DE2752665A1

DE2752665A1 - Printed circuit board dip soldering - simplified by fixing push-through printed circuit board in large recess of carrier board

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

Abstract

A system for dip soldering two printed circuit boards (PCBs) has one PCB designed as a carrier and one as a push-through PCB. The recess in the carrier PCB is large enough to accept the fully assembled push-through PCB. One soldering cycle is thus adequate to complete the soldering of all conductor tracks and of all modules.

Description

Anordnung zur Lötverbindung von zwei in zwei unterschied-Arrangement for the solder connection of two in two different

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.union, preferably mutually perpendicular planes Circuit boards The invention relates to an arrangement for the solder connection of two having conductor tracks on one side and in two different ones, preferably mutually perpendicular planes lying plates, one of which, namely the Carrier board, recesses for carrying out the electrical connections for the Has slip-on board, the parts of the conductor tracks to be soldered on the The plug-in board is aligned with the corresponding conductor tracks on the carrier board and the soldering of the connections and thus fastening of the plug-in board on the Carrier board is made on the side of the printed circuit board that facing away from the attachment side.

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.Such an arrangement with two plates that are perpendicular to one another is known from organ building for electronic organs, e.g. from the booklet "Electronic Keying "construction manual BA 002, pages 43 and 57, especially Figure 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.The electronic keying is about that for the connection individual tones the assembly carrying numerous plug-in cards on one side to be provided with connections in order to generate the sound required for playing an organ to make possible with different tones.

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.The individual plug-in cards, which are also available as a plug-in board, are available for this purpose can be designated, perpendicular to the carrier board. For fastening and for electrical connection must be on one edge of the plug-in board on the one lying there Conductor end pieces of wire are soldered in a first soldering, which the plug pins represent. To this end, recesses in the form of are aligned in the carrier plate There are holes through the corresponding conductor tracks on the underside the carrier board through.

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.The plug-on board is so with its in a first soldering process soldered wire pins pushed through the carrier board and in one The second soldering process will be these wire pins made of silver wire, for example soldered onto the conductor tracks of the carrier board from below. So there are two soldering processes necessary.

Ein anderer Stand der Technik ergibt sich aus DE-OS 24 53 537.Another prior art emerges from 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.This was about two mutually perpendicular boards also to be connected with their conductor tracks. There are holders on the carrier board for this purpose Slidably or slidably arranged. To those provided for the carrier board Guides are in the holding parts perpendicular to this additional guides into which the Plug-in board can be inserted.

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.In such an embodiment there is only one soldering point per conductor track available, but the conductor tracks on the carrier board must be on their side, on which the plug-in board is plugged in to accomplish the soldering. The component side is then downwards and in the case of large carrier boards it is then the component side of the daughterboard is always above the conductor tracks. It is totally clear that such a soldering on the conductor track side and at the same time the plug-on board side not for dip soldering processes for mass production suitable because it is not possible to use the entire plug-in board in the solder bath bring in. These individual soldered connections must therefore be made by hand which causes considerable costs in mass production.

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.The object of the invention was therefore to provide an arrangement for Solder connection of two conductor tracks on one side and in two different, preferably mutually perpendicular planes Specify boards that are suitable for dip soldering and the simultaneously makes only one soldering point per conductor connection required.

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.To solve this problem, in an arrangement, the aforementioned Kind according to the invention, the recesses in the carrier board so large that the now designed as a push-through board plug-in board through the carrier board is plugged through. In this way it is possible to have a fully populated Through-hole board and a fully equipped carrier board in one To connect dip soldering at the conductor ends, because namely just a short piece of the through-board with the conductor ends to be soldered must protrude into the Tauohlötbad, while the components on the component side the through-board and the carrier board are outside of the dip soldering bath. The arrangement has the advantage that in this way only one per conductor track Solder joint is required.

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.In a further embodiment of the invention, the carrier board can be made from Hard fiber paper, Pertinax, epoxy resin or phenolic resin bonded multilayer paper exist, carry components on the plug-on side and the through-board can be a so-called thick-film or thin-film circuit board.

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.Furthermore, the through-board according to the invention can in the Fuhnmgen one that can be plugged onto the carrier board Halters be held. This is necessary if the through-board because of its low mechanical Strength can be broken easily and therefore does not have the solder joints should be kept, but in particular for protection during further assemblies must be secured against shock and impact in mass production.

Der genannte Halter kann nach der Erfindung derart ausgebildet sein, daß er eine weitere Führung zur Aufnahme eines Kühlbleches aufweist.Said holder can be designed according to the invention in such a way that that it has another guide for receiving a cooling plate.

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.Finally, for the tuner of a television receiver, where on the carrier board individual the component side of the carrier board in shielded Chamber dividing shielding plates are inserted, according to the invention, the recess be arranged on the carrier board so close to a shielding plate that the through-board in its soldered position for cooling on the shielding plate is present.

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.When using the invention, it is possible on the component side of a Carrier board also to arrange printed circuit arrangements in special Manufacturing processes must be produced and therefore not with individual Push-through pins or the like are to be provided, but because of the in the carrier board existing recesses fully equipped and inserted into this can be attached in a dip soldering process.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.

