DE3414552A1 - Process and apparatus for assembling electric components without supply lead - Google Patents

Process and apparatus for assembling electric components without supply lead

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DE3414552A1 DE19843414552 DE3414552A DE3414552A1 DE 3414552 A1 DE3414552 A1 DE 3414552A1 DE 19843414552 DE19843414552 DE 19843414552 DE 3414552 A DE3414552 A DE 3414552A DE 3414552 A1 DE3414552 A1 DE 3414552A1
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Abstract

For positioning and securing electric components without supply lead during assembling on a printed circuit board, a template of adequately heat-resistant silicone rubber is used, the surface of which has suitably positioned depressions for receiving the various components. The template can be produced by casting from a prototype of the circuit.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Montage Method and device for assembly

anschlußleiterloser elektrischer Bauelemente Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung Vorrichtungen zum Durchführen eines solchen Verfahrens. Leadless Electrical Components The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1. Furthermore, relates to Invention Devices for carrying out such a method.

Bei der direkten Montage von anschlußleiterlosen elektrischen Bauelementen auf gedruckten Schaltungsplatten oder -karten ist die Positionierung und Halterung der zu befestigenden Bauelemente zeitraubend und schwierig.For the direct assembly of electrical components without connection wires on printed circuit boards or cards is the positioning and mounting the components to be fastened time-consuming and difficult.

Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, zur Positionierung und Halterung der Bauelemente während des Befestigungsvorganges eine Schablone aus ausreichend wärmebeständigem Silikongummi zu verwenden, deren Oberfläche geeignet positionierte Vertiefungen zur Aufnahme der verschiedenen Bauelemente aufweist. Die Schablone kann durch Abgießen eines Prototyps der Schaltung hergestellt werden, bei dem die Bauelemente an den vorgesehenen Stellen in konventioneller Weise befestigt worden sind. Durch Lackieren der Oberfläche der Prototyp-Schaltung kann ein geringfügiges Übermaß der Schablone erreicht werden, was für ein leichtes, lockeres Einsetzen der Bauteile zweckmäßig ist.To solve this problem, it is proposed to use positioning and holding the components during the fastening process from a template to use sufficient heat-resistant silicone rubber, the surface of which is suitable has positioned recesses for receiving the various components. The stencil can be made by casting a prototype of the circuit, in which the components are attached to the intended locations in a conventional manner have been. Painting the surface of the prototype circuit may cause a minor Excess of the template can be achieved, what an easy, loose insertion the components is appropriate.

Die Silikongummischablone wird vorzugsweise in einem Halterungskörper gebildet, der eine Aussparung mit Anlageschulter zur Aufnahme der noch unbestückten Schaltungsplatte aufweist. Die Vertiefungen der Schablone sind so bemessen, daß die in sie eingesetzten Bauelemente etwas herausragen und bei in die Aussparung eingesetzter Schaltungsplatte gegen diese gedrückt werden.The silicone rubber template is preferably in a holder body formed, which has a recess with contact shoulder to accommodate the still unpopulated Has circuit board. The wells of the template are dimensioned so that the components inserted into them protrude somewhat and into the recess inserted circuit board are pressed against this.

Vor der Montage werden die Anschlußflecke der Bauelemente und/oder der gedruckten Schaltung mit Lot überzogen. Dann werden die Bauelemente mit nach oben weisenden Anschlußflecken in die zugehörigen Vertiefungen der Schablone eingelegt und anschließend wird die gedruckte Schaltungsplatte mit der richtigen Orientierung in die vorgesehene Aussparung eingedrückt. Die Anordnung wird dann zum Verbinden der Bauelemente mit der Schaltungsplatte erhitzt.Before assembly, the pads of the components and / or the printed circuit covered with solder. Then the components with after Inserted connection pads pointing upwards in the corresponding recesses of the template and then the printed circuit board is with the correct orientation pressed into the recess provided. The arrangement is then used to connect of the components heated to the circuit board.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following the invention with reference to the drawing explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht einer gedruckten Schaltung die mit anschlußleiterlosen elektrischen Bauelementen bestückt ist; Fig. 2 einen Querschnitt in einer Ebene II-II der Fig. 1 und Fig. 3 einen Querschnitt einer Montageschablone mit Bauelementen und einer gedruckten Schaltungsplatte, die in sie zur Montage eingesetzt sind.1 shows a plan view of a printed circuit with electrical components without connection wires are fitted; Fig. 2 is a cross section in a plane II-II of FIGS. 1 and Fig. 3 is a cross section of a Mounting template with components and a printed circuit board included in they are used for assembly.

