DE3203821A1 - Befestigungsmittel zur verwendung bei gedruckten schaltkreisplatten und verfahren zur verhinderung des eintritts von loetmasse in die befestigungsmittel - Google Patents
Befestigungsmittel zur verwendung bei gedruckten schaltkreisplatten und verfahren zur verhinderung des eintritts von loetmasse in die befestigungsmittelInfo
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Description
Befestigungsmittel zur Verwendung bei gedruckten Schaltkreisplatten
und Verfahren zur Verhinderung des Eintritts von Lötmasse in die Befestigungsmittel
Gedruckte Schaltkreisplatten werden häufig mit nach Art von Schraubenmuttern gestalteten und entsprechend mit
Gewinde versehenen Befestigungsmitteln ausgestattet, die in die Schaltkreisplatten eingepreßt oder anderweitig
befestigt werden und die Schrauben aufnehmen, mit deren Hilfe Bauteile an den Schaltkreisplatten befestigt oder
die Platten ihrerseits an anderen Bauelementen befestigt werden können.
Das Anlöten elektronischer Bauteile an gedruckten Schaltkreisplatten
erfolgt häufig in einer Wellen-Lötmaschine. Dies ist eine Maschine mit einem automatischen Förderband,
das die gedruckte Schaltkreisplatte über ein Bad geschmolzener Lötmasse hinwegbewegt. Die Lötmasse haftet dabei an den
Wulsten oder Oberflächen der Schaltkreisplatte und den Leiterenden der elektronischen Bauteile an unter Ausbildung gesicherter
elektrischer Verbindungen.
Es ist festgestellt worden, daß dann, wenn die gedruckten" Schaltkreisplatten so gelötet werden, die geschmolzene
Lötmasse dazu tendiert, in die Gewindegänge der mutterartigen Befestigungsmittel einzudringen. Lötmasse in bzw. an den Ge-
windegängen macht es jedoch nachfolgend schwierig, eine
Schraube in das Befestigungsmittel einzuschrauben, weil dies gelegentlich ein Nachschneiden bzw. Wiederfreischneiden
der Gewindegänge in dem schraubenartigen Befestigungsmittel
erforderlich macht.
In der Vergangenheit ist das Eindringen von Lötmasse in die
Gewindegänge des Befestigungsmittels dadurch verhindert worden, indem eine Abdeckbandeinrichtung beispielsweise
quer über das Befestigungsmittel angeordnet worden ist, um so die Gewindeöffnung .im Befestigungsmittel zu verschließen.
Dies macht eine manuelle Anordnung einer geeigneten Abdeckeinrichtung an der Schaltkreisplatte vor dem Löten und ihre
manuelle Entfernung nach dem Löten erforderlich.
Die Erfindung sorgt für eine Verhinderung des vorstehend beschriebenen Eintritts von Lötmasse in die Gewindegänge
eines mutterartigen Befestigungsmittels, indem ein Stopfen in das Befestigungsmittel eingeführt wird, um das Einströmen
von Lötmasse in die Gewindegänge zu unterbinden. Der Stopfen kann in dem Befestigungsmittel mittels einer automatischen
Maschineneinrichtung während der Herstellung des Befestigungsmittels angeordnet und manuell von der Schaltkreisplatte
nach dem Löten entfernt werden. Alternativ kann der Stopfen aus einem lösbaren Material, beispielsweise einem wasserlöslichen
Kunststoff wie einem wasserlöslichen organischen Polymeren hergestellt sein. Ein solches Polymer würde sich
vollständig auflösen und von dem Befestigungsmittel entfernt werden, wenn, die gedruckte Schaltkreisplatte nach
der Lötoperation in Wasser gespült wird, wodurch die Gewindegänge zur Aufnahme der Schraube freigelegt werden.
Bei einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung werden die
mutterartigen Befestigungsmittel mit dem lösbaren Material beschichtet. Nachdem die gedruckten Schaltkreisplatten verlötet
worden sind, werden sie in eine geeignete Lösung eingetaucht, um die Beschichtung zu lösen und zu entfernen.
