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Die
Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit SMD-Bauteilen und mindestens
einem bedrahteten Bauteil sowie ein Verfahren zum Bestücken, Befestigen
und elektrischen Kontaktieren der Bauteile.
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Neben
der bekannten Löttechnik,
elektrische und elektronische Bauteile durch Löten auf und mit einer Leiterplatte
zu verbinden, wird in bestimmten Fällen auch die sogenannte Einpresstechnik
angewendet. Eine solche Einpreßverbindung
betrifft im engeren Sinne eine Einpressung eines sogenannten Einpreßpfostens,
vergleichbar einem Anschlußpin, eines
bedrahteten Bauteils in ein durchkontaktiertes Leiterplattenloch.
Ein besonderes Merkmal dabei ist, daß der Einpreßpfosten
in seinem Querschnitt eine größere Diagonale
aufweist als das durchkontaktierte Leiterplattenloch. Durch das üblicherweise
sehr kraftaufwendige Eindrücken
des Einpreßpfostens
in das Leiterplattenloch wird eine Überpressung erzeugt, die entweder
durch eine Verformung des Leiterplattenloches oder aber durch Verformung
des Einpreßpfostens
aufgenommen werden muß.
Die frühesten
und heute immer noch gebräuchlichen Bauteile
der Einpreßtechnik
waren und sind Einpreßstifte,
wie zum Beispiel Kontaktstifte und Lötnägel.
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Unter
einem "bedrahteten
Bauteil" wird nachfolgend
jedes Bauteil verstanden, das mindestens einen Anschlußpin oder
Anschlußdraht
aufweist. Bedrahtete Bauteile dieser Art sind dann beispielsweise Steckerstifte,
Steckverbinder, Litzen, Jumper, aber auch Widerstände, Transformatoren,
etc. Weil die Anschlußpins
oder Anschlußdrähte solcher
bedrahteten Bauteile üblicherweise
durch Leiterplattenbohrungen hindurch gesteckt und auf der gegenüberliegenden
Seite der Leiterplatte verlötete
werden, werden sie auch THT-Bauteile (Through-Hole-Technique) genannt.
Im Folgenden wird der Begriff "THT-Bauteil" gleichbedeutend
mit dem Begriff'bedrahtetes
Bauteil' verwendet.
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Die
genannte Einpresstechnik wird dort angewendet, wo ohne Verguss gasdichte,
korrosionssichere und mechanisch robuste Verbindung auf der Leiterplatte
gewünscht
werden. Andererseits wird die Einpresstechnik auch bei mischbestückten Leiterplatten
angewendet, bei denen viele Komponenten als SMD-Bauteile in einem
Reflow-Lötofen
gelötet werden
aber zusätzlich
noch andere bedrahtete Bauteile auf die Leiterplatte gebracht werden
sollen. Solche bedrahteten Bauteile, beispielsweise Steckverbinder,
sind häufig
nicht als SMD-Bauteile erhältlich oder
sie sind bei den im Reflow-Lötofen üblichen
Löttemperaturen
als thermisch kritisch anzusehen. Hochtemperaturfeste Ausführung solcher
bedrahteten Bauteile sind sehr teuer.
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Die
Einpreßtechnik
wird auch dort verwendet, wo es bei hochkomplexen und mit sehr empfindlichen
Bauteilen bestückten
Leiterplatten nicht möglich
ist, in einem anschließenden
Schritt bedrahtete Bauteile, beispielsweise Steckerleisten, auf
der Leiterplatte zu löten.
Die dabei erzeugten thermischen Belastungen der Leiterplatte könnten die
bereits auf der Leiterplatte vorhandenen empfindlichen Bauteile oder
deren Lötverbindungen
zerstören.
In jedem Fall werden die betreffenden bedrahten Bauteile nach dem
Löten im
Reflow-Lötofen
in einem zusätzlichen Arbeitsschritt
in die Leiterplatte eingepresst, und zwar mit erheblichem Kraftaufwand.
Dazu ist es notwendig, ein spezielles und auf die jeweils einzupressenden
Bauteile abgestimmtes Einpreßwerkzeug
bereitzustellen. Die Leiterplattenlöcher, in die die Anschlußpins bzw.
Einpreßpfosten
der betrachteten bedrahteten Bauteile eingepreßt werden müssen, wie die Einpreßpfosten
auch, in besonderer Weise metallisiert sein. Wegen der hohen Einpreßkräfte ist
es erforderlich, die Leiterplatte beim Einpressen sorgfältig zu
unterstützen.
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Wie
aus dem bisher Beschriebenen hervorgeht, ist für eine gute Einpressverbindung
eine auf die Anforderungen der Einpresstechnik zugeschnittene Fertigung
der Leiterplatte in Bezug auf Lochaufbau und Material der Leiterplatten
von ebenso großer Bedeutung
wie die Einpresszone bzw. die Einpreßpfosten des bedrahteten Bauteils
selbst.
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Den
Vorteilen der Einpreßtechnik,
wie zum Beispiel:
- • keine Flußmittelreste auf der Leiterplatte,
die die Kontaktsicherheit des Steckverbinders beeinträchtigen;
- • keine
nachträgliche
Reinigung der Leiterplatte erforderlich;
- • keine
zusätzliche
Befestigung der Steckverbinder notwendig; und
- • hochbelastbare
Verbindungen auch für
hohe Ströme;
stehen
aber auch Nachteile gegenüber,
wie beispielsweise: - • teure Bauteile zum Einpressen;
- • spezielle
Leiterplatte;
- • spezielle
Halterung bzw. Unterstützung
der Leiterplatte bei Einpressen;
- • spezielles
Einpreßwerkzeug;
und
- • besonderer
Verfahrensschritt notwendig nach dem Löten der anderen Bauteile.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für sonst übliche Anwendungen der Einpreßtechnik
eine Leiterplatte sowie ein Verfahren zum Bestücken, Befestigen und elektrischen
Kontaktieren von Bauteile bereitzustellen, die ohne Einpressen auskommen,
die oben genannten Vorteile der Einpreßtechnik bieten, aber deren
Nachteile vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird nach der Erfindung durch eine Leiterplatte gelöst mit SMD-Bauteilen
und mit mehreren Anschlußbohrungen
zur Aufnahme von Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten mindestens
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils, wobei
die Anschlußbohrungen
jeweils aus wenigstens zwei Bohrungen gebildet werden, die derart
ineinander greifen, daß in
einem Überlappungsbereich
der Bohrungen eine Verengung in jeder Anschlußbohrung gebildet wird, und
daß die
Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähte durch
einen Leitkleber in den Anschlußbohrungen
befestigbar sind.
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Noch
eine andere besondere erfindungsgemäße Ausführungsform der mit Leitkleber
und dem entsprechenden bedrahteten Bauteil bestückten Leiterplatte wird zum
Trocknen bzw. Aushärten
des Leitklebers in einen Ofen eingebracht.
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Noch
eine weitere Ausführung
einer erfindungsgemäßen und
mit Leitkleber und dem entsprechenden bedrahteten Bauteil bestückte Leiterplatte wird
zum Trocknen des Leitklebers während
eines Lötvorgangs
für die
SMD-Bauteile derart durch einen Reflow-Lötofen transportiert, daß die Leiterplatte
das bedrahtete Bauteil gegen die zum Löten erforderliche Wärmeeinwirkung
schützt.
