DE3235717C2

DE3235717C2 - Anschlußelement für eine Schaltungsträgerplatte

Info

Publication number: DE3235717C2
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: 1986-08-07
Also published as: DE3235717A1

Abstract

Schaltungsträgerplatten für Schichtschaltungen werden durch Auflöten von Anschlußelementen kontaktiert. Schwierig kann dabei die Versorgung der Lötstelle mit ausreichend Lotmaterial sein. Das Anschlußelement enthält eine Anzahl federnder Blechzungen, von denen wenigstens eine gegenüber den anderen zur Bildung einer Klemmkontur taschenförmig abgebogen ist und für das Anbringen zusätzlicher Lotkugeln oder Lötdrahtabschnitte wenig Möglichkeit bietet. Erfindungsgemäß wird deshalb zwischen einer der Blechzungen und einem weiteren Blechteil ohne Federfunktion ein Spalt gebildet, in dem das Lötmaterial angeordnet ist. Der Spalt kann in einfacher Weise dadurch gebildet werden, daß die Blechzungen ein Verlängerungsstück aufweisen, das gegenüber der Klemmkontur in entgegengesetzter Richtung unter Bildung eines Spaltes zur eigentlichen Blechzunge abgebogen ist. Die Anwendung der Erfindung erfolgt insbesondere bei der Kontaktierung von Keramiksubstraten an Schichtschaltungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Anschlußelement für eine Schaltungsträgerplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim Auflöten der Anschlußelemente auf die Kontaktflächen der Keramiksubstrate als Schaltungsträgerplatten von Hybridschaltungen wird zur sicheren Kontaktierung eine bestimmte Lotmenge benötigt. Bei Tauch- oder Schwallötung ist diese Lotmenge 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 ist es aus der DE-PS 23 21 828 bei einem Anschlußelement der Eingangs erwähnten Art bekannt, eine der Blechzungen um ein weiteres Blechteil zu verlängern, das zusammen mit der Blechzunge in der Nähe der späteren Lötstelle eine Aufnahme bildet, in der ein Lötdraht angeordnet ist, es wurden auch schon an die abgebogene Blechzunge kleine Lotkugeln angeheftet oder Stücke von Lötdraht zusammen mit Flußmitteln eingerollt. Wegen der Kleinheil der Lotkugel oder Lötdruhtstückc 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 Lotpanikel 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.

to Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst

Von besonderem Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Anschlußelement ist der Wegfall zusätzlicher Arbeitsgänge zum Anbringen des Lotvorrates, da beim Verzinnen des Anschlußelementes beispielsweise durch eine 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 180° unter Bildung eines Spalts abgebogeK 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 Lötmaierial überzogen sind.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 ein Anschlußelement in zwei Ansichten und F i g. 2 ein unter Verwendung des Anschlußelementes nach Fig. 1 kontaktiertes Keramiksubsirat im Ausschnitt.

Das 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 Sf 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 kontaklierenden 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 Blechzungc 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 L V eingebracht ist. Die Menge des Lotvorrats ergibt sich dabei aus der Breite b der Blechzunge, der Dicke d und der Länge des Spaltes und aus der Anzahl der abgebogenen ßlcchzimgen.

Für das Einbringen des Lolvorrates 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 F i g. 2 ist erkennbar, daß im Spalt zwischen den Blechzungen 3 und 5 und den Verlän^erungsstükken 3' und 5' ein Restvorrat /?Vam 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 L V.

Die Kapillarspannung einer Flüssigkeit ist abhängig von deren Oberflächenspannung und vom Krümmungsradius der Flüssigkeitsoberfläche bzw. dem Benetzungswinkel. Nach der ersten Benetzung ergeben sich zwischen Leiterbahn Z,ßund Blechzunge 4 vergleichsweise spil/.c Winkel, die eine größere Kapillarspannung als die im Lotvorral L Vergeben. Damit saugt die Lötstelle aus dem Lotvorrat L V so lange Lot an, bis die Krümmung der sich ausbildenden Menisken am Umfang der Lötstelle der Krümmung des Meniskus am Lotvorrat LV entspricht oder bis dieser Lotvorrat erschöpft ist. Zur Sichcrstellung einer guten Kontaktierung ist deshalb der Lotvorrat LVso bemessen, daß im Normalfalle ein geringer Restvorrat R Vübrig 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anschlußelement für eine Schaltungsträgerplatte mit einem vergleichsweise schmalen Anschlußstreifen, der über ein Verbindungsstück mit einer Anzahl federnder Blechzungen verbunden ist und bei dem wenigstens eine der Blechzungen gegenüber wenigstens einer weiteren Blechzunge zur Bildung einer Klemmkontur taschenförmig abgebogen ist und zwischen wenigstens einer der Blechzungen und einem weiteren Bestandteil in der Nähe der späteren Lötstelle mit der Schaltungsträgerplatte eine Aufnahme gebildet ist, in der Lötmaterial angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der schmale Anschlußstreifen in ein vergleichsweise breiteres Verbindungsstück mittig übergeht, das durch Einschnitte aufgeteilt in den federnden Blechzungen endet, daß die Aufnahme durch einen Spalt zwischen wenigstens einer der Blechzungen und einem weiteren Blechteil ohne Federfunktion gebildet ist und daß das Lötmaterial beim Verzinnen des Anschlußelementes in den Spalt eingebracht ist.

2. Anschlußelement nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, 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, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Blechzungen mit Lötmaterial überzogen sind.