Es ist also Aufgabe der Erfindung, die auf die gedruckte Schaltkreisplatte aufgebrachte Lötmasse am Eintritt in
die Gewindegänge der mutterartigen Befestigungsmittel und
am dortigen Festhaften zu hindern.
Diese und weitere Aufgabenstellungen der Erfindung, die Prinzipien der Erfindung und die besten Ausführungsformen
zur Anwendung dieser Prinzipien sind weiter ins einzelne gehend aus der nachfolgenden Beschreibung zu ersehen, die _
auf die Zeichnung Bezug nimmt; in dieser zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer gedruckten Schaltkreisplatte, in die ein Befestigungsmittel
mit einem zentralen und mit Gewinde ausgestatteten Loch eingepreßt ist, wobei ein Kunststoffstopfen
in das Gewindeloch eingesetzt ist, um den Eintritt von Lötmasse in das Gewindeloch zu verhindern, und
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von oben auf den Stopfen vor seinem Einsetzen in das Befestigungsmittel.
Figur 1 zeigt ein Befestigungsmittel 10 in fester Anordnung
an einer gedruckten Schaltkreisplatte 12. Das Befestigungsmittel
10 weist eine zur Bildung von Gewindegängen 13 geschnittene zentrale Öffnung auf. Der gerändelte bzw.
profilierte Schaft 14 wird in die gedruckte Schaltkreisplatte 12 an einer Stelle eingepreßt, an der ein Loch vorgesehen
worden ist. Der Schaft 14 bahnt sich seinen Weg in die Platte 12 und erfaßt diese fest in einem Festsitz.
Sowohl das Befestigungsmittel 10 als auch das Verfahren zu seiner Festlegung an der gedruckten Schaltkreisplatte sind
hinlänglich bekannt.
Eine gedruckte Schaltkreisplatte kann viele derartige Befestigungsmittel
und andere gleichartige Einrichtungen in
fester Anordnung an ihr aufweisen; jedoch ist in der Zeichnung nur ein Befestigungsmittel 10 dargestellt. Nachdem die
Befestigungsmittel und anderen gleichartigen Einrichtungen an der Schaltkreisplatte befestigt worden sind, wird deren
Unterseite beispielsweise in einer automatischen Wellen-Lötmaschine verlötet, und zwar durch Eintauchen der Unterseite
in ein Bad aus Lötmasse 19, das in der Zeichnung teilweise
dargestellt ist.
Um einen Eintritt der Lötmasse 19 in die Gewindegänge 13
des Befestigungsmittels 10 zu verhindern, wird ein Stopfen in das Befestigungsmittel fest eingesetzt, der gegen die
Gewindegänge 13 anliegt. Der Stopfen 20 besitzt eine Basis 21 mit einem Umfangsflansch 23, der gegen die Unterseite
des Befestigungsmittels 10 anliegt, um so das mit Gewinde
ausgestattete Loch gegen den Eintritt von Lötmasse 19 abzudichten.
Es ist beabsichtigt, daß der Hersteller des Befestigungsmittels 10 den Stopfen 20 in das Befestigungsmittel einsetzt
und die so gebildete Einheit an einen Abnehmer verkauft, der das Befestigungsmittel in eine Schaltkreisplatte,
einsetzt. Der Abnehmer entfernt später den Stopfen 20. Der Stopfen 20 kann nach dem Löten manuell entfernt werden.
Eine bevorzugte Alternative besteht in der Herstellung des Stopfens 20 aus einem lösbaren Material, so daß die ganze
Schaltkreisplatte in eine geeignete Flüssigkeit eingetaucht werden kann, um den Stopfen 20 aufzulösen und so vom Befestigungsmittel
10 zu entfernen, und zwar unter Freigabe der Gewindegänge. Beispielsweise kann der Stopfen 20 aus
einem wasserlöslichen Polymer hergestellt sein, das sich in einer nicht dargestellten Wasserspülung nach dem Löten
auflöst.
Der Stopfen kann gemäß Darstellung ein rohrförmiger sein,
■oder er kann im Querschnitt massiv sein (nicht dargestellt).
