DE3211466C2 - PCB arrangement - Google Patents

PCB arrangement

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DE3211466C2 DE19823211466 DE3211466A DE3211466C2 DE 3211466 C2 DE3211466 C2 DE 3211466C2 DE 19823211466 DE19823211466 DE 19823211466 DE 3211466 A DE3211466 A DE 3211466A DE 3211466 C2 DE3211466 C2 DE 3211466C2
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Abstract

Es wird eine aus zwei senkrecht zueinander stehenden, über eine oder mehrere Durchgangsöffnung(en) und einen oder mehrere darin eingreifende(n) Zapfen miteinander verbundenen Leiterplatten bestehende Leiterplattenanordnung vorgeschlagen, bei der zwecks einwandfreier, mit praktisch keiner Ausfallquote behafteter, stoffschlüssiger Verbindbarkeit der einander zugeordneten Leiterbahnen in der bzw. den Durchgangsöffnung(en) der ersten Leiterplatte an der Seitenwand, die der bzw. den Leiterbahn(en) zugeordneten Seitenwand gegenüberliegt, zumindest ein an die nicht metallkaschierte Oberfläche des bzw. der Zapfen(s) der zweiten Leiterplatte sich anlegender verformbarer Ansatz angeformt ist und daß im Bereich der den Ansatz aufweisenden Seitenwand auf der Oberfläche der ersten Leiterplatte eine nicht mit der bzw. den Leiterbahn(en) verbundene Zone der Metallkaschierung vorhanden ist, die geringfügig über das freie Ende des verformten Ansatzes hinausragt und als an dem Zapfen der zweiten Leiterplatte sich anlegender Widerhaken ausgebildet ist.A printed circuit board arrangement consisting of two mutually perpendicular printed circuit boards connected to one another via one or more through opening (s) and one or more pegs engaging therein is proposed, in which, for the purpose of flawless, with practically no failure rate, the cohesive connectivity of the mutually associated Conductor tracks in the through opening (s) of the first circuit board on the side wall opposite the side wall assigned to the conductor track (s), at least one that rests against the non-metal-clad surface of the pin (s) of the second circuit board deformable approach is formed and that in the area of the side wall having the approach on the surface of the first printed circuit board, a zone of the metal lamination not connected to the conductor track (s) is present, which protrudes slightly beyond the free end of the deformed approach and as on the spigot of the second ladder Latte is formed with a barbed hook.

Description

4040

Die vorliegende Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Leiterplattenanordnung aus.The present invention is based on a circuit board arrangement designed according to the preamble of the main claim the end.

Eine derartige Leiterplattenanordnung wird überall dort eingesetzt, wo insbesondere aus Platzgründen nicht sämtliche erforderlichen elektrischen Bauelemente auf einer Leiterplatte untergebracht werden können.Such a circuit board arrangement is used wherever, in particular for reasons of space, not all necessary electrical components can be accommodated on a printed circuit board.

Es sind in diesem Zusammenhang Leiterplattenanordnungen bekanntgeworden, bei denen auf der ersten Leiterplatte ein mit einem Teil der Leiterbahnen verbundene Steckverbindungsvorrichtung angeordnet ist, in die die zweite Leiterplatte derart einsteckbar ist, daß ihre zugeordneten Leiterbahnen kontaktiert werden. Nachteilig ist hierbei jedoch einerseits der beachtliche Aufwand und andererseits die auf kraftschlüssigem Wege erfolgende elektrische Verbindung der Leiterplatten.In this context, circuit board assemblies have become known in which on the first Circuit board arranged a connector device connected to a part of the conductor tracks is, into which the second printed circuit board can be inserted in such a way that their associated conductor tracks are contacted. The disadvantage here is, on the one hand, the considerable effort and, on the other hand, the non-positive connection Electrical connection between the printed circuit boards.

