DE4338744A1

DE4338744A1 - Printed circuit board with conduction paths

Info

Publication number: DE4338744A1
Application number: DE19934338744
Authority: DE
Inventors: Manfred Homeyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-05-18

Abstract

The circuit board (PCB) has conductive tracks (13) and through contacts (11). The conductive tracks (13) can thus be connected with tracks on the other side of the board via the through contacts (11). At least one of the through contacts (11) has a mould plug (12), preferably on the under side of the circuit board (10). This plug (12) prevents solder piling up during the soldering process. Preferably, electric components (15) are provided on the circuit board (10). The through contacts (11) near the components (15) are provided with mould plugs (12). The mould plug (12) should be made of heat resistant plastic or the like and is preferably mounted on the opposite side of the board (10) to the components (15).

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Leiterplatte nach der Gattung des Anspruchs 1. Es sind bereits Leiterplatten bekannt, die sowohl auf ihrer Oberseite als auch auf ihrer Unterseite Leiterbahnen aufwei sen, welche über Durchkontaktierungen durch die Leiterplatte hin durch miteinander verbunden sind. Es ist weiter bekannt, in einige der Durchführungen Kontaktelemente von elektronischen bzw. elektri schen Bauteilen zu stecken, um mit dem nachfolgenden Lötvorgang eine leitfähige, feste Verbindung der Leiterbahnen mit dem elektrischen Bauteil zu erhalten. Das Löten erfolgt dabei in bekannter Weise durch Wellen-Lötung, bei der das Lötzinn von der dem elektrischen Bauteil abgekehrten Seite an die Leiterplatte geführt wird. Dabei kann der Effekt auftreten, daß durch eine Durchkontaktierung Lötzinn von der Unterseite der Leiterplatte auf die Oberseite der Leiter platte gerät und dort zu Kurzschlüssen führt.The invention relates to a circuit board according to the genus of Claim 1. There are already known circuit boards, both on on their top as well as on their underside conductor tracks sen, through vias through the circuit board are connected by. It is also known in some the bushings contact elements of electronic or electri components to plug in with the subsequent soldering process conductive, firm connection of the conductor tracks with the electrical Obtain component. The soldering is carried out in a known manner by wave soldering, in which the solder is different from that of the electrical Component facing away from the circuit board. Here the effect can occur that through-soldering from the bottom of the circuit board to the top of the conductor flat device and there leads to short circuits.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Leiterplatte mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch mittels des Pfropfens verschlossene Durchkontaktierungen kein Lötzinn auf steigen kann, wodurch die Gefahr von Kurzschlüssen reduziert wird. Außerdem entfällt eine Vorbestückung der elektronischen Bauteile mit Schutzuntersetzern, wodurch die Nachteile von hohen Bestückungsko sten und die Möglichkeit der Falschbestückung zugunsten einer auto matischen Bestückung vermieden werden. Des weiteren tritt der Vor teil auf, daß beim Schaltungsentwurf Durchkontaktierungen auch an Stellen plaziert werden können, die aufgrund ihrer Lage ein beson ders hohes Kurzschlußrisiko in sich bergen.The circuit board according to the invention with the characteristic features of claim 1 has the advantage that by means of plated-through holes of the plug do not have any solder may increase, which reduces the risk of short circuits. There is also no need to pre-equip the electronic components Protective coasters, which means the disadvantages of high assembly costs and the possibility of incorrect assembly in favor of an auto matic assembly can be avoided. Furthermore the step occurs Part of that vias on the circuit design Places that can be placed due to their location the high short-circuit risk.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Leiterplatte möglich. Das Verschließen von Durchkontak tierungen in der Nähe der elektrischen bzw. elektronischen Bauteile, die auf der Leiterplatte vorgesehen sind, dient in vorteilhafter Weise dazu, ein Aufsteigen von Lotzinn in der Nähe dieser elektri schen Bauteile zu verhindern, wodurch ein Anschmelzen der Gehäuse schicht des elektrischen Bauteils mit evtl. folgendem Kurzschluß verhindert werden kann. Ebenso vorteilhaft ist es, den Pfropfen an der dem elektrischen Bauteil abgewandten Seite der Leiterplatte an zuordnen, da somit ein Bestücken der Leiterplatte mit Pfropfen be reits gleichzeitig mit der Bestückung mit elektrischen Bauteilen und auch noch danach erfolgen kann. Die Ausführung des Pfropfens aus hitzebeständigem Kunststoff bringt den Vorteil mit sich, daß der Pfropfen beim Lötvorgang nicht von heißem Lötzinn angegriffen werden kann. Ein Kleben des Pfropfens auf oder in die Durchkontaktierung bietet den Vorteil, daß der Pfropfen fest in der Durchkontaktierung haftet und nicht versehentlich herausfallen kann.The measures listed in the subclaims provide for partial further training and improvements in the main claim specified circuit board possible. The closing of through contact close to the electrical or electronic components, which are provided on the printed circuit board are used advantageously Way to ascend solder in the vicinity of this electri prevent components, causing the housing to melt layer of the electrical component with possibly the following short circuit can be prevented. It is just as advantageous to attach the plug the side of the circuit board facing away from the electrical component assign, because thus loading the PCB with plug rides simultaneously with the assembly with electrical components and can also be done afterwards. The execution of the graft heat-resistant plastic has the advantage that the Grafting during the soldering process must not be attacked by hot solder can. Sticking the plug on or in the via offers the advantage that the plug is firmly in the via is liable and cannot accidentally fall out.