In Fig. 1 und 2 ist schematisch, ohne Anspruch auf die Darstellung einer funktionsfähigen Schaltung eine Schaltungseinheit 10 dargestellt, welche eine übliche isolierende Schaltungsplatte 12 enthält, auf der sich ein ~gedrucktes" Leitungsmuster 14 aus einer ausgeätzten Kupferfolie befindet. Das Leitungsmuster 14 enthält Anschlußflecke 16 zum direkten Auflöten von anschlußleiterlosen elektrischen und elektronischen Bauelementen 18, die entsprechende Anschlußflecke aufweisen. Schaltungen dieser Art sind bekannt, so daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt.In Fig. 1 and 2 is schematic, without claiming to the representation a functional circuit, a circuit unit 10 is shown, which a contains conventional insulating circuit board 12 on which there is a 'printed' wiring pattern 14 is made of an etched copper foil. The line pattern 14 includes pads 16 for direct soldering of electrical and electronic cables without connection wires Components 18 which have corresponding connection pads. Circuits of this Type are known, so that no further explanation is necessary.

Bei der Fertigung von Schaltungen des oben erwähnten Typs werden die Anschlußflecke de s des Leitungsmusters 14 und/oder der Bauelemente 18 mit einer dünnen Lotschicht überzogen und anschließend müssen die Bauelemente mit ihren Anschlußflecken genau auf den entsprechenden Anschlußflecken des Leitungsmusters positioniert werden. Die Schaltungsplatte mit den Bauelementen wird dann so weit erwärmt, daß das Lot schmilzt und die Bauelemente fest in die Schaltung eingelötet werden.In the manufacture of circuits of the type mentioned above, the Connection pads de s of the line pattern 14 and / or the components 18 with a thin layer of solder and then the components with their pads be positioned exactly on the corresponding pads of the line pattern. The circuit board with the components is then heated so far that the solder melts and the components are firmly soldered into the circuit.

Zur Erleichterung der Positionierung der Bauelemente bezüglich der Schaltungsplatte wird erfindungsgemäß eine Montageschablone 20 vorgesehen, welche eine Oberfläche 22 mit Vertiefungen 24 aufweist, die zu den Bauelementen 18 komplementär sind und eine der vorgesehenen Positionen der Bauelemente 18 auf der Schaltungsplatte entsprechende Position aufweisen.To facilitate the positioning of the components with respect to the Circuit board, a mounting template 20 is provided according to the invention, which has a surface 22 with depressions 24, which to the components 18 are complementary and one of the intended positions of the components 18 have the corresponding position of the circuit board.

Der die Oberfläche 22 mit den Vertiefungen 24 bildende Teil 26 der Schablone 20 besteht aus einem MaterIal, vorzugsweise Silikongummi, das bei einer Schmelztemperatur des Lotes ausreichend beständig und vorzugsweise etwas elastisch ist. Der Teil 26 ist vorteilhafterweise in einem z.B. aus Metall bestehenden Gehäuse 28 untergebracht, as auf der Seite der Oberfläche 22 eine Öffnung 30 aufweist, deren Form der Umfangsform der Schaltungsplatte 12 entspricht. Die Öffnung 30 enthält vorzugsweise eine Anlageschulter 32, wobei die Lage der Oberfläche 22 mit den Vertiefungen 24 bezüglich der Anlageschulter 32 vorzugsweise so bemessen ist, daß die Schaltungsplatte 12 bei in die Vertiefungen 24 eingsetzten Bauelementen 18 und auf diese aufgelegter Schaltungsplatte 12 letztere noch nicht ganz an der Schulter 32 anliegt, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so daß die Bauelemente 18 mit ihren Anschlußflecken durch den elastischen Teil 26 fest und sicher jedoch trotzdem schonend gegen die Anschlußflecke der Schaltungsplatte 12 gedrückt werden, wenn letztere an die Anlageschulter 32 angedrückt wird. Falls die Form der Schaltungsplatte 12 nicht schon von sich aus eine eindeutige Positionierung in der Montageschablone 20 gewährleistet, ist vorzugsweise eine Orientierungsnut 34 im Rand der Schaltungsplatte 12 vorgesehen und die Öffnung 30 der Schablone 20 weist dann eine entsprechende Orientierungsnase 36 auf, so daß eine ordnungsgemäße Orientierung der Schaltungsplatte 12 bezüglich den in die Vertiefung 24 eingesetzten Bauelementen 18 gewährleistet ist.The part 26 of FIG. 2 which forms the surface 22 with the depressions 24 Template 20 consists of a MaterIal, preferably silicone rubber, which at a Melting temperature of the solder sufficiently stable and preferably somewhat elastic is. The part 26 is advantageously in a housing made of, for example, metal 28 housed, as on the side of the surface 22 has an opening 30, the Shape of the peripheral shape of the circuit board 12 corresponds. The opening 30 contains preferably a contact shoulder 32, the position of the surface 22 with the depressions 24 is preferably dimensioned with respect to the contact shoulder 32 so that the circuit board 12 in the case of components 18 inserted into the depressions 24 and placed on them Circuit board 12, the latter not yet fully abut the shoulder 32, as it does is shown in Fig. 3, so that the components 18 with their pads through the elastic part 26 firmly and securely but nevertheless gently against the connection pads of the circuit board 12 are pressed when the latter is pressed against the contact shoulder 32 is pressed. If the shape of the circuit board 12 is not already inherent a clear positioning in the mounting template 20 is preferably ensured an orientation groove 34 is provided in the edge of the circuit board 12 and the opening 30 of the template 20 then has a corresponding orientation nose 36 so that Proper orientation of the circuit board 12 with respect to those in the recess 24 used components 18 is guaranteed.

