DEP0036391DA - Verfahren und Anordnung zur Herstellung von gelöteten Verdrahtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Anordnungen zur Herstellung von gelöteten Verdrahtungen für Geräte der Hochfrequenz-, Nachrichten- oder Meßtechnik und bezieht isch insbesondere auf die Herstellung von derartigen Verdrahtungen für serienweise gefertigte Geräte, wie z.B. Rundfunkgeräte, Fernsehgeräte und dergleichen. Die Verdrahtungsarbeiten im Gerätebau erfolgten bisher meistens von Hand, wobei eine Vielzahl verschiedener Schaltelemente und Verbindungsdrähte in das Gerät eingebaut und durch Lötstellen mit den übrigen Teilen verbunden werden. Da das Löten ein verhältnismässig zeitraubender Vorgangs ist, der außerdem eine gewisse Übung und Sorgfalt erfordert, sind Herstellungsverfahren gegeben worden, bei denen die Verdrahtung durch eine andere Konstruktion ersetzt wird, indem z.B. die Verbindung zwischen den Schaltelementen gespritzt, gedruckt oder auch durch einen anderen automatischen Vorgang hergestellt werden. Diese Verfahren führen aber nur dann zu einer Verbilligung, wenn gleichzeitig mit der Verdrahtung eine größere Anzahl von Verbindungen für Schaltelemente, wie z.B. Widerstände, Kondensatoren oder Induktivitäten hergestellt werden, sodaß Anschlüsse ganz fortfallen. Derartige Verfahren erfordern aber außerordentlich umfangreiche Vorarbeiten und Hilfsvorrichtungen, sodaß die Durchführung sich in vielen Fällen nicht lohnt.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine gelötete Verdrahtung herzustellen, bei der die zu verbindenden Teile im wesentlichen die bisher übliche Ausführung aufweisen können und die Vereinfachung gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß mehrere oder alle Lötstellen des betreffenden Geräteteiles gleichzeitig in einem gemeinsamen Lötvorgang angefertigt werden.

Die zu verbindenden Teile werden mit ihren Lötenden auf einem Verdrahtungsträger, z.B. einer Lötlehre, einer Montageplatte oder dem Chassis, befestigt. Beim Einlegen werden die Lötenden so gelagert oder geformt, daß sie auf der freien Seite des Verdrahtungsträgers herausragen. Der Träger wird mit den herausragenden Enden in ein Lötband getaucht und nach kurzer Zeit wieder herausgezogen. Dabei haftet soviel Zinn an den Lötenden, daß die Verbindung zwischen den Schaltelementen hergestellt wird. Der Arbeitsgang des Lötens wird bei diesem Verfahren also gleichzeitig für eine große Anzahl von Lötstellen durchgeführt, sodaß sich eine große Zeitersparnis ergibt. Wenn z.B. das Gerät 200 Lötstellen aufweist und 80 % der Lötstellen in zwei oder drei Gruppen im einem gemeinsamen automatischen Vorgang hergestellt werden, dann kann eine 160-fache Wiederholung des Lötvorganges, der jeweils auch bei geübten Kräften 1/2 bis 3/4 Minute dauert, eingespart werden.

Das Verfahren hat besondere Vorteile, wenn verschiedenartige Schaltelemente mit vielen Lötstellen durch einen oder wenige Lötvorgänge derart vereinigt werden, daß eine zusammenhängende Verdrahtung oder eine zusammenhängende Schaltgruppe entsteht. Auch die Vereinigung mehrerer verschiedener Schaltgruppen zu einer grösseren Schalteinheit kann auf diesem Wege erfolgen. Der Verdrahtungsträger kann mit Bohrungseinschnitten oder Buchsen zur Aufnahme der Lötenden versehen sein. Er besteht zweckmäßig aus zinnabstossendem Material oder die Buchsen sind aus solchem Material gefertigt, daß das Zinn nur an den Drahtenden haftet.

