DE4419667C2

DE4419667C2 - Haltevorrichtung für bedrahtete elektronische Bauelemente auf der Oberfläche einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE4419667C2
Application number: DE19944419667
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Rolf
Original assignee: LEONHARDY GmbH
Current assignee: LEONHARDY GmbH
Priority date: 1994-06-07
Filing date: 1994-06-07
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2014-06-08
Also published as: DE4419667A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für ein oder mehrere mit Anschlußpins versehene elektronische Bauteile, bei der das elektronische Bauteil mittels eines Halteteils gehalten ist und an dem Halteteil mittels Anschlußelementen beabstandet angeschlossen ist, wobei die Anschlußpins aus dem Halteteil herausgeführt und auf der Oberfläche einer Leiterplatte aufgesetzt und mit dieser verlötet sind.

Solche Haltevorrichtungen werden verwendet, um elektronische Bauteile auf einer Leiterplatte positionieren zu können. Für die automatisierte Bestückung einer Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen werden diese von einer Greifvorrichtung gegriffen und auf die Leiterplatte aufgesetzt. Die Anschlußpins können entweder durch Löcher der Leiterplatte hindurchgesteckt und dann auf der Rückseite der Leiterplatte verlötet sein, oder wie dies bei der SMD-Technik gefordert ist, flach auf der Oberfläche der Leiterplatte aufliegen und hier verlötet sein. Für die SMD- Verarbeitung müssen die Anschlußpins exakt auf der Oberfläche der Leiterplatte aufliegen oder dürfen, sofern mehrere Anschlußpins eines elektronischen Bauteils vorhanden sind, höchstens 0,1 mm von der Leiterplatte beabstandet angeordnet sein.

In der US 5 116 229 wird eine Haltevorrichtung für bedrahtete Leuchtdioden mit mehreren Anschlußpins beschrieben, bei der die Leuchtdiode mittels eines Halteteils gehalten wird, die Anschlußpins zum Verlöten aus dem Halteteil herausgeführt und auf die Oberfläche einer Leiterplatte aufgesetzt sind, wobei die Anschlußpins durch einen Halter gehalten werden, der mittels Anschlußelementen an dem Halteteil beabstandet angeschlossen ist.

Eine weitere Haltevorrichtung für bedrahtete Leuchtdioden ist in der DE 86 32 965 U1 gezeigt.

Mit den bekannten Haltevorrichtungen ist eine exakte Anordnung der Anschlußpins auf der Leiterplatte nicht mit ausreichender Sicherheit gewährleistet, da die aus dem Halteteil herausgeführten Enden der Anschlußpins leicht verbogen werden können. Schon bei der Anlieferung solcher in einer Transportvorrichtung untergebrachter elektronischer Bauteile können die Anschlußpins infolge von Transportstößen geringfügig verbogen sein, so daß eine SMD-Montage nicht mehr möglich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Haltevorrichtung anzugeben, mit der konventionelle bedrahtete Bauelemente in der SMD-Technik verwendet werden können, ohne daß die Gefahr des Verbiegens ihrer Anschlußdrähte besteht.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Anschlußpins im Bereich ihrer freien Enden mittels des Halters gehalten sind und daß die Anschlußpins in einem zwischen dem Halter und dem Halteteil gebildeten Anbindungsbereich mit der Leiterplatte verlötet sind.

Dadurch, daß die Enden der Anschlußpins an dem Halter angebracht sind, können die Anschlußpins, sobald sie in der Haltevorrichtung festgelegt sind, nicht mehr verbogen werden. Für den Anschlußbereich der Anschlußpins kann somit sichergestellt werden, daß die für die SMD-Verlötung geforderte Abstandstoleranz zwischen der Leiterplattenoberfläche und dem Anschlußpin nicht überschritten wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das elektronische Bauteil als Leuchtdiode ausgebildet ist, die an ihrem im wesentlichen zylindrischen Leuchtkopf von dem Halteteil teilweise umschlossen ist, daß der Leuchtkopf an seiner den Anschlußpins zugekehrten Seite in einen umlaufenden Bund übergeht, daß auf den Leuchtkopf ein O-Ring aufgezogen ist, dessen Innendurchmesser im entlasteten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser des Leuchtkopfes, und daß der O-Ring an dem Bund anliegt und an dem Halteteil abgestutzt ist. Der O-Ring verhindert, daß ein Spalt zwischen dem zylindrischen Leuchtkopf und dem Halteteil gebildet ist. Damit kann ein von der den Anschlußpins abgekehrten Seite des Leuchtkopfes eingeleiteter Spannungsimpuls nicht auf die Seite der Anschlußpins durchschlagen. Ein auf die Anschlußpins durchschlagener Spannungsimpuls wurde eine Zerstörung von empfindlichen, auf der Leiterplatte montierten elektronischen Bauelementen mit sich bringen.