Des weiteren gehören Leiterplattenanordnung zum Stand der Technik, bei denen die betreffenden Leiterbahnen der beiden Leiterplatten in einem Lötbad b0 einer Lötanlage stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Der für die Verbindung der beiden Leiterplatten erforderliche Aufwand ist hierbei zwar relativ gering, jedoch ergeben sich bei den bekannten Ausführungsformen relativ hohe Ausfallquoten bei der b5 Herstellung. Diese resultieren daraus, daß infolge der unvermeidbaren Toleranzen in der Dicke der Leiterplatten nicht sichergestellt ist, daß einerseits bei dem Lötvorgang die in die erste Leiterplatte eingesteckte zweite Leiterplatte durch den Auftrieb des Lötbades nicht aus der ersten Leiterplatte herausgedrückt wird und daß andererseits kein eine einwandfreie Verlötung behindernder Luftspalt zwischen den Leiterbahnen der zu verbindenden Leiterplatten verbleibt.Furthermore, circuit board arrangements belong to the state of the art, in which the relevant conductor tracks of the two circuit boards are materially connected to one another in a solder bath b0 of a soldering system. The effort required to connect the two circuit boards is relatively low, but the known embodiments result in relatively high failure rates in b5 manufacture. These result from the fact that, due to the unavoidable tolerances in the thickness of the circuit boards, it is not ensured that, on the one hand, during the soldering process the second circuit board inserted into the first circuit board is not pushed out of the first circuit board by the buoyancy of the solder bath and, on the other hand, that there is no perfect soldering hindering air gap remains between the conductor tracks of the circuit boards to be connected.

Durch die GB-PS 14 46 913 ist eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechende Leiterplattenanordnung bekanntgeworden. Dabei werden Unterschiede zwischen der Breite der in der ersten Leiterplatte vorhandenen Durchgangsöffnung und der Dicke des an der zweiten Leiterplatte befindlichen, in die Durchgangsöffnung eingreifenden Zapfens dadurch ausgeglichen, daß aus dem Zapfen ein Materialanteil abgeschert und herausgedrückt wird. Der Zapfen der zweiten Leiterplatte stützt sich somit in der Durchgangsöffnung der ersten Leiterplatte einerseits mit seiner einen Hauptfläche und andererseits mit dem auf der gegenüberliegenden Seite herausgedrückten Materialanteil ab. Mit einer solchen Maßnahme ist aber immer noch nicht gewährleistet, daß die zweite Leiterplatte nicht aus der ersten Leiterplatte im Lötbad herausgedrückt und ein Luftspalt zwischen den einander zugeordneten Leiterbahnen vermieden wird, weil sich mit dem abgetrennten und herausgedückten Materialanteil keine Preßpassung realisieren läßt.GB-PS 14 46 913 is a printed circuit board arrangement corresponding to the preamble of the main claim known. There will be differences between the width of the in the first circuit board existing through-opening and the thickness of the pin located on the second printed circuit board and engaging in the through-opening are thereby compensated for, that a portion of the material is sheared from the pin and pushed out. The tenon of the second printed circuit board is thus supported on the one hand with its one main surface in the through opening of the first printed circuit board and on the other hand with the material portion pressed out on the opposite side. With a such a measure is still not guaranteed that the second circuit board is not from the first printed circuit board pressed out in the solder bath and an air gap between the conductor tracks assigned to one another is avoided because there is no interference fit with the separated and pressed out material portion can be realized.

Im übrigen ist durch die US-PS 30 49 647 eine Leiterplatte mit daran gehaltenen elektrischen Bauelementen bekanntgeworden. Die Leiterplatte weist dabei Durchgangsöffnungen auf, die derart ausgebildet sind, daß Anschlußenden von Bauelementen unter Preßpassung darin eingesetzt werden können. Die Herstellung einer derartigen Öffnung ist aber relativ aufwendig. Darüber hinaus werden Bauelemente, bei denen relativ große, in der Praxis häufig vorkommende Dickenunterschiede der in die Durchgangsöffnung einzusetzenden Anschlußenden vorhanden sind, nicht mit Sicherheit einwandfrei gehalten.In addition, US Pat. No. 3,049,647 is a circuit board with electrical components held thereon known. The circuit board has through openings which are designed in such a way that that terminal ends of components can be used with an interference fit therein. The production such an opening is relatively expensive. In addition, components where relative large differences in thickness, which often occur in practice, between the thicknesses to be inserted in the through opening Connection ends are present, not kept properly with certainty.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leiterplattenanordnung zu schaffen, die sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen durch eine einwandfreie, praktisch keine Ausfallquote aufweisende Verlötbarkeit der Leiterbahnen miteinander zu verbindenden Leiterplatten auszeichnet.The present invention has for its object to provide a circuit board assembly which compared to the known embodiments through a flawless, practically no failure rate having solderability of the conductor tracks to be connected to each other is characterized by printed circuit boards.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Leiterplattenanordnung der eingangs erwähnten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention, the object is achieved with a circuit board arrangement of the type mentioned at the beginning solved by the features specified in the characterizing part of the main claim.

