DE69732045T2

DE69732045T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Abschirmung von elektronischen Bausteinen auf einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE69732045T2
Application number: DE69732045T
Authority: DE
Inventors: Anders Larsson
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2017-10-24
Also published as: SE9603931D0; JP2001504990A; AU4888797A; US6192577B1; SE9603931L; HK1025211A1; BR9712584A; AU735228B2; WO1998019508A1; DE69732045D1; EP0934688B1; EE03728B1; CN1242138A; EP0934688A1; EE9900170A; CN1149907C; KR20000052821A; SE511426C2; JP3920355B2; KR100489860B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abschirmen elektronischer Bauteile auf einer Zusammenbaubasis.
Stand der Technik
Gemäß dem Stand der Technik müssen elektronische Bauteile, die auch Komponenten bzw. Bauteile genannt werden, die an einer Zusammenbaubasis in z. B. Funkempfängern, Fernsehgeräten, Computern, Transceivern (Sendern) und Telefonen angebracht sind, in vielen Fällen von der Umgebung abgeschirmt werden, um eine unerwünschte Strahlung von den elektronischen Bauteilen abzuhalten. Beispiele für eine solche Strahlung können eine Funkfrequenzstrahlung, eine sogenannte RF-Strahlung (Radio Frequency radiation) sein. Elektronische Bauteile können in bestimmten Fällen auch abgeschirmt werden, um gegenüber dem Einfluss von z. B. statischer Elektrizität, einer sogenannten ESD (Electrostatic Discharge = elektrostatische Entladung) geschützt zu werden.
Beispiele für elektronische Bauteile sind Widerstände, Kondensatoren, Spulen oder Transistoren und integrierte Schaltkreise. Die Zusammenbaubasis kann eine Leiterplatte sein.
Solche elektronischen Bauteile weisen zwei oder mehrere Kontaktanschlüsse, sogenannte Pole, auf. Die Funktion der Pole ist für verschiedene Bauteile unterschiedlich. Beispielsweise kann ein Pol an einem Bauteil an einen gemeinsamen Erdanschluss auf der Zusammenbaubasis angeschlossen sein.
Ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Abschirmen von elektronischen Bauteilen auf einer Zusammenbaubasis besteht im Anbringen einer Kapsel, einem sogenannten Abschirmkasten, um die elektronischen Bauteile, die abgeschirmt werden müssen. Die Abschirmkästen werden aus einem geeigneten lötbaren Metall hergestellt.
Die Abschirmkästen können automatisch an die Zusammenbaubasis über den beabsichtigten elektronischen Bauteilen mit einer sogenannten "Aufnahme- und Platzierungs"-Maschine montiert werden. Eine solche Maschine ist ein Roboter, der Bauteile, die auf einer Rolle aufgerollt sind oder in einem Behälter platziert sind, von der jeweiligen Rolle bzw. dem Behälter aufnimmt und die Komponenten bzw. Bauteile bei der erwünschten Stelle auf der Zusammenbaubasis platziert.
Ein Nachteil des obigen Verfahrens besteht darin, dass die Abschirmkästen aufgrund der automatischen Montage des Kastens über den Bauteilen schräg versetzt oder platziert werden können, wodurch der Abschirmkasten in Kontakt mit den Bauteilen gelangen kann, die nahe seiner Innenseite angeordnet bzw. platziert sind. Dies kann dazu führen, dass die nahe den Innenflächen der Abschirmkästen platzierten Bauteile gegenüber seiner Innenseite kurzgeschlossen werden.
Verschiedene Verfahren werden zum Fixieren der Abschirmkästen an der Zusammenbaubasis verwendet, und zwar beispielsweise mit der Hilfe von Bolzen- oder Klemmverbindungen.
Ein Nachteil von geschraubten oder geklemmten Verbindungen besteht darin, dass sie bezüglich der Handhabung kompliziert sein können und dass sie teuer sind.
Ein weiteres Verfahren besteht im Löten des Abschirmkastens an die Zusammenbaubasis in einem sogenannten Oberflächenmontageprozess, der auch SMD-Prozess (Surface Mount Device-process) genannt wird.
Der SMD-Prozess ist ein Prozess, bei welchem Bauteile an Kontaktflächen auf der Zusammenbaubasis gelötet werden. Die Bauteile werden mit einem Roboter an den erwünschten Kontaktflächen positioniert, welche Flächen mit Lötmittel versehen sind. Darauf folgend wird die Zusammenbaubasis in einem Ofen geheizt, wodurch das Lötmittel schmilzt, was dazu führt, dass die Bauteile an der Basis fixiert werden.
Ein Nachteil dabei, wenn Abschirmkästen an die Zusammenbaubasis gelötet werden, besteht darin, dass das Lötmittel, mit welchem die Abschirmkästen an der Zusammenbaubasis fixiert werden, in Kontakt mit einem Bauteil gelangen können, das nahe der Innenseite des Abschirmkastens angeordnet ist, wodurch das Bauteil mit dem Lötmittel kurzgeschlossen wird.
Zum Verhindern eines Kurzschließens wie oben wird gemäß dem Stand der Technik der Abschirmkasten ausreichend groß gemacht, so dass ein sicherer Abstand zwischen den Innenflächen des Abschirmkastens und den im Abschirmkasten umhüllten elektronischen Bauteilen erhalten wird. Ein Nachteil besteht darin, dass der Kasten dadurch einen großen Platz auf der Zusammenbaubasis wegnimmt.
