DE2752665A1

DE2752665A1 - Anordnung zur loetverbindung von zwei in zwei unterschiedlichen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden ebenen liegenden platinen

Info

Publication number: DE2752665A1
Application number: DE19772752665
Authority: DE
Inventors: Gerhard Franz
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1977-11-25
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1979-05-31

Description

Anordnung zur Lötverbindung von zwei in zwei unterschied-
lichen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden Ebenen liegenden Platinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Lötverbindung von zwei auf ihrer einen Seite Leiterbahnen aufweisenden und in zwei unterschiedlichen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden Ebenen liegenden Platinen, deren eine, nämlich die Trägerplatine, Ausnehmungen zur Durchführung der elektrischen Anschlüsse für die Aufsteckplatine aufweist, wobei die zu verlötenden Teile der Leiterbahnen auf der Aufsteckplatine auf die entsprechenden Leiterbahnen auf der Trägerplatine ausgerichtet sind und die Verlötung der Anschlüsse und damit Befestigung der Aufsteckplatine auf der Trägerplatine auf der Seite der Leiterplatine erfolgt, die der Aufsteckseite abgewandt ist.
Eine derartige Anordnung mit zwei senkrecht zueinander stehenden Platinen ist aus dem Orgelbau für elektronische Orgeln bekannt, z.B. aus dem Heft "Elektronische Tastung" Bauanleitung BA 002, Seiten 43 und 57, insbesendere Abbildung 25.
Bei der elektronischen Tastung geht es darum, die für die Durchschaltung einzelner Töne die Bestückung tragenden zahlreichen Steckkarten an ihrer einen Seite mit Anschlüssen zu versehen, um die für ein Orgelspiel erforderliche Tonerzeugung mit unterschiedlichen Tönen möglich zu machen.
Dazu stehen die einzelnen Steckkarten, die auch als Aufsteckplatine bezeichnet werden können, senkrecht auf der Trägerplatine. Zur Befestigung und zum elektrischen Anschluß müssen an einer Kante der Aufsteckplatine auf die dort liegenden Leiterbahnenden Drahtstücke in einer ersten Lötung aufgelötet werden, die die Steckstifte darstellen. In der Trägerplatine sind dazu ausgerichtet Ausnehmungen in Form von Bohrungen vorhanden, die durch die entsprechenden Leiterbahnen auf der Unterseite der Trägerplatine hindurchführen.
Die Aufsteckplatine wird also mit ihren in einem ersten Lötvorgang aufgelöteten Drahtstiften durch die Trägerplatine hindurchgesteckt und in einem zweiten Lötvorgang werden dann diese z.B. aus Silberdraht bestehenden Drahtstifte auf den Leiterbahnen der Trägerplatine von unten gelötet. Es sind also zwei Lötvorgänge erforderlich.
Ein anderer Stand der Technik ergibt sich aus DE-OS 24 53 537.
In dieser ging es darum, zwei zueinander senkrecht liegende Platinen ebenfalls mit ihren Leiterbahnen zu verbinden. Dazu sind auf der Trägerplatine Halter aufschiebbar oder einschiebbar angeordnet. Zu den für die Trägerplatine vorgesehenen Führungen liegen in den Halteteilen senkrecht dazu weitere Führungen, in die die Aufsteckplatine eingesteckt werden kann.
Bei einer derartigen Ausführung ist zwar nur eine Lötstelle pro Leiterbahn vorhanden, Jedoch müssen die Leiterbahnen auf der Trägerplatine auf der Seite liegen, auf der die Aufsteckplatine aufgesteckt wird, um die Lötung zu bewerkstelligen. Die Bestückungsseite liegt dann nach unten und bei großen Trägerplatinen liegt dann die Bestückungsseite der Aufsteckplatine immer über den Leiterbahnen. Es ist völlig klar, daß sich eine derartige Lötung auf der Leiterbahnseite und gleichzeitig auf der Aufsteckplatinenseite nicht für Tauchlötverfahren für die Massenherstellung eignet, weil es nicht möglich ist, die gesamte Aufsteckplatine in das Lötbad mit einzubringen. Diese einzelnen Lötverbindungen müssen daher von Hand hergestellt werden, was erhebliche Kosten bei Massenfertigungen verursacht.
Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, eine Anordnung zur Lötverbindung von zwei auf ihrer einen Seite Leiterbahnen aufweisenden und in zwei unterschiedlichen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden Ebenen liegenden Platinen anzugeben, die sich für eine Tauchlötung eignet und die gleichzeitig nur eine Lötstelle pro Leiterbahnanschluß erforderlich macht.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Anordnung der eingangs genannten Art nach der Erfindung die Ausnehmungen in der Trägerplatine derart groß, daß die nunmehr als Durchsteckplatine ausgebildete Aufsteckplatine durch die Trägerplatine hindurchsteckbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine vollständig bestückte Durchsteckplatine und eine ebenfalls vollständig bestückte Trägerplatine in einem Tauchlötverfahren an den Leiterbahnenden miteinander zu verbinden, weil nämlich nur ein kurzes Stück der Durchsteckplatine mit den zu verlötenden Leiterbahnenden in das Tauohlötbad hineinragen muß, während die Bauelemente auf der Bestückungsseite der Durchsteckplatine als auch der Trägerplatine außerhalb des Tauchlötbades liegen. Die Anordnung hat den Vorteil, daß auf diese Weise nur pro Leiterbahn eine einzige Lötstelle erforderlich ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Trägerplatine aus Hartfaserpapier, Pertinax, Epoxyharz- oder phenolharzgebundenem Mehrlagen-Schichtpapier bestehen, auf der Aufsteckseite Bauelemente tragen und die Durchsteckplatine kann eine sogenannte Dickschicht- oder Dünnschichtplatine sein.
Weiterhin kann die Durchsteckplatine nach der Erfindung in den Fuhnmgen eines auf die Trägerplatine aufsteckbaren Halters gehalten sein. Dies ist dann erforderlich, wenn die Durchsteckplatine wegen ihrer geringen mechanischen Festigkeit leicht zerbrochen werden kann und daher nicht über die Lötverbindungen gehalten werden soll, sondern insbesondere auch zum Schutz bei weiteren Montagen in der Massenfertigung gegen Schlag und Stoß gesichert werden muß.
Der genannte Halter kann nach der Erfindung derart ausgebildet sein, daß er eine weitere Führung zur Aufnahme eines Kühlbleches aufweist.
Schließlich kann für den Tuner eines Fernsehempfängers, bei dem auf die Trägerplatine einzelne die Bestückungsseite der Trägerplatine in abgeschirmte Kammern einteilende Abschirmbleche eingesteckt sind, nach der Erfindung die Ausnehmung auf der Trägerplatine derart dicht neben einem Abschirmblech angeordnet sein, daß die Durchsteckplatine in ihrer festgelöteten Lage zwecks Kühlung am Abschirmblech anliegt.
