DE2657313B2

DE2657313B2 - Verfahren zum Verbinden elektrischer Bauelemente mit den Leiterbahnen einer Leiter- oder Trägerplatte

Info

Publication number: DE2657313B2
Application number: DE19762657313
Authority: DE
Inventors: Karl Ing.(Grad.) Doerflinger; Hermann Renner; Guenther Ing.(Grad.) Weis
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1976-12-17
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2657313A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden elektrischer Bauelemente mit den Leiterbahnen einer Leiter- oder Trägerplatte, die mit metallisierten Rasterbohrungen zur Aufnahme der Anschlußdrahtoder Anschlußstiftenden der Bauelemente versehen ist und bei der die in die metallisierten Bohrungen eingesteckten Anschlußdraht- oder Stiftenden zumindest mit der Bohrungsmetallisicrung durch einen Schwallötvorgang verbunden werden.

Die immer mehr zunehmende Miniaturisierung bzw. Verkleinerung von Bauteilen und Bauelementen der Elektrotechnik bringt es mit sich, daß die Leiter- oder Trägerplatten, die diese Bauelemente und Bauteile tragen, in Gestellen oder Gehäusen mit immer geringerem Abstand voneinander angeordnet, also dichter gepackt werden können. Es stören aber nun die auf der Schwallseite von solchen Leiter- oder Trägerplatten abstehenden Lötkegel, die sich beim Verlöten der in Rasterbohrungen dieser Leiter- oder Trägerplatten eingesteckten Anschlußdraht- oder Stiftenden von Bauteilen oder Bauelementen bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art so durchzuführen, daß die Ausbildung störender Lötkegel auf der Schwallseite der genannten Platten stark reduziert wird, ohne daß dadurch eine betriebssichere Befestigung der Anschlußdraht- oder Stiftenden in den metallisierten Rasterbohrungen und ein guter elektrischer Kontakt dieser Enden mit der Metallisierung gefährdet wird.

Erfindungsgemäß ergibt sich die Lösung dieser Aufgabe dadurch, daß die Anschlußdraht- oder Anschlußstiftenden lediglich so weit in die Rasterbohrungen eingesteckt werden, daß eine freie Stirnseite dieser Enden höchstens mit der Oberfläche der Schwallseite der Leiter- oder Trägerplatte bündig ist.

Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem Schwallötvorgang das Lot allein schon durch den Druck des Lotschwalles und überraschenderweise nahezu unabhängig von einer etwaigen Kapillarwirkung des Spaltes zwischen Anschlußdraht- oder Stiftende und Bohrungswand so weit in die Rasterbohrungen eingedrückt wird, daß auch ohne die Ausbildung von bisher für eine betriebssichere Verlötung der Anschlußdraht- oder Stiftenden für erforderlich angesehenen Lötkegeln auf der Schwallseite der Leiter- oder Trägerplatte, die sich um vorstehende Stift- oder Drahtenden herum aufbauen, eine sichere Verlötung der Anschlußdraht- oder Stiftenden in den metallisierten Rasterbohrungen erzielt werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Eindringtiefe des Draht- oder Stiftendes in eine Rasterbohrung geringer als die Länge der Rasterbohrung bemessen wird.

Hieraus ergibt sich nämlich, daß das Lot dann im Bereich der Rasterbohrung eine in die Bohrung hineinreichende Mulde bildet, also eine Lotsenke, die z. B. das Ansetzen einer Prüfspitze an die Lötstelle auf der Schwallseite der Leiterplatte oder Trägerplatte wesentlich erleichtert, da die Lotsenke für eine solche Spitze eine Art Formschlußkontur, also einen Fangraum bildet.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn bei einer Leiter- oder Trägerplatte, deren Dicke größer ist als der Durchmesser des Anschlußdrahtes- oder -Stiftes, die Eindringtiefe größer als oder ebenso groß wie dei Durchmesser des Anschlußdrahtes oder -Stiftes bemessen wird.

Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird die Ausbildung einer muldenförmigen Lotsenke im Bereich der Rasterbohrung einer Leiter- oder Trägerplatte in besonderer Weise optimiert, ohne daß dadurch die Lötverbindung zwischen Anschlußdraht bzw. Anschlußstift und Bohrungsmetallisierung geschwächt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von zwei Figuren noch näher erläutert.

Die Figuren zeigen jeweils stark vergrößert, in Seitenansicht und teilweise im Schnitt, die Verbindungsstelle eines Anschlußdrahtendes, das in der Rasterbohrung einer Leiterplatte steckt, mit einer Bohrungsmetallisierung, wobei in F i g. 1 der Anschlußdraht mit seiner Stirnseite mit der Schwallseite der Leiterplatte bündig ist und bei dem in F i g. 2 dargestellten Beispiel lediglich eine Eindringtiefe aufweist, die seinem Durchmesser entspricht.

