DE4434460A1 - Elektronisches Bauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektronischen Bauelementes gemäß den Ansprüchen 7 und 8.

Elektronische Bauelemente sind in einer Vielzahl von Gehäuseausführungen bekannt. Bei bestimmten Bauausführungen, beispielsweise von Metallpapierkondensatoren, Teilschichtkondensatoren, vergossenen magnetischen Bauelementen und dergleichen, ist es bekannt, die eigentlichen elektronischen Bauelemente in ein Gehäuse, z. B. in ein rechteckförmiges Gehäuse, einzusetzen. Unter elektronischem Bauelement werden dabei aber auch gemäß der Erfindung elektromechanische Bauteile wie Relais verstanden, die mit einem entsprechenden Gehäuse umgeben sind.

Bei allen bekannten elektronischen Bauelementen der gattungsgemäßen Art ist es bekannt, die Anschlußdrähte zur Kontaktierung mit einer Leiterbahn einer Leiterplatte an der Unterseite heraus zuführen und so lang auszubilden, daß sie in Durchgangsbohrungen einer Leiterplatte einführbar sind und durch diese hindurchgesteckt und an der Unterseite der Leiterplatte an vorhandene Lötstützpunkte der aufgedruckten oder aufgeätzten Verdrahtung angelötet werden können.

Es sind weiterhin spezielle Bauelemente für die Oberflächenmontage bekannt, bei denen die Anschlußdrähte aus den Seitenwänden des Gehäuses hervorstehend herausgeführt sind. Diese Anschlußdrähte sind so geformt, daß sie beim Aufsetzen auf eine Leiterplatte mit auf der Oberseite angebrachten Lötstützpunkten auf diese aufgreifen und angelötet werden können. Die nach dieser Technik hergestellten IC′s sind als SMD-Teile (Surface Mount Devices) bzw. nach SMT-Technik (Surface Mount Technology) hergestellte Teile bekannt. Anstelle eines nachträglichen Lötvorganges kann aber auch zur Kontaktierung beispielsweise Lötpaste verwendet werden, die im Reflow-Verfahren die Kontaktierung zwischen dem Anschlußdraht und der Leiterbahn auf der Leiterplatte herstellt. Die Anschlußdrähte können bei allen Bauteilen, also auch bei den oben beschriebenen klassischen Bauteilen und den SMD-Bauteilen, entweder rund oder eckig ausgeführt sein. Für die SMD-Technik werden darüber hinaus insbesondere bei Kondensatoren besondere Bauformen gewählt, wobei die seitlichen Begrenzungsflächen des Gehäuses gleichzeitig als Auflagekontaktierungsflächen verwendet werden. Dies ist aber nur für kleinere Kondensatoren, Metallpapier oder Schichtkondensatoren möglich, nicht jedoch z. B. bei Elektrolytkondensatoren, die eine größere Bauform aufweisen. Für größere Bauelemente, die nach dem SMT-Verfahren aufgebracht werden sollen, z. B. Elektrolytkondensatoren, ist es bekannt, unter den Elektrolytkondensator und über die Anschlußdrähte eine an sich aus flexiblem Kunststoff bestehende Platte aufzusetzen und die unten hervorstehenden Anschlußdrähte umzubiegen, so daß sie radial verlaufen. Ihre Länge ist so bemessen, daß sie mit den äußeren Gehäuseabmessungen enden. Diese Bauteile werden in klassischer SMT-Technik auf die Lötstützpunkte der Leiterbahnen mit den Anschlußdrähten aufgesetzt und hieran im Reflow-Verfahren festgelötet. Bei größeren Bauteilen, die auch in SMT-Technik verarbeitet werden, wird auf herkömmliche Art der nach unten hervorstehende Anschlußdraht eines klassischen Bauteils umgebogen, entweder in Längsrichtung des Bauteils bei rechteckförmiger Ausführung oder quer hierzu im rechten Winkel oder spitzwinklig, je nach Anschlußnotwendigkeit, oder aber radial - bei runder Ausführung - verlaufend. Der vorstehende Draht wird also manuell oder maschinell um die untere Kante des Gehäuses herumgebogen und mit dem Lötanschlußende auf die Leiterplatte, und zwar auf den vorgesehenen Lötstützpunkt, gesetzt. Wenn nun bei einem runden oder rechteckförmigen Bauteil in Richtung der Längsachse beide Anschlußdrähte abgebogen werden, so ist leicht ersichtlich, daß das Bauelement beim Aufsetzen nach beiden Seiten kippbar ist. Darüber hinaus weisen diese Bauelemente, um einen sicheren Stand an der unteren Kante des Gehäuses auf der Leiterplatte zu gewährleisten, einen Hohlraum auf, so daß mit Klebetechnik die Bauelemente auch nicht vorfixiert werden können. Die Lötpasten, wenn diese verwendet werden, weisen aber nicht die erforderliche Viskösität auf und werden nicht in einer solche Menge aufgetragen, die notwendig wäre, um die Bauteile in der Position dauerhaft zu fixieren, in der sie angelötet werden sollen.