Um die Verbindung in ihrer Festigkeit zu erhöhen, kann es zweckmässig sein, um die Drahtenden eine kleine zylindrische oder ringförmige Buchse zu legen, die mitverlötet wird. Die Verdrahtung kann mit den Schaltelementen nach dem Löten abgenommen und gegebenenfalls nach weiterer Umformung oder Bearbeitung auf dem Chassis montiert oder in das Gerät eingebaut werden. Sie kann auch auf dem Träger verbleiben und zusammen mit diesem, der in diesem Falle entsprechend ausgebildet ist, in das Gerät eingesetzt werden.

Das Tauchen der Lötstellen und Herausnehmen der Verdrahtungen kann automatisch durchgeführt werden, sodaß lediglich das Einlegen der Schaltelemente in die Lötlehre von Hand erfolgt.

Weitere Einzelheiten und Ausführungsmöglichkeiten gehen aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes hervor.

In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und 2 einen Schnitt durch eine Lötlehre und eine Draufsicht, während Fig. 3, 4 und 5 Einzelheiten der verwendeten Buchsen im Schnitt wiedergeben.

Die Lötlehre ist beispielsweise als Aluminiumplatte 1 ausgebildet, die eine Anzahl Bohrungen enthält. Die Zahl der Bohrungen entspricht im wesentlichen der Zahl der herzustellenden Lötverbindungen. In jeder Bohrung befindet sich eine Buchse 2, die auf der Unterseite der Lehre herausragt. Der herausragende Teil hat beispielsweise eine Höhe von 6 bis 8 mm. Die Buchse besteht ebenfalls aus Aluminium. Beim Einlegen der Schaltelemente werden Verbindungsdrähte sowie die Drahtenden 3 der Widerstände und Kondensatoren 4, ferner die Lötenden 5 der Röhrensocke 6 und weiter nicht dargestellten Schaltelemente, wie z.B. Filter, Schalter, Spulensätze usw. mit ihren Lötösen in die vorbereiteten Buchsen eingesetzt.

Sämtliche Lötenden und Lötbuchsen haben zweckmäßig die gleiche Länge, sodaß die Enden über die Buchsen 2 nur wenig herausragen. Es kann zweckmäßig sein, die freien nicht zu verlötenden Enden von Schaltelementen durch ein Halterungsstreifen 7 festzulegen. Dieser Halterungsstreifen besteht z.B. aus einem Hartpapier oder Preßspanstreifen mit Löchern, durch die die freien Drahtenden hindurchgezogen werden. Nachdem die Lötlehre so vorbereitet ist, wird sie mit der Unterseite in ein Flußmittel, z.B. in ein Kolofoniumbad getaucht, um die Löcher zur Aufnahme des Lötzinns vorzubereiten. Dann wird die Lötlehre mit den Buchsen 2 in ein Zinnbad getaucht, das in Figur 1 angedeutet ist. Ein Behälter 8, der von unten, z.B. durch eine Gasflamme 9, erhitzt wird, enthält das Lötzinn 10. Auf der Oberfläche des Lötzinns ist zweckmäßig eine Schicht eines Flußmittels, z.B. eines Öles 11, abgeordnet, um ein Oxydieren der Zinnoberfläche zu verhindern. Beim Eintauchen fließt das Zinn in die Buchsen 2 hinein und wird durch die Kapillarwirkung und Adhäsion an den Drahtenden 3 und 5 festgehalten, sodaß die Lötenden innerhalb jeder Buchse miteinander verbunden werden. Da die Buchsen zinnabstossend sind, haftet das Zinn nicht an den Buchsen. Nach dem Herausnehmen der Lötlehre aus dem Zinnbad und dem Erkalten der Lötstellen, lassen sich die gesamten Verdrahtungen, d.h. die Schaltelemente zusammen mit den Verbindungsdrähten, aus der Lötlehre herausnehmen. Alle Lötstellen liegen bei dieser Art der Herstellung in einer Ebene. Vor dem Einbau der Verdrahtungen in das Chassis kann es zweckmässig sein, einzelne Lötstellen aus dieser Ebene herauszubiegen, wie es der Einbau in das Chassis erfordert. Dies läßt sich leicht durchführen, da die Biegsamkeit der Drähte zwischen den Schaltelementen bei dieser Art der Herstellung voll erhalten bleibt. Die Verdrahtung kann dann in den betreffenden Geräteteil eingesetzt werden, wobei die Röhrensockel auf dem Chassis montiert und die noch freien Enden der Verdrahtung mit den angrenzenden Teil der Schaltung verbunden werden.