Ein weiteres Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Erhalten einer vernünftigen exakten Positionierung des Abschirmkastens auf der Zusammenbaubasis besteht im Verwenden von Führungslöchern in der Zusammenbaubasis und von Führungsstiften an dem Abschirmkasten. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es während des Positionierens des Kastens auf der Zusammenbaubasis eine große Genauigkeit erfordert, und weiterhin können die entgegengesetzten Seiten der Zusammenbaubasis in dem Fall nicht zum Montieren von Bauteilen verwendet werden, in welchem die Führungslöcher vollständig durch ihn hindurch gehen.
Im Patentdokument GB A 2 226 187 ist eine Abschirmung mit Wänden beschrieben, welche Wände in einer Anordnung auf einer Leiterplatte über den elektronischen Bauteilen angeordnet sind, die abzuschirmen sind. Die Vorrichtung weist vorstehende elastische fingerförmige Stützen auf, die als U-förmiger Kanal angeordnet sind.
Im Patentdokument JP A 07142906 ist eine Abschirmung mit vorstehenden Klammern beschrieben, welche Klammern in Lötausschnitten montiert sind, die in einer Schaltung für sie beabsichtigt sind. Die Klammern werden in den Lötlöchern durch Löten fixiert.
Offenbarung der Erfindung
Ein Problem, das die Erfindung löst, besteht im Verhindern von Emissionen von elektronischen Bauteilen auf einer Zusammenbaubasis.
Ein weiteres Problem besteht im Verhindern eines Kurzschließens zwischen einer Abschirmeinheit und den elektronischen Bauteilen, die am nächsten zur Abschirmeinheit angeordnet sind, während eines automatischen Montierens der Abschirmeinheit über den elektronischen Bauteilen auf der Zusammenbaubasis. Die elektronischen Komponenten können dadurch in der Abschirmeinheit eingehüllt werden oder können außerhalb von ihr angeordnet werden.
Ein weiteres Problem besteht im Verhindern eines Kurzschließens zwischen dem Lötmittel, mit welchem die Abschirmeinheit an der Zusammenbaubasis fixiert wird, und den elektronischen Bauteilen, die am nächsten zur Abschirmeinheit angeordnet sind.
Ein weiteres Problem besteht im Minimieren des Raums, welches die Abschirmeinheit auf der Zusammenbaubasis benötigt, um die elektronischen Bauteile abzuschirmen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht folglich darin, mit einem zuverlässigen und einfachen Verfahren und mit einer zuverlässigen und einfachen Vorrichtung beabsichtigte elektronische Bauteile auf einer Zusammenbaubasis mit einer Abschirmeinheit abzuschirmen, wobei die Abschirmeinheit wenig Platz auf der Zusammenbaubasis wegnimmt, und im Verhindern eines Kurzschließens zwischen der Abschirmeinheit und jeweils dem Lötmittel, mit welchem die Abschirmeinheit an der Basis fixiert ist, und den umhüllten elektronischen Bauteilen, die am nächsten zu der Abschirmeinheit angeordnet sind, wenn die Abschirmeinheit automatisch auf der Zusammenbaubasis montiert wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im Verhindern eines Kurzschließens zwischen der Abschirmeinheit und jeweils dem Lötmittel und den elektronischen Bauteilen, die am nächsten zur Abschirmeinheit angeordnet sind, welche elektronischen Bauteile auf der Zusammenbaubasis außerhalb der Abschirmeinheit montiert sind, wenn die Abschirmeinheit automatisch auf die Zusammenbaubasis montiert wird.
Um dies hervorzubringen ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Verfügung gestellt, wie es im Anspruch 1 definiert ist.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden die umhüllten bzw. umgebenen Bauteile wenigstens einen bestimmten Abstand von den anderen Bauteilen platziert, die in der Abschirmeinheit umhüllt sind.
Gemäß einem vorteilhaften modifizierten Verfahren kann eine bestimmte Anzahl von möglichen Bauteilen, die außerhalb der Abschirmeinheit angeordnet sind, welche einen Pol aufweisen, der an den Erdungsanschluss anschließbar ist, mit ihren jeweiligen Polen in Richtung zu einer Außenseitenfläche der Abschirmeinheit gedreht werden, wobei diese Pole an den Erdungsanschluss angeschlossen werden.
Die abgeschirmten elektrischen Bauteile werden auch auf der Zusammenbaubasis platziert, so dass die Seite der Bauteile, die in Richtung zu dem Umfang bzw. zu der Peripherie des abgeschirmten Teils der Zusammenbaubasis gerichtet ist, wenigstens einen bestimmten Abstand von den anderen elektronischen Bauteilen platziert wird, die in der Abschirmeinheit enthalten sind bzw. von dieser umgeben sind.
Gemäß einem modifizierten Verfahren kann eine bestimmte Anzahl von möglichen Bauteilen, die außerhalb der Abschirmeinheit angeordnet sind, die einen Pol aufweisen, der an den Erdungsanschluss anschließbar ist, auf der Zusammenbaubasis so platziert werden, dass diese Pole in Richtung zu der Peripherie des abgeschirmten Teils der Zusammenbaubasis gerichtet sind, wobei diese Pole an den Erdungsanschluss angeschlossen werden.