Ein solcher Spannungsimpuls könnte beispielsweise von einer elektrostatisch aufgeladenen Person erzeugt werden, die den Leuchtkopf der Leuchtdiode berührt. Mit einer solchen Bauweise einer Haltevorrichtung kann die geforderte Mindestdurchschlagfestigkeit für Spannungsimpuls von 8 KV sichergestellt werden.

Eine kostengünstige Fertigung der Haltevorrichtung ist dadurch möglich, daß das Halteteil als Spritzgußteil ausgebildet ist, an dem der Halter einstückig angeschlossen ist. Für die Fertigung werden die Anschlußpins des elektronischen Bauteiles in einer Abkantmaschine entsprechend den gewünschten Geometriebedingungen gebogen. Anschließend wird das so bearbeitete elektronische Bauteil in eine Spritzgußform eingelegt und mit Kunststoff umspritzt.

Eine sichere Festlegung der Anschlußpins in dem Halter ist beispielsweise dadurch möglich, daß die Anschlußpins an ihren Enden abgekantet und in eine entsprechend winklig ausgestaltete Aufnahme des Halters eingesetzt sind.

Soll das elektronische Bauteil, beispielsweise eine Leuchtdiode, beabstandet zu der Oberfläche der Leiterplatte angeordnet sein, so sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die aus dem elektronischen Bauteil herausgeführten Anschlußpins in einen zur Leiterplatte hin abgewinkelten Schenkel übergehen, an die sich der parallel zur Leiterplatte verlaufende Anbindungsbereich der Anschlußpins anschließt.

Eine exakte Positionierung der Haltevorrichtung auf der Leiterplatte ist dann möglich, wenn vorgesehen ist, daß das Halteteil mit Vorsprüngen versehen ist, die in Durchbrüche der Leiterplatte eingesetzt sind. Zum erleichterten Einfädeln der Vorsprunge in die Durchbruche sind die Vorsprunge vorteilhafterweise angepaßt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß der Halter einen gegenüber der Oberfläche der Leiterplatte zurückversetzten Anlagebereich aufweist, daß zwischen dem Halter und der Leiterplatte der Anschlußpin an dem Anlagebereich und an seinem Ende an einer Anlagefläche des Halters anliegt. Somit ist das Ende des Anschlußpins durch Umbiegen an dem Halter formschlüssig angelegt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in das Halteteil eine Bohrung eingebracht ist, an die sich eine Aussparung anschließt, daß in die Aussparung die Leuchtdiode mit ihrem Leuchtkopf eingesetzt ist, so daß sie zumindest teilweise über die Vorderseite des Halteteiles vorsteht und daß der O-Ring mit seiner dem Leuchtkopf abgekehrten Außenseite an der Wandung der Aussparung anliegt. Die Montage der Leuchtdiode ist einfach dadurch möglich, daß sie in die Aussparung eingeschoben wird, so daß der Leuchtkopf durch die Bohrung hindurchtritt. Die Festlegung der Leuchtdiode in der Aussparung erfolgt mittels des O-Ringes, der zwischen dem Halteteil und dem Leuchtkopf der Leuchtdiode verspannt gehalten ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitendarstellung und im Schnitt eine an eine Frontplatte angeschlossene Haltevorrichtung mit einer eingegossenen Leuchtdiode, und

Fig. 2 in Seitenansicht und im Schnitt eine weitere Ausführung einer Haltevorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Haltevorrichtung mit einem Halteteil 20 dargestellt, die auf eine Leiterplatte 10 aufgesetzt ist. Das Halteteil 20 ist als Spritzgußteil ausgebildet, in das eine Leuchtdiode 30 integriert ist. Die Leuchtdiode 30 weist einen Leuchtkopf und einen an den Leuchtkopf anschließenden Bund 31 auf. Im Bereich des Bundes 31 gehen horizontal Anschlußpins 36 von der Leuchtdiode 30 ab. Die Anschlußpins 36 gehen im Anschluß an den horizontal verlaufenden Teil in einen schräg nach unten abgewinkelten Schenkel 33 über. Der Schenkel 33 ist bis auf die Oberfläche der Leiterplatte heruntergeführt und anschließend horizontal abgewinkelt. In dem horizontal abgewinkelten Schenkel des Anschlußpins 36 ist der Anbindungsbereich 34 gebildet. Dieser Anbindungsbereich 34 liegt flach auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 auf. Im Anschluß an den Anbindungsbereich 34 sind die Enden 35 der Anschlußpins 36 schräg nach oben abgewinkelt. Zur Festlegung der Enden 35 ist ein Halter 24 vorgesehen, der mittels Anschlußelementen 23 beabstandet zu dem Halteteil 20 gehalten ist. Die abgewinkelten Enden 35 der Anschlußpins 36 sind in entsprechend winklig ausgebildeten Aufnahmen 25 des Halters 24 gehalten.