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Die
oben genannte Aufgabe wird nach der Erfindung auch durch eine Leiterplatte
gelöst
mit SMD-Bauteilen und mit mehreren metallisierten Anschlußbohrungen
zur Aufnahme von Anschlußpins bzw.
Anschlußdrähten mindestens
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils, wobei
die Anschlußbohrungen
metallisiert sind und jeweils aus wenigstens zwei Bohrungen gebildet
werden, die derart ineinander greifen, daß in einem Überlappungsbereich der Bohrungen
eine Verengung in jeder Anschlußbohrung
gebildet wird, wobei die Anschlußpins bzw. Anschlußdrähte durch
einen Klebstoff in den Anschlußbohrungen
befestigbar und im Bereich der Verengungen der Anschlußbohrungen elektrisch
kontaktierbar sind.
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Eine
andere besondere erfindungsgemäße Ausführungsform
der mit Klebstoff und dem entsprechenden bedrahteten Bauteil bestückten Leiterplatte wird
zum Trocknen bzw. Aushärten
des Leitklebers in einen Ofen eingebracht.
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Noch
eine weitere Ausführung
einer erfindungsgemäßen und
mit Klebstoff und dem entsprechenden bedrahteten Bauteil bestückte Leiterplatte wird
zum Trocknen des Leitklebers während
eines Lötvorgangs
für die
SMD-Bauteile derart durch einen Reflow-Lötofen transportiert, daß die Leiterplatte
das bedrahtete Bauteil gegen die zum Löten erforderliche Wärmeeinwirkung
schützt.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform
der Leiterplatte nach der Erfindung sind die beiden, eine Anschlußbohrung
bildenden Bohrungen gegenläufige
Sacklochbohrungen.
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Bei
einer weiteren besonderen Ausführungsform
der Leiterplatte nach der Erfindung sind die beiden, eine Anschlußbohrung
bildenden Bohrungen zueinander parallele durchgängige Bohrungen.
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Die
oben beschriebene Aufgabe wird nach der Erfindung außerdem durch
ein Verfahren gelöst zum
Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Leiterplatte mit folgenden Verfahrensschritte:
- – in
der Leiterplatte werden mehrere Anschlußbohrungen zur Aufnahme von
Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten mindestens
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils aus
jeweils wenigstens zwei Bohrungen hergestellt, die derart ineinander
greifen, daß in
einem Überlappungsbereich
der Bohrungen eine Verengung in jeder Anschlußbohrung gebildet wird;
- – aufbringen
von Lotpaste auf Lötpads
und Leitkleber auf bzw. in die Anschlußbohrung für das bedrahtete elektrische
bzw. elektronische Bauteil auf einer Seite der Leiterplatte;
- – bestücken von
SMD-Bauteilen auf die Lötpads und
einsetzen der Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähte des
bedrahteten Bauteils in die Anschlußbohrung;
- – löten der
Lotpaste und trocknen des Leitklebers in einem Reflow-Lötofen.
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In
besonderer Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Falle
eines thermisch kritischen bedrahteten Bauteils dieses auf der den
SMD-Bauteilen gegenüberliegenden
Seite der Leiterplatte bestückt,
bevor die fertig bestückte
Leiterplatte in den Reflow-Lötofen
gegeben wird und wobei die Leiterplatte beim Durchfahren des Reflow-Lötofens das
bedrahtete Bauteil gegen die zum Löten erforderliche Wärmeeinwirkung
schützt.
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Eine
andere Variante des Verfahrens nach der Erfindung zum zweiseitigen
Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Leiterplatte umfaßt folgende Verfahrensschritte:
- • in
der Leiterplatte werden mehrere Anschlußbohrungen zur Aufnahme von
Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten mindestens
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils, das
ein thermisch kritisches Bauteil ist, aus jeweils wenigstens zwei
Bohrungen hergestellt, die derart ineinander greifen, daß in einem Überlappungsbereich
der Bohrungen eine Verengung in jeder Anschlußbohrung gebildet wird;
- • aufbringen
von Leitkleber auf bzw. in die Anschlußbohrung für das bedrahtete elektrische bzw.
elektronische Bauteil auf eine zweite Seite der Leiterplatte;
- • einsetzen
der Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähte des
bedrahteten Bauteils in die Anschlußbohrung;
- • aufbringen
von Lotpaste auf Lötpads
auf eine erste Seite der Leiterplatte;
- • bestücken von
SMD-Bauteilen auf die Lötpads der
ersten Seite der Leiterplatte; und
- • löten der
Lotpaste und trocknen des Leitklebers in einem Reflow-Lötofen, wobei
die Leiterplatte beim Durchfahren des Reflow-Lötofens das bedrahtete Bauteil
gegen die zum Löten
erforderliche Wärmeeinwirkung
schützt.
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Noch
eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum zweiseitigen
Bestücken, Befestigen
und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Leiterplatte, betrifft folgende Verfahrensschritte:
- • in
der Leiterplatte werden mehrere Anschlußbohrungen zur Aufnahme von
Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten mindestens
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils aus
jeweils wenigstens zwei Bohrungen hergestellt, die derart ineinander
greifen, daß in
einem Überlappungsbereich
der Bohrungen eine Verengung in jeder Anschlußbohrung gebildet wird;
- • aufbringen
von Lotpaste auf Lötpads
auf einer ersten Seite der Leiterplatte;
- • bestücken von
SMD-Bauteilen auf die Lötpads auf
der ersten Seite der Leiterplatte;
- • löten der
ersten Seite der Leiterplatte in einem Reflow-Lötofen;
- • aufbringen
von Lotpaste auf Lötpads
und aufbringen von Leitkleber auf bzw. in die Anschlußbohrung
für das
bedrahtete elektrische bzw. elektronische Bauteil auf eine zweite
Seite der Leiterplatte;
- • einsetzen
der Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähte des
bedrahteten Bauteils in die Anschlußbohrung;
- • bestücken von
SMD-Bauteilen auf die Lötpads auf
der zweiten Seite der Leiterplatte;
- • löten der
Lotpaste und trocknen des Leitklebers in einem Reflow-Lötofen.
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Bei
einer besonderen Ausgestaltung dieses Verfahrens werden im Falle
eines thermisch kritischen bedrahteten Bauteils nach dem Aufbringen von
Leitkleber auf die zweite Seite der Leiterplatte die Anschlußpins bzw.
Anschlußdrähte des
bedrahteten Bauteils von der ersten Seite der Leiterplatte her in die
Anschlußbohrungen
eingesetzt und die Leiterplatte derart durch den Reflow-Lötofen transportiert, daß sie das
bedrahtete Bauteil gegen die zum Löten erforderliche Wärmeeinwirkung
schützt.