Bei Einsatz der Erfindung gelingt es, auf der Bestückungsseite einer Trägerplatine zusätzlich gedruckte Schaltungsanordnungen anzuordnen, die in besonderen Herstellungsvorgängen hergestellt werden müssen und die daher nicht mit einzelnen Durchsteckstiften oder dergleichen zu versehen sind, sondern wegen der in der Trägerplatine vorhandenen Ausnehmungen komplett bestückt in diese eingesetzt und in einem Tauchlötverfahren befestigt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 eine Trägerplatine mit senkrecht dazu liegender Durchsteckplatine in einer Ansicht auf die Bestückungsseiten, Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in der Ansicht von unten auf die Leiterbahnseite der Trägerplatine, Fig. 3 eine Anordnung mit einer Trägerplatine und auf dieser senkrecht angeordneten Durchsteckplatine mit einem Halter und einem Kühlblech, Fig. 4 einen Blick im Prinzip in einen Tuner eines Fernsehempfängers mit abgeschirmten Kammern und einer Durchsteckplatine an einem Abschirmblech.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 die Trägerplatine und mit 2 die Durchsteckplatine bezeichnet. Damit die Durchsteckplatine 2 durch die Trägerplatine 1 hindurchgesteckt werden kann, weist die Trägerplatine 1 eine Ausnehmung 3 entsprechender Größe auf, durch die die Durchsteckplatine 2 hindurchgesteckt werden kann. Diese Ausnehmung 3 ist hier nur im Prinzip angegeben. Sie kann auch noch in der größten Ausdehnung der Durchsteckplatine 2 dann erweitert sein, wenn stark unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der miteinander verbundenen Platine berücksichtigt werden müssen. Außerdem kann dann auch noch die Trägerplatine mit entsprechenden Dehnungsschlitzen versehen sein, wie an sich bekannt. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, liegt die Bestückungsseite der gezeichneten Trägerplatine nach oben und die der Durchsteckplatine nach rechts, also derart, daß die Leiterbahnen 4, siehe insb. Fig. 2, auf der Trägerplatine und die Leiterbahnen 5 auf der Durchsteckplatine dicht aneinanderliegen.
In diesem Zustand werden die Platinen zueinander durch eine Haltevorrichtung gehalten und kommen zum Tauchlöten. Dann bilden sich an den mit 6 bezeichneten Stellen Lötungen aus, d.h. hier ist die Lötverbindung zwischen den beiden Platinen gleichzeitig mit den Lötverbindungen 7 für die einzelnen Bauelemente auf der Trägerplatine 1 herstellbar.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform. Hier ist die Trägerplatine 1,ebenso wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, mit einer Ausnehmung 3 versehen. Neben dieser Ausnehmung sind in der Trägerplatine 1, wie in der Zeichnung in Fig. 3 aber nicht ersichtlich, Bohrungen vorhanden, in denen entsprechende Steckstifte eingesteckt werden, die z.B. einstückig mit dem Halter 8 sind. Der Halter 8 wird also auf die Tlti3erplatine 1 auf die BestUckungsseite aufgesetzt, d.h. festgesteckt z.B.
mittels mechanisch wirkender aus Kunststoff bestehender Schnappverschlüsse, und danach wird dann in diesen Halter 8 die Durchsteckplatine 2 derart weit hindurchgesteckt, daß sie in einem Lötverfahren gelötet werden kann, so wie zu Fig. 2 beschrieben. Zur Führung der Durchsteckplatine 2 weist der Halter 8 Führungen 9 auf. Einseitig ist diese Führung abgesetzt, und zwar zu einer Führung 10, in die dann ein Kühlblech 11 einschiebbar ist. Das in Fig. 3 gezeigte Beispiel zeigt eine Durchsteckplatine für eine Dickschichtschaltung, also eine sogenannte Dickschichtplatine. Auf dieser sind auf der Leiterbahnseite selbst die einzelnen Bauelemente in Dickschichttechnik angeordnet, wie aus Fig. 3 ersichtlich,und die entsprechenden Anschlüsse ragen durch die Trägerplatine 1 hindurch und sind auf der Unterseite der Trägerplatine 1 verlötet. Der Halter 8 kann aus Kunststoff bestehen. Er kann aber auch in besonderen Ausführungen aus Metall bestehen, wenn er selbst zur Kühlung beitragen soll.