Die außerhalb der Abschirmeinheit angeordneten elektronischen Bauteile können auf der Zusammenbaubasis so platziert werden, dass die Seite der Bauteile, die in Richtung zu der Peripherie des abgeschirmten Teils der Zusammenbaubasis schaut bzw. gerichtet ist, wenigstens einen bestimmten Abstand von den anderen elektronischen Bauteilen platziert wird, die außerhalb der Abschirmeinheit auf der Zusammenbaubasis angeordnet sind.
Gemäß einem weiteren modifizierten Verfahren werden die abgeschirmten elektronischen Bauteile gemäß dem obigen vor dem Abschirmen auf der Zusammenbaubasis so platziert, dass sie wenigstens einen bestimmten Abstand von der Abschirmeinheit angeordnet sind. Diese Bauteile müssen nicht an einen Erdungsanschluss angeschlossen werden.
Weiterhin werden außerhalb der Abschirmeinheit angeordnete Bauteile auf dieselbe Weise platziert, wie es gemäß dem ersten modifizierten Verfahren beschrieben ist. Der Abstand zwischen den abgeschirmten elektronischen Bauteilen und der Abschirmeinheit ist größer als der Abstand zwischen den nächsten angeordneten Bauteilen außerhalb der Abschirmeinheit und der Abschirmeinheit.
Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, wie sie im Anspruch 6 definiert ist.
Die abgeschirmten elektronischen Bauteile sind auch auf der Zusammenbaubasis so angeordnet, dass die Seite der Bauteile, die in Richtung zu der Innenseitenfläche der Abschirmeinheit schaut, wenigstens einen bestimmten Abstand von den anderen abgeschirmten Bauteilen platziert ist.
Gemäß einer modifizierten Anordnung gemäß der Erfindung kann eine bestimmte Anzahl von außerhalb der Abschirmeinheit angeordneten Bauteile, welche Bauteile einen Pol aufweisen, der an den Erdungsanschluss anschließbar ist, möglicherweise auf der Zusammenbaubasis außerhalb der Abschirmeinheit angeordnet sein, so dass diese Pole in Richtung zu der Außenseitenfläche der Abschirmeinheit schauen, und weiterhin sind diese Pole an den Erdungsanschluss angeschlossen.
Die außerhalb der Abschirmeinheit angeordneten elektronischen Bauteile können auch auf der Zusammenbaubasis so angeordnet sein, dass die Seite der Bauteile, die in Richtung zu der Außenseitenfläche der Abschirmeinheit schaut, wenigstens einen bestimmten Abstand von den außerhalb der Abschirmeinheit auf der Zusammenbaubasis angeordneten anderen Bauteilen platziert ist.
Gemäß einer weiteren modifizierten Anordnung können die abgeschirmten elektronischen Bauteile gemäß dem obigen auf der Zusammenbaubasis so angeordnet sein, dass sie wenigstens einen bestimmten Abstand von der Abschirmeinheit angeordnet sind. Diese Bauteile müssen nicht an einen Erdungsanschluss angeschlossen sein.
Weiterhin können die außerhalb der Abschirmeinheit angeordneten Bauteile auf der Zusammenbaubasis auf dieselbe Weise angeordnet sein, wie es gemäß der ersten modifizierten Vorrichtung beschrieben ist. Der Abstand zwischen den abgeschirmten elektronischen Bauteilen und der Abschirmeinheit ist größer als der Abstand zwischen den nächsten angeordneten Bauteilen außerhalb der Abschirmeinheit und der Abschirmeinheit.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es Platz für mehr elektronische Bauteilstücke auf der Zusammenbaubasis gibt, und zwar ohne das Risiko, dass die elektronischen Bauteile gegenüber der Abschirmeinheit oder dem Lötmittel, mit welchem die Abschirmeinheit an der Zusammenbaubasis fixiert wird, kurzgeschlossen werden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Abschirmeinheit wenig Platz auf der Zusammenbaubasis wegnimmt, da nur wenig Raum zwischen der Abschirmeinheit und den um die Abschirmeinheit angeordneten elektronischen Bauteilen erforderlich ist.
Die Erfindung wird nun detaillierter mit der Hilfe von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Beschreibung der Figuren
1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Abschirmeinheit von oben, die über abgeschirmten elektronischen Bauteilen auf einer Leiterplatte montiert ist, gemäß dem erfinderischen Verfahren,
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines elektronischen Bauteils gemäß dem Stand der Technik,
3 zeigt dieselbe Ansicht wie 1, wobei die Abschirmeinheit auf der Leiterplatte angeordnet ist,
4 zeigt einen Querschnitt A-A der 1 durch die Abschirmeinheit und die abgeschirmten elektronischen Bauteile gemäß der Erfindung,
5 zeigt eine schematische Ansicht der Leiterplatte vor dem Montieren von Bauteilen gemäß dem erfinderischen Verfahren von oben,
6 zeigt eine schematische Ansicht der Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen von oben, die gemäß der Erfindung montiert sind, und
7 zeigt eine Ansicht eines Querschnitts einer Abschirmeinheit und von elektronischen Bauteilen, die auf einer Leiterplatte montiert sind, von oben, gemäß dem erfinderischen Verfahren.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
Nachfolgend wird ein Beispiel eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben, wobei erwünscht ist, dass eine Anzahl von elektronischen Bauteilen auf einer Zusammenbaubasis 1 abgeschirmt werden.
1 zeigt einen Querschnitt einer Abschirmeinheit in der Form eines rechteckförmigen Kastens 3 mit einer äußeren und einer inneren rechteckförmigen Kontur. Die Basisfläche des Kastens ist in Kontakt mit einer Zusammenbaubasis 1, die die abgeschirmten elektronischen Bauteile umgibt.
