DE4407092A1 - Leiterplatte für oberflächenmontierte elektrische Bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte für oberflächenmontierte elektrische Bauteile.

Bekannte Leiterplatten (gedruckte Schaltungskarten) für oberflächenmontierte elektrische Bauteile weisen auf der Seite, auf der die Bauteile montiert werden sollen, eine Vielzahl rechteckiger Kontaktstellen (sog. Pads) auf. Die Kontaktstellen sind mit Lötpaste beschichtet, und die Bauteile werden mittels elektrischer Anschlußteile an den Kontaktstellen befestigt.

Die Bauteile weisen im allgemeinen einen länglichen, elektrisch isolierenden Körper, beispielsweise aus Keramik, in Form eines Quaders oder Zylinders auf, der an beiden Enden mit elektrischen Verbindern, wie z. B. Anschlußkappen, versehen ist. Nach Montage der Bauteile auf den mit Lötpaste beschichteten Kontaktstellen wird der ganze Aufbau erhitzt, und die Lötpaste schmilzt in einem sogenannten "Rückfluß"-(Reflow)-Lötverfahren. Bei Verfestigung verbindet das Lötmittel die elektrischen Verbinder mit den Kontaktstellen und sorgt so für die erforderliche mechanische und elektrische Verbindung der Bauteile mit der Leiterplatte.

Bei derartigen bekannten Leiterplatten kann jeder Komponentenbestandteil wesentliche Teile der mit Lötpaste beschichteten Kontaktstellen überlagern und berühren. Wenn die Lötpaste während des Rückfluß-Lötverfahrens schmilzt, kann sich das Lötmittel, das den elektrisch isolierenden Körperbereich berührt, von den Kontaktstellen lösen und eines oder mehrere Löttröpfchen bilden, die an der Seite des Bauteilkörpers fest werden. Die Tröpfchen befinden sich abseits der Kontaktstellen und Verbinder und tragen daher nicht zur Verbindung der Komponenten mit der Leiterplatte bei. Wenn die Tröpfchen nicht von der Leiterplatte entfernt werden, können sie sich aus ihrer Position neben den Bauteilen lösen und Kurzschlüsse an anderen Stellen der Leiterplatte verursachen. Man hat festgestellt, daß Löttröpfchen sich neben den meisten Bauteilen auf der Leiterplatte ausbilden können.

Zwar ist es bekannt, die Tröpfchen durch Spülen der Leiterplatte mit einer chemischen Lösung zu entfernen, die Verwendung derartiger Chemikalien wird jedoch in zunehmendem Maße verboten. Überdies stellt das Spülen der Leiterplatte einen zusätzlichen Arbeitsschritt dar, der Kosten und Zeitaufwand bei der Montage der Bauteile auf der Leiterplatte nachteilig erhöht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplatte für oberflächenmontierte elektrische Bauteile zu schaffen, die der Bildung von Löttröpfchen entgegenwirkt und so die mögliche Kurzschlußgefahr vermindert, insbesondere bei einem "reinigungslosen" Verfahren, wenn die Leiterplatte nicht gespült wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Es hat sich herausgestellt, daß die abgeschrägte Form des Lötpastenabschnitts die Wahrscheinlichkeit einer Löttröpfchenbildung in großem Maße verringert.

In bevorzugter Ausführung haben die Kontaktstellen dieselbe Form wie die Lötpastenabschnitte oder Lötmittelbeschichtungen.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein oberflächenmontiertes Bauteil, das auf Kontaktstellen einer bekannten Leiterplatte montiert ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht des montierten Bauteils gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Kontaktstellenpaar einer erfindungsgemäßen Leiterplatte; und

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein oberflächenmontiertes Bauteil, das auf den Kontaktstellen gemäß Fig. 3 angeordnet ist.

Fig. 1 und 2 zeigen ein längliches, oberflächenmontiertes elektrisches Bauteil 10, wie z. B. einen Widerstand oder Kondensator, angeordnet auf einem Kontaktstellenpaar 12, 14 einer Leiterplatte 15. Jede Kontaktstelle 12, 14 ist mit einem identisch profilierten Lötpastenabschnitt 16 überzogen.

Das Bauteil 10 umfaßt einen länglichen, rechtwinkligen Körperabschnitt 18 aus Keramik- oder Kunststoffmaterial und weist an seinen entgegengesetzten Enden elektrische Anschlußkappen 20, 22 auf, wobei das Bauteil 10 so montiert ist, daß die Anschlußkappen 20, 22 die Kontaktstellen 12, 14 jeweils innerhalb bekannter Toleranzwerte überlagern. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, erstreckt sich unter dem Körperabschnitt 18 des Bauteils 10 ein Abschnitt 16′ der Lötpaste 16 auf jeder Kontaktstelle 12, 14, und eben diese Abschnitte 16′ führen zu den Problemen, die mit bekannten Leiterplatten verknüpft sind. Während des Rückfluß-Lötverfahrens können sich geschmolzene Lötabschnitte 16′ vom Hauptlötkörper 16 lösen und sich in Form von einem oder mehreren Tröpfchen 17 entlang der Seite des Körpers 18 absetzen. Später können sich derartige Löttröpfchen 17 aus ihrer Position am Bauteilkörperabschnitt 18 lösen und Kurzschlüsse an anderen Stellen auf der Leiterplatte 15 verursachen.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Leiterplatte 23 und Kontaktstellen 24, 26. In Fig. 3 weisen die Kontaktstellen 24, 26 identisch profilierte Lötpastenabschnitte 28 darauf auf und sind ohne ein darauf montiertes elektrisches Bauteil dargestellt. In Fig. 4 ist ein auf der Leiterplatte 23 montiertes elektrisches Bauteil 10′ dargestellt; zur Vereinfachung werden für die Teile der Bauteile 10′ dieselben Bezugszeichen verwendet wie für das Bauteil 10.