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Wieder
eine andere Variante des Verfahrens nach der Erfindung zum zweiseitigen
Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Leiterplatte umfaßt folgende Verfahrensschritte:
- • in
der Leiterplatte werden mehrere Anschlußbohrungen zur Aufnahme von
Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten mindestens
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils, das
ein thermisch kritisches Bauteil ist, aus jeweils wenigstens zwei
Bohrungen hergestellt, die derart ineinander greifen, daß in einem Überlappungsbereich
der Bohrungen eine Verengung in jeder Anschlußbohrung gebildet wird;
- • aufbringen
von Lotpaste auf Lötpads
auf einer ersten Seite der Leiterplatte;
- • bestücken von
SMD-Bauteilen auf die Lötpads;
- • löten der
Lotpaste und der SMD-Bauteile auf der ersten Seite der Leiterplatte
in einem Reflow-Lötofen;
- • einsetzen
der Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähte des
bedrahteten Bauteils in die Anschlußbohrung;
- • aufbringen
von Lotpaste auf Lötpads
und Leitkleber auf bzw. in die Anschlußbohrung für das bedrahtete elektrische
bzw. elektronische Bauteil auf einer zweiten Seite der Leiterplatte
- • bestücken von
SMD-Bauteilen auf die Lötpads der
zweiten Seite der Leiterplatte;
- • löten der
Lotpaste und der SMD-Bauteile der zweiten Seite der Leiterplatte
und trocknen des Leitklebers in einem Reflow-Lötofen, wobei die Leiterplatte
beim Durchfahren des Reflow-Lötofens
das bedrahtete Bauteil gegen die zum Löten erforderliche Wärmeeinwirkung
schützt.
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Noch
eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum zweiseitigen
Bestücken, Befestigen
und elektrischen Kontaktieren von SMD-Bauteilen und mehreren bedrahteten Bauteilen,
von denen mindestens eines ein thermisch kritisches bedrahtetes
Bauteil ist, auf einer Leiterplatte betrifft folgende Verfahrensschritte:
- • in
der Leiterplatte werden mehrere Anschlußbohrungen zur Aufnahme von
Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten des
bedrahteten thermisch kritisches Bauteils aus jeweils wenigstens
zwei Bohrungen hergestellt, die derart ineinander greifen, daß in einem Überlappungsbereich
der Bohrungen eine Verengung in jeder Anschlußbohrung gebildet wird;
- • aufbringen
von Lotpaste auf Lötpads
auf einer ersten Seite der Leiterplatte;
- • bestücken von
SMD-Bauteilen auf die Lötpads;
- • löten der
ersten Seite der Leiterplatte in einem Reflow-Lötofen;
- • aufbringen
von Klebstoff auf eine zweite Seite der Leiterplatte zum befestigen
von SMD-Bauteilen;
- • bestücken der
zweiten Seite der Leiterplatte mit SMD-Bauteilen;
- • bestücken des
bzw. der bedrahteten und thermisch unkritischen Bauteile auf der
ersten Seite der Leiterplatte;
- • löten in einer
Wellen-Lötanlage;
- • aufbringen
von Leitkleber auf bzw. in die Anschlußbohrung für das bedrahtete elektrische bzw.
elektronische Bauteil auf der zweiten Seite der Leiterplatte;
- • einsetzen
der Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähte des
thermisch kritischen bedrahteten Bauteils in die Anschlußbohrung;
- • aushärten des
Leitklebers.
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Eine
spezielle Ausführung
dieses Verfahrens nach der Erfindung betrifft die Verwendung mehrerer bedrahteter
Bauteile auf der Leiterplatte, wobei alle bedrahteten Bauteile in
Anschlußlöcher eingesetzt und
durch Leitkleber befestigt werden.
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Bei
noch einer anderen Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind die Anschlußbohrungen
zur Aufnahme von Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten des
bedrahteten Bauteils metallisiert.
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Bei
wieder einer besonderen Ausführung des
Verfahrens nach der Erfindung sind die Anschlußbohrungen zur Aufnahme von
Anschlußpins bzw.
Anschlußdrähten des
bedrahteten Bauteils metallisiert, und anstelle des Leitklebers
wird ein nicht leitender Klebstoff verwendet, wobei eine elektrische Kontaktierung
der Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähte des
bedrahteten Bauteils im Bereich der Verengungen der Anschlußbohrungen
hergestellt wird.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie auf
speziell gestalteten Anschlußbohrungen
für die
Anschlußdrähte bzw.
-pins von bedrahteten Bauteilen und deren Befestigung und elektrischen
Kontaktierung durch Leitkleber basiert. Die Anschlußbohrungen
für die
Anschlußdrähte bzw. -pins
der bedrahteten Bauteile nach der Erfindung sind so gestaltet, daß sie in
ein Festklemmen der Anschlußdrähte bzw.
-pins ermöglichen,
wobei die besondere Gestaltung auch das von Leitklebern her bekannte
Problem des Herausfließens
aus Leiterplatten-Löchern
verhindert.
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Werden
die Anschlußbohrungen
nach der Erfindung metallisiert, so daß sie in ihrem Innern von Metallisierungshülsen ausgekleidet
sind, so kann sogar auf einen Leitkleber zur Herstellung einer elektrisch
leitenden Verbindung verzichtet und stattdessen ein nichtleitender
Klebstoff, beispielsweise ein Klebstoff für SMD-Bauteile verwendet werden.
In den auf Klemmwirkung ausgelegten metallisierten Anschlußbohrungen
wird im Bereich ihrer Verengung durch das Hineinstecken der Anschlußpins eine
Art Kaltschweißverbindung
wie bei der Einpreßtechnik realisiert,
die einen elektrisch leitenden niederohmigen Kontakt herstellt und
mit einer durch den Leitkleber bewirkten mechanisch hochfesten Verbindung einhergeht.
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Werden
erfindungsgemäß metallisierte
Anschlußbohrungen
und Leitkleber verwendet, so ergibt sich durch die Kaltschweißverbindung
zwischen den Anschlußdrähte bzw.
-pins und der Metallisierungshülse
der Anschlußbohrungen
eine redundante elektrische Verbindung zusätzlich zu der die durch den Leitkleber
hergestellten elektrischen Verbindung wird.
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Die
Erfindung eignet sich für
thermisch kritische und empfindliche Bauteile, die üblicherweise
in einem Handlötverfahren
gelötet
werden müssen. Diese
thermisch kritischen und empfindlichen Bauteile können nun
nach der Erfindung mittels Leitkleber oder nichtleitendem Klebstoff
während
eines Lötdurchgangs
in einem Reflow-Lötofen
auf der Leiterplatte befestigt und kontaktiert werden, wobei die
Leiterplatte selbst die empfindlichen Bauteile vor der zum Löten erforderlichen
Wärmeeinwirkung
schützt. Es
hat sich gezeigt, daß Leitkleber
so konfektioniert werden können,
daß sie
auch für
das erfindungsgemäße Verfahren
im Rahmen von bleifreien Lötungen im
Reflow-Lötofen verwendet
werden können,
obwohl die Leiterplatten und Bauteil dabei einer deutlich größeren Temperatur
im Reflow-Lötofen
als bei bleihaltigen Loten ausgesetzt werden. Nach dem Aushärten des
Leitklebers ist die Leitkleber Verbindung hochtemperaturfest. Nichtleitende
Klebstoffe, beispielsweise zum Kleben von SMD-Bauteilen sind bereits
für solche
Temperaturen verfügbar,
die für bleifreie
Lote in einem Reflow-Lötofen
notwendig sind. Die Erfindung eignet sich außerdem für alle bleifreien Oberflächen, seien
es nun bleifreie Oberflächen
der Leiterplatte oder der Anschlußpins bedrahteter Bauteile.