Die Figur zeigt auch zwei Brückenleiter 27a, 27b, die nachfolgend in Verbindung mit 5 detaillierter beschrieben werden.
Die Zusammenbaubasis 1 ist beispielsweise eine Leiterplatte, die die elektronischen Bauteile trägt.
Die Abschirmeinheit 3 weist eine Außenseitenfläche 6 und eine Innenseitenfläche 7 mit einem unteren Rand 8 auf, welcher genauso wie ihre Bodenbasisfläche in Kontakt mit der Leiterplatte 1 ist. Die Abschirmeinheit 3 ist aus einem geeigneten lötbaren Metall hergestellt.
Die Innenseitenfläche 7 und die Außenseitenfläche 6 umgeben die abgeschirmten elektronischen Bauteile. Die Innenseitenfläche 7 ist am nächsten zu den abgeschirmten elektronischen Bauteilen angeordnet und die Außenseitenfläche 6 ist parallel zu der Innenseitenfläche 7.
Die elektronischen Bauteile weisen beispielsweise Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Transistoren oder integrierte Schaltkreise auf. Bestimmte dieser elektronischen Bauteile haben einen Kontaktanschluss oder einen sogenannten Pol, der an einen gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Leiterplatte 1 angeschlossen sein kann.
Die elektronischen Bauteile weisen bei dem nachfolgend beschriebenen Beispiel teilweise äußere Bauteile auf, die auf der Leiterplatte 1 außerhalb der Abschirmeinheit 3 montiert sind, teilweise außen platzierte bzw. angeordnete Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4, wie es in 1 gezeigt ist, und teilweise andere abgeschirmte elektronische Bauteile K1, K2, K3, K4, die durch die Abschirmeinheit 3 umgeben sind. Keine äußeren Bauteile und nur einige der außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4 und die anderen abgeschirmten elektronischen Bauteile K1, K2, K3, K4 sind in den Figuren gezeigt, um die Darstellung der Erfindung zu vereinfachen.
Die außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4 weisen einen derartigen Pol P1, P2, P3, P4 auf, wie er oben beschrieben ist.
2 zeigt ein elektronisches Bauteil 5, das zwei Pole aufweist. Einer der Pole P kann aus einem gebogenen Metallbein gebildet sein, das von einem Ende des elektronischen Bauteils 5 nach außen vorsteht, welches Metallbein an den Erdungsanschluss angeschlossen werden kann. Der Pol P kann auch aus geschmolzenem Lötmittel gebildet sein, das in einem Ende des elektronischen Bauteils 5 fixiert ist, wodurch das Lötmittel an den Erdungsanschluss angeschlossen werden kann, oder der Pol P kann aus einem Stück aus Metall gebildet sein, das in einem Ende des elektronischen Bauteils 5 fixiert ist, welches Stück aus Metall an den Erdungsanschluss angeschlossen werden kann. Die außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4, die oben beschrieben sind, mit ihren jeweiligen Polen P1, P2, P3, P4 können jeweils aus einem solchen elektronischen Bauteil 5 mit Pol P gebildet sein.
Die elektronischen Bauteile sind gemäß der Erfindung folglich auf der Leiterplatte 1 auf eine derartige Weise angeordnet, dass eine bestimmte Anzahl von den abgeschirmten Bauteilen, die die Pole P1, P2, P3, P4 haben, die an den Erdungsanschluss anzuschließen sind, auf der Leiterplatte 1 am nächsten zu der Innenseitenfläche 7 der Abschirmeinheit montiert sind. Diese sogenannten außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4 sind in 1 gezeigt, wobei die Pole P1, P2, P3, P4 in Richtung zu der Innenseitenfläche 7 der Abschirmeinheit schauen, und weiterhin ist jeder dieser Pole P1, P2, P3, P4 an den gemeinsamen Erdungsanschluss (in 1 nicht gezeigt) auf der Leiterplatte 1 angeschlossen.
Die außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4 sind auch auf der Leiterplatte 1 so angeordnet, dass eine erste Seite 9 dieser Bauteile, welche erste Seite 9 in Richtung zu der Innenseitenfläche 7 der Abschirmeinheit schaut, wenigstens einen Abstand d > 0 von den anderen abgeschirmten elektronischen Bauteilen K1, K2, K3, K4 auf der Leiterplatte 1 hat.
Die Größe des Abstands d variiert in Abhängigkeit von dem Anwendungsgebiet für die Erfindung. Ein Beispiel für die Größe des Abstands d ist in der Größenordnung der Größe 0,5–1 mm.
1 ist wie die nachfolgend beschriebenen Figuren der Klarheit halber vergrößert, um die Erfindung einfacher darzustellen.
Gemäß einer modifizierten Anordnung gemäß der Erfindung sind die äußeren Bauteile, die auf der Leiterplatte 1 außerhalb der Abschirmeinheit 3 angeordnet sind, möglicherweise auf der Leiterplatte 1 auf eine derartige Weise angeordnet, dass eine bestimmte Anzahl der äußeren Bauteile, die einen Pol haben, der an den Erdungsanschluss angeschlossen werden kann, auf der Leiterplatte 1 am nächsten zu der Außenseitenfläche 6 der Abschirmeinheit montiert sind. Diese Bauteile mit den Polen, die an den Erdungsanschluss anzuschließen sind, schauen in Richtung zu der Außenseitenfläche 6 der Abschirmeinheit, und weiterhin ist jeder und sind alle dieser Pole an den gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Leiterplatte 1 angeschlossen.