Wie aus Fig. 3 und 4 deutlich hervorgeht, sind die Lötpastenstücke 28 und die Kontaktstellen 24, 26 von identischer Größe und Form und weisen abgeschrägte Abschnitte 30 auf, die sich aufeinander zu und damit von den Anschlußkappen 20, 22 weg und in Richtung des Körperabschnitts 18 des Bauteils 10′ erstrecken. In dem dargestellten Beispiel entspricht jeder abgeschrägte Abschnitt 30 der Fläche, die von einem gleichschenkligen Dreieck eingeschlossen wird, wobei die beiden gleichen Seiten den abgeschrägten Abschnitt 30 bilden und bevorzugt in einem Winkel von 90° aufeinandertreffen.

Die Breite des Lötpastenabschnittes 28 und der entsprechend breiten Kontaktstellen 24, 26, rechtwinklig zur Längsachse des zugehörigen Bauteils 10′ gemessen, ist kleiner oder gleich dem Quermaß der Anschlußkappen 20, 22 des Bauteils 10′, wie in Fig. 4 gezeigt. Wie ebenfalls aus Fig. 4 hervorgeht, erstreckt sich nur ein geringer Anteil der Lötpaste 28′ unter dem Körper 18 des Bauteils 10′, und dies vermindert das Auftreten von Löttröpfchen erheblich. Trotzdem wird durch die Form der abgeschrägten Abschnitte 30 der Kontaktstellen 24, 26 mit zunehmender Breite vom Körperabschnitt 18 des Bauteils 10′ weg, eine ausreichende Menge Lötpaste bereitgestellt, so daß die Anordnung des Bauteils 10′ auf den Kontaktstellen 24, 26 mit einer zumindest ebenso hohen Genauigkeit möglich ist wie bei bekannten Leiterplatten. Obwohl in Fig. 3 und 4 nur ein Kontaktstellenpaar 24, 26 und ein Bauteil 10′ dargestellt sind, sei darauf hingewiesen, daß eine Vielzahl von Kontaktstellenpaaren 24, 26 auf der Leiterplatte 23 vorgesehen sind, mit einer Vielzahl elektrischer Bauteile, die, wie oben beschrieben, jeweils mit den Kontaktstellenpaaren 24, 26 fest verlötet sind. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäße abgeschrägte Abschnitt 30 auf einer Kontaktstelle in jeder gewünschten spitz zulaufenden Form, einschließlich einer abgerundeten Spitzform, ausgebildet werden kann.

Demzufolge wird mit der Leiterplatte der vorliegenden Erfindung die Oberflächenmontage elektrischer Bauteile mit erheblich vermindertem Löttröpfchenrisiko ermöglicht, wodurch ein anschließender teurer und zeitaufwendiger Spül- oder Reinigungsvorgang nicht mehr erforderlich ist.

Claims (7)

1. Leiterplatte mit einer Vielzahl paarweise angeordneter, jeweils ein Lötpastenstück (28) aufweisende Kontaktstellen (24, 26) für eine entsprechende Vielzahl oberflächenmontierter elektrischer Bauteile (10′), dadurch gekennzeichnet, daß jedes Lötpastenstück (28) einen abgeschrägten Abschnitt (30) aufweist und die abgeschrägten Abschnitte (30) auf jedem Kontaktstellenpaar (24, 26) sich aufeinander zu erstrecken.

2. Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägten Abschnitte (30) symmetrisch sind.

3. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägten Abschnitte (30) dreieckig sind.

4. Leiterplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten der abgeschrägten Abschnitte (30) in einem Winkel von 90° aufeinandertreffen.

5. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (24, 26) dieselbe Form wie die Lötpastenstücke (28) aufweisen.

6. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (10′) jeweils einen länglichen, elektrischen Isolierkörper (18) mit endseitigen Anschlußabschnitten (20, 22) aufweisen, die jeweils an ein zugeordnetes Kontaktstellenpaar (24, 26) angeschlossen sind.

7. Leiterplatte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich rechtwinklig zu den Längsachsen der jeweiligen Bauteile (10′) erstreckenden Kontaktstellen (24, 26) eine geringere Breite aufweisen als die Breite des zugeordneten Anschlußabschnitts (20, 22) des jeweiligen Bauteiles (10′).