Ein ähnliches Problem ist auch gegeben, wenn beispielsweise die Anschlußdrähte (zwei oder mehrere) seitlich einseitig aus dem Bauteil herausgeführt werden müssen. In diesem Fall steht das Bauteil auf der Leiterplatte schräg auf. Auch dies ist unerwünscht, da der benachbarte Raum für die Bestückung mit einer Bestückungsmaschine nicht mehr zur Verfügung steht.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik und der dargestellten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß es problemlos, standfest und ohne nennenswerte Schrägstellung in Oberflächenmontiertechnik eingesetzt oder aber auch in klassischer Form bei nicht umgebogenen Anschlußdrähten zur Bestückung auf einer herkömmlichen Leiterplatte durch Einsetzen in Durchgangsbohrungen verwendet werden kann, sowie ein geeignetes Verfahren für die Herstellung anzugeben.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene technische Lehre sowie durch Anwendung des Verfahrens zur Herstellung eines solchen Bauteils gemäß den Ansprüchen 7 und 8.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bauteils sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß ein klassisches gattungsgemäßes Bauelement sowohl für die herkömmliche Montage auf einer Leiterplatte mit Durchgangsbohrungen zur Aufnahme der Anschlußdrähte verwendet werden kann als auch durch nachträgliche Bearbeitung für den Einsatz in der Oberflächenmontage, wobei die untere Kante des Gehäuses zur Lagestabilität des Bauteils auch bei der Oberflächenmontage mit genutzt wird. Zweckmäßigerweise sollte der durch den Rand gebildete Hohlraum höher sein als der Durchmesser des Kontaktierungsanschlusses, so daß der Draht in eine Aussparung hineingedrückt werden kann, die höher ist als der Durchmesser bzw. die Höhe des entsprechenden Anschlußdrahtes, so daß die untere Kante des Gehäuses durchgehend mit den übrigen von den Aussparungen nicht durchsetzten Bereichen auf der Leiterplatte aufliegen kann. In einem solchen Fall reicht beispielsweise die Verwendung einer Lötpaste vollständig aus, um das Bauteil auch bei nur zwei vorhandenen Anschlußdrähten gesichert zu halten, so daß auch bei weiteren Bestückungsvorgängen ein Verrutschen nicht gegeben ist und die einmal eingenommene Plazierung bis zum Anlöten im Reflow-Verfahren sichergestellt ist. Ferner ist eine Schräglage des Bauteils auch bei einseitiger Herausführung der Anschlußdrähte nicht möglich.