Die äußeren Bauteile sind auch auf der Leiterplatte 1 so angeordnet, dass eine erste Seite dieser Bauteile, welche erste Seite in Richtung zu der Außenseitenfläche 6 der Abschirmeinheit schaut, wenigstens einen Abstand d > 0 von den äußeren Bauteilen auf der Leiterplatte 1 hat.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit dem vorangehenden Beispiel und 3 wird nachfolgend beschrieben, wobei die Abschirmeinheit 3 auf der Leiterplatte 1 gemäß der Erfindung versetzt ist.
3 zeigt die Abschirmeinheit 3, die über den abgeschirmten elektronischen Bauteilen auf der Leiterplatte 1 platziert ist, wie es oben beschrieben ist, wobei die Innenseitenfläche 7 der Abschirmeinheit in Kontakt mit zweien der Pole P1, P2 der außen platzierten Bauteile ist, welche Pole P1, P2 gemäß dem zuvor beschriebenen Beispiel an den Erdungsanschluss angeschlossen sind.
Die Abschirmeinheit 3 ist auf der Leiterplatte 1 so platziert, dass die Innenseitenfläche 7 wenigstens mit dem Abstand d von den anderen abgeschirmten elektronischen Bauteilen K1, K2, K3, K4 positioniert ist, die in der Abschirmeinheit 3 umgeben sind.
Durch die Verwendung des vorgeschlagenen Verfahrens tritt kein Kurzschluss zwischen den Polen P1, P2 und der Innenseitenfläche 7 der Abschirmeinheit in dem Fall auf, in welchem diese Pole P1, P2 an den gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Leiterplatte 1 angeschlossen sind.
Der Abstand zwischen der Innenseitenfläche 7 der Abschirmeinheit und allen anderen abgeschirmten elektronischen Bauteilen auf der Leiterplatte 1 ist größer als oder gleich groß wie der Abstand d, was aus 3 offensichtlich ist.
Gemäß einer modifizierten Anordnung tritt auf eine entsprechende Weise zu derjenigen gemäß dem oben beschriebenen Beispiel kein Kurzschluss zwischen den äußeren Bauteilen und der Außenseitenfläche 6 der Abschirmeinheit auf, wenn die Außenseitenfläche 6 der Abschirmeinheit in Kontakt mit irgendeinem der Pole der äußeren Bauteile ist, welche Pole an den Erdungsanschluss angeschlossen sind.
4 zeigt gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt A-A der 1, wobei die Abschirmeinheit 3 mit einem Lötmittel 19 schnell an die Leiterplatte 1 gelötet ist und die Abschirmeinheit 3 gemäß dem obigen die abgeschirmten elektronischen Bauteile umgibt.
Das Lötmittel 19 ist aus der Leiterplatte 1 um den Bodenrand 8 der Abschirmeinheit herausgeflossen, wodurch das Lötmittel 19 in Kontakt mit einem Pol P1 eines außen positionierten Bauteils ist.
Gemäß der Erfindung tritt kein Kurzschluss zwischen dem Pol P1 und dem Lötmittel 19 auf, da der Pol P1 an den gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Leiterplatte 1 angeschlossen ist.
Gemäß einer modifizierten Anordnung auf eine entsprechende Weise tritt kein Kurzschluss zwischen dem Lötmittel und einen Pol eines äußeren Bauteils auf, welcher Bauteilpol an den gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Leiterplatte 1 angeschlossen ist.
Ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in Zusammenhang mit 7 nachfolgend beschrieben, wobei erwünscht ist, dass eine Anzahl von elektronischen Bauteilen auf einer Leiterplatte 101 abgeschirmt wird.
7 zeigt elektronische Bauteile, die auf der Leiterplatte 101 montiert sind, und einen Querschnitt einer Abschirmeinheit 103, die auf der Leiterplatte 1 montiert ist, wobei die Abschirmeinheit 103 eine Anzahl von abgeschirmten elektronischen Bauteilen umgibt.
Die Figur zeigt auch Brückenanschlussstücke 127a, 127b, die die beabsichtigten elektronischen Bauteile miteinander verbinden. Nur einige wenige Brückenanschlussstücke 127a, 127b sind in der Figur markiert.
Die Abschirmeinheit 103 weist, wie es in Verbindung mit 1 beschrieben ist, eine Außenseitenfläche 106 und eine Innenseitenfläche 107 auf.
Die elektronischen Bauteile bei dem nachfolgend beschriebenen Beispiel weisen andererseits äußere Bauteile k1, k2, kj1, kj2, kj3 auf, die auf der Leiterplatte 101 außerhalb der Abschirmeinheit 103 montiert sind, wie es in 7 gezeigt ist, und andererseits abgeschirmte elektronische Bauteile, die durch die Abschirmeinheit 103 umgeben sind. Nur einige der elektronischen Bauteile sind in der Figur markiert, um die Darstellung der Erfindung zu erleichtern.
Bestimmte der äußeren Bauteile haben einen Pol p1, p2, p3, der an einen gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Leiterplatte 101 angeschlossen werden kann.