O
Da der rohrförmige Stopfen 20 weniger Masse als ein massiver
Stopfen aufweist, tendiert der rohrförmige Stopfen 20 schneller zur Auflösung.
Zwar ist der Stopfen 20 mit einer Basis 21 dargestellt, jedoch
ist selbstverständlich, daß die Basis 21 entfallen kann; jedoch vereinfacht und erleichtert die Basis 21 die manuelle
Entfernung des Stopfens 20. Auch könnte gewünschtenfalls der Flansch 20 entfallen.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die
in die gedruckte Schaltkreisplatte eingepreßten Befestigungsmittel
mit einem lösbaren Material, beispielsweise einem wasserlöslichen Kunststoff wie einem entsprechenden Polymeren,
beschichtet. Die Beschichtung kann durch Eintauchen der Befestigungsmittel in eine Lösung des Polymeren oder
durch Aufsprühen der polymeren Lösung und anschließendes Trocknen erreicht werden, üblicherweise werden die Arbeitsgänge
des Beschichtens oder Aufsprühens und Trocknens von dem Hersteller des Befestigungsmittels ausgeführt, der dann
die so beschichteten Befestigungsmittel an den Hersteller der gedruckten Schaltkreisplatten zur Anbringung in diesen
verkauft.
Die polymere Beschichtung macht das Einpressen der Befesti-.
gungsmittel in die gedruckte Schaltkreisplatte in. üblicher
Weise möglich, verhindert jedoch das Anhaften von Lötmasse an den Gewindegängen 13 des Befestigungsmittels 10. Nach
dem Verlöten der gedruckten Schaltkreisplatte löst sich die polymere Beschichtung durch Spülen der Schaltkreisplatte in
einem Wasserbad auf.
Ein wasserlösliches Polymer, das verwendet worden ist, ist von Zellulose abgeleitet und ist ein Zellulose-Hydroxyäthyläther.
Das Zellulosemolekül enthält eine Kette aufgebaut aus Anhydroglucoseeinheiten. Jede Anhydroglucoseeinheit enthält
drei zur Reaktion fähige Hydroxylgruppen. Durch Be-
handlung der Zellulose mit Natriumhydroxid und Reaktion mit
Äthylehoxid werden Hydroxyäthylgruppen eingeführt zur Bildung eines Hydroxyäthyläthers. Das Reaktionsprodukt wird
gereinigt und zu einem feinen, weißen, geruchlosen, geschmacklosen und frei fließenden Pulver vermählen. Dieses
löst sich leicht in kaltem oder heißem Wasser* zur Bildung von klaren, glatten viskosen Lösungen, die nicht ionisch
sind.
Jede Anhydroglucoseexnheit im Zellulosemolekül besitzt drei reaktive Hydroxylgruppen. Die Anzahl, die in jeder Reaktion
substituiert wird, ist bekannt als das "Ausmaß der Substitution" Theoretisch können alle drei Hydroxylgruppen substituiert
werden. Das Produkt einer solchen Reaktion würde einen Grad der Substitution oder DS (Degree of Substitution) von drei
aufweisen.
Hydroxyläthylgruppen können in das Zellulosemolekül auf zwei verschiedene Arten eingeführt werden. Bei der ersten
Art reagiert das Äthylenoxid an den Hydroxylgruppen in der Zellulosekette. Bei der zweiten Art kann Äthylenoxid, das
an zuvor substituierten Hydroxylgruppen reagiert, zur Bildung einer Seitenkette polymerisieren.
Die durchschnittliche Anzahl der Mole des Äthylenoxids,
die an jeder Anhydroglucoseeinheit in Zellulose nach den beiden beschriebenen Arten angelagert werden können, wird
als die Anzahl der Mole des angelagerten Substituenten oder MS (Moles of Substituent combined) bezeichnet.
Bei der Reaktion von Äthylenoxid mit Zellulose zur Bildung von Zellulose-Hydroxyäthyläther wird eine Löslichkeit in
Wasser erreicht. Die bevorzugte Zahl der Mole des Substituenten ist 2,5, und ein solches Hydroxyäthylzellulosepolymer ist
von der Hercules Inc. unter der Bezeichnung Natrosol 250 LR erhältlich.