Zur Vormontage des Halteteils 20 auf der Leiterplatte 10 ist das Halteteil 20 mit einem Vorsprung 29 versehen, der in einen Durchbruch 11 der Leiterplatte 10 eingeführt ist. Das Halteteil 20 selbst liegt mit seiner Bodenfläche 27 bündig auf der Oberfläche der Leiterplatte 10 auf. Damit die Bodenfläche 27 nicht im Bereich des Vorsprunges 29 beabstandet zu der Oberfläche der Leiterplatte 10 angeordnet ist, ist um den Vorsprung 29 herum eine umlaufende Nut 2.10 in das Halteteil 20 eingeformt, so daß der Übergangsbereich zwischen dem Vorsprung 29 und dem Halteteil 20 gegenüber der Oberfläche der Leiterplatte 10 versetzt ist.

Zur Verlötung der Anschlußpins 36 im Anbindungsbereich 34 wird pastenförmiges Lot auf die Anschlußpins 36 aufgebracht. Anschließend wird das Lot mittels einer Heizvorrichtung zum Schmelzen gebracht. Die Heizvorrichtung beaufschlagt die Lötstellen von der Oberseite der Leiterplatte 10 her. Um eine verbesserte Wärmeeinstrahlung zu erreichen, ist das Halteteil 20 mit einer Abschrägung 22 versehen. Die Abschrägung 22 verläuft von der Anbindungsstelle der Anschlußelemente 23 schräg nach oben und geht in eine horizontal verlaufende Grifffläche 21 über. An der Grifffläche 21 kann die Haltevorrichtung von einem Sauggreifer gegriffen und auf der Leiterplatte 10 positioniert werden.

Um zu verhindern, daß ein über den Leuchtkopf der Leuchtdiode 30 eingeleiteter Spannungsimpuls auf die Anschlußpins 36 durchschlägt, ist ein O-Ring auf den zylindrischen Leuchtkopf aufgezogen. Ein solcher Spannungsimpuls kann beispielsweise durch elektrostatische Aufladung erzeugt werden, die bei Beruhrung des Leuchtkopfes entladen wird. Der O-Ring 32 weist im entlasteten Zustand einen geringeren Innendurchmesser als der Außendurchmesser des Leuchtkopfes auf. Dadurch ist der O-Ring 32 auf den gesamten Umfang des Leuchtkopfes aufgepreßt. Rückseitig legt sich der O-Ring 32 an dem Bund 31 der Leuchtdiode 30 an. Der O-Ring 32 ist in dem Halteteil 20 derart gehalten, daß keine Freiräume zwischen dem Halteteil 20 und dem O-Ring 32 gebildet sind. Damit ist sicher verhindert, daß ein Spannungsimpuls auf die Anschlußpins 36 durchschlägt.

Für die Fertigung einer solchen Haltevorrichtung wird die Leuchtdiode zuerst in einer Abkantvorrichtung so bearbeitet, daß die Anschlußpins 36 die gewünschte Geometrie erhalten. Nach dem Aufziehen des O-Ringes 32 auf den Leuchtkopf der Leuchtdiode wird diese in eine Spritzgußform eingelegt. Hierbei wird der Leuchtkopf der Leuchtdiode von einem hohlzylindrischen Halter umgriffen. Anschließend wird die Leuchtdiode mit Kunststoff umspritzt, so daß auch die Enden 35 der Anschlußpins 36 in Kunststoff eingebettet werden. Infolge des Hohlzylinders, der den Leuchtkopf umgriffen hat, ist in dem Halteteil 20 eine Ausnehmung 26 gebildet. Die auf einer Leiterplatte 10 montierte Haltevorrichtung kann an eine Frontplatte 40 angeschlossen werden. Die Frontplatte 40 weist einen Durchbruch 42 auf, durch den der Leuchtkopf der Leuchtdiode 30 hindurchragt. Zur Aussteifung sind Streben 50 an der Frontplatte 40 festgelegt. Um den Leuchtkopf durch den Durchbruch 42 hindurchführen zu können, ist das Halteteil 20 mit einer Aussparung 28 versehen, in der die Strebe 50 aufgenommen ist.

Das Halteteil 20 schlägt mit seiner Vorderseite 2.11 bündig an der Rückseite der Frontplatte 40 an.

In Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltung einer Haltevorrichtung dargestellt. Diese Ausgestaltung einer Haltevorrichtung ist der in Fig. 1 dargestellten Haltevorrichtung ähnlich, jedoch ist die Anbringung und Festlegung der Leuchtdiode 30 und der Anschlußpins 36 verschieden gelöst. Das Halteteil 20 der Haltevorrichtung ist mit einer nach hinten offenen Aussparung 2.12 versehen, die in eine Bohrung 2.16 übergeht. Zur Einbringung der Leuchtdiode 30 wird diese mit dem aufgezogenen O-Ring 32 in die Aussparung 2.12 so eingeschoben, daß der Leuchtkopf der Leuchtdiode durch die Bohrung 2.16 des Halteteils 20 hindurchtritt. Der Außendurchmesser des O-Ringes 32 ist größer gewählt als der Innendurchmesser der zylindrischen Aussparung 2.12. Damit wird der O-Ring 32 verspannt an der Wandung der Aussparung 2.12 gehalten, so daß kein Spalt zwischen dem O-Ring 32 und der Wandung der Aussparung 2.12 gebildet ist. Damit ist sicher verhindert, daß ein Spannungsimpuls, der in den Leuchtkopf der Leuchtdiode eingeleitet ist, auf die Anschlußpins 36 durchschlägt.

Die schräg nach unten geführten Schenkel 33 der Anschlußpins 36 sind in Aufnahmen 2.13 eingelegt. Zur Festlegung der Enden 35 der Anschlußpins 36 sind diese an einen gegenüber der Oberfläche der Leiterplatte zurückversetzten Anlagebereich 2.14 angelegt und anschließend rechtwinklig nach oben abgewinkelt, so daß sie an einer rückseitig an dem Halter 24 gebildeten Anlagefläche 2.15 angelegt sind. Im Anschluß an die Anlagefläche 2.15 ist das Ende 35 des Anschlußpins 36 noch einmal abgewinkelt und auf die Oberseite des Halters 24 aufgelegt. Infolge der mehrfachen Abwinklung des Endes 35 des Anschlußpins 36 ist der Anbindungsbereich 34 des Anschlußpins 36 mit ausreichender Genauigkeit sicher an dem Halteteil 20 und dem Halter 24 festgelegt.

Claims

1. Haltevorrichtung für ein oder mehrere mit Anschlußpins versehene elektronische Bauteile, bei der das elektronische Bauteil mittels eines Halteteils gehalten ist und an dem Halteteil ein Halter mittels Anschlußelementen beabstandet angeschlossen ist, wobei die Anschlußpins aus dem Halteteil herausgeführt und auf der Oberfläche einer Leiterplatte aufgesetzt und mit dieser verlötet sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußpins (36) im Bereich ihrer freien Enden (35) mittels des Halters (24) gehalten sind und
daß die Anschlußpins (36) in einem zwischen dem Halter (24) und dem Halteteil (20) gebildeten Anbindungsbereich (34) mit der Leiterplatte (10) verlötet sind.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektronische Bauteil als Leuchtdiode (30) ausgebildet ist, die an ihrem im wesentlichen zylindrischen Leuchtkopf von dem Halteteil (20) teilweise umschlossen ist,
daß der Leuchtkopf an seiner den Anschlußpins (36) zugekehrten Seite in einen umlaufenden Bund (31) übergeht,
daß auf den Leuchtkopf ein O-Ring (32) aufgezogen ist, dessen Innendurchmesser im entlasteten Zustand kleiner ist als der Außendurchmesser des Leuchtkopfes, und
daß der O-Ring (32) an dem Bund (31) anliegt und an dem Halteteil (20) abgestützt ist.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (20) als Spritzgußteil ausgebildet ist, an dem der Halter einstückig angeschlossen ist.

4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußpins (36) an ihren Enden (35) abgekantet und in eine entsprechend winklig ausgestaltete Aufnahme (25) des Halters (24) eingesetzt sind.

5. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem elektronischen Bauteil herausgeführten Anschlußpins (36) in einen zur Leiterplatte (10) hin abgewinkelten Schenkel (33) übergehen, an die sich der parallel zur Leiterplatte (10) verlaufende Anbindungsbereich (34) der Anschlußpins (36) anschließt.

6. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (20) mit Vorsprüngen (29) versehen sind, die in Durchbrüche (11) der Leiterplatte (10) eingesetzt sind.

7. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halter (24) einen gegenüber der Oberfläche der Leiterplatte (10) zurückversetzten Anlagebereich (2.14) aufweist und
daß zwischen dem Halter (24) und der Leiterplatte (10) der Anschlußpin (36) an dem Anlagebereich (2.14) anliegt und an seinem Ende (35) an einer Anlagefläche (2.15) des Halters (24) anliegt.

8. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß in das Halteteil (20) eine Bohrung (2.16) eingebracht ist, an die sich eine Aussparung (2.12) anschließt,
daß in die Aussparung (2.12) die Leuchtdiode (30) mit ihrem Leuchtkopf eingesetzt ist, so daß sie zumindest teilweise über die Vorderseite (2.11) des Halteteils (20) vorsteht, und daß der O-Ring (32) mit seiner dem Leuchtkopf abgekehrten Außenseite an der Wandung der Aussparung (2.12) anliegt.