Fig. 4 zeigt schließlich ein anderes Anwendungsbeispiel für eine Durchsteckplatine nach der Erfindung. Dort ist ein Tuner für einen Fernsehempfänger gezeichnet, dessen Deckel abgenommen ist. Dieser Tuner besteht aus abschirmenden Blechwänden 12 und auf die Trägerplatine 1 ist zur Schaffung von zwei abgeschirmten Kammern ein Abschirmblech 13 eingesteckt, und zwar von der Bestückungsseite her. An diesem Abschirmblech 13 liegt auch die Ausnehmung 3 in der Trägerplatine 1, und durch diese Ausnehmung ist die Durchsteckplatine 2 hindurchgesteckt, und zwar derart, daß sie im festgelöteten oder eingelöteten Zustand an dem Abschirmblech 13 anliegt und durch dieses gekühlt wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Durchsteckplatine 2 eine sogenannte Dickschichtschaltung aufweist,auf der Widerstände angeordnet sind, die sich bei dem Betrieb der Schaltungsanordnung stark erwärmen, also in denen eine gewisse elektrische Leistung in Wärme umgesetzt wird und deren Kühlung bisher lediglich beim Aufstecken auf eine Trägerplatine 1 recht schwierig war. Bei Einsatz der Erfindung können diese sich stark erwärmenden Widerstände auf einer Dickschichtschaltung realisiert werden, und diese Dickschichtschaltung wird gleichzeitig durch das Abschirmblech 13 gekühlt, so daß damit auch eine höhere Belastung der einzelnen Widerstände möglich ist. Auch könnten auf dieser Schaltungsanordnung Leistungsverstärker, also z.B. Halbleiter, angeordnet werden, in denen beim Betrieb der Schaltungsanordnung infolge der in ihnen fließenden elektrischen Ströme eine große Wärme entsteht. Hier ist also eine sehr gute Kühlmöglichkeit gegeben.
Wenn zahlreiche nebeneinander liegende Leiterbahnen angeordnet sind und die Temperaturausdehnungskoeffizienten der Trägerplatine 1 und der Durchsteckplatine 2 stark voneinander abweichen, kann es notwendig sein, noch zusätzlich Dehnungsschlitze 14, wie in Fig. 4 gezeigt, anzuordnen, damit die Trägerplatine an der Verbindungsstdle bzw. dicht neben dieser nicht reißt.
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Claims

PATENTANSPRUCHE: Anordnung zur Lötverbindung von zwei auf ihrer einen eite Leiterbahnen aufweisenden und in zwei unterschiedlichen, vorzugsweise senkrecht zueinander stehenden Ebenen liegenden Platinen, deren eine, nämlich die Trägerplatine, Ausnehmungen zur Durchführung der elektrischen Anschlüsse für die Aufsteckplatine aufweist, wobei die zu verlötenden Teile der Leiterbahnen auf der Aufsteckplatine auf die entsprechenden Leiterbahnen auf der Trägerplatine ausgerichtet sind und die Verlötung der Anschlüsse und damit Befestigung der Aufsteckplatine auf der Trägerplatine auf der Seite der Leiterplatine erfolgt, die der Aufsteckseite abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen in der Trägerplatine derart groß sind, daß die nunmehr als Durchsteckplatine ausgebildete Aufsteckplatine durch die Trägerplatine hindurchsteckbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatine aus Hartfaserpapler, Pertinax, Epoxyharz- oder phenolharzgebundenem Mehrlagen-Schichtpapier besteht, auf der Aufsteckseite Bauelemente trägt und die Durchsteckplatine eine sogenannte Dickschicht- oder DUnnschichtplatine ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsteckplatine in den Führungen eines auf die Trägerplatine aufsteckbaren Halters gehalten ist.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter eine weitere Führung zur Aufnahme eines Kühlbleches aufweist.
5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für den Tuner eines Fernsehempfängers, bei dem auf die Trägerplatine einzelne die Bestückungsseite der Trägerplatine in abgeschirmte Kammern einteilende Abschirmbleche eingesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung auf der Trägerplatine derart dicht neben einem Abschirmblech angeordnet ist, daß die Durchsteckplatine in ihrer festgelöteten Lage zwecks Kühlung am Abschirmblech anliegt.