DE3235717A1

DE3235717A1 - Anschlusselement fuer eine schaltungstraegerplatte

Info

Publication number: DE3235717A1
Application number: DE19823235717
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Phys. 8031 Eichenau Rettig
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1982-09-27
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE3235717C2

Description

Anschlußelement für eine Schaltungsträgerplatte
Die Erfindung betrifft ein Anschlußelement für eine Schaltungsträgerplatte aus einem Blechstreifen mit einem vergleichsweise schmalen Anschlußstreifen, der in ein breiteres Verbindungsstück übergeht, das durch Einschnitte aufgeteilt in einer Anzahl federnder Blechzungen endet und bei dem wenigstens eine der Blechzungen gegenüber wenigstens einer weiteren Blechzunge zur Bildung einer Klemmiontur taschenfbrmig abgebogen ist.
Beim Auflöten der Anschlußelemente auS die Kontaktflächen der Keramiksubstrate als Schaltungsträgerplatten von Hybridschaltungen wird zur sicheren Kontaktierung eine bestimmte Lotmenge benötigt. Bei Tauch- oder Schwallötung ist diese Lotmerge vorhanden, während bei Substraten, die nur über Lotpastensiebdruck mit Lot versehen sind, die Lotverbindung zum Anschlußelement fehlerhaft sein kann.
Eine besonders unsichere Kontaktierung ergibt sich dann, wenn außer dem Lotüberzug des Anschlußelementes kein weiteres Lotmaterial für die Lötverbindung zur Verfügung steht. Um dennoch eine sichere Kontaktierung zu erreichen, wurde auch bisher schon in der Nähe der Lötstelle zusätzliches Lötmaterial angeordnet. So wurden z.B. auf der abgebogenen Blechzunge kleine Lotkugeln angeheftet oder Stücke von Lötdraht zusammen mit Flußmitteln eingerollt. Wegen der Kleinheit der Lotkigeln oder der Lötdrahtstücke ergeben sich aber zusätzliche, aufwendige und dennoch unsichere Arbeitsgänge in der Vorbereitungsphase vor der eigentlichen Auflötung. In der Praxis hat sich außerdem ein merklicher Fehleranteil durch abgefallene Lotpartikel ergeben.
Die Aufgabe bei der vorliegenden Erfindung besteht also darin, zur Sicherung der Kontaktierung plattenförmiger Substrate ein Anschlußelement der eingangs erwähnten Art zu finden, an dem in einfacher Weise ein Lotvorrat angebracht ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens zwischen einer der Blechzungen und einem weiteren Blechteil ohne Federfunktion ein Spalt gebildet ist, in dem Lötmaterial angeordnet ist.
Von besonderem Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Anschlußelement ist der Wegfall zusätzlicher Arbeitsgänge zum Anbringen des Lotvorrates, da beim Verzinnen des Anschlußelementes beispielsweise durch ein Tauch- oder Schwallverfahren der vorgesehene Spalt sich selbsttätig mit dem Lötmaterial füllt.
Im Hinblick auf eine einfache Herstellung ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Anschlußelementes so gestaltet, daß wenigstens eine der nicht abgebogenen Blechzungen ein Verlängerungsstück aufweist, das in der gegenüber der Klemmkontur entgegengesetzten Richtung um 1800 unter Bildung eines Spalts abgebogen ist.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich durch Stanzen und Punktschweißen vergleichsweise einfach herstellen läßt, ergibt sich dadurch, daß an wenigstens einer der nicht abgebogenen Blechzungen an der der Klemmkontur abgewandten Seite ein Zusatzstück unter Bildung eines Spalts angebracht ist.
Zur Sicherung der Benetzung kann es zweckmäßig sein, daß wenigstens die Blechzungen mit Lötmaterial überzogen sind.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Anschlußelement in zwei Ansichten und Fig. 2 ein unter Verwendung des Anschlußelementes nach Fig. 1 kontaktiertes Keramiksubstrat im Ausschnitt.
Das erfindungsgemäße Anschlußelement ist in der Fig. 1 in einer Aufsicht und einer Seitenansicht dargestellt.
Das Anschlußelement wird durch Stanzen hergestellt und ist deshalb zunächst noch am Ende des vergleichsweise schmalen Anschlußstreifens 1 mit einem Steg St verbunden, eine Vielzahl dieser Anschlußelemente ergibt zusammen mit dem Steg eine Kammstruktur. Der schmale Anschlußstreifen 1 geht in ein breiteres Verbindungsstück 2 über, das im Ausführungsbeispiel durch zwei Einschnitte aufgeteilt in drei federnden Blechzungen 3, 4, 5 endet. Aus der Seitenansicht ist erkennbar daß die mittlere Blechzunge 4 gegenüber den beiden anderen Blechzungen 3 und 5 taschenförmig abgebogen ist, so daß sich zwischen Blechzunge 4 und Blechzungen 3 und 5 eine Klemmkontur zur Aufnahme des zu kontaktierenden Keramiksubstrates ergibt.
Aus der Seitenansicht ist erkennbar, daß die beiden äußeren Blechzungen 3 und 5 nicht mehr an der Stelle Zl enden, sondern jeweils ein Verlängerungsstück 3' bzw. 5' aufweisen, das in der gegenüber der Blechzunge 4 entgegengesetzten Richtung abgebogen ist und parallel zu den Blechzungen 3 und 5 im Abstand d verläuft. Beim dargestellten Anschlußelement ergeben sich dadurch zwei Spalte, in denen ein Lotvorrat LV eingebracht ist. Die Menge des Lotvorrates ergibt sich dabei aus der Breite b der Blechzunge, der Dicke d und der Länge des Spaltes und aus der Anzahl der abgebogenen Blechzungen.
Für das Einbringen des Lotvorrates LV in den Spalt des Anschlußelementes ist kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich. Die Anschlußelemente werden üblicherweise durch Eintauchen in ein Lötband oder mittels eines Schwallverfahrens oberflächlich verzinnt, aufgrund der Kapillarwirkung füllen sich dabei die Spalte mit Lötmaterial.
Bei einem weiteren, in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Blechzungen aus konstruktiven Gründen nicht verlängert werden. In diesem Falle wurde der Spalt dadurch gebildet, daß am Verbindungsstück ein Zusatzstück unter Bildung eines Spaltes durch Punktschweißen angebracht wurde.
In der Fig. 2 ist im Ausschnitt ein Keramiksubstrat KS mit angelötetem Anschlußelement dargestellt. Das Keramiksubstrat KS ist dabei zwischen die vordere Blechzunge 4 und die hinteren Blechzungen 3 und 5 gesteckt und mit der vorderen Blechzunge 4 über die Lötstelle LS und die Leiterbahn LB verbunden.
Aus der Fig. 2 ist erkennbar, daß im Spalt zwischen den Blechzungen 3 und 5 und den Verlängerungsstücken 3' und 5' ein Restvorrat RV am Lot verblieben ist, während ein großer Teil des Lotes zur Lötstelle LS gewandert ist. Die Lotwanderung erfolgt dabei über die Oberflächenverzinnung des Anschlußelementes, da die Lötstelle LS nach dem Aufschmelzen so lange Lot aus dem Spalt ansaugt, wie die Kapillarspannung an dieser Lötstelle größer ist als die des Lotvorrates LV.
Die Kapillarspannung einer Flüssigkeit ist abhängig von deren Oberflächenspannung und vom Krümmungsradius der Flüssigkeitsoberfläche bzw. dem Beneztungswinkel. Nach der ersten Benetzung ergeben sich zwischen Leiterbahn LB und Blechzunge 4 vergleichsweise spitze Winkel, die eine größere Kapillarspannung als die im Lotvorrat LV ergeben. Damit saugt die Lötstelle aus dem Lotvorrat LV so lange Lot an, bis die Krümmung der sich ausbildenden Menisken am Umfang der Lötstelle der Erummung des Meniskus am Lotvorrat LV entspricht oder bis dieser Lotvorrat erschöpft ist. Zur Sicherstellung einer guten Kontaktierung ist deshalb der Lotvorrat LV so bemessen, daß im Normalfalle ein geringer Restvorrat RV übrig bleibt.
Beim Reflow-Löten werden häufig neben der eigentlichen Lötstelle auch weitere damit in Verbindung stehende Lotbereiche des Substrates aufgeschmolzen, deren Kapillarspannung auch zu einem Absaugen von Lot aus dem Lotvorrat LV führen kann, so daß in diesem Falle der Lotvorrat besonders reichlich bemessen ist.
4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