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Wie
bekannte nichtleitende Klebstoffe auch kann der erfindungsgemäß verwendete
Leitkleber mit Druckschablonen auf die gewünschten Stellen der Leiterplatte
aufgebracht werden, was von einem Automaten durchgeführt werden
kann. Ein Aufbringen durch einen Dispenser ist, wie üblich, auch
möglich.
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Generell
bietet sich die Erfindung für
solche bedrahtete Bauteile an, die wegen ihrer Geometrie sonst nicht
in einem Reflow-Lötofen
lötbar
sind, weil sie verdeckte Lötungen
erfordern, oder für
solche Bauteile, die wegen ihrer Wärmekapazität im Reflow-Lötofen sonst
nicht lötbar
sind, weil die zum Aufschmelzen des Lotes erforderliche Wärme an den Lotstellen
nicht bereit gestellt werden kann.
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Die
Erfindung kann die übliche
Einpreßtechnik
ersetzen und deren Nachteile vermeiden. Sie ist darüber hinaus
viel einfacher und preiswerter zu realisieren als die herkömmliche
Einpreßtechnik.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen genauer erläutert und
beschrieben, wobei auf die beigefügte Zeichnung verwiesen wird.
Dabei zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Leiterplatte
nach der Erfindung mit einer Anschlußbohrung für einen Anschlußpin eines
THT-Bauteils;
-
2 eine
schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Leiterplatte
nach der Erfindung mit einer Anschlußbohrung für einen Anschlußpin eines
THT-Bauteils;
-
3 eine
schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Leiterplatte
nach der Erfindung mit einer Anschlußbohrung für einen Anschlußpin eines
THT-Bauteils;
-
4 eine
schematische Darstellung einer Leiterplatte nach 1 nach
dem Auftragen von Lotpaste und Leitkleber gemäß einem Verfahren nach der
Erfindung;
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5 eine
schematische Darstellung einer Leiterplatte nach 1 nach
dem Auftragen von Lotpaste und Leitkleber gemäß einem weiteren Verfahren
nach der Erfindung;
-
6 eine
schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäß bestückten und
gelöteten
Leiterplatte nach 1;
-
7 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführung einer erfindungsgemäß bestückten und
gelöteten
Leiterplatte;
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8 eine
schematische Darstellung einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von Bauteilen auf einer
Leiterplatte;
-
9 eine
schematische Darstellung einer anderen Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von Bauteilen auf einer
Leiterplatte;
-
10 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von Bauteilen auf einer
Leiterplatte;
-
11 eine
schematische Darstellung noch anderer Ausführungen eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von Bauteilen auf einer
Leiterplatte; und
-
12 eine
schematische Darstellung noch einer anderen Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von Bauteilen auf einer
Leiterplatte.
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Falls
sinnvoll, sind zur Vereinfachung in der Zeichnung gleiche Elemente,
Bauteile und Module mit gleichen Bezugszeichen versehen worden.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Leiterplatte 10 nach der Erfindung mit einer Anschlußbohrung 20 für einen
Anschlußpin 82 eines hier
nicht gezeigten THT-Bauteils 80 (siehe dazu 6)
schematisch dargestellt. Zur Vereinfachung und Übersichtlichkeit ist die Leiterplatte 10 als
Ausschnitt einer Draufsicht auf ihre erste Seite 12 gezeigt.
Die Anschlußbohrung 20 dient
zur Aufnahme und zur elektrischen Kontaktierung von Anschlußpins bzw.
Anschlußdrahtes
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils. Es
ist klar, daß eine
solche Leiterplatte üblicherweise
mehrere Anschlußbohrungen
aufweist. Für
die Erfindung ist aber die tatsächliche
Anzahl der Anschlußbohrungen
nicht maßgeblich;
sie müssen
auch nicht alle wie die 1 gezeigte Anschlußbohrung 20 gestaltet
sein.
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Die
Anschlußbohrung 20 wird
bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung aus zwei gegenläufigen
Sacklochbohrungen 22, 24 gebildet, die von unterschiedlichen
Seiten der Leiterplatte 10 her und nicht vollständig durch
die Leiterplatte 10 sondern jeweils nur bis zur Hälfte der
Leiterplattendicke gebohrt werden. In Ihrem Grund überlappen
sich die beiden Sacklochbohrungen 22, 24, aber
die zweite Sacklochbohrung 24 durchdringt die erste Sacklochbohrung 22 nicht
mit vollständig
in Bezug auf ihren Durchmesser. Wie in 1 dargestellt,
wird dadurch in einem Überlappungsbereich 26 der
Sacklochbohrungen 22, 24 eine Verengung 28 in
der Anschlußbohrung 20 gebildet,
die einen in die Anschlußbohrung 20 eingesteckten
Anschlußpin
bzw. Anschlußdraht 82 eines
THT-Bauteils 80 (siehe dazu 6) in der
Anschlußbohrung 20 sicher
festklemmt und hält.
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Die
beiden Sacklochbohrungen 22, 24 des in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels
der Leiterplatte 10 sind in ihrem Durchmesser nahezu gleich
und fluchten, was durch eine gemeinsame Mittellinie 25 veranschaulicht
wird. Es ist auch denkbar, daß die beiden
Sacklochbohrungen fluchten aber unterschiedliche Durchmesser aufweisen,
so daß beim Übergang
von der Bohrung mit größerem Durchmesser
auf die Bohrung mit kleinerem Durchmesser eine Art Schulter gebildet
wird, die als Verengung für
einen in die Anschlußbohrung
eingesteckten Anschlußpin
bzw. Anschlußdraht
eines THT-Bauteils dient. Eine solche Schulter hätte dann eine ähnliche Klemmwirkung
wie die in 1 dargestellte Verengung 28.
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Ein
anderes Ausführungsbeispiel
der Leiterplatte 10 nach der Erfindung ist in 2 dargestellt. Hier
wird eine Anschlußbohrung 30, ähnlich 1, aus
zwei gegenläufigen
Sacklochbohrungen 32, 34 gebildet, aber die Sacklochbohrungen 32, 34 sind
zueinander versetzt, was in 2 durch
die nicht fluchtenden Mittellinien 33, 35 veranschaulicht
wird. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die beiden gegenläufigen
Sacklochbohrungen 32, 34 von unterschiedlichen
Seiten der Leiterplatte 10 her und nicht vollständig durch
die Leiterplatte 10 sondern jeweils nur bis zur Hälfte der
Leiterplattendicke gebohrt. In Ihrem Grund überlappen sich die beiden Sacklochbohrungen 32, 34 wieder.
Wie in 2 dargestellt, wird dadurch in einem Überlappungsbereich 36 der Sacklochbohrungen 32, 34 eine
Verengung 38 in der Anschlußbohrung 30 gebildet,
die einen in die Anschlußbohrung 30 eingesteckten
Anschlußpin
bzw. Anschlußdraht 82 eines
THT-Bauteils 80 (siehe dazu 6) in der
Anschlußbohrung 30 sicher
festklemmt und hält. Über einen
Versatz 37 der beiden Sacklochbohrungen 32, 34 läßt sich
die Klemmwirkung, die die Verengung 38 auf einen Anschlußpin bzw.
Anschlußdraht
ausübt,
bestimmen.
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Obwohl
die in 2 dargestellte Ausführungsform wiederum zwei Sacklochbohrungen
mit gleichem Durchmesser aufweist, sind für eine Realisierung der Erfindung
auch unterschiedlich große Durchmesser
denkbar.