Es empfiehlt sich selbstverständlich, die Aussparungen für die Anschlußdrähte schon bei der Herstellung des Gehäuses einzubringen. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, diese nachträglich einzubringen. In jedem Fall können die Anschlußdrähte vor dem Einsatz des elektronischen Bauelementes in das Gehäuse schon vorgebogen sein oder aber auch nachträglich bei der Montage umgebogen werden. Der Verarbeiter solcher Bauteile hat somit die Möglichkeit, sich erst dann für eine Bauform zu entscheiden, wenn das entsprechend in großen Mengen als klassisches Bauteil angeschaffte Bauteil eingesetzt werden soll. Beispielsweise kann das gleiche Bauelement in ein herkömmliches Chassis und auch in ein Chassis eingesetzt werden, das in Oberflächenmontage hergestellt wird. Darüber hinaus können die Anschlußdrähte im Bedarfsfall auch mit einfachen Vorrichtungen vollautomatisch vor einer Bestückung umgebogen werden. Solchen Verfahren entsprechende Vorrichtungen sind hinlänglich bekannt. Durch diese einfache nachträgliche Anpassung sind auch keine besondere Fertigungsprozesse bei der Herstellung des Bauelementes beim Hersteller erforderlich, so daß der Kostenvorteil für immer gleiche Bauelemente bei einer Massenproduktion gegeben ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 im Ausschnitt eine Leiterplatte mit auf der Oberseite aufgebrachten Leiterbahnen, an denen ein nach der Erfindung hergestelltes Bauelement kontaktiert ist,

Fig. 2 ein elektronisches Bauteil nach der Erfindung in der Seitenansicht mit eingezeichnetem unteren Hohlraum,

Fig. 3 und

Fig. 4 jeweils eine Draufsicht auf ein Bauteil nach Fig. 1 oder 2 mit axial oder quer hierzu herausgeführten Anschlußdrähten.

In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist ausschnittsweise eine Leiterplatte 7 dargestellt, an deren Oberseite Lötstützpunkte 6 und 9 von Leiterbahnen vorgesehen sind. An diesen Lötstützpunkten sollen die herausgeführten Anschlußdrähte 5 und 8 angelötet werden können.

Selbstverständlich sind auch andere Kontaktierungsverfahren, wie Schweißen, möglich. Das elektronische Bauteil selbst besteht aus einem Gehäuse 1 und ist in dem Ausführungsbeispiel rechteckförmig ausgebildet. Es kann aber ebenso gut ein zylinderförmiges Bauteil sein. Es sei angenommen, daß es sich hier um einen Folien- oder Schichtkondensator handelt, der beispielsweise im Leistungselektronikbereich eines Fernsehgerätes oder eines anderen unterhaltungselektronischen Gerätes eingesetzt wird.

Ebenso kann aber auch ein Relais als elektromechanisches Element mit einer Vielzahl von Anschlüssen oder auch ein integrierter Schaltkreis mit entsprechendem Gehäuse zur Anwendung kommen.

Diese bekannten Bauteile, die in der Regel vergossen oder aber auch nur im Gehäuse montiert sind, weisen an der Unterseite stets einen Hohlraum 12 auf, der in Fig. 2 sichtbar dargestellt ist und eine bestimmte Höhe aufweist. Dieser Hohlraum ist notwendig, um sicherzustellen, daß bei klassischer Montageart, wenn also die Anschlußdrähte 5′′ und 10′′, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, senkrecht nach unten hervorstehen, herausgeführt sind. Das Bauteil läßt sich so auf eine Leiterplatte aufsetzen, wobei die Anschlußdrähte 5′ und 10′ durch die Durchgangsbohrungen in der Leiterplatte hindurchgreifen. Das Gehäuse 1 sitzt mit der Unterkante geschlossen auf der Leiterplatte auf während die Anschlußdrähte 5′′ auf der Unterseite hervorstehen und hier an den Lötstützpunkten angelötet werden können. Die Vergußmasse ist mit 11 in Fig. 2 gekennzeichnet. Die Höhe A des den Hohlraum 12 bildenden Rahmens ist in der Regel größer als der Durchmesser des jeweiligen Anschlußdrahtes 5 ′′ oder 5′′′. Selbst wenn dieses nicht der Fall ist, sind die beschriebenen Vorteile der Erfindung gegeben, auch dann, wenn beispielsweise ein Drittel des Drahtes an der Unterseite im abgebogenen Zustand über den Rand hervorsteht, da dann nur ein geringfügiges Abkippen des Bauteils möglich ist.