Durch zumindest einen in der Durchgangsöffnung vorhandenen Ansatz ist sichergestellt, daß die Leiterbahnen der ersten Leiterplatte so dicht an den Leiterbahnen der zweiten Leiterplatte anliegen, daß eine gute Verlötbarkeit gewährleistet ist, während durch zumindest einen als Hemmung ausgebildeten Bereich, der nicht mit den Leiterbahnen der ersten Leiterplatte verbundenen Zone der Metallkaschierung dafür gesorgt ist, daß die zweite Leiterplatte beim Lötvorgang durch den zwangsläufigen Auftrieb des Lötbades nicht aus der ersten Leiterplatte herausgedrückt wird.At least one approach provided in the through opening ensures that the conductor tracks the first printed circuit board so close to the conductor tracks of the second printed circuit board that good solderability is guaranteed, while at least one designed as an inhibition Area of the metal cladding zone that is not connected to the conductor tracks of the first printed circuit board it is ensured that the second circuit board during the soldering process by the inevitable buoyancy of the Solder bath is not pushed out of the first circuit board.

Der vorzugsweise im zusammengefügten Zustand der beiden Leiterplatten eine trapezförmige Kontur aufweisende Ansatz wird beim Einstecken des Zapfens in die Durchgangsöffnung verformt und die zweite Leiterplatte an der ersten Leiterplatte durch die dabei auftretende Klemmwirkung gehalten. Durch die Metallkaschierung auf dem Ansatz wird diese Klemmwirkung noch wirksam unterstützt.The preferably in the assembled state of the two circuit boards having a trapezoidal contour Approach is deformed when the pin is inserted into the through opening and the second circuit board held on the first printed circuit board by the resulting clamping effect. Through the metal lamination this clamping effect is still effectively supported on the approach.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing, namely shows

F i g. 1 a einen Ausschnitt einer mit Durchgangsöffnungen versehenen ersten Leiterplatte vor der Verbindung mit einer zweiten Leiterplatte,F i g. 1 a shows a section of a first printed circuit board provided with through openings before the connection with a second printed circuit board,

Fig. Ib eine Seitenansicht des Gegenstandes nach Fig. la,Fig. Ib is a side view of the object according to Fig. La,

F i g. Ic die erste Leiterplatte gemäß F i g. la und eine damit verbundene zweite Leiterplatte im Ausschnitt,F i g. Ic the first circuit board according to FIG. la and a second printed circuit board connected to it in the cutout,

Fig. Id den Gegenstand nach Fig. Ic in Seitenan- '" sieht.Fig. Id the object according to Fig. Ic in Seitenan- '" sees.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung aus zwei elektrisch miteinander verbundenen, einseitig metallkaschierten Leiterplatten 1, 2 die senkrecht zueinander '"' stehen und mit einer Anzahl der Einfachheit halber nicht dargestellten elektrischen Bauelementen — wie z. B. Widerständen — bestückt sind.As can be seen from the drawing, the circuit board arrangement according to the invention consists of two electrically interconnected, one-sided metal-clad circuit boards 1, 2 which are perpendicular to each other '"' stand and with a number of electrical components, not shown for the sake of simplicity - such. B. Resistors - are equipped.