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Noch
ein anderes Ausführungsbeispiel
der Leiterplatte 10 nach der Erfindung ist in 3 dargestellt,
wieder als Draufsicht auf die erste Seite 12 der Leiterplatte 10.
Bei dieser Ausführungsform
wird eine Anschlußbohrung 40, ähnlich der 1 und 2, aus
zwei parallelen und durchgängigen
Bohrungen 42, 44 gebildet, die zueinander versetzt
sind, was in 3 durch die parallelen, nicht
fluchtenden Mittellinien 43, 45 veranschaulicht
wird. Auch diese beiden Bohrungen 42, 44 überlappen
sich, und zwar derart, daß in
einem Überlappungsbereich 46 Stege 47 gebildet
werden, die nach innen in die Anschlußbohrung 40 hineinragen
und eine Verengung 48 des lichten Durchgangs durch die
Anschlußbohrung 40 bewirken.
Mittels dieser Stege 47 als Verengung 48 wird wiederum
ein in die Anschlußbohrung
eingesteckter Anschlußpin
bzw. Anschlußdraht
eines THT-Bauteils festgeklemmt und gehalten.
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Die
in 3 dargestellte Ausführungsform weist zwei Bohrungen 42, 44 mit
unterschiedlichem Durchmesser. Für
eine Realisierung der Erfindung auch sind aber auch gleich große Durchmesser denkbar.
In jedem Falle wird die tatsächlich
erzielbare Klemmwirkung durch den Versatz 49 der beiden Bohrungen 42, 44 eingestellt.
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Wie
bereits oben erläutert,
werden nach der Erfindung Anschlußpins bzw. Anschlußdrähte von THT-Bauteilen
durch einen Leitkleber in den Anschlußbohrungen 20, 30, 40 (siehe
dazu die 1–3) befestigt
und elektrisch kontaktiert. Die 4 und 5 veranschaulichen
zwei Möglichkeiten
nach der Erfindung, auf welche Weise der Leitkleber im Verlauf des
erfindungsgemäßen Verfahrens auf
bzw. in die Anschlußbohrungen 20, 30, 40 (siehe dazu
die 1–3)
gebracht wird. 4 ist eine schematische Schnittdarstellung
einer Leiterplatte 10 mit einer Ausführungsform einer Anschlußbohrung 20,
wie sie auch in der 1 gezeigt ist und die hier als
Beispiel gewählt
wurde. Es können
auch andere Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Anschlußbohrung
anstelle der hier dargestellten Anschlußbohrung 20 verwendet
werden, beispielsweise die Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Anschlußbohrungen 30, 40 der 2 und 3.
Die folgenden Erläuterungen
zu der in den 4 und 5 dargestellten
Ausführung
der Anschlußbohrung 20 sind
daher ebenso auf die anderen Ausführungsformen der Anschlußbohrungen 30 und 40 der 2 und 3 entsprechend
anzuwenden.
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4 zeigt
die Leiterplatte 10 mit der durch einer Leitkleber 70 gefüllten Anschlußbohrung 20. Bei
dem hier dargestellten Beispiel der Leiterplatte 10 ist nur
ihre erste Seite 12 bestückt. Ihre zweite Seite bleibt
frei. Vorzugsweise ist die Anschlußbohrung 20 metallisiert,
was in 4 durch eine Metallisierungs-Hülse 62 verdeutlicht
wird, die mit einer Leiterbahn 68 und einem Lötpad 64 für ein hier
nicht dargestelltes SMD-Bauteil (siehe dazu 6) verbunden
ist. Lotpaste 66 und der Leitkleber 70 wurden
von der gleichen ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 her aufgebracht,
vorzugsweise beides gedruckt. Der Leitkleber 70 kann aber
auch mittels eines Dispensers aufgebracht werden. 4 zeigt
die Leiterplatte 10 direkt nach dem Aufbringen von Lotpaste 66 und Leitkleber 70 nach
einem erfindungsgemäßen Verfahren.
Nach Einsetzen des für
die Anschlußbohrung 20 vorgesehenen
Anschlußpins
bzw. Anschlußdrahts eines
THT-Bauteils in die Anschlußbohrung 20 und
in den Leitkleber 70 wird das für das betreffende Lötpad vorgesehene
SMD-Bauteil aufgesetzt. Die komplett bestückte Leiterplatte 10 wird
dann in einen Reflow-Lötofen
gegeben, wo die SMD-Bauteile gelötet und
der Leitkleber 70 getrocknet und ausgehärtet wird.
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Sofern
es sich bei den auf die Leiterplatte 10 zu bringenden THT-Bauteilen
um solche handelt, die einen Lötvorgang
in einem Reflow-Lötofen
unbeschadet überstehen,
werden, wie beschrieben, die Leiterplatte 10 und die auf
ihrer ersten Seite 12 bestückten Bauteile in der in 4 gezeigten
Position in den Reflow-Lötofen
gegeben.
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5 zeigt
hingegen die Leiterplatte 10 nach 4 mit bereits
aufgebrachter Lotpaste 66 und Leitkleber 70. Nach
dem Auftragen wurde die Leiterplatte 10 gewendet, so daß, wie hier
gezeigt, die erste Seite 12 der Leiterplatte 10 nach
unten weist. Eine solche Position der Leiterplatte 10 empfiehlt
sich nach der Erfindung immer dann, wenn ein Anschlußpins bzw. Anschlußdrahts
eines solchen THT-Bauteils in die Anschlußbohrung 20 und in
den Leitkleber 70 eingesteckt wird, das thermisch kritisch
ist und einen üblichen
Lötvorgang
in einem Reflow-Lötofen
nicht unbeschadet übersteht.
In diesem fall wird bei einer Leiterplatte 10 in der in 5 gezeigten
Position zunächst
der für
die Anschlußbohrung 20 vorgesehenen
Anschlußpin
bzw. Anschlußdraht
des thermisch kritischen THT-Bauteils von der zweiten Seite der Leiterplatte 10 her
in die Anschlußbohrung 20 und
in den Leitkleber 70 eingesetzt. Danach wird die leiterplatte 10 gewendet
und das für
das Lötpad 64 vorgesehene
SMD-Bauteil in die Lotpaste 66 gesetzt. Zum Löten wird
die Leiterplatte 10 mit ihrer ersten Seite nach oben durch
den Reflow-Lötofen
transportiert, wobei die Leiterplatte 10 selbst das thermisch
kritische THT-Bauteil vor der zum Löten erforderlichen Wärmeeinwirkung
schützt.
Das thermisch kritische THT-Bauteil kann in einer solchen Position,
wo es unter der Leiterplatte 10 hängend durch den Reflow-Lötofen transportiert
wird, die Löttemperaturen im
Reflow-Lötofen
unbeschadet überstehen.
Der Leitkleber 70 kann im selben Arbeitgang im Reflow-Lötofen getrocknet
und ausgehärtet
werden, bei dem die SMD-Bauteile
gelötet
werden.
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Die 4 und 5 verdeutlichen
die vorteilhafte Wirkung der Anschlußbohrung 20 nach der Erfindung.
