DE1690208C - Verfahren zur Herstellung von Lötaugen aufgedruckten Schaltungsplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfuhren zur Herstellung von Lölaugen auf gedruckten Schaltungsplatten, bei dem das Einlöten dicht beieinander angeordneter Anschliißenden von Bauelementen möglich ist.

Es ist bekannt, gedruckte Schaltungen über zwei voneinander getrennte Arbeitsgänge herzustellen. Das auf einem Film fixierte Bild der Leiterbahnen und Lötaugen wird auf eine kupferkaschiertc Hartpapierplatte übertragen und durch Herausätzen der freien Flächen hergestellt. Separat hierzu wird entsprechend der Lötaugenverteilung auf der Schaltungsplatte das Lochwerkzeug angefertigt, fn einem weiteren Arbeitsgang werden dann die Löcher für die Anschlußenden von z. B. Bauelementen in die Lötaugen der Schalungsplatte gestanzt. Um möglichst kleine Lötaugenabständc zu erreichen, werden bei dicht nebeneinanderliegenden. kreisförmig ausgebildeten Lütaugen Kreissegmeute weggelassen oder quadratische Lötaugenformen gewählt. Als Kriterium für kleinste Abstände zwischen den Lötaugen gelten je nach dem Verwendungszweck die in VDE-Bustimmungen vorgeschriebenen Werte, wie Kriechweg, Isolationswiderstand, Luftspalt usw. Außerdem muß ein minimaler Umschließwinkel des Lotes am Anschlußdraht durch die Anordnung und Gestalt des Lötauges mit Sicherheit erreicht werden. Der kleinste Abstand zwischen den Anschliißenden von Bauelementen wurde bisher dadurch erreicht, daß das Loch im Lötauge den Rand in der Seite zum jeweils benachbarten Lolau^e tangierend angeordnet ist.

Als sehr nachteilig wirkt sich aber nun die getrennte Herstellung von Leiterplatte und Lochwerkzeug mit den nicht zu vermeidenden Toleranzabweichungcn aus. Vor allem bei der Fixierung des Lochbildes zum Leiterbild mit den Lötaugen, die über die mit dem Leiterbild aufgebrachten Fanglochmarkierungen vorgenommen wird, treten Ungenauigkeiten ein, die zu größerem Versatz der beiden Systeme in alle Richtungen führen. Durch diese Herstcllungsweise bedingt, kann eines von zwei benachbarten Löchern teilweise oder sogar ganz außerhalb des Lötauges liegen. Der für eine einwandfreie Lötstelle minimale Umschlicßwinkcl des Lotes am Anschlußdraht ist dann nicht mehr gewährleistet, und außerdem ist der Mindestabstand zwischen den Löiaugcn kleiner als zulässig. Diesem Herstcllvcrfahren haftet daher der Mangel hoher Ausschußquoten an, und aus diesem Grunde ist es für eine wirtschaftlichere Mengenfcrligung völlig ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Herstellung von Lötaugen auf gedruckten Schaltiingsplattcn anzugeben, das kleinste Abstände zwischen den Lötaugen gewährleistet und größere Toleranzen bei der Ausrichtung der Schaltiingsplattcn im Stanzwerkzeug zuläßt.

ßrfindungsgcmiiß geschieht dies dadurch, dnß eine zwei oder mehrere benachbarte I.ölpunkle aufnehmende Kupfcrfluclic nach einem iin sich bekannten Verfahren hergestellt wird, in diese anschließend ein oder mehrere Schlitze bzw. i-'reischnillc eingestanzt werden, die in der Mitte ihrer beiden t.iingskantcn oder abschnittsweise nil den LÜngskanlcn ungeordnete, halbkreisförmige Ausnehmungen auf* weisen, die die Kupferfläche in zwei oder mehrere U<lutigcnhiilf(eii bzw, Lötpiinkie trennen.

Noch einer Ausbildung der Erfindung wird die Kuf»f«ililclie je nach Anzahl und Anordnung der einzelnen Lötpunkte z. B, durch einen ausgestanzten Kreuzschlitz getrennt.

Einer anderen Ausbildung der Erfindung zufolge

wird die Kupferfläche durch einen Freischnitt ge-

trennt, dessen Konfiguration aus zwei im Abstund

parallel zueinander verlaufenden Schlitzen, die einen

Längsschnitt im rechten Winkel kreuzen, besieht.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zwischen die aus den halbkreisförmigen Ausnehmungen der Schlitze oder Freischnitte ragenden Anschaltenden von ζ B. Bauelementen ein das Zusammenfließen des Lotes verhindernder, isolierender und beidseitig abschnittweise kupferkaschierter Kamm oder Streifen in die Schlitze bzw. Freischnitte eingesetzt wird.

Durch das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Vorteile erreicht. Der bei den derzeit üblichen Fertigungsmethoden auftretende Versatz von Lochbild zu Leiterbild kann sich

ao nicht nachteilig auf die Lötfähigkeit der Lötstelle auswirken, da die Kupferfläche der entstandenen Lötaugen und die Lage der Anschlußdrähte immer gleichbleibend sind. Der die Lötpunkle voneinander trennende Schütz oder Freischnitt bewirkt, daß die

as VDE-Bestimmungen über Luftspalt, Kriechstrecke usw. mit Sicherheit eingehalten werden können.

Von weiterem Vorteil ist ferner, daß der für eine einwandfreie Lötverbindung zwischen Lötauge und Anschlußdraht notwendige Umschließungswinkel mit Sicherheit gewährleistet ist. Schließlich werden die beim herkömmlichen Fertigungsverfahren durch den Versatz von Leiterbild zu Lochbild unbrauchbaren Ausschußstücke nach dem jetzigen Verfahren vermieden.

Die Erfindung wird nun an Ha-<' von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 a bis Id verschiedene Lötaugen-Anordnungcn mit eingestanzten Löchern nach dem Stand der Technik, von oben gesehen,

, - F i g. 2 zwei zu einer Kupferfläche zusammengefaßte Lötaugen, uiigclncht, von oben gesehen,

Fig. 3 die Kupferlläche nach F i g. 2 mit zentrisch ausgestanzter I reisparung, von oben gesehen, F i g. 4 die Kupferfläche nach F i g. 2 mit exzentrisch ausgestanzter Freisparung. von oben gesehen, F i g. 5 den Ausschnitt einer Leiterplatte mit gedruckten Leitungsbahnen, bei der zwischen benachbarten Lötpunkten Kämme eingesetzt sind, in der Draufsicht,

F i g. 6 zwei benachbarte Lötpunkte mit zwischen zwei eingesteckten Anschlußdrähten angeordneten

Streifen, iotumflosscn, im Längsschnitt