DE1540085C - Verfahren zum elektrischen Verbin den von Anschlußdrahten mit Anschlußbuch sen auf einem Schaltbrett Ausscheidung aus 1257917 - Google Patents

Description

Die bekannten gedruckten Schaltungen in einfacher oder gestapelter Form (Modulschaltungen) haben unter bestimmten Betriebsbedingungen noch gewisse Nachteile. Insbesondere haben sich die Lötverbindungen und sogar Schweißverbindungen nicht immer in ausreichendem Maße gegen Stoß, Schwingungen und Wärmebeanspruchungen widerstandsfähig erwiesen. Auch ist durch die radikale Verkleinerung der Schaltungselemente der verfügbare Platz für die Anbringung der elektrischen Verbindung immer geringer geworden. Es besteht also ein Bedürfnis nach möglichst kleinen und zuverlässigen Anschlüssen der auf einem Schaltbrett angeordneten, vorzugsweise gedruckten Verbindungsleitungen an die Anschlußdrähte der elektronischen Bauelemente.

Es ist bekannt, Anschlußdrähte von Bauelementen mit den Verbindungsleitungen einer gedruckten Schaltung dadurch zu verbinden, daß mit den Verbindungsleitungen, die an ihren Enden in vergrößerte Abschnitte übergehen, zusammenhängende Anschlußbuchsen mit zylindrischen Wänden ausgebildet werden. Bei der bekannten Anordnung sind aber die Anschlußbuchsen ausschließlich innerhalb des Schaltbrettes angeordnet und eignen sich deshalb nur für Lötverbindungen.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zum Herstellen von Verbindungen der erwähnten Art, das sich insbesondere zum Schweißen eignet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die mit ilen Verbindungsleitungen zusammenhängenden Anschlußbuchsen vom Schaltbrett vorstehend ausgebildet werden, daß die Anschlußdrähte in die zugehörigen Anschlußbuchsen eingeführt und an die Innenwände der Anschlußbuchsen angeschweißt werden.

Die Verschweißung geschieht vorzugsweise durch Widerstandsschweißung, indem an zwei Stellen der vorstehenden Außenwand der betreffenden Anschlußbuchse verschiedene Spannungen angelegt werden, um einen Schweißstrom durch die Buchsenwand und den Anschlußdraht zu erzeugen.

Vorzugsweise besteht der Anschlußdraht aus einem Metall mit höherer Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit als das Material der Anschlußbuchse, die wegen der guten Schweißeigenschaften vorzugsweise zumindest an der Außenfläche aus Nickel besteht. Auf diese Weise wird erreicht, daß der größte Widerstand und damit die stärkste Erwärmung an den gewünschten Schweißstellen auftreten.

Die Ausbildung der vorstehenden Anschlußbuchsen kann auf verschiedene Weise erfolgen und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Ein zur Erläuterung der Erfindung dienendes Ausführungsbeispiel wird nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein teilweise geschnittenes Schrägbild einer Vorrichtung zur Ausbildung der vorstehenden Anschlußbuchsen,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Grundplatte der F i g. 1 nach dem Aufbringen der leitenden Schichten,

Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. 2 nach weiteren Bearbeitungsvorgängen,

F i g. 4 einen Schnitt entsprechend F i g. 2 zur Erläuterung des edindungsgemÜßen Verbindungsverfahrens und

F i g. 5 ein Schrägbild zweier aufeinandergestapelter gedruckter Schaltkreise, die mittels der erfindungsgemäß hergestellten Anschlüsse verbunden sind.

F i g. 1 zeigt eine Werkzeugmatrize 11 aus geeignetem Material wie Stahl, Aluminium od. dgl., die eine Anzahl von Löchern 15, 15' und 15" aufweist. Ort und Durchmesser dieser Löcher sind entsprechend der gewünschten Stelle der Anschlußbuchsen und der Dicke der anzubringenden Drähte gewählt.

ίο Die Matrize 11 kann nach einem selbsttätigen Bearbeitungsverfahren hergestellt sein. Die Löcher in der Matrize 11 sind eingesenkt, so daß sich Abschrägungen 15 und 17 ergeben, um scharfe Kanten zu vermeiden und eine gleichmäßige Schichtdicke bei der Galvanisierung zu erzielen, wie es bei der Herstellung gedruckter Schaltkreise bekannt ist.