Gemäß der Erfindung sind die elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte 101 auf eine solche Weise angeordnet, dass eine bestimmte Anzahl von äußeren Bauteilen, die die Pole p1, p2, p3 haben, die an den Erdungsanschluss anzuschließen sind, auf der Leiterplatte 101 am nächsten zu der Außenseitenfläche 106 der Abschirmeinheit montiert sind. Diese äußeren Bauteile kj1, kj2, kj3 sind in 7 gezeigt, wobei die Pole p1, p2, p3 in Richtung zu der Außenseitenfläche 106 der Abschirmeinheit schauen, und weiterhin sind jeder und alle dieser Pole P1, P2, P3, an den gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Leiterplatte 101 angeschlossen.
Die äußeren Bauteile kj1, kj2, kj3 sind auch auf der Leiterplatte 101 so angeordnet, dass eine erste Seite 109 dieser Bauteile, welche erste Seite 109 in Richtung zu der Außenseitenfläche 106 der Abschirmeinheit schaut, wenigstens einen Abstand d₁ > 0 von den anderen äußeren Bauteilen k1, k2 auf der Leiterplatte 101 hat.
Die abgeschirmten elektronischen Bauteile sind auf der Leiterplatte 101 so angeordnet, dass sie wenigstens einen Abstand d₂ > 0 von der Innenseitenfläche 107 der Abschirmeinheit angeordnet sind. Dieser Abstand d₂ ist größer als der Abstand d₃ zwischen der Außenseitenfläche 106 der Abschirmeinheit und den äußeren Bauteilen kj1, kj2, kj3, die am nächsten außerhalb der Abschirmeinheit 103 angeordnet sind. Siehe auch 7. Diese Bauteile müssen nicht an einen Erdungsanschluss angeschlossen werden.
Die Abschirmeinheit 103 kann durch die Verwendung dieser Vorrichtung gemäß der Erfindung nur in Kontakt mit den am nächsten angeordneten äußeren Bauteilen kj1, kj2, kj3 während einer schrägen Montage der Abschirmeinheit 103 auf der Leiterplatte 101 gelangen. Wenn diese Pole p1, p2, p3 der Bauteile, die in Richtung zu der Außenseitenfläche 106 der Abschirmeinheit schauen, an den Erdungsanschluss angeschlossen sind, tritt kein Kurzschluss zwischen der Abschirmeinheit 103 und diesen Bauteilen auf.
Bei dem folgenden Beispiel wird ein Verfahren gemäß der Erfindung zum Montieren der Abschirmeinheit 3 mit der Außenseitenfläche 106 und der Innenseitenfläche 7 mit dem Bodenrand 8 auf der Leiterplatte 1 gemäß dem oben beschriebenen Beispiel in Verbindung mit der oben beschriebenen 1 und den oben beschriebenen 5–6 auf zuverlässige Weise beschrieben.
Die Leiterplatte 1 ohne montierte elektronische Bauteile ist in 5 von oben gezeigt, wobei die Leiterplatte 1 eine Anzahl von Anschlussflächen, ein Abschirmmuster 21 und Brückenleiter 27a, 27b aufweist. Die Anschlussflächen, das Abschirmmuster 21 und die Brückenleiter 27a, 27b sind aus elektrisch leitendem Material, wie beispielsweise Kupfer, der Leiterplatte 1 während der Herstellung der Leiterplatte 1 ausgeätzt.
Die Anschlussflächen sind Flächen, an welche die Pole der elektronischen Bauteile auf der Leiterplatte 1 montiert sind, und die Anschlussflächen sind über die Brückenleiter 27a, 27b miteinander verbunden. Nur einige wenige Brückenleiter 27a, 27b sind in 5 gezeigt.
In 5 sind drei Anschlussflächen 29a, 29b, 29c gezeigt, wobei beabsichtigt ist, dass jede Anschlussfläche an einen Pol eines elektronischen Bauteils angeschlossen wird, das drei Pole aufweist. Zwei andere Anschlussflächen 23a, 23b sind in der Figur gezeigt, wobei beabsichtigt ist, dass jede Anschlussfläche an einem Pol eines elektronischen Bauteils mit zwei Polen angeschlossen wird.
Das Abschirmmuster 21 ist ein Muster, das die Konturen des Bereichs anzeigt, wo die Abschirmeinheit 3 auf der Leiterplatte 1 zu platzieren ist. Das Abschirmmuster 21 umgibt die Anschlussflächen, an welche die abgeschirmten Bauteile anzuschließen sind.
Das Abschirmmuster 21 weist einen Rahmen auf, welcher Rahmen einen ersten Rahmenrand 25 parallel zu einem zweiten Rahmenrand 26 aufweist. Der erste Rahmenrand 25 ist am nächsten zu den Anschlussflächen angeordnet.
Der erste Schritt bei dem Verfahren besteht im Montieren der elektronischen Bauteile auf den Anschlussflächen auf der Leiterplatte 1, siehe auch 6. Dieselben Bezugszeichen für die Bestandteilseinheiten, wie sie in 1 verwendet sind, sind in 6 beibehalten. Keine äußeren Bauteile, die oben beschrieben sind, sind in der Figur gezeigt.
Die außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4, die oben beschrieben worden sind, auf der Leiterplatte 1 sind die elektronischen Bauteile, die auf der Leiterplatte 1 am nächsten zu dem ersten Rahmenrand 25 des Abschirmmusters montiert sind.
Das außen platzierte Bauteil Kj1 ist mit dem Pol P1 an die Anschlussfläche 23a montiert, und mit dem entgegengesetzten Pol an der Anschlussfläche 23b. Das Bauteil K3, das drei Pole aufweist, ist mit jedem Pol an den Anschlussflächen 29a, 29b, 29c angeschlossen.