Das im nebengeordneten Anspruch 6 aufgeführte Verfahren zur Herstel lung der in den vorhergehenden Ansprüchen beanspruchten Leiterplatte führt zu dem Vorteil, daß auf einfache Weise und mit geringem Aufwand eine Leiterplatte mit Pfropfen auf Durchkontaktie rungen hergestellt werden kann. Die Positionierung der Bauteile auf der Leiterplatte und das Verschließen der Durchkontaktierungen, wel che unter dem elektrischen Bauteil liegen, bringt den Vorteil mit sich, daß kein aufsteigendes Lötzinn insbesondere unmittelbar an das Gehäuse des elektrischen Bauteils gelangen kann. Ein Kleben des elektrischen Bauteils auf die Leiterplatte oder ein Umbiegen seiner Kontaktelemente ist eine vorteilhafte Maßnahme, da ein Aufschwimmen des elektrischen Bauteils beim Löten vermieden wird. Eine automati sche Abtastung der Leiterplatte zur Ermittlung der Durchkontaktie rungen, die mit Pfropfen verschlossen werden sollen, stellt ein ko stengünstiges Verfahren dar, da dieser Verfahrens schritt automatisch erfolgt und manuell verursachte Fehler weitgehend vermeidet. Des weiteren entfällt das Risiko menschlicher Fehler bei der Bestückung mit Pfropfen. Spritzguß oder Extrudieren stellen besonders gut hand habbare und preiswerte Herstellungsverfahren für den Pfropfen dar.The method for manufacturing listed in the independent claim 6 development of those claimed in the preceding claims Printed circuit board has the advantage that in a simple manner and with a circuit board with a plug on a via stanchions can be manufactured. The positioning of the components the circuit board and the sealing of the vias, wel surface under the electrical component brings the advantage itself, that no rising solder in particular directly to the Housing of the electrical component can get. Sticking the electrical component on the circuit board or bending it Contact elements is an advantageous measure because of floating of the electrical component during soldering is avoided. An automatic cal scanning of the circuit board to determine the vias A knockout will be provided for plugs to be closed Most cost-effective procedure, since this procedure was automatic takes place and largely avoids manual errors. Of furthermore, there is no risk of human errors when assembling with stopper. Injection molding or extrusion are particularly easy to handle available and inexpensive manufacturing processes for the plug.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the following description.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Leiterplatte mit einem elektrischen Bauteil, Fig. 1 is a perspective view of the printed circuit board with an electrical component,

Fig. 2 die Leiterplatte mit einem elektrischen Bauteil im Quer schnitt. Fig. 2 the circuit board with an electrical component in cross section.