Bfi der fertigung der Schaltungseinheit 10 werden die Bauelenlen te 18 in die entsprechenden Vertiefungen ei eingeset%t und die Schaltungsplatte 12 wird dann mit nach unten weisendem Leitungsmuster 14 in die ÖFfnung 30 der Schablone eingelegt. Vorher waren die Anschlußflecke des Leitungsmusters und/oder der Bauelemente mit einer Lotschicht versehen worden.Bfi the production of the circuit unit 10, the components are te 18 inserted into the corresponding recesses and the circuit board 12 is then inserted into the opening 30 of the template with the line pattern 14 pointing downwards inserted. Before that were the pads of the wiring pattern and / or the components been provided with a layer of solder.

Die Schaltungsplatte 12 wird dann gegen die Anlageschulter 32 gedrückt, z. B. durch Beschweren oder eine Klammer, und die ganze Anordnung wird dann in einem geeigneten Ofen auf die Erweichungstemperatur des Lotes erhitzt. Nach ausreichendem Abkühlen kann die Fertige Schaltungseinheit 10 dann der Schablone entnommen werden.The circuit board 12 is then pressed against the contact shoulder 32, z. B. by weighting down or a bracket, and the whole arrangement is then in one heated in a suitable oven to the softening temperature of the solder. After sufficient The finished circuit unit 10 can then be removed from the template to cool down.

Die anhand von Fig. 3 beschriebene Schablone läßt sich am einfachsten dadurch herstellen, daß man einen Prototyp der Schaltungseinheit 10, der in konventioneller Weise hergestellt worden ist, mit Silikongummi oder dergleichen abgießt. Hierbei wird die Oberfläche der Prototyp-Schaltungseinheit vorzugsweise mit einer dünnen Lackschicht 38 überzogen, um ein geringfügiges Ubermaß der Schablone zu erreichen, was für ein leichtes, lockeres Einsetzen der Bauteile zweckmäßig ist.The template described with reference to FIG. 3 is the simplest by producing a prototype of the circuit unit 10, which is in conventional Way has been made, poured off with silicone rubber or the like. Here the surface of the prototype circuit unit is preferably covered with a thin Lacquer layer 38 coated in order to achieve a slight oversize of the stencil, which is useful for an easy, loose insertion of the components.

Das Abgießen kann dadurch erfolgen, daß man das Gehäuse 28 mit unpolymerisiertem Silikongummi füllt, auf die Anlageschulter 32 einen geeignet bemessenen Abstandshalterring legt und dann die mit der Lackschicht 38 überzogene Prototyp-Schaltungseinheit in die Öffnung 30 einsetzt und mit den Bauelementen in die Oberfläche des Silikongummis oder dergleichen drückt. Nach dem Auspolymerisieren oder Härten der Füllung und dem Herausnehmen des Abstandshalterringes ist die Schablone dann gebrauchsfähig. Die Höhe der Füllung des Gehäuses wird vorzugsweise so gewählt, daß zwar alle Bauelemente entsprechende Vertiefungen in der Oberfläche qer Füllung bilden, diese jedoch nicht ganz bis zur .ichaltungsplatte reicht, so daß sich also die in Fiq.The casting can be done in that the housing 28 with unpolymerized Silicone rubber fills a suitably sized spacer ring on the contact shoulder 32 and then the prototype circuit unit coated with the lacquer layer 38 in the opening 30 inserts and with the components in the surface of the silicone rubber or the like presses. After the filling has polymerized or hardened and After removing the spacer ring, the template is ready for use. The height of the filling of the case is preferably chosen so that although all components have corresponding depressions in the surface qer filling form, but not quite as far as the .ichaltungplatte, so that those in Fiq.

3 dargestellten Verhältnisse ergeben.3 shown relationships result.

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Claims (11)

Verfahren und Vorrichtung zur Montage anschlußleiterloser elektrischer Bauelemente Patentansprüche 1. Verfahren zur Montage anschlußleiterloser elektrischer Bauelemente, die Anschlußeflecke aufweisen, au: einer Schaltungsplatte, die ein Leitermuster mit entsprechenden Anschlußflecken aufweist, bei welchem die Bauelemente mit deren Anschlußflecken auf den entsprechenden Anschlußflecken der Schaltungsplatte angeordnet und durch Wärmeeinwirkung mit diesen verlötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente zur Positionierung mit nach oben weisenden Anschlußflecken in eine Schablone eingelegt werden, die Vertiefungen zur Aufnahme der Bauelemente und eine Halterung zur Aufnahme der Schaltungsplatte aufweist, wobei die Lage der Vertiefungen und der Halterung in Bezug aufeinander der Lage im vorqesehenen montierten Zustand der Bauelemente entspricht und daß dann die Schaltungsplatte mit nach unten weisenden Anschlußflecken so in die Halterung eingebracht wird, daß ihre Anschlußflecke die Anschlußflecke der entsprechenden Bauelemente berühren, und daß diese Anordnung dann zum Verlöten erwärmt wird. Method and device for assembling connection-less electrical Components Claims 1. Method for assembling connection-less electrical Components that have terminal pads include: a circuit board that has a Has conductor pattern with corresponding connection pads, in which the components with their pads on the corresponding pads on the circuit board arranged and soldered to them by the action of heat, characterized in that that the components for positioning with upward facing pads in a template can be inserted, the recesses for receiving the components and a bracket to hold the circuit board having, where the position of the depressions and the holder in relation to each other in relation to the position in the foregoing assembled state of the components and that then the circuit board is introduced into the holder with the connection pads pointing downwards in such a way that their connection pads touch the connection pads of the corresponding components, and that this assembly is then heated for soldering. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schablone mit einem die Vertiefungen enthaltenden Teil, der elastisch ist, verwendet wird und daß die Schaltungsplatte unter Deformation dieses elastischen Teiles gegen die Bauelemente gedrückt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a template with a part containing the recesses which is elastic and that the circuit board under deformation of this elastic member against the Components is pressed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone durch Abgießen eines Schaltungs-Prototyps mit einem polymerisierbaren Elastomer hergestellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Template by casting a circuit prototype with a polymerizable Elastomer is produced. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungs-Prototyp vor dem Abgießen mit einem dünnen Überzug versehen wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the circuit prototype is provided with a thin coating before pouring. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen elastomeren Körper (26) mit einer Oberfläche (22), die Vertiefungen (24) zur Aufnahme der Bauelemente aufweist.5. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized by an elastomeric body (26) with a surface (22), the depressions (24) for receiving the components. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Vertiefungen (24) kleiner als die Höhe der Bauelemente (18) ist.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the depth of the depressions (24) is smaller than the height of the components (18). 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (24) in seitlicher Richtung etwas größer sind als die Bauelemente.7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the recesses (24) are somewhat larger in the lateral direction than the components. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6 o'##r 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Körper (26) in einem Gehäuse (28) angeordnet ist, das eine Öffnung (30) zur Aufnahme einer Schaltunasplatte aufweist.8. Device according to one of claims 5, 6 o '## r 7, characterized in that that the elastic body (26) is arranged in a housing (28) which has an opening (30) for receiving a Schaltunasplatte. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Vorrichtung (36) zur festlegung der Position der Schaltungsplatte (12j bezüglich des Gehäuses (28) und der Vertiefungen (24) aufweist.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the housing a device (36) for determining the position of the circuit board (12j with respect to of the housing (28) and the recesses (24). 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Anschlag (s2) für die Schaltungsplatte (12) aufweist, von dem die Schaltungsplatte (12) noch einen gewissen, kleinen Abstand hat, wenn sie ohne Einwirkung von Druck auf die in den Vertiefungen (24) angeordneten Bauelemente (1&) aufgelegt ist.10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the housing has a stop (s2) for the circuit board (12), of which the circuit board (12) still has a certain, small distance if it is without Action of pressure on the components (1 &) arranged in the depressions (24) is hung up. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper 26 aus Silicongummi besteht.11. Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that that the body 26 is made of silicone rubber.
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