Die Verengung 28 verhindert, daß nach einem Auftrag des Leitklebers 70 dieser
aus der Anschlußbohrung 20 herausfließt. Dies
gilt in gleicher Weise für
die anderen Beispiele von Anschlußbohrungen 30 und 40,
die in den 2 und 3 dargestellt
sind. Es ist im Prinzip beliebig, von welcher Seite der Leitkleber 70 auf
die Leiterplatte 10 appliziert wird.
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Eine ähnliche
Situation ist in 6 veranschaulicht am Beispiel
der Leiterplatte 10, die hier zweiseitig bestückt ist.
Die auf der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 bestückten SMD-Bauteile,
hier durch symbolisiert durch ein erstes SMD-Bauteil 88 auf
seinem Lötpad 89,
sind bereits in einem ersten Lötvorgang
in einem Reflow-Lötofen
gelötet
worden. Nach dem folgenden Auftragen von Leitkleber 70 und
Lotpaste 94 auf ein zweites Lötpad 92 der Leiterplatte 10,
das hier stellvertretend für
viele andere auf einer üblichen
Leiterplatte dieser Art gezeigt ist, ist die Leiterplatte 10 zunächst gewendet
worden, so daß ein Anschlußpin bzw.
Anschlußdraht 82 eines
thermisch kritischen THT-Bauteils 80 von oben her, also
von der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 her,
in die mit einer Metallisierung 62 versehene Anschlußbohrung 20 eingesteckt
werden konnte. Wenn es sich wie bei dem in 6 dargestellten
Beispiel um ein schweres oder zum Kippen neigendes THT-Bauteil 80 handelt, so
empfiehlt sich, vor seinem Einsetzen in die Anschlußbohrung 20 einen
Tropfen Klebstoff 84, vorzugsweise solch ein Kleber, wie
er auch zum Ankleben von SMD-Bauteilen verwendet wird, auf die Leiterplatte 10 zu
bringen. Auf diese Weise wird das THT-Bauteil 80 befestigt
und die Leiterplatte kann erneut gewendet werden, ohne daß das THT-Bauteil 80 bzw.
der Anschlußpin
bzw. Anschlußdraht 82 aus
der Anschlußbohrung 20 fällt. Auf
die dann nach oben weisende zweite Seite 14 der Leiterplatte 10 ist
hier wieder ein stellvertretend dargestelltes zweites SMD-Bauteil 90 in
die Lotpaste 94 auf dem Lötpad 92 gesetzt worden.
Diese Situation ist in 6 dargestellt. Die derart bestückte erfindungsgemäße Leiterplatte 10 ist
bereit, um in einen Reflow-Lötofen
gegeben zu werden, wo das SMD-Bauteil 90 auf der zweiten
Seite 14 der Leiterplatte 10 gelötet und
der Leitkleber 70 in der Anschlußbohrung 20 getrocknet
und ausgehärtet
wird. Die Leiterplatte 10 durchläuft den Reflow-Lötofen dabei
so, daß das
thermisch kritische THT-Bauteil
unterhalb der Leiterplatte 10 und dieser gegenüber der
Wärmeeinwirkung
abgeschirmt ist.
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6 verdeutlicht
auch noch eine weitere und besonders vorteilhafte Besonderheit der
Erfindung. Bei entsprechend ausgelegter Klemmwirkung der Anschlußbohrung 20 (und
auch der Anschlußbohrungen 30 und 40 der 2 und 3)
nach der Erfindung wird beim Einstecken eines Anschlußpins oder
Anschlußdrahtes
eines bedrahteter Bauteile im Bereich der Verengung 28 eine
Art Kaltschweißverbindung
erzeugt zwischen der Metallisierungshülse 62 und dem Anschlußpin bzw.
Anschlußdraht.
Neben der durch den Leitkleber 70 erzeugten elektrischen Verbindung
stellt diese Kaltschweißverbindung
eine redundante Verbindung der betrachteten bedrahteten Bauteile
mit der Leiterplatte her, die mit einer durch den Leitkleber hergestellten
mechanisch hochfesten Verbindung einhergeht.
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Der
Vollständigkeit
halber ist in 7 eine nach der Erfindung hergestellte
Leiterplatte 100 dargestellt. Auf ihrer ersten Seite 102 ist
diese Leiterplatte 100 mit verschiedenen SMD-Bauteilen 106 bestückt, die
vorzugsweise in einem ersten Arbeitsgang des erfindungsgemäßen Verfahrens
auf die Leiterplatte 100 gesetzt und in einem Reflow-Lötofen gelötet werden.
Nach einer Abkühlzeit
wird auf die erste Seite Lotpaste und Leitkleber aufgetragen (siehe dazu
auch 6) und thermisch kritische THT-Bauteile, wie beispielsweise
eine Überlastsicherung 108, ein
Transformator 109 und eine Steckerleiste 110,
in die mit Leitkleber versehenen Anschlußbohrungen 20, 30, 40 gesteckt..
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Falls
die Leiterplatte 100, wie bei dem in 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel
mit thermisch unkritischen THT-Bauteilen, beispielsweise Hochlastwiderständen 111,
bestückt
werden soll, so wird die Leiterplatte 100 gewendet und
die thermisch unkritischen Hochlastwiderstände 111 von der zweiten
Seite 104 der Leiterplatte 100 her in erfindungsgemäße und vordem
mit Lotpaste versehene Anschlußbohrungen 20, 30, 40 gesteckt.
Anschließend werden – in jedem
Falle – die
für die
zweite Seite 104 der Leiterplatte 100 vorgesehenen
SMD-Bauteile 106 auf die entsprechenden mit Lotpaste versehenen Lötpads gesetzt.
Dann wird die Leiterplatte 100 wiederum in den Reflow-Lötofen gegeben,
so daß die SMD-Bauteile 106 und
die thermisch unkritischen THT-Bauteile 111 auf der zweiten
Seite 104 der Leiterplatte 100 gelötet werden.
Gleichzeitig schirmt die Leiterplatte 100 die unter der
Leiterplatte 100 befindlichen thermisch kritischen THT-Bauteile 108, 109, 110 gegen
die Wärmeeinwirkung
im Reflow-Lötofen ab,
wobei jedoch der Leitkleber getrocknet und ausgehärtet wird.
Ein derart erfindungsgemäß bestückte und
gelötete
Leiterplatte 100 ist in 7 dargestellt.
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Als
besonders vorteilhaft haben sich dabei bereits erhältliche,
spezielle Reflow-Lötofen
gezeigt, die die unter der Leiterplatte 10 im Reflow-Lötofen befindlichen
empfindlichen Bauteile durch Kühlung von
unten zusätzlich
schützen.
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Die 8–13 veranschaulichen verschiedene Ausführungsbeispiele
von erfindungsgemäßen Verfahren
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von Bauteilen auf einer
Leiterplatte.
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So
ist in 8 ein erstes Ausführungsbeispiel eines solchen
Verfahrens dargestellt, wie es zum Beispiel bei einseitig mit SMD-Bauteilen
und thermisch unkritischen THT-Bauteilen bestückten Leiterplatten angewendet
wird. Nach einem Herstellen und Bereitstellen 120 einer
Leiterplatte mit mehreren Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 zur
Aufnahme von Anschlußpins
bzw. Anschlußdrähten mindestens
eines bedrahteten elektrischen bzw. elektronischen Bauteils, vorzugsweise
einer Leiterplatte 10 nach der Erfindung, wie sie in den 1–3 dargestellt
und im dazu gehörenden
Beschreibungstext oben bereits beschrieben wurde, erfolgt ein Auftrag 122 von
Lotpaste und Leitkleber auf eine erste Seite 12 der Leiterplatte 10 (siehe
dazu auch 1–3). Nach
einem Einsetzen 124 der Anschlußpins des bzw. der THT-Bauteile
in die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40,
erfolgt das Bestücken 126 der
SMD-Bauteile auf
der erste Seite 12 der Leiterplatte 10, vorzugsweise
in einem Bestückungsautomaten.
