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Vorrichtung zum Niederhalten von Bauelementen aus
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einer mit Bauelementen bestückten noch unverlöteten Leiterplatte Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Niederhalten von Bauelementen auf einer
mit Bauelementen bestückten noch unverlöteten Leiterplatte, bestehend aus einem
die Leiterplatte auf deren die Bauelemente tragenden Seite umgebenden Rahmen und
einem in den von der Leiterplatte und den Rahmen begrenzten Raum einzufüllendes
Granulat nach Patent (Patentanmeldung P.......).
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Ein Niederhalten der Baueleme#nte ist insbesondere beim Abschneiden
der aus der Leiterplatte herausschauenden Anschlußdrähte der Bauelemente und beim
Verlöten der abgeschnittenen Drahtenden mit den Leiterbahnen erforderlich. Das Beschneiden
erfolgt in der Regel auf einem Beschneidetisch (siehe deutsches Gebrauchsmuster
75 12 151) wobei die zunächst noch unbestückte Leiter-
platte auf
eine mit gleichem Lochraster versehene Schneideplatte aufgelegt wird. Dann werden
die Bauelemente mit ihren Anschlußdrähten in die Löcher eingesetzt. Anschließend
wird über die Unterseite der Schneideplatte ein Messer geführt, das die Anschlußdraht-Enden
abschneidet. Bei diesem Beschneidevorgang können Erschütterungen entstehen, die
dazu führen, daß die Bauelemente mit ihren stark verkürzten Anschlußdrähten aus
den Löchern hüpfen. Nach dem Beschneiden wird die Leiterplatte von der Schneidplatte
genommen und mit ihrer die Leiterbahnen tragenden Unterseite in ein Lötbad getaucht.
Die unten aus der Leiterplatte herausschauenden (in ihrer Länge der Dicke der Schneidplatte
entsprechenden) Anschlußdraht-Enden werden dann mit den Leiterbahnen verlötet.
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Bei der Überführung der bestückten und noch unverlöteten Leiterplatte
zum Lötbad und im Lötbad können wiederum Stöße oder Erschütterungen zu dem erwähnten
nachteiligen Effekt des Heraushüpfens der Bauelemente aus den Löchern führen. Auch
muß beim Überführen darauf geachtet werden, daß die Leiterplatte in horizontaler
Richtung verbleibt.
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Man hat sich deshalb bemüht, Maßnahmen zu treffen, um die Bauelemente
auf der bestückten, jedoch noch nicht verlöteten Leiterplatte niederzuhalten. Dieses
Niederhalten wurde beispielsweise mit einem Schaumgummipolster versucht. Eine andere
bekannte Maßnahme besteht darin, daß man auf die die Bauelemente tragende Oberseite
der Leiterplatten eine Schrumpffolie aufgeschrumpft hat.
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Weder ein Schaumgummipolster noch eine Schrumpffolie können jedoch
auf den Bauelementen belassen werden, wenn die Leiterplatte durch das Lötbad geführt
wird, da die von dem Lötbad ausgestrahlte Hitze die Schrumpffolie bzw. das Schaumgummipolster
zerstören würde.
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Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei der auf dem Beschneidetisch
über der Leiterplatte eine Vielzahl von Stiften unter Federdruck in Führungen angeordnet
sind, die von oben auf die Bauelemente drücken.
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Diese Vorrichtung kann zwar auf der Leiterplatte belassen werden,
wenn letztere durch das Lötbad geführt wird; sie ist jedoch sehr teuer und sehr
aufwendig.
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Dies muß insbesondere bei dem Gesichtspunkt betrachtet werden, daß
die Leiterplatten und die Bauelemente die unterschiedlichsten Formen haben können.
Um einen sicheren Druck auch auf runde oder schräg stehende Bauelemente von oben
ausüben zu können, müssen die Stifte sehr dicht angeordnet sein. Dies umso mehr,
je enger das Rastermaß der zu bestückenden Leiterplatten ist. Wenn die Bauelemente
auf der Leiterplatte stehend angeordnet sind, so kann es sogar vorkommen, daß die
Stifte umkippen. In diesem Fall ist die bekannte Vorrichtung überhaupt nicht verwendbar.