Eine derartige Lötlehre kann 100 oder mehr Lötstellen enthalten. Sie kann aber auch in einzelne Abschnitte unterteilt sein. Dabei ist es zweckmäßig die Lötstellen in Reihen anzuordnen, sodaß sie reihenweise in ein schmales Zinnbad eingetaucht werden, denn es ist vorteilhaft, das Zinnbad nicht zu groß zu wählen. Bei einem automatischen Lötvorgang wird dann beispielsweise die Lötlehre an dem Zinnbad vorbeibewegt und das Zinnbad von unten in Bewegungspausen gegen die Lötlehre gehoben, sodaß nacheinander alle Buchsen der Lötlehre in das Zinnbad eingetaucht werden.

Es kann auch zweckmässig sein, dass Gerät in verschiedene Verdrahtungsabschnitte zu unterteilen und für jeden einzelnen Abschnitt eine besondere Lötlehre zu benutzen.

Es ist vorteilhaft die Buchse 2 nach Figur 3 nicht nur oben und unten offen auszuführen, sondern sie auch an de Seite halb aufzuschneiden, sodaß das Zinn auch seitlich an die Lötenden kommen kann. In den weiteren Teil ragt beispielsweise die Lötfahne eines Röhrensockels hinein, während der anzulötende Draht durch den engen unteren Teil der Buchse gesteckt wird, sodaß er besser zentriert ist.

Es kann auch zweckmässig sein, die Lötenden durch eine kleine zusätzliche ringartige Buchse zusammenzuhalten. Diese Buchse 12 wird in die Buchse 2 eingesetzt und dann werden die Lötenden in die Buchse 12 eingeführt. Bei dem Lötvorgang werden die Zwischenräume zwischen den Lötenden 3 und 5 der Buchse 12 ganz mit Lötzinn 13 ausgefüllt, wie dies in Figur 5 angedeutet ist. Hierdurch wird eine mechanisch sehr feste und elektrisch einwandfreie Verbindung geschaffen.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Chassisplatte selbst als Lötlehre ausgebildet. Die Chassisplatte besteht in diesem Fall vorzugsweise aus einem Isolierteil, der z.B. aus temperaturbeständigem Preßstoff ider aus Keramik, hergestellt sein kann, der auch bei der Temperatur des Lötbades formbeständig ist. Die Platte enthält vorgeformt die Buchsen zur Aufnahme der Lötenden. Im einfachsten Fall sind in der Platte Löcher vorgesehen, in die die Lötenden hinausgesteckt werden. Das Einlegen und Tauchen der Platte erfolgt ebenso, wie dies oben beschrieben wurde, mit dem Unterschied, daß die Schaltelemente auf der Platte verbleiben und vor oder nach dem Lötvorgang auf der Platte festgelegt werden. Ein Herausnehmen der Verdrahtung und eine neue Montage auf dem Chassis ist dann nicht mehr notwendig. Bei dieser Ausführung können auch in der Isolierplatte Metallbuchsen eingesetzt sein, welche mit den Drahtenden verlötet werden, sodaß sie gleichzeitig als Lehre beim Einlegen und als Verbindungsglied beim Löten dienen-

Bei einer weiteren Ausführungsart wird die Platte selbst aus Metall hergestellt und nur die Buchsen werden entweder aus Isoliermaterial, z.B. Keramik, angefertigt oder unter Zwischenschaltung von Isoliermaterial als Metallbuchse isoliert in die Platte eingesetzt, sodaß auch diese Platte gleichzeitig als Lötlehre und als Chassisplatte verwendet wird.