Die Leiterplatten bestehen dabei aus einem aus Isoliermaterial gebildeten Substrat Γ, 2', auf dem die ^0 Metallkaschierung im wesentlichen in Form von Leiterbahnen 3,4 vorhanden ist, die sich einerseits bis in die Bereiche der zugeordneten elektrischen Bauelemente bzw. bis in die Anschiußbereiche für eine elektrische Zuleitung und andererseits bis in den Verbindungsbe- 2> reich der beiden Leiterplatten 1, 2 erstrecken. In dem Substrat Γ, d.h. in der Hauptebene der ersten Leiterplatte 1 sind für die Verbindung der beiden Leiterplatten 1, 2 rechteckförmige Durchgangsöffnungen 5 in einer Ebene neben bzw. hintereinander 3" angeordnet, an deren einen Seitenwänden 6 einige der auf der ersten Leiterplatte 1 vorhandenen Leiterbahnen 3 auslaufen. Auf den diesen Seitenwänden 6 gegenüberliegenden Seitenwänden 7 ist pro Durchgangsöffnung 5 zumindest ein Ansatz 8 angeformt, der im nicht r> verformten Zustand eine dreieckiörmige Kontur aufweist (Fig. la, Ib). Des weiteren ist im Bereich der diesen Ansätzen 8 zugeordneten Seitenwände 7 auf der die Leiterbahnen 3 aufweisenden Oberfläche der ersten Leiterplatte 1 jeweils eine Zone 9 der Metallkaschitrung vorhanden, die einerseits nicht mit den Leiterbahnen 3 verbunden ist und andererseits jeweils an jeder Seitenwand 7 und an den Kanten jedes Ansatzes 8 jeder Durchgangsöffnung 5 endet.The circuit boards consist of a substrate Γ, 2 'made of insulating material, on which the ^ 0 metal cladding is essentially in the form of conductor tracks 3, 4, which on the one hand extend into the areas of the associated electrical components or into the connection areas for an electrical supply line and on the other hand into the Verbindungsbe- 2> area of the two circuit boards 1, extend. 2 In the substrate Γ, ie in the main plane of the first circuit board 1, rectangular through openings 5 are arranged in a plane next to or behind one another 3 ″ for the connection of the two circuit boards 1, 2 leak conductor tracks 3, opposite to the said side walls 6 side walls 7 is formed at least one projection 8 per through hole 5, the deformed in the non r> state, a dreieckiörmige contour (Fig. Ia, Ib). Furthermore, in the area of these approaches 8 associated side walls 7 on the surface of the first printed circuit board 1 having the conductor tracks 3 in each case a zone 9 of the metal casing, which on the one hand is not connected to the conductor tracks 3 and on the other hand ends at each side wall 7 and at the edges of each extension 8 of each through opening 5.

Die zweite Leiterplatte 2 ist in Verlängerung ihrer Hauptebene auf einer Seite mit Zapfen 10 versehen, die in ihren Abmessungen den Abmessungen der Durchgangsöffnungen 5 etwa entsprechen und die so angeordnet sind, daß sie zwecks Verbindung der beiden Leiterplatten 1,2 in dieselben einsteckbar sind, und zwar derart, daß die Enden der Leiterbahnen 3 den auf den Zapfen 10 auslaufenden Leiterbahnen 4 zugewandt sind.The second printed circuit board 2 is provided on one side with pins 10 as an extension of its main plane, which correspond in their dimensions to the dimensions of the through openings 5 and so are arranged that they can be inserted into the same for the purpose of connecting the two circuit boards 1,2, namely in such a way that the ends of the conductor tracks 3 face the conductor tracks 4 which run out onto the pin 10.