Danach erfolgt ein Löten 130 der
Leiterplatte 10 in einem Reflow-Lötofen, wobei das Temperaturprofil
des Lötvorgang
so eingestellt wird, daß der Leitkleber
im Reflow-Lötofen
sachgemäß trocknet und
aushärtet.
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Wegen
der oben erklärten
Klemmwirkung, die die Verengung 28, 38 oder 48 in
den Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 den
jeweiligen Anschlußpin
des THT-Bauteils ausübt,
müssen
die Anschlußpins
mit einem gewissen Kraftaufwand in die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 gedrückt werden. Die
Gestaltung der Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 bestimmt
den Kraftaufwand, der zur Überwindung der
Klemmwirkung der Verengung 28, 38 oder 48 erforderlich
ist. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 auf
einfache Weise so gestaltet werden können, daß der zum Einpressen der Anschlußpins erforderliche
Kraftaufwand von handelsüblichen
Bestückungsautomaten aufgebracht
werden kann. Es ist in keinem Fall der von der bisherigen Einpresstechnik
her bekannte große
Einpressdruck notwendig.
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In 9 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Leiterplatte 10 nach der Erfindung
(siehe dazu 1–3) schematisch
dargestellt, das bei einseitig mit SMD-Bauteilen bestückten Leiterplatten
angewendet wird. Das Verfahren nach 9 entspricht im
Prinzip dem Verfahren nach 8 nur daß hier zusätzlich zu
den SMD-Bauteilen auf der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 wenigstens
ein thermisch kritisches THT-Bauteil vorgesehen ist, das auf der
zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 angeordnet
wird. Bei einem Lötvorgang
in einem Reflow-Lötofen,
bei dem die SMD-Bauteile auf der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 gelötet werden,
wird so das unterhalb der Leiterplatte befindliche thermisch kritische
THT-Bauteil durch die Leiterplatte gegenüber der zum Löten notwendigen
Energiezufuhr geschützt.
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Bei
dem Verfahren nach 9 erfolgt nach dem Herstellen
und Bereitstellen 120 einer Leiterplatte 10 nach
der Erfindung (siehe dazu 1–3) ein
Auftrag 122 von Lotpaste und Leitkleber auf die erste Seite 12 der
Leiterplatte 10. Nach einem Wenden 130 der Leiterplatte 10 und
nach einem Einsetzen 132 der Anschlußpins des bzw. der THT-Bauteile in
die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 von
der zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 her (siehe
dazu 1–3),
wird die Leiterplatte erneut gewendet, was in 9 wiederum
durch ein Bezugszeichen "130" veranschaulicht
wird. Nun folgt das Bestücken 126 der
SMD-Bauteile auf der erste Seite 12 der Leiterplatte 10,
vorzugsweise in einem Bestückungsautomaten.
Danach erfolgt das Löten 130 der
Leiterplatte 10 in einem Reflow-Lötofen mit einem Temperaturprofil,
daß der
Leitkleber im Reflow-Lötofen
sachgemäß trocknet
und aushärtet.
Wie bereits oben beschrieben, wird beim Löten in einem Reflow-Lötofen, bei
dem die SMD-Bauteile
auf der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 gelötet werden,
das unterhalb der Leiterplatte befindliche thermisch kritische THT-Bauteil durch
die Leiterplatte gegenüber
der zum Löten
notwendigen Energiezufuhr geschützt.
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Auch
bei dem in 9 dargestellten Verfahren werden
wieder zunächst
die Anschlußpins
des bzw. der THT-Bauteile in die speziellen Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 nach
der Erfindung gedrückt,
bevor die SMD-Bauteile bestückt
werden. Diese Maßnahme
verhindert, daß die
SMD-Bauteile bei Einstecken der Anschlußpins eventuell aus der Lotpaste
herausgerüttelt
werden.
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In 10 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Leiterplatte 10 nach der Erfindung
(siehe dazu 1–3) schematisch
dargestellt. Auch diese Verfahren wird wie das Verfahren nach 9 bei
einseitig mit SMD-Bauteilen bestückten
Leiterplatten angewendet, wobei auch hier zusätzlich zu den SMD-Bauteilen
auf der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 wenigstens
ein thermisch kritisches THT-Bauteil auf der zweiten Seite 14 der
Leiterplatte 10 angeordnet wird. Der wesentliche Unterschied
zum Verfahren nach 9 besteht darin, daß beim Verfahren nach 10 der
Leitkleber für
das bzw. die thermisch kritischen Bauteile auf die gleiche Seite,
hier die zweite Seite 14, der Leiterplatte 10 appliziert
wird, von der aus die Anschlußpins
des bzw. der THT-Bauteile in die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 (siehe dazu
auch 1–3)
gedrückt
werden.
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Im
einzelnen wird bei dem Verfahren nach 10 nach
dem Herstellen und Bereitstellen 120 einer Leiterplatte 10 nach
der Erfindung (siehe dazu 1–3)
ein Auftrag 134 von Leitkleber auf die zweite Seite 14 der
Leiterplatte 10 vorgenommen gefolgt vom Einsetzen 132 der
Anschlußpins
des bzw. der THT-Bauteile in die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 von
der zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 her.
Nach dem Wenden 130 der Leiterplatte 10 wird ein
Auftrag 136 von Lotpaste auf die erste Seite 12 der
Leiterplatte 10 vorgenommen und das Bestücken 126 der
SMD-Bauteile auf dieser Seite der Leiterplatte 10, vorzugsweise
in einem Bestückungsautomaten.
Danach erfolgt wieder ein Löten 138 der
Leiterplatte 10 in einem Reflow-Lötofen mit einem Temperaturprofil,
daß der
Leitkleber im Reflow-Lötofen sachgemäß trocknet
und aushärtet.
Wie bereits oben beschrieben, wird beim Löten 138 das bzw. die
unterhalb der Leiterplatte befindlichen thermisch kritischen THT-Bauteile
durch die Leiterplatte gegenüber
der zum Löten
notwendigen Energiezufuhr geschützt.
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Waren
bei den bisher beschriebenen und in den 8–10 dargestellten
Verfahren nach der Erfindung die Leiterplatten 10 (siehe
dazu 1–3)
nur einseitig mit SMD-Bauteilen bestückt, so sind in den 11 und 12 erfindungsgemäße Verfahren
veranschaulicht, bei denen die Leiterplatte 10 beidseitig
mit SMD-Bauteilen bestückt wird,
so daß sie
dann ähnlich
wie die in 7 dargestellte Leiterplatte
aussehen.