Das Verfahren ist nicht an die beschriebenen Ausführungsformen gebunden, sondern kann in verschiedener Beziehung abgeändert werden. So ist es z.B. möglich, die Lötlehre nicht als plane Platte auszubilden, sondern als zylindrisch gekrümmte Fläche, sodaß die Drahtenden nach außen aus der Zylinderfläche herausragen. Zum Eintauchen der Drahtenden wird diese Lehre auf eine drehbare Vorrichtung gesetzt, die sich über dem Lötband befindet

Beim Drehen der Vorrichtung tauchen die Drahtenden nach und nach in das Lötband ein und wandern auf der anderen Seiten wieder aus diesem heraus, sodaß sich ein fortlaufender Lötvorgang ergibt. Die Verdrahtung kann beim Herausnehmen ohne Schwierigkeiten aus der zylindrischen Form in die passende ebene Form gebogen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Geräteteil, z.B. der Wellenschalter eines Rundfunkgerätes, selbst so ausgebildet, daß seine Lötfahnen alle nach außen oder nach einer Seite weisen. Die Widerstände, Kondensatoren und Verbindungsdrähte werden ebenfalls so befestigt, daß ihre Lötenden in der gleichen Fläche und Richtung, wie die Lötfahnen liegen. Hat der Wellenschalter z.B. zylindrische Form, so können seine Lötenden nach außen ragend in einer Zylinderfläche angeordnet sein. Um die Drahtenden zusammenzuhalten, werden beispielsweise kleine Metallbuchsen auf die Lötenden gesteckt und durch Zusammenquetschen der Buchsen wir eine mechanisch haltbare Verbindung geschaffen. Der Schalter mit den zylindrisch nach außen ragenden Lötstellen wird dann über ein Lötbad gebracht und dort so um seine Längsachse gedreht, daß alle Lötstellen nacheinander in das Bad eintauchen. Das Verfahren läßt sich auch anwenden, wenn der Verdrahtungsträger oder Teile der Schaltung aus Keramik bestehen und diese mit einer Metallisierung zur Herstellung der Verbindung versehen ist.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung von verlöteten Verdrahtungen für Geräte der Hochfrequenz-, Nachrichten-, und Meßtechnik, insbesondere für Rundfunkempfangsgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Teile, wie Drahtenden, Widerstände, Kondensatoren, Filter, Röhrensockel, Schalter usw. derart auf einem Verdrahtungsträger befestigt werden, daß ihre Lötenden nach außen ragen und daß mehrere Lötstellen gemeinsam in ein Zinnbad getaucht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Teile auf einer Lötlehre zusammengestellt, dort verlötet und nach dem Löten zusammenhängend abgenommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Teile auf dem Chassis oder eine Montageplatte befestigt werden und nach dem gemeinsamen Lötvorgang auf der Platte verbleiben.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstellen vor dem Löten gemeinsam in ein Vorbereitungsbad, z.B. in ein Flußmittel, getaucht werden.

5. Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsam zu lötenden Verbindungsstellen der Verdrahtung im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden und Schaltelemente mit senkrecht zur Fläche der Lehre stehenden Lötenden versehen sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Zinn in Berührung kommenden Teile des Verdrahtungsträgers aus einem zinnabstossendem material, z.B. Aluminium und Keramik, bestehen.

8. Anordnung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verdrahtungsträger Buchsen zur Aufnahme der Lötenden eingesetzt sind.

9. Anordnung nach Anspruch 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Buchsen der Lötlehre Hilfsbuchsen eingesetzt sind, welche mit den Lötenden verlötet werden.

10. Anordnung nach Anspruch 5 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchsen der Lötlehre seitlich aufgeschnitten sind.

11. Anordnung nach Anspruch 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötenden reihenweise nacheinander in das Zinnbad getaucht werden.

12. Anordnung nach Anspruch 5 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchen automatisch, z.B mit Hilfe von Heb- und Senkvorrichtungen, für das Zinnbad vorgenommen wird.

13. Anordnung nach Anspruch 5 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flußmittel als Deckschicht, z.B. unter Verwendung von hochsiedendem Öl, sich auf dem Zinnbad befindet.

14. Anordnung nach Anspruch 5 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Verdrahtung durch Halterungsstreifen zusätzlich unterstützt werden.

15. Anordnung nach Anspruch 5 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötenden in einer Zylinderfläche nach außen ragend angeordnet sind.

16. Anordnung nach Anspruch 5 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Verdrahtungsträger aus Isolierstoff metallische Buchsen oder Lötösen eingelegt sind, mit denen die Lötenden durch Tauchen verbunden werden.