Description of the embodiments

In Fig. 1 ist eine Leiterplatte 10 dargestellt, auf deren Oberseite mehrere Leiterbahnen 13 angeordnet sind. Die Leiterbahnen 13 weisen Durchkontaktierungen 11 in Form von zylindrischen Aussparungen auf, mittels derer die Leiterbahnen 13 mit weiteren Leiterbahnen 14 auf der Unterseite der Leiterplatte 10 verbunden sind. Ein elektrisches Bauteil 15 weist an seiner Unterseite zwei stiftförmige Kontaktele mente 16 auf, die im auf die Leiterplatte 10 aufgesetzten Zustand durch die ihrer Lage entsprechenden Durchkontaktierungen 11 ragen. In einer weiteren Durchkontaktierung 11, die unter dem elektrischen Bauteil 15 liegt, durch die aber kein Kontaktelement 16 ragt, befindet sich, von der Unterseite der Leiterplatte 10 eingesteckt, ein pilzförmiger Pfropfen 12.In Fig. 1, a circuit board 10 is shown disposed on the upper side of a plurality of conductor paths 13. The conductor tracks 13 have plated-through holes 11 in the form of cylindrical recesses, by means of which the conductor tracks 13 are connected to further conductor tracks 14 on the underside of the printed circuit board 10 . An electrical component 15 has on its underside two pin-shaped contact elements 16 which protrude through the plated-through holes 11 corresponding to their position when placed on the printed circuit board 10 . In a further plated-through hole 11 , which lies below the electrical component 15 , but through which no contact element 16 projects, there is a mushroom-shaped plug 12, inserted from the underside of the printed circuit board 10 .

Nach dem Bestücken der Leiterplatte 10 erfolgt ein Lötvorgang mit tels Wellen-Lötung. Dabei benetzt Lötzinn die Unterseite der Leiter platte 10 und dringt in die Durchkontaktierungen 11 ein. Dabei wer den die Kontaktelemente 16 mechanisch fest und elektrisch leitend mit den Durchkontaktierungen 11 und den daran angeschlossenen Lei terbahnen 13, 14 verbunden. Der Pfropfen 12 in der Durchkontaktie rung 11, durch die kein Kontaktelement 16 des elektrischen Bauteils 15 ragt, verhindert das Aufsteigen von Lotzinn durch die Durchkon taktierung 11, so daß kein heißes Lötzinn eine Beschädigung des elektrischen Bauteils 15 oder einen Kurzschluß mit den anderen Lei terbahnen 13, 14 verursachen kann. Der Propfen 12 ist dabei hitzebe ständig und haftet z. B. mittels Klebstoff in der Durchkontaktierung 11, so daß der Lötvorgang dem Pfropfen 12 nichts anhaben kann. In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Leiterplatte 10 mit elektrischem Bauteil 15 dargestellt. Die dabei dargestellte Anord nung unterscheidet sich von der in Fig. 1 gezeigten Anordnung da durch, daß der Pfropfen 12 in Form eines auf die Unterseite der Durchkontaktierung 11 gesetzten Klebepunkts ausgeführt ist. After the circuit board 10 has been fitted, a soldering operation is carried out using wave soldering. In this case, solder wets the underside of the circuit board 10 and penetrates into the plated-through holes 11 . Who the contact elements 16 mechanically fixed and electrically conductive with the plated-through holes 11 and the connected conductor tracks 13 , 14 connected. The plug 12 in the through contact 11 , through which no contact element 16 of the electrical component 15 protrudes, prevents the rise of solder through the contact 11 , so that no hot solder damage to the electrical component 15 or a short circuit with the other conductors 13 , 14 can cause. The plug 12 is constantly heat and adheres z. B. by means of adhesive in the via 11 , so that the soldering process can not affect the plug 12 . In Fig. 2 shows another embodiment of the circuit board 10 is shown with an electric component 15. The Anord voltage shown differs from the arrangement shown in Fig. 1 by that the plug 12 is in the form of an adhesive dot placed on the underside of the via 11 .

Dieser Klebepunkt kann vorzugsweise mit derselben Maschine erzeugt sein, mit der elektrische Bauteile, insbesondere SMD-Bauteile, an der Leiterplatte 10 auf der Unterseite befestigt sind.This adhesive point can preferably be produced with the same machine with which electrical components, in particular SMD components, are attached to the printed circuit board 10 on the underside.