Die außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4 sind gemäß der Erfindung an den Anschlussflächen auf der Leiterplatte 1 mit den Polen P1, P2, P3, P4 in Richtung zu dem ersten Rahmenrand 25 schauend montiert, siehe auch die Figur, wobei diese Pole P1, P2, P3, P4 an den Erdungsanschluss angeschlossen sind.
Die außen platzierten Bauteile Kj1, Kj2, Kj3, Kj4 sind auch an die Anschlussflächen so montiert, dass eine erste Seite 9 dieser Bauteile, welche erste Seite 9 in Richtung zu dem ersten Rahmenrand 25 des Abschirmmusters schaut, wenigstens einen Abstand d > 0 von den anderen abgeschirmten elektronischen Bauteilen K1, K2, K3, K4 auf der Leiterplatte 1 platziert ist, welche anderen elektronischen Bauteile K1, K2, K3, K4 durch das Abschirmmuster 21 umgeben sind. Siehe auch 6.
Die externen Bauteile auf der Leiterplatte 1 sind mögliche elektronische Bauteile, die auf der Leiterplatte 1 außerhalb des Abschirmmusters 21 montiert sind.
Gemäß einem modifizierten Verfahren wird eine Anzahl der externen Bauteile, die einen Pol haben, der an den Erdungsanschluss angeschlossen werden kann, gemäß der Erfindung an die beabsichtigten Anschlussflächen auf der Leiterplatte 1 montiert, wobei die Pole in Richtung zu dem zweiten Rahmenrand 26 schauen, wodurch diese Pole an den Erdungsanschluss angeschlossen werden.
Die externen Bauteile können auch an die Anschlussflächen so montiert werden, dass eine erste Seite der Bauteile, welche erste Seite in Richtung zu dem zweiten Rahmenrand 26 des Abschirmmusters schaut, wenigstens einen Abstand d > 0 von den anderen äußeren elektronischen Bauteilen auf der Leiterplatte 1 platziert ist.
Andere Verfahren können zum Montieren der elektronischen Bauteile an die Schlussflächen auf der Leiterplatte 1 verwendet werden, wie z. B. ein Löten oder ein Ausglühen. Ein Oberflächenmontageprozess, der auch als SMD-Prozess bekannt ist, kann zum Löten der elektronischen Bauteile an die Anschlussflächen verwendet werden. Der SMD-Prozess ist oben detaillierter beschrieben worden.
Der nächste Schritt bei dem Verfahren gemäß der Erfindung besteht im Montieren der Abschirmeinheit 3 an das Abschirmmuster 21 auf der Leiterplatte 1. Dies kann beispielsweise mit dem oben beschriebenen Oberflächenmontageprozess, nämlich dem SMD-Prozess, durchgeführt werden.
Ein Lötmittel wird auf das Abschirmmuster 21 auf der Leiterplatte 1 aufgetragen. Das Verfahren, das zum Auftragen des Lötmittels auf das Abschirmmuster 21 verwendet wird, wird Abschirmdruckverfahren genannt.
Darauf folgend wird die Abschirmeinheit 3 automatisch mit dem unteren Rand 8 an dem oben aufgetragenen Lötmittel mit der oben beschriebenen "Aufnahme- und Platzierungs"-Maschine montiert.
Schließlich wird die Leiterplatte 1 in einem Ofen geheizt, wie es oben beschrieben ist, wodurch das Lötmittel schmilzt und die Abschirmeinheit 3 an der Leiterplatte 1 fixiert wird. Ein Querschnitt der über den abgeschirmten elektronischen Bauteilen montierten Abschirmeinheit 3 ist in 1 gezeigt.
Ein weiteres modifiziertes Verfahren gemäß der Erfindung, um auf eine zuverlässige Weise die Abschirmeinheit 103 zu montieren, und zwar mit der Außenseitenfläche 106 und der Innenseitenfläche 107, auf der Leiterplatte 101 wird nachfolgend in Verbindung mit dem vorangehenden Beispiel und der oben beschriebenen 7 beschrieben.
Die Leiterplatte 101 weist, wie es gemäß dem vorherigen Beispiel angegeben ist, Anschlussflächen und das Abschirmmuster auf. Gleichermaßen weist das Abschirmmuster den ersten Rahmenrand und den zweiten Rahmenrand auf.
Das Verfahren wird dadurch begonnen, dass die elektronischen Bauteile an den Anschlussflächen auf der Leiterplatte 101 montiert werden.
Eine Anzahl der äußeren externen Bauteile, die einen Pol p1, p2, p3 haben, der an den Erdungsanschluss anzuschließen ist, werden gemäß der Erfindung auf den Anschlussflächen außerhalb des Abschirmmusters auf der Leiterplatte 1 am nächsten zu den zweiten Rahmenrand des Abschirmmusters und mit den Polen p1, p2, p3 in Richtung zu dem zweiten Rahmenrand schauend montiert, wobei diese Pole p1, p2, p3 an den Erdungsanschluss angeschlossen werden.
Die externen Bauteile kj1, kj2, kj3 werden auch an den Anschlussflächen so montiert, dass die erste Seite 109 dieser Bauteile, welche erste Seite in Richtung zu dem zweiten Rahmenrand des Abschirmmusters schaut, wenigstens ein Abstand d₁ > 0 von den anderen äußeren Bauteilen k1, k2 auf der Leiterplatte 101 platziert ist.