Ein Modellierstoff wird in die Matrize 11 eingegossen, eingepreßt od. dgl., um einen Träger 12 zu bilden, auf dem die Schaltungselemente ausgebildet werden können. Der Träger 12 kann aus irgendeinem nachgiebigen Kunststoff oder gummiartigen Stoff wie Silikongummi od. dgl. bestehen, der sich leicht der Matrize anschmiegt und leicht aus dieser gelöst werden kann. So wird der Träger 12 mit Zapfen 13 und 14 in F i g. 1 geformt, deren Größe und Ort der Größe und dem Ort der zu bildenden Anschlußbuchsen entsprechen. Die Höhe der Zapfen 13 und 14 ist durch die Dicke der für die Matrize 11 verwendeten Platte bestimmt. Eine zweite Platte 10 dient zum Verhindern des Austretens des Mödellierstoffes aus den Löchern 15, 15' und 15".

F i g. 2 zeigt den Träger 12 nach der Entnahme aus der Matrize 11 und nach dem Aufbringen leitender Schichten 18, 19 und 20 in noch zu beschreibender Weise. Diese Schichten beschreiben die Gestalt der gewünschten Leitungsverbindungen mit den gleichzeitig ausgebildeten Buchsen, welche die Zapfen 13 und 14 einschließlich der Stirnflächen 21 und 22 umhüllen.

Für die zu verschweißenden Teile, also die Anschlußdrähte und die Anschlußbuchsen, empfiehlt sich die Verwendung von spannungsfreiem Nickel. Für die Schichten 18, 19 und 20 werden deshalb vorzugsweise nacheinander Silber, Kupfer und Nickel gewählt. Zunächst wird also die Form 12 in bekannter Weise, vorzugsweise elektrodenlos, versilbert. Der Silberüberzug 18 bildet dann die leitfähige Schicht, auf der eine dünne Kupferschicht 19 galvanisch niedergeschlagen werden kann.

Anschließend wird die Nickelschicht 20 im gewünschten Muster auf photographischem Wege aufgebracht. Hierzu wird zunächst die gesamte Kupferschicht 19 mit einem photographisch empfindlichen Abdeckmaterial überzogen und dann mit dem Bild der gewünschten Leitungsverteilung belichtet. Nach dem Entwickeln ergibt sich eine Platte, bei der die photographische Schicht diejenigen Stellen freiläßt, die vernickelt werden sollen. Anschließend erfolgt die Vernickelung beispielsweise in einem Elektrolysebad.

In F i g. 3 ist der Träger 12 entfernt worden, und die gebildeten Leitungsverbindungen wurden auf eine elektrisch isolierende Grundplatte 26 aus Glasfaser, Phenolharz od. dgl. aufmontiert. Dies kann z. B. durch Aufkleben geschehen. Die bei der Galvanisierung ausgebildeten Hohlkehlen, z. B. die Hohlkehle 25 am Zapfen 14, verstärken die Festigkeit des Zapfens 14. Wie F i g. 3 zeigt, ist die Stirnfläche 21 des Zapfens 13 abgeschnitten worden oder abgeschliffen

rden, so daß sich eine offene Buchse 23 ergibt, •eh. die ein Anschlußdraht hindurchgesteckt weri kann. Die Stirnfläche 22 wird in gleicher Weise :enommen. Anschließend werden noch Löcher in

Grundplatte 26 an den Stellen der Buchsen ge-■lrt.

Das fertige Schaltbrett 33 ist in F i g. 4 gezeigt. In ■ Grundplatte 26 sind inzwischen die Löcher hinden Buchsen ausgestanzt worden, so daß Drähte und 28 durch die Buchsen 23 und 24 hindurchteckt werden können.

Zuv Herstellung des elektrischen Anschlusses weri die Elektroden 31 und 32 eines Schweißappa-3s an die Außenfläche der Buchse 24 angelegt und Stromstoß hindurchgeschickt.