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Dem Hauptpatent ....... (Patentanmeldung ...........
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vom 12.2.1980 ) des Anmelders liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß mit ihr die Bauelemente
sowohl beim Beschneiden als auch beim Löten auf der Leiterplatte sicher fixiert
werden, unabhängig davon, wie das Rastermaß ist und ob die Bauelemente stehend oder
liegend angeordnet sind. Außerdem soll die Vorrichtung bezüglich der Form und Bestückungsart
der Leiterplatten sehr variabel und darüberhinaus preisgünstig sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird im Hauptpatent eine Vorrichtung vorgeschlagen,
die gekennzeichnet ist durch einen die Leiterplatte auf deren die Bauelemente tragenden
Seite umgebenden Rahmen und durch ein in den von der Leiterplatte und den Rahmen
begrenzten Raum einzufüllendes Granulat.
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Das Granulat drückt von oben und von der Seite auf die Bauelemente
und fixiert diese. Die Granulatkörper sollten dazu zweckmäßigerweise einen Durchmesser
haben, der geringer als der Abstand der Bauelemente ist.
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Das Granulat dringt dann in alle Hohlräume zwischen den Bauelementen
und übt allseitig einen Stützdruck auf diese aus. Die Körnigkeit des Granulates
verhindert, daß die Granulatpartikel aus kleineren Öffnungen in der Leiterplatte
oder im Rahmen austreten können.
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Ein wesentlicher Vorteil des Granulates ist es, dass dieses nach dem
Beschneiden und/oder Löten wieder verwendbar ist.
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Die Form der Granulatkörper ist nicht kritisch. Besonders geeignet
ist jedoch die Kugelform.
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Weiterhin sollten die Granulatkörper aus einem hitzebeständigen Werkstoff
bestehen, so daß sie durch die Hitze des Lötbades in ihrer Form nicht beeinträchtigt
werden.
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Das Material, aus dem die Granulatkörper bestehen, sollte ferner elektrostatisch
nicht aufladbar sein, so daß hochempfindliche Bauelemente wie beispielswiese MOS-FET's
nicht durch Fremdladungen zerstört werden.
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Als geeignetes Granulatmaterial kommt Keramikmasse, wie beispielsweise
Aluminiumoxyd oder dergleichen, aber auch Stahl usw. in Frage. Die Granulatkörper
sollten ein hohes spezifisches Gewicht haben. Wenn das Gewicht der Granulatkörper
weniger hoch ist, so kann dies jedoch dadurch ausgeglichen werden, daß
mehr
Granulatkörper in den von der Leiterplatte und dem Rahmen begrenzten Raum gefüllt
werden. Es ist auch möglich, daß auf das Granulat noch ein sich flächig erstreckendes
Gewicht, beispielsweise in Form einer Metallplatte aufgelegt wird.
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Bei losem Granulat besteht nun die Möglichkeit, daß Granulatkörper
zwischen den Bauelementen stecken bleiben oder beim Entleeren des von dem Rahmen
und der Leiterplatte umschlossenen Raumes nach dem Beschneiden und/oder Verlöten
verlorengehen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine vorteilhafte Weiterbildung
der im Hauptpatent vorgeschlagenen Lösung, mit der die zuvor angedeutete Möglichkeit
ausgeschlossen wird. Diese Weiterbildung besteht darin, daß die Granulatkörper nach
Art einer Kette auf ein flexibles Band aufgezogen oder ineinandergreifende Glieder
einer Kette sind.
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Beim Entleeren des erwähnten Raumes werden nunmehr mit Sicherheit
sämtliche Granulatkörper bzw. Kettenglieder mitgenommen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 einen Schnitt durch eine bestückte und noch nicht
verlötete Leiterplatte mit Rahmen und Füllung mit einer Granulatkette Figur 2 eine
Kette mit ineiandergreifenden Kettengliedern mit Klemmelement.
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In Figur 1 ist eine Leiterplatte 1 mit Löchern 4 zum Durchstecken
der Anschlußdrähte 3 von Bauelementen
2 versehen. Die Leiterplatte
1 liegt auf einer Schneidplatte 5 auf, welche ebenfalls mit Löchern 6 zum Durchstecken
der Anschlußdrähte 3 versehen ist.