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.1 shows a carrier board with a push-through board lying perpendicular thereto in a view of the assembly sides, FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1 in the view from below of the conductor track side of the carrier board, FIG. 3 shows an arrangement with a carrier board and on this vertically arranged through-board with a holder and a cooling plate, Fig. 4 a view in principle into a tuner a television receiver with shielded chambers and a through-hole board a shielding plate.

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 FIGS. 1 and 2, 1 is the carrier board and 2 is the push-through board designated. So that the through-board 2 is inserted through the carrier board 1 can be, the carrier board 1 has a recess 3 of a corresponding size, through which the through-board 2 can be inserted. This recess 3 is only given here in principle. It can also be extended to the greatest extent the through-board 2 can then be expanded if the expansion coefficients differ greatly the connected board must be taken into account. Also can then the carrier board must also be provided with corresponding expansion slots, as is known per se. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the component side is located the drawn carrier board to the top and that of the push-through board to the right, so in such a way that the conductor tracks 4, see in particular FIG. 2, on the carrier board and the conductor tracks 5 lie close to one another on the through-board.

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.In this state, the circuit boards are attached to each other by a holding device held and come to dip soldering. Then form at the points marked 6 Soldering off, i.e. here the soldering connection between the two boards is simultaneous with the soldered connections 7 for the individual components on the carrier board 1 manufacturable.

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.Fig. 3 shows another embodiment. Here is the carrier board 1, as shown in FIGS. 1 and 2, provided with a recess 3. Next to this recess are in the carrier plate 1, as in the drawing in Fig. 3 but not visible, there are holes in which the corresponding pins are inserted which are, for example, integral with the holder 8. The holder 8 is so on Tilting board 1 placed on the component side, i.e. pinned e.g.

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.by means of mechanically acting snap locks made of plastic, and then the through-board 2 is then inserted into this holder 8 to such an extent that that it can be soldered in a soldering process, as described for FIG. For guiding the through-board 2 the holder has 8 guides 9 on. This guide is set off on one side, namely to a guide 10 into which then a cooling plate 11 can be inserted. The example shown in Fig. 3 shows a Through-hole board for a thick-film circuit, i.e. a so-called thick-film circuit board. On this side of the conductor track itself, the individual components are in thick-film technology arranged, as can be seen from Fig. 3, and the corresponding connections protrude through the carrier board 1 through and are soldered to the underside of the carrier board 1. The holder 8 can be made of plastic. But it can also be in special versions consist of metal if it is to contribute to cooling itself.

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.Finally, FIG. 4 shows another application example for a push-through circuit board according to the invention. There a tuner for a television receiver is drawn, its Cover is removed. This tuner consists of shielding sheet metal walls 12 and A shielding plate is on the carrier board 1 to create two shielded chambers 13 inserted, from the component side. On this shielding plate 13 is also the recess 3 in the carrier plate 1, and is through this recess the through-board 2 inserted through it, in such a way that it is firmly soldered in the or soldered state rests on the shielding plate 13 and cooled by this will. This is particularly important when the through-hole board 2 is a so-called Has thick-film circuit, are arranged on the resistors, which are at the operation of the circuit arrangement strongly warm up, so in those a certain electrical power is converted into heat and its cooling so far only when plugging onto a carrier board 1 was quite difficult. When used According to the invention, these highly heating resistors can be used on a thick-film circuit can be realized, and this thick-film circuit is simultaneously through the shielding plate 13 cooled, so that a higher load on the individual resistors is possible is. Power amplifiers, e.g. Semiconductors, are arranged in which during operation of the circuit arrangement as a result the electric currents flowing in them generate a great deal of heat. Here is so given a very good cooling option.

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.When numerous adjacent conductor tracks are arranged and the temperature expansion coefficients of the carrier board 1 and the through-hole board 2 differ greatly from each other, it may be necessary to add additional expansion slots 14, as shown in Fig. 4, to be arranged so that the carrier board at the connecting stdle or close to this does not tear.

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Claims

PATENT CLAIMS: Arrangement for soldering two to one another side having conductor tracks and in two different, preferably perpendicular mutually standing planes lying plates, one of which, namely the carrier plate, Recesses for the implementation of the electrical connections for the plug-in board having, the parts of the conductor tracks to be soldered on the plug-in board are aligned with the corresponding conductor tracks on the carrier board and the soldering of the connections and thus the fastening of the plug-in board on the carrier board takes place on the side of the circuit board that faces away from the plug-on side, thereby characterized in that the recesses in the carrier board are so large that the plug-in board, which is now designed as a push-through board, through the carrier board is plugged through.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the carrier board made of hard fiber papler, Pertinax, epoxy resin or phenolic resin bonded multilayer paper consists, carries components on the plug-on side and the through-board a so-called thick-layer or thin-layer board is.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the Through board in the guides of one on the Carrier board attachable Halters is held.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the holder has another guide for receiving a cooling plate.

5. Arrangement according to one or more of the preceding claims for the tuner of a television receiver, in which the individual die on the carrier board Component side of the carrier board dividing shielding plates into shielded chambers are inserted, characterized in that the recess on the carrier board is arranged so close to a shielding plate that the through-board rests in its firmly soldered position on the shielding plate for the purpose of cooling.