Damit zwischen diesen Leiterbahnen 3, 4 kein eine einwandfreie Verlötung in einem Lötbad verhindernder Luftspalt verbleibt, sind die Ansätze 8 so ausgebildet, daß beim Eindrücken der Zapfen IO in die Durchgangsöffnungen 5 die Zapfen 10 unter Verformung der Ansatzspitzen 8' in Richtung auf die Seitenwände 6 zu gepreßt werden. Gleichzeitig mit der dabei entstehenden trapezförmigen Kontur 8" der Ansätze 8 wird aus jeder Zone 9 der Metallkaschierung ein dem Flächenanteil jeder abgescherten Ansatzspitze 8' entsprechender Bereich 9' gebildet, der sich an die nicht metallkaschierte Oberfläche des zugeordneten Zapfens 10 anlegt (Fig. 2a, 2b). Dadurch wird die Klemmwirkung der Ansätze zusätzlich unterstützt, so daß beim Lötvorgang die Zapfen der zweiten Leiterplatte 2 aus der ersten Leiterplatte 1 durch den Auftrieb des Lötbades nicht herausgedrückt werden.So that between these conductor tracks 3, 4 there is no preventive soldering in a solder bath Air gap remains, the lugs 8 are designed so that when the pin IO is pressed into the through openings 5, the pin 10 is deformed Approach tips 8 'in the direction of the side walls 6 to be pressed. Simultaneously with the resulting trapezoidal contour 8 ″ of the approaches 8 is made from each zone 9 of the metal cladding to the area portion each sheared attachment tip 8 'corresponding area 9' is formed, which is attached to the non-metal-clad Surface of the associated pin 10 applies (Fig. 2a, 2b). This increases the clamping effect of the Approaches additionally supported, so that during the soldering process, the pins of the second circuit board 2 from the first PCB 1 cannot be pushed out by the buoyancy of the solder bath.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Leiterplattenanordnung aus zwei elektrisch miteinander verbundenen, senkrecht zueinander stehenden, einseitig metallkaschierten, mit elektrisehen Bauelementen bestückten Leiterplatten, wobei die erste Leiterplatte mit zumindest einer rechteckigen Durchgangsöffnung versehen ist, an der von einer Seite her zumindest eine Leiterbahn ausläuft und wobei die zweite Leiterplatte in |0 Verlängerung ihrer Hauptebene mit zumindest einem in seinen Abmessungen den Abmessungen der Durchgangsöffnung etwa entsprechenden, in die Durchgangsöffnung eingreifenden Zapfen versehen ist, auf dem ebenfalls zumindest eine Leiterbahn |5 ausläuft und wobei das betreffende Ende der Leiterbahn der ersten Leiterplatte mit dem zugeordneten Ende iäer Leiterbahn der zweiten Leiterplatte durch leitung in einer Lötanlage verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsöffnung (5) der ersten Leiterplatte (1) an der Seitenwand (7), die der Leiterbahn (3) zugeordneten Seitenwand (6) gegenüberliegt, zumindest ein an die nicht metallkaschierte Oberfläche des Zapfens (10) der zweiten Leiterplatte (2) sich ^5 anlegender verformbarer Ansatz (8) angeformt ist und daß im Bereich der den Ansatz (8) aufweisenden Seitenwand (7) auf der Oberfläche der ersten Leiterplatte (1) eine nicht mit der Leiterbahn (3) verbundene Zone (9) der Metallkaschierung vorhan- ^o den ist, die geringfügig über das freie Ende des verformten Ansatzes (8) hinausragt und die Klemmwirkung des Ansatzes (8) zusätzlich unterstützt.1. Circuit board arrangement of two electrically interconnected, mutually perpendicular, metal-clad circuit boards on one side, equipped with electrical components, the first circuit board being provided with at least one rectangular through opening, on which at least one conductor track runs out from one side and the second circuit board in | 0 Extension of its main plane is provided with at least one pin which approximately corresponds in its dimensions to the dimensions of the through opening and engages in the through opening, on which at least one conductor track | 5 likewise runs out and the end of the conductor track in question of the first circuit board with the associated end The conductor track of the second circuit board is connected by a line in a soldering system, characterized in that in the through opening (5) of the first circuit board (1) on the side wall (7) opposite the side wall (6) assigned to the conductor track (3), at least a to the non-metal-clad surface of the pin (10) of the second circuit board (2) is ^ 5 berthing deformable projection (8) is formed and that in the region of the projection (8) having side wall (7) on the surface of the first printed circuit board ( 1) a zone (9) of the metal cladding not connected to the conductor track (3) is present, which protrudes slightly beyond the free end of the deformed attachment (8) and additionally supports the clamping effect of the attachment (8). 2. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (8) eine J5 dreieckförmige Kontur aufweist.2. Circuit board arrangement according to claim 1, characterized in that the extension (8) has a J5 triangular contour.
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