Aus Fig. 2 ist weiterhin ersichtlich, daß Aussparungen 3 in der Längsseite im unteren Randbereich eingebracht sind. Diese Aussparungen dienen zur Aufnahme des aus Fig. 1 ersichtlichen umgebogenen und hervorstehenden Anschlußdrahtes. Der Anschlußdraht 5 kann, wenn die Aussparung 2 in der Stirnseite vorgesehen ist, auch in Längsachsenrichtung des Bauteils abgebogen herausgeführt werden. Beispiele dafür sind in Fig. 3 angegeben, wobei die Anschlußdrähte 5′und 10′ entsprechend symmetrisch an den Stirnseiten herausgeführt sind. Eine asymmetrische Anordnung ist aber auch möglich, dies hängt jeweils von den Einbauanforderungen und von der Möglichkeit des Abbiegens des Bauteils ab. In Fig. 1 ist ergänzend auch dargestellt, daß die Erfindung selbstverständlich auch auf Anschlußdrähte mit rechteckförmigem Querschnitt anwendbar ist. So kann der Anschlußdraht 8 in gleicher Weise in eine querschnittsangepaßte Aussparung beim Umbiegen hineingedrückt werden. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Höhe A des Randes stets größer als die Höhe bzw. der Durchmesser des Anschlußdrahtes, so daß das Bauelement in gewohnter Weise mit der Unterkante des Gehäuses auf der Leiterplatte aufsitzt. Eine Variante der Herausführung der Anschlußdrähte 5 und 10 ist in Fig. 4 angegeben.

Zum Zwecke der seitenversetzten Herausführung sind entsprechende Aussparungen 3 bzw. 4 an den entsprechenden Enden vorzusehen.

Claims (8)

1. Elektronisches Bauteil mit Anschlußdrähten zur Kontaktierung mit Leiterbahnen auf einer Leiterplatte und mit einem Gehäuse, das im Bereich der an der Unterseite austretenden runden oder polygonalen Querschnitt aufweisenden Anschlußdrähte einen nach unten offenen Hohlraum bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Hohlraum begrenzenden unteren Rand (12) des Gehäuses (1) den einzelnen Anschlußdrähten zugeordnet mindestens eine Aussparung (2, 3, 4) in einer der benachbarten Randwände vorgesehen ist und daß die Öffnungsweite mindestens dem Durchmesser bzw. der Breite des Anschlußdrahtes (5, 8, 10; 5,, 10′; 5′,, 10′′) entspricht.

2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randhöhe in etwa dem Durchmesser oder der Höhe des Anschlußdrahtes (5, 8, 10; 5′, 10′; 5′′, 10′′) entspricht.

3. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Vielzahl von Anschlußdrähten, die an der Unterseite des Bauteils herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend der Anzahl der Anschlußdrähte in den Rahmenwänden eine entsprechende Anzahl von Aussparungen (2, 3, 4) vorgesehen ist.

4. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß je nach Umbiegungsrichtung der Anschlußdrähte (5, 8, 10; 5′, 10′ und 5′′ und 10 ′′) Aussparungen in der Rahmenwand (12) vorgesehen sind, die die Enden überragen sollen.

5. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse Rechteck- oder Zylinderform aufweist.

6. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine rechteckförmige Unterseite aufweist, und daß in den Endbereichen jeweils mindestens ein Anschlußdraht vorgesehen ist, und daß Aussparungen (2, 3, 4) in der Seitenwand und/oder in den Seitenwänden des Gehäuses vorgesehen sind.

7. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (2, 3, 4) nach der Fertigstellung des Bauteils eingebracht werden, und daß die nach unten vorstehenden geraden Anschlußdrähte (5′′, 10 ′′′) manuell oder maschinell derart umgebogen werden, daß diese durch jeweils eine Aussparung (2, 3, 4) hindurch vorstehen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vergießen oder Verschließen des elektrischen Bauelementes in dem Gehäuse (1) die Aussparungen (2, 3, 4) eingebracht sind, und daß die Anschlußdrähte (5, 8, 10) vor dem Einsetzen des elektronischen Bauelementes in das Gehäuse (1) oder nach dem Vergießen manuell oder maschinell derart umgebogen bzw. abgewickelt werden, daß sie durch die bestimmten Aussparungen greifen und aus der jeweiligen Gehäusefläche hervorstehen.