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Die Löcher 6 in der Schneidplatte und die Löcher 4 in der Leiterplatte
fluchten. Die Anschlußdrähte 3 der Bauelemente 2 schauen unten aus der Schneidplatte
5 heraus. Ein Schneidmesser 7 wird in Richtung des Pfeiles unten an der Schneidplatte
5 entlang bewegt um die aus der Schneidplatte 5 herausschauenden Anschlußdrahtenden
abzuschneiden.
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Die Leiterplatte 1 ist mit einem Rahmen 9 aus einem Metallband umgeben.
Das Metallband ist dazu entsprechend gebogen und an seinen aneinanderstoßenden Enden
miteinander verbunden. Das Metallband weist Reihen von Löchern 10,11,12 auf. Die
Langlöcher 1o dienen zum Durchstecken von Verbindungselementen, mittels welchen
die aneinanderstoßenden Enden des Metallbandes zusammengehalten werden.
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Zur Befestigung des Rahmens 9 an der Leiterplatte 1 dienen Klemmelemente
13. Jedes Klemmelement besteht aus einer Führungshülse 14 und einer Klemmstange
15.
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Die Führungshülse 14 besteht aus einem U-förmig gebogenen Blechstreifen,
der an seinen U-Schenkeln mit Lappen 16 versehen ist. Die Lappen sind durch die
länglichen Löcher 11 in dem Metallband hindurchgesteckt und zwecks Halterung der
Führungshülse 13 an dem Rahmen umgebogen. Die Klemmstange 15 ist an ihrem unteren
Ende mit einem Klemmfuß 21 versehen.
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Dieser Klemmfuß 21 untergreift die Leiterplatte 1.
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Die Leiterplatte stützt sich dann mit ihrer Oberseite an den nicht
umgebogenen Lappen 16a am unteren Ende der Führungshülse 14 ab. Die Schneidplatte
5 ist zur Aufnahme jedes Klemmfusses mit einer Ausnehmung 22 versehen.
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Am oberen Ende der Führungshülse 14 sitzt ein Teller 17, auf dem sich
das untere Ende einer Wendelfeder 19 abstützt. Das obere Ende der unter Druck stehenden
Wendelfeder 19 stützt sich an einem weiteren Teller 18 ab, der am umgebogenen Griffende
20 der Klemmstange sitzt. Durch Drehen des Griffendes 20 kann die Leiterplatte 1
ausser Klemmeingriff gebracht werden.
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In den von dem Rahmen 9 und der Leiterplatte 1 eingeschlossenen Raum
sind kugelförmige Granulatkörper 8 eingefüllt, die beispielsweise aus Aluminiumoxyd
bestehen. Diese Granulatkörper sind an einem Band 22 aufgefädelt und arretieren
die Bauelemente indem sie die Zwischenräume zwischen den Bauelementen sowie einen
Teil des Raumes über ihnen ausfüllen.
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Statt der aufgefädelten Granulatkörper können auch die ineinandergreifenden
Glieder 23 einer in Figur 2 beispiel#haft gezeigten Kette in den erwähnten Raum
eingelassen werden.
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Durch die runden Löcher 12 in der Mitte des Metallbandes können zwei
Rahmen größeren Durchmessers Spannschrauben oder dergleichen hindurchgesteckt werden,
die den gesamten Rahmen durchspannen und verhindern, daß die Granulatkörper den
Rahmen auseinanderdrücken.
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Es sei hierbei berücksichtigt, daß das Metallband relativ dünn ist,
damit es von dem Benutzer in einfacher Weise, beispielsweise unter Zuhilfenahme
einer Zange in Anpassung an die Form der Leiterplatte selbst gebogen werden kann.
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Der Gesamtaufbau von Rahmen und Klemmstücken ist so gewählt, daß das
System sehr preiswert und variabel
ist. Da die Granulatkörper 8
bzw. Kettenglieder 23 miteinander verbunden sind, ist gewährleistet, daß sie alle
in einfacher Weise zurückgewonnen und wieder verwendet werden können.
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L e e r s e i t e