l v B l v w u; Patentansprüche 4 Anschlußelement für eine Schaltungsträgerplatte aus einem Blechstreifen mit einem vergleichsweise schmalen Anschlußstreifen, der in ein breiteres Verbindungsstück übergeht, das durch Einschnitte aufgeteilt in einer Anzahl federnder Blechzungen endet und bei dem wenigstens eine der Blechzungen gegenüber wenigstens einer weiteren Blechzunge zur Bildung einer Klemmkontur taschenförmig abgebogen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß wenigstens zwischen einer der Blechzungen und einem weiteren Blechteil ohne Federfunktion ein Spalte gebildet ist, in dem Lötmaterial angeordnet ist.
2. Anschlußelement nach Patentanspruch 1, d a d u r cfi g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens eine der nicht abgebogenen Blechzungen ein Verlängerungsstück aufweist, das in der gegenüber der Klemmkontur entgegengesetzten Richtung um-180° unter Bildung eines Spalts abgebogen ist.
3. Anschlußelement nach Patentanspruch 1, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß an wenigstens einer der nicht abgebogenen Blechzungen an der der Klemmkontur abgewandten Seite ein Zusatzstück unter Bildung eines Spalts angebracht ist.
4. Anschlußelement nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß wenigstens die Blechzungen mit Lötmaterial überzogen sind.