Es ist außerdem vorgesehen, die Pfropfen 12 zum einen automatisch aufzubringen, zum anderen, aber auch deren Zielort auf der Leiter platte 10 automatisch zu ermitteln, indem z. B. eine optische Abta stung der Unterseite der bestückten Leiterplatte 10 erfolgt und nur die Durchkontaktierungen 11 mit einem Pfropfen 12 versehen werden, durch die kein Kontaktelement 16 ragt. Aufsteigendes Lötzinn kann die äußere Beschichtung des elektrischen Bauelements 15 anschmelzen und einen Kurzschluß zu einem Metallteil des elektrischen Bauele ments 15 bewirken. Daher ist es besonders vorteilhaft, vor allem in der unmittelbaren Umgebung des elektrischen Bauelements 15 die Durchkontaktierungen 11 zu verschließen. Zweckmäßigerweise erfolgt das Aufbringen der Pfropfen 12 von der Unterseite der Leiterplatte 10 aus, da dort keine bereits vorhandenen elektronischen Bauelemente 15 das Aufbringen erschweren. Als Material für den Pfropfen 12 eig net sich in besonderer Weise ein silikonhaltiger, im aufgebrachten Zustand aushärtender Kleber, da zum einen der Halt des Pfropfens 12 in oder auf der Durchkontaktierung 11 durch die selbstklebende Ei genschaft des Pfropfens 12 gewährleistet ist, zum Anderen der Sili konanteil eine hohe thermische Stabilität beim nachfolgenden Lötvor gang bietet. Die Ermittlung der zu verschließenden Durchkontaktie rungen 11 mittels einer programmgesteuerten Positionierung ist eben falls vorgesehen. Bei einer Bestückung der Leiterplatte 10 mit SMD Bauteilen kann die Auswahl der zu verschließenden Durchkontaktierun gen 11 auch durch optische Abtastung erfolgen.It is also provided to automatically apply the plug 12 on the one hand, on the other hand, but also to automatically determine its destination on the printed circuit board 10 by z. B. an optical Abta stung the underside of the printed circuit board 10 and only the plated-through holes 11 are provided with a plug 12 through which no contact element 16 protrudes. Ascending solder can melt the outer coating of the electrical component 15 and cause a short circuit to a metal part of the electrical component 15 . It is therefore particularly advantageous to close the plated-through holes 11 , especially in the immediate vicinity of the electrical component 15 . The plugs 12 are expediently applied from the underside of the printed circuit board 10 , since there are no existing electronic components 15 which make the application difficult. A suitable material for the plug 12 is a silicone-containing adhesive which hardens in the applied state, since on the one hand the stop of the plug 12 in or on the via 11 is ensured by the self-adhesive property of the plug 12 , and on the other hand the sili high thermal stability during the subsequent soldering process. The determination of the plated-through holes 11 by means of a program-controlled positioning is also provided if so. When equipping the circuit board 10 with SMD components, the selection of the plated-through holes 11 can also be made by optical scanning.

Claims

1. Printed circuit board with conductor tracks and vias, through which the conductor tracks can be connected to other conductor tracks on the opposite side of the circuit board, characterized in that at least one of the vias ( 11 ) with a plug ( 12 ), which is preferably on the underside of the circuit board ( 10 ) is brought, is provided.

2. Printed circuit board according to claim 1, characterized in that on the printed circuit board ( 10 ) electrical components ( 15 ) are provided, and that vias ( 11 ) in the vicinity of the components ( 15 ) are provided with the plug ( 12 ).

3. Printed circuit board according to claim 2, characterized in that the plug ( 12 ) on the electrical component ( 15 ) facing away from the circuit board ( 10 ) is attached.

4. Printed circuit board according to one of claims 1 to 3, characterized in that the plug ( 12 ) is made of a heat-resistant plastic.

5. Printed circuit board according to one of claims 1 to 4, characterized in that the plug ( 12 ) is glued on or in the via ( 11 ).

6. A method for producing a printed circuit board according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the plated-through holes ( 11 ) is provided with the plug ( 12 ) and that thereafter the conductor tracks ( 13 ) with the further conductor tracks ( 14 ) by means of soldering get connected.

7. The method according to claim 6, characterized in that at least one electrical component ( 15 ) with contact elements ( 16 ) is positioned at a predetermined location on the printed circuit board ( 10 ) and the plated-through holes ( 11 ) which are underneath the electrical component ( 15 ) lie and through which no contact elements ( 16 ) protrude, are closed by means of the plug ( 12 ) before soldering.

8. The method according to claim 7, characterized in that the elec trical component ( 15 ) by means of an adhesive or by bending the contact elements ( 16 ) before soldering on the circuit board ( 10 ) be fastened.

9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that an automatic scanning of the circuit board ( 10 ) is carried out before the soldering and the plated-through holes ( 11 ) through which no contact element ( 16 ) protrudes, with the plug ( 12 ) be closed.

10. The method according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the plug ( 12 ) by means of injection molding or extrusion is placed on or in the via ( 11 ).