Die erfindungsgemäß hergestellten Buchsen haben zenüber Lötösen den Vorteil, daß die verschweißte iche etwa doppelt so groß ist. Es bilden sich gleichtig zwei Schweißperlen 29 und 30. Gleichzeitig ist unerheblich, an welcher Stelle die Schweißelektro-131 und 32 angesetzt werden. Man braucht also • Anbringung der Schweißelektroden keine beson- -e Aufmerksamkeit zu widmen. Da außerdem die lweißelektroden stets das gleiche Material, nämlich Außenfläche der Buchse berühren, ist ein Wech-

der Schweißelektroden für verschiedene Arten 1 Anschlußdrähten nicht erforderlich.
Wie erwähnt, wird Nickel wegen seiner guten lweißeigenschaft als äußere leitende Schicht vorwogen. Die dünne Silberschicht 18 innerhalb der xhse 24 in Fig. 4 wird schon allein durch die ibung des Anschlußdrahtes 27 bei dessen Einfühig entfernt. Außerdem verschmilzt beim Veriweißen die äußere Nickelschicht 20 durch die ■me Kupferschicht 10 hindurch mit dem Material s Anschlußdrahtes 27, so daß ein guter elektrischer d mechanischer Kontakt unmittelbar mit der äußel Nickelschicht hergestellt wird.
Fig. 5 zeigt beispielsweise einen Teil einer ferti-1 Modulschaltung 55, die unter Verwendung der findung aufgebaut ist. Sie besteht aus mehreren ieinandergestapelten gedruckten Schaltbrettern 40 d 41, deren Schaltungskreise durch Verbindungsiungen 47 bis 54 verbunden sind. Die Schaltbretter und 41 tragen Verbindungsleitungen 42 bis 46, i mit den erfindungsgemäß hergestellten Anschlußchsen versehen sind. Diese sind gleichzeitig mit η Verbindungsleitungen 42 bis 46 hergestellt.
So besteht beispielsweise die Leitungsverbindung auf dem Schaltbrett 41 aus einem Stück mit zwei 1 schlußbuchsen 13 und 14. Der Anschlußdraht 49 η einem nicht dargestellten elektronischen Bauteil geht durch die Buchse 13 hindurch zu einer weiteren Buchse an der Leitungsverbindung 42 auf dem Schaltbrett 40. Ebenso ist der Anschlußdraht 53 mittels der Buchse 14 mit der Leitungsverbindung 44 verbunden. Die Verbindung der Drähte 49 und 53 mit den Buchsen 13 und 14 geschieht, wie gesagt, in an sich bekannter Weise durch Schweißen, vorzugsweise durch Widerstandsschweißung. Dagegen ist das bisherige Verfahren der Anbringung von Lötösen an den einzelnen Anschlußstellen zeitraubend, weil jede einzelne Lötöse besonders angebracht werden muß. Eine solche Lötöse beansprucht viel Platz und ist für Widerstandsschweißung weniger geeignet, weil keine genügende Steifheit und Zuverlässigkeit der Verbindung erzielt wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum elektrischen Verbinden von Anschlußdrähten mit zylindrischen Anschlußbuchsen, die zusammenhängend mit den Verbindungsleitungen auf einem Schaltbrett vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Verbindungsleitungen zusammenhängenden Anschlußbuchsen (24) vom Schaltbrett vorstehend ausgebildet werden, daß die Anschlußdrähte (27) in die zugehörigen Anschlußbuchsen eingeführt und an die Innenwände der Anschlußbuchsen angeschweißt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Widerstandsschweißung an zwei Stellen (29, 30) der vorstehenden Außenwand der betreffenden Anschlußbuchse verschiedene Spannungen angelegt werden, um einen Schweißstrom durch die Buchsenwand und den Anschlußdraht zu erzeugen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellen einander diametral gegenüberliegen.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißstrom mittels Elektroden (31,32) zugeführt wird, die an die vorstehende Außenwand der Anschlußbuchse angelegt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußdraht aus einem Metall mit höherer Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Leitfähigkeit als das Material der Anschlußbuchse besteht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Anschlußbuchsen aus Nickel besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen