet werden. In ähnlicher Weise benötigen die übrigen sechs Knotenpunkte 62,
64, 66, 68, 70 und 72 keine äußeren elektrischen Verbindungen und können als innere
Knotenpunkte der Schaltung bezeichnet werden.
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Figur 4 zeigt eine Aufsicht auf den Leitungsrahmen 100, der einfach
und billig aus einer Platte aus stromleitendem Material ausgestanzt werden kann,
und der zur Aufnahme und Vervollständigung der Schaltung nach Figur 3 verwendet
werden kann sowie auf zweckmäßige und wirtschaftliche Weise zu einer DIP-Bau#uppe
hergestellt werden kann. Der Leitungsrahmen 100 weist einen äußeren Tragrahmen 102
auf, der sich vollständig um den Leitungsrahmen herum erstreckt, ferner einen mittleren
Teil 104 ( der durch die gestrichelte Linie 106 begrenzt ist), und eine Vielzahl
von Füßen 108, die sich auf entgegengesetzten Seiten des mittleren Teiles 104 nach
außen zum Tragrahmen 102 erstrecken.
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Innerhalb des mittleren Teiles 104 sind eine Vielzahl von getrennten
Bereichen vorgesehen, deren jeder einem entsprechenden Knotenpunkt in der Schaltung
nach Figur 3 entspricht. Jeder dieser getrennten Bereiche ist ohne Kontakt innerhalb
des mittleren Teiles 104 mit irgendwelchen der anderen getrennten Bereiche im mittleren
Teil 104.
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Die getrennten Bereiche im mittleren Teil 104 des Leitungsrahmens
100 haben die folgende Beziehung zu den Knotenpunkten der Schaltung nach Figur 3.
Der Bereich 158 entspricht dem Knotenpunkt 58, der Bereich 160 dem Knotenpunkt 60,
der Bereich 162 dem
Knotenpunkt 62, der Bereich 164 dem Knotenpunkt
64, der Bereich 166 dem Knotenpunkt 66, der Bereich 168 dem Knotenpunkt 68, der
Bereich 170 dem Knotenpunkt 70, der Bereich 174 dem Knotenpunkt 74 und der Bereich
176 dem Knotenpunkt 76. Aus den nachstehend in Verbindung mit Figur 5 beschriebenen
Gründen gibt es keinen getrennten Bereich, der dem Knotenpunkt 72 entspricht. In
ähnlicher Weise entsprechen die Füße 126 und 128 des Leitungsrahmens 100 der Eingangaklemme
26 und 28, und die Füße 154 und 156 entsprechen den Ausgangsklemmen 54 und 56. Jeder
dieser Füße steht in elektrischem Kontakt mit dem entsprechenden äußeren Knotenpunkt
an wenigstens einer Stelle innerhalb des mittleren Teiles 104 des Leitungsrahmens
100.
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Figur 5 ist eine Ansicht ähnlich der nach Figur 4, zeigt aber die
Bauelemente auf dem Leitungsrahmen 100 befestigt, so daß die in dem Schaltdiagramm
nach Figur 3 gezeigte Schaltung ausgebildet wird. Wie in Figur 5 gezeigt, ist ein
Wiwderstand 30 mit seinen Enden mechanisch und elektrisch mit den Bereichen 158
und 162 verbunden. Beispielsweise kann der Widerstand 30 an jedem Ende dieser Bereiche
angelötet sein. In ähnlicher Weise ist ein Kondensator 32 zwischen den Bereichen
162 und 164, ein Kondensator 34 zwischen den Bereichen 164 und 160, ein Kondensator
36 zwischen den Bereichen 162 und 166, und ein Widerstand 40 zwischen den Bereichen
160 und 164 befestigt. Ein Transistor 38, dessen Kollektor elektrisch mit seinem
Gehäuse verbunden ist, ist mit dem Bereich 166 verlötet, während die Zuleitung von
dem Emitter mit dem Bereich 162 und die Zuleitung von der Basis mit dem Bereich
164 verlötet ist.
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Der Wandler 42 ist mechanisch mit dem Leitungsrahmen in herkömmlicher
Weise befestigt, beispielsweise durch einen Epoxykleber 110 mit dem Bereich 160.
Die Zuleitungen der Primärwicklung 44
sind mit den Bereichen 160
und 166 verlötet, während die Zuleitungen von der Sekundärwicklung 46 mit den Bereichen
168 und 170 verlötet sind.
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Eine Diode 48, deren Anode mit ihrem Gehäuse verbunden ist, ist mit
dem Bereich 168 verlötet, und Transistoren 50 und 52, deren Kollektoren mit ihren
Gehäusen verbunden sind, sind entsprechend mit Bereichen 174 und 176 verlötet. Die
Basis- Zuleitungen der Transistoren 50 und 52 sind miteinander und mit dem Bereich
170 über eine entsprechende Zuleitung verbunden, wodurch die elektrische Verbindung
zwischen diesen Elementen und der Sekundärwicklung 46 des Wandlers 42 geschlossen
wird. Die Emitter der Transistoren 50 und 52 sind mit der Kathode der Diode 48 über
die Leitung 172 verbunden. Diese Leitung 172 wird der Knotenpunkt 72 der Fig. 3.
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Ein zusätzlicher getrennter Bereich innerhalb des mittleren Teiles
104 kann für diesen Knotenpunkt 72 vorgesehen worden sein, falls dies erwünscht
ist, dieser besondere Knotenpunkt ist aber so gezeigt worden, um anschaulich zu
machen, daß in manchen Fällen in vorliegender Erfindung eine Zuleitung anstelle
eines getrennten Bereiches verwendet werden kann. Ein Zuleitungsknotenpunkt ist
insbesondere zweckmäßig für einen Knotenpunkt, dessen einzige Verbindungen Zuleitungen
von Transistoren, Dioden oder dgl. sind.
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Nachdem die Bauelemente in der in Figur 5 gezeigten Weise befestigt
sind, wird die gesamte Leitungsrahmenanordnung in eine entsprechende Gießform gesetzt
und der dielektrische Körper 12 wird um den mittleren' Teil des Leitungsrahmens
und um die Bauelemente herum vergossen, beispielsweise durch Spritzgießen oder dgl.
Der dielektrische Körper 12 (in Figur 5 nicht dargestellt, wohl aber in Figur 1)
weist eine äußere Fläche entsprechend der unterbrochenen Linie 106 auf.
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Dann wird der überschüssige äußere Teil des Leitungsrahmens weggeschnitten,
so daß nur die B~uße 126, 128, 154 und 156 verbleiben. Schließlich werden die Füße
nach unten gebogen, damit die vollständige DIP-Anordnung leicht in einem, entsprechenden
Nuttersockeiteil befestigt werden kann. Diese Schneid- und Biegeschritte werden
in gleicher Weise durchgeführt wie bei bekannten DIP-Anordnungen, die in Verbindung
mit integrierten Schaltungen angewendet werden, so daß diese Schritte nicht im einzelnen
erläutert werden. In der vorbeschriebenen Weise kann eine Schaltung aus getrennten
elektrischen Bauelementen auf billige und einfache Weise hergestellt werden, die
in der DIP-Anordnung verpackt wird.
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Wenn die dabei erhaltene Baugruppe in einer horizontalen Ebene aufgeschnitten
wird, sieht die Schaltung einer herkömmlichen gedruckten Schaltung sehr ähnlich.
Diese Ähnlichkeit mit der gedruckten Schaltung ist insoferne von Vorteil, als sie
den Fachmann in die Lage versetzt, auf einfache Weise den erforderlichen Leitungsrahmen
für eine bestimmte Schaltung, die hergestellt werden soll, zu entwerfen. Unter Verwendung
bekannter Techniken kann die Auslegung der getrennten Bereiche im mittleren Teil
104 auf einfache Weise in gleicher Art bestimmt werden, wie die Auslegung in der
herkömmlichen gedruckten Schaltung bestimmt wird. Wenn die Erfindung in Verbindung
mit nur einer Schaltung beschrieben und dargestellt wurde, kann die geeignete Auslegung
für Leitungsrahmen für andere und unterschiedliche Schaltungen analog bestimmt werden.