Im einzelnen ist den Figuren zu entnehmen, daß eine Leiterplatte 1 eine zur Aufnahme einesAnschlußdrahtendes 2 vorgesehene Rasterbohrung 3 aufweist, die die Leiterplatte 1 rechtwinklig zum Verlauf ihrer beiden großen Oberflächen 4, 5 durchsetzt. Die Leiterplatte 1 trägt auf ihren beiden Seiten 4, 5 durch einen metallischen Belag 6 gebildete leitende Schichten (z. B. Leiterbahnen), die sich in die Bohrung hinein erstrecken und dabei die Bohrungswände vollständig mit einer Metallschicht überziehen.

Das Anschlußdrahtende 2 eines elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte 1 zu verbindenden Bauteiles 7 ist nun bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel so bemessen, daß es mit seiner freien Stirnseite 10 mit der Schwallseite 5 der Leiterplatte 1 bündig ist, also keinesfalls aus der Bohrung 3 auf der Schwallseite 5 hervorsteht. Unter Schwallseite wird hierbei diejenige Seite der Leiterplatte 1 verstanden, die nicht mit Bauteilen bestückt ist, sondern die zum Verlöten des Anschlußdrahtendes 2

mit der Metallisierung 6 über einen Lotschwall hinweggeführt wird.

Dieser Lotschwall drückt, da die Schwallhöhe nahezu bis zur Bauteileseite 4 der Leiterplatte 1 reicht, das Lot so Dtark in die von dem Anschlußdrahtende 2 besetzte Rasterbohrung 3 der Leiterplatte 1, daß sich nach dem Erkalten des Lotes 13 eine in jeder Hinsicht betriebssichere Lötverbindung zwischen Drahtende und Bohrungsmetallisierung bildet. Auf der Schwallseite 5 der Leiterplatte 1 entsteht hierbei im Bereich der Bohrung 3 lediglich eine relativ sehr niedrige Lotkuppe 8, die sich kaum von der Schwallseite 5 der Leiterplatte 1 erhebt. Es zeigt sich außerdem, daß die Lotkuppe 8 relativ breitflächig ausgebildet ist und daher z. B. mit einer Prüfspitze vorteilhaft ohne Abrutschgefahr abgetastet werden kann.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Eindringtiefe des Anschlußdrahtendes 2, also derjenige Abschnitt des Anschlußdrahtendes 2 der in die Bohrung 3 eintaucht, so bemessen, daß er in etwa dem Durchmesser des Anschlußdrahtendes entspricht. Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine solche Eindringtiefe des Anschlußdrahtendes 2 völlig ausreicht, um eine betriebssichere Verlötung des Endes 2 in der mit der Metallisierung 6 versehenen Bohrung 3 zu erzielen, wobei der Bohrungsdurchmesser ohne Metallisierung 6 etwa der Dicke der Leiterplatte 1 entspricht. Nach dem Schwallötvorgang bildet das Lot 13, das die Bohrungsmetallisierung 6 mit dem Anschlußdrahtende 2 verbindet, im Bereich der Bohrung 3 eine in einem gewissen Ausmaß in die Bohrung hineinreichende muldenförmige Lotsenke 9, die in besonders vorteilhafter Weise einen Aufnahmeraum für eine Prüfspitze bildet, die z. B. zur Feststellung einer einwandfreien elektrischen Verbindung des Lotes 13 mit dem Belag 6 der Leiterplatte 1, auf der Schwallseite 5 der Leiterplatte an die Lötstelle angelegt werden muß. Im Bereich dieser Lötstelle erhebt sich außerdem das Lot 13 nur noch in einem verschwindend geringen Ausmaß über die Oberfläche 5 der Leiterplatte 1, so daß eine dichte Packung derartiger Leiterplatten möglich ist.

Vorteilhaft kann außerdem zwischen der Unterseite des Bauteiles 7 und der Bauteileseite 4 der Leiterplatte 1 ein spaltförmiger Raum 11 vorgesehen sein. Dieser Raum 11 begünstigt die Entlüftung der Bohrung 3 und ermöglicht somit die Ausbildung eines flachen Lötkegels 12 um das Anschlußdrahtende 2 herum in Richtung zur Unterseite des Bauteiles 7.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbinden elektrischer Bauelemente mit den Leiterbahnen einer Leiter- oder Trägerplatte, die mit metallisierten Rasterbohrungen zur Aufnahme der Anschlußdraht- oder Anschlußstiftenden der Bauelemente versehen ist und bei der die in die metallisierten Bohrungen eingesteckten Anschlußdraht- oder Stiftenden zumindest mit der Bohrungsmetallisierung durch einen Schwallötvorgang verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdraht- oder Anschlußstiftenden (2) lediglich so weit in die Rasterbohrungen (3) eingesteckt werden, daß eine freie Stirnseite (10) dieser Enden (2) höchstens mit is der Oberfläche der Schwallseite (5) der Leiter- oder Trägerplatte (1) bündig ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe des Draht- oder Stiftendes (2) in eine Rasterbohrung (3) geringer als die Länge der Rasterbohrung (3) bemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Leiter- oder Trägerplatte (1), deren Dicke größer ist als der Durchmesser des Anschlußdrahtes oder Stiftes, die Eindringtiefe größer als oder ebenso groß wie der Durchmesser des Anschlußdrahtes oder -Stiftes bemessen wird.