Es ist auch wünschenswert, Befestigungsmittel, die so beschichtet worden sind, schnell unterscheiden zu können von
Befestigungsmitteln, die nicht so beschichtet worden sind. Hierzu wird ein geeignetes Färbemittel.dem Beschichtungsmaterial
zugegeben, so daß die beschichteten Befestigungsmittel eine unterschiedliche und Identifikationszwecken
dienende Farbe nach ihrer Beschichtung aufweisen.
Jedes Material, das für den Stopfen 20 der ersten Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird, oder jede bei der zweiten Ausführungsform beschriebene Beschichtung
muß selbstverständlich in "Hinblick auf die hohe Temperatur des Lötbades widerstandsfähig sein.
Claims (1)
- pA-TENf AN W-A· k T EDR. A. VAN DER WERTH DR. FRANZ LEDERER R. F. MEYER-ROXLAUDIPL.-ING. (1934-1974) DIPL.-CHEM. DIPL-ING.8000 MÖNCHEN 80 LUCILE-GRAHN-STRASSE 22TELEFON: (089)47 2947 TELEX: 624624 LEDER D TELEGR.: LEDERERPATENT3. Februar 1982M/Tr26GPenn Engineering & Manufacturing Corp. Danboro (Doylestown)Pennsylvania
USAPatentansprücheBefestigungsmittel mit einer mit Gewindegängen ausgestatteten Öffnung zur Verwendung bei gedruckten Schaltkreisplatten, gekennzeichnet durch entfernbare Abdeckmittel (20), die mit den Gewindegängen (13) innerhalb der Öffnung in Berührung stehen, um so eine Lötmasse am Eintritt in die Gewindegänge (13) bei der Aufbringung von Lötmasse auf die Schaltkreisplatte zu hindern.2. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmittel in einem Stopfen (20) bestehen, der innerhalb der Öffnung mit den Gewindegängen (13) in Verbindung stehend angeordnet ist und die mit Gewindegängen (13) ausgestattete Öffnung an der einen Seite der zu verlötenden gedruckten Schaltkreisplatte (12) verschließt.3. Befestigungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (20) aus einem lösbaren Material hergestellt ist.4. Befestigungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen aus einem wasserlöslichen organischen polymeren Material hergestellt ist.5. Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (20) einen Umfangsflansch (23) aufweist, mit dem das Befestigungsmittel (10) an der zu verlötenden Seite der gedruckten Schaltkreisplatte (12) anliegt, um die mit Gewindegängen(13) ausgestattete Öffnung gegen den Eintritt von Löt-• masse zu verschließen.6. Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (20) rohrförmig gestaltet und an einem Ende zur Verhinderung des Eintritts von Lötmasse verschlossen ist.7. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmittel in einer Beschichtung aus einem lösbaren Material bestehen, das an den Gewindegängen(13) anhaftet und das nach dem Verlöten durch Eintauchen der gedruckten Schaltkreisplatte (12) in eine geeignete Flüssigkeit zur Auflösung der Beschichtung entfernt werden kann.8. Befestigungsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Material ein wasserlösliches organisches polymeres Material ist.9. Befestigungsmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserlösliche organische Material ein Zellulose-Hydroxyäthylather ist.10. Verfahren zur Verhinderung des Eintritts von Lötmasse in die Gewindegänge einer innenseitig mit solchen ausgestatteten Öffnung bei einem an einer gedruckten Schaltkreisplatte befestigten Befestigungsmittel, gekennzeichnet durch Anbringen eines entfernbaren Abdeckmittels, und zwar in Berührung stehend mit den Gewindegängen, bevor die Lötmasse auf die Schaltkreisplatte aufgebracht wird.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckmittel ein entfernbarer Stopfen in der mit Gewindegängen ausgestatteten öffnung angeordnet wird.12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckmittel eine Beschichtung des Befestigungsmittels aus einem lösbaren Material vorgesehen wird, das an den Gewindegängen anhaftet und nach dem Verlöten der gedruckten Schaltkreisplatte durch Eintauchen derselben in ein Lösungsmittel zur Lösung der Beschichtung entfernt werden kann.
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