Danach werden die abgeschirmten elektronischen Bauteile gemäß der Erfindung auf den beabsichtigten Anschlussflächen innerhalb des Abschirmmusters auf der Leiterplatte 1 montiert, so dass sie wenigstens einen Abstand d₂ > 0 von dem ersten Rahmenrand angeordnet sind, wobei der Abstand d₂ größer als der Abstand d₃ zwischen dem zweiten Rahmenrand und den externen Bauteilen kj1, kj2, kj3 ist, welche am nächsten zu dem zweiten Rahmenrand angeordnet sind. Diese Bauteile müssen nicht an einen Erdungsanschluss angeschlossen werden.
Schließlich wird die Abschirmeinheit 103 auf dem Abschirmmuster der Leiterplatte 101 auf dieselbe Weise montiert, wie es gemäß dem vorherigen Beispiel beschrieben ist. Siehe auch 7.
Weitere andere Verfahren können verwendet werden, um die Abschirmeinheit 3, 103 an das Abschirmmuster 21 zu löten, wie z. B. ein manuelles Löten, ein Roboterlöten oder ein Laserlöten.

Claims

Verfahren zum Verhindern eines Kurzschließens zwischen einer Abschirmvorrichtung (3) und Bauteilen auf einer Zusammenbaubasis (1), wobei die Bauteile eine erste Anschlusseinrichtung auf einer ersten Seite (9) und eine zweite Anschlusseinrichtung zum Anschließen des Bauteils an der Zusammenbaubasis aufweisen, gekennzeichnet durch den Schritt zum Anordnen einer bestimmten Anzahl der Bauteile (Kj1, Kj2, Kj3, Kj4) so, dass sie am nächsten zu der Abschirmvorrichtung sind, und so, dass die erste Anschlusseinrichtung (P1, P2, P3, P4) in Richtung zu der Abschirmvorrichtung schauen wird, und zum Anschließen der ersten Anschlusseinrichtung (P1, P2, P3, P4) an den Erdungsanschluss, wobei die erste Anschlusseinrichtung bei einem näheren Abstand zu der Abschirmvorrichtung als die zweite Anschlusseinrichtung sein wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Anordnen der bestimmten Anzahl von Bauteilen (Kj1, Kj2, Kj3, Kj4) mit der ersten Seite (9) wenigstens einen Abstand (d) von anderen Bauteilen (K1, K2, K3, K4) platziert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Anordnen der bestimmten Anzahl von Bauteilen (Kj1, Kj2, Kj3, Kj4) innerhalb eines Teils der Zusammenbaubasis (1), der abzuschirmen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Anordnen der bestimmten Anzahl von Bauteilen (Kj1, Kj2, Kj3, Kj4) außerhalb eines Teils der Zusammenbaubasis (1), der abzuschirmen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch den Schritt zum Löten der Abschirmvorrichtung (3) an die Zusammenbaubasis (1).
Vorrichtung in einem elektronischen System mit Bauteilen auf einer Zusammenbaubasis (1) und einer Abschirmeinheit (3), die wenigstens eine bestimmte Anzahl der Bauteile umgibt, wobei jedes Bauteil eine erste und eine zweite Anschlusseinrichtung zum Anschließen des Bauteils an die Zusammenbaubasis aufweist, wobei bestimmte der Bauteile mit ihrer ersten Anschlusseinrichtung an einen gemeinsamen Erdungsanschluss auf der Zusammenbaubasis (1) angeschlossen sind, welche Abschirmeinheit eine Seitenfläche (6, 7) und einen unteren Rand (8) in Kontakt mit der Zusammenbaubasis (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Erdungsanschluss angeschlossenen Bauteile (Kj1, Kj2, Kj3, Kj4) so angeordnet sind, dass ihre erste Anschlusseinrichtung näher zu der Seitenfläche (6, 7) als die zweite Anschlusseinrichtung sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche (7) eine Innenseitenfläche der Abschirmeinheit (3) ist und die an den Erdungsanschluss angeschlossenen Bauteile (Kj1, Kj2, Kj3, Kj4) eine erste Seite (9) aufweisen, die in Richtung zu der Innenseitenfläche (7) schaut, und die an den Erdungsanschluss angeschlossenen Bauteile (Kj1, Kj2, Kj3, Kj4) auf der Zusammenbaubasis (1) mit der ersten Seite (9) wenigstens einen Abstand (d) von den anderen Bauteilen (K1, K2, K3, K4) auf der Zusammenbaubasis (1) platziert angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenfläche (6) eine Außenseitenfläche (6) ist, die an die Zusammenbaubasis (1) angrenzt, eine bestimmte Anzahl der an den Erdungsanschluss angeschlossenen Bauteile außerhalb der Abschirmeinheit (3) angeordnet ist und mit der Anschlusseinrichtung in Richtung zu der Außenseitenfläche (6) schauend angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die an den Erdungsanschluss angeschlossenen und außerhalb der Abschirmeinheit angeordneten Bauteile eine erste Seite aufweisen, die in Richtung zu der Außenseitenflächen (6) schaut, und wenigstens einen Abstand (d₁) von den anderen Bauteilen auf der Zusammenbaubasis (1) platziert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmeinheit (3) an der Zusammenbaubasis (1) durch Löten fixiert ist und dass die Abschirmeinheit (3) aus lötbarem Material hergestellt ist.