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In 11 ist
ein viertes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch dargestellt, bei dem zunächst eine Seite der Leiterplatte 10 (siehe
dazu 1–3)
mit SMD-Bauteilen versehen und gelötet wird bevor die andere Seite der
Leiterplatte 10 bestückt
wird. Im einzelnen erfolgt nach dem Herstellen und Bereitstellen 120 einer
Leiterplatte 10 nach der Erfindung (siehe dazu 1–3)
das Aufbringen von Lotpaste 134 auf die erste Seite 12 der
Leiterplatte 10 und das Bestücken 126 der SMD-Bauteile
auf dieser Seite der Leiterplatte 10, vorzugsweise in einem
Bestückungsautomaten.
Nach einem Löten 140 der
SMD-Bauteile auf der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 in
einem Reflow-Lötofen
wird das Wenden 130 der Leiterplatte 10 vorgenommen,
so daß anschleißend ein
Auftragen 142 von Lotpaste und Leitkleber auf die zweite Seite 14 der
Leiterplatte 10. Vorzugsweise erfolgt dann das Einsetzen 132 der
Anschlußpins
des bzw. der THT-Bauteile in die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 von
der zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 her.
Danach wird eine Bestückung 144 der
zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 mit SMD-Bauteilen
vorgenommen, und zwar vorzugsweise wiederum in einem Bestückungsautomaten.
Danach erfolgt ein Löten 146 der
Leiterplatte 10 in einem Reflow-Lötofen, wobei das Temperaturprofil
des Lötvorgang
so eingestellt wird, daß der
Leitkleber im Reflow-Lötofen sachgemäß trocknet
und aushärtet.
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Bei
dem in 11 dargestellten und bisher beschriebenen
Verfahren wird das THT-Bauteil bzw. werden die THT-Bauteile auf
der zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 zusammen
mit den SMD-Bauteilen auf dieser Seite der Leiterplatte der zum
Löten erforderlichen
Wärmeenergie
ausgesetzt. Dieses Verfahren wird daher angewendet, wenn ausschließlich thermisch
unkritische THT-Bauteile verwendet werden. Ist jedoch auch ein thermisch
kritisches THT-Bauteil vorgesehen, so sollte dieses nach dem Löten 140 der
ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 auch auf der
ersten Seite bestückt
werden, so daß es sich
danach beim Löten 146 der
SMD-Bauteile auf der zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 im
Reflow-Lötofen
unterhalb der Leiterplatte 10 befindet und durch die Leiterplatte
gegenüber
der zum Löten notwendigen
Energiezufuhr geschützt
wird. Die bei dieser Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgenommenen Maßnehmen
sind in 11 strichliert dargestellt:
Nach dem Auftragen 142 von Lotpaste und Leitkleber auf
die zweite Seite 14 der Leiterplatte 10 erfolgt
das Wenden 130 der Leiterplatte 10 und das aus
dem verfahren nach 1 bekannten Einsetzen 124 der
Anschlußpins
des bzw. der THT-Bauteile in die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 von
der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 her. Vor
der oben bereits angegebenen Bestückung 144 der zweiten
Seite 14 der Leiterplatte 10 mit SMD-Bauteilen
erfolgt noch einmal das Wenden 130 der Leiterplatte 10.
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Gegenüber dem
in 11 dargestellten Verfahren weist das durch 12 veranschaulichte
weitere Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Leiterplatte verschiedene Besonderheiten auf.
Dieses Verfahren ist für
solche Leiterplatten vorgesehen, bei denen beidseitig SMD-Bauteile
bestückt
werden und sowohl thermisch kritische als auch unkritische THT-Bauteile verwenden
werden sollen. Außerdem
ist hier ein Lötvorgang
in einem Wellenlöt-Automaten
vorgesehen. Eine weitere Besonderheit ergibt sich, da bei dem hier
veranschaulichten Verfahren auch solche THT-Bauteile berücksichtigt
werden, die so schwer sind oder beim Transport auf einer Leiterplatte
zum Kippen neigen, daß ihr
Gehäuse
zusätzlich
durch einen nichtleitenden Klebstoff auf der Leiterplatte gesichert
werden sollte. Dieser Klebstoff ist vorzugsweise ein üblicher
Klebstoff wie er auch zur Befestigung von SMD-Bauteilen auf der
Leiterplatte verwendet wird.
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Im
einzelnen stimmt das in 12 dargestellte
Verfahren in den ersten vier gezeigten Verfahrensschritten bis zum
Löten 140 der
SMD-Bauteile auf der ersten Seite 12 der Leiterplatte 10 (siehe dazu 1–3)
mit dem in 11 dargestellten Verfahren überein.
Nach dem bekannten Wenden 130 der Leiterplatte 10 erfolgt
beim Verfahren nach 12 eine Aufbringung 148 von
Lotpaste und nichtleitenden Klebstoff zur Befestigung von schweren THT-Bauteilen. Nach der
der oben bereits angegebenen Bestückung 144 der zweiten
Seite 14 der Leiterplatte 10 mit SMD-Bauteilen,
also dem Einsetzen der SMD-Bauteile in den Klebstoff, erfolgt das
Wenden 130 der Leiterplatte 10 und eine sich anschließende Bestückung 150 der
ersten Seite 12 der Leiterplatte mit thermisch unkritischen
THT-Bauteilen, die ebenfalls in den Klebstoff und deren Anschlußpins in
die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 (siehe 1–3)
eingesetzt werden. Anschließend
erfolgt ein Löten 152 der
SMD-Bauteile auf der zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 und
der auf dieser Seite 14 überstehenden Anschlußpins der
thermisch unkritischen THT-Bauteile,
die selbst auf der ersten Seite der Leiterplatte durch den Klebstoff
befestigt sind. Daraufhin wird die oben bereits beschriebene Aufbringung 134 von
Leitkleber auf und in die Anschlußbohrungen 20, 30 oder 40 von
der zweiten Seite 14 der Leiterplatte 10 her und – ebenfalls
von dieser Seite her – ein
Einstecken 154 der Anschlußpins thermisch kritischer
THT-Bauteile vorgenommen. Danach erfolgt ein Aushärten 156 und
Trocknen des Leitklebers in einem geeigneten Ofen. Ein solcher Ofen
kann beispielsweise ein herkömmlicher
Trocknungsofen sein; es kann sich dabei aber auch um einen Reflow-Lötofen mit
entsprechend eingestelltem Temperaturprofil handeln.
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Die
in den 8 bis 12 gezeigten und oben beschriebenen
Verfahren sind Beispiele verschiedener Varianten von Verfahren nach
der Erfindung zum Bestücken,
Befestigen und elektrischen Kontaktieren von elektrischen und elektronischen Bauteilen
auf einer Leiterplatte. Es ist durchaus denkbar, eine sinnvolle
und andere Kombination von Verfahrensschritten der hier erläuterten
und dargestellten Verfahren auszuführen. Ebenso ist es möglich, verschiedene
Lötverfahren
miteinander zu kombinieren und auf diese Weise die Grundgedanken
dieser Erfindung zu verwirklichen.
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Weiterhin
hat sich bei allen oben beschriebenen Leiterplatten und Verfahren
nach der Erfindung gezeigt, daß es
sinnvoll ist, nicht nur bei den thermisch kritischen THT-Bauteilen
Leitkleber zu verwenden sondern bei allen auf der betrachteten Leiterplatte
verwendeten THT-Bauteilen, sofern ihre Anschlußpins bzw. Anschlußdrähte in die
oben beschriebenen Anschlußbohrungen 20, 30 und/oder 40 nach
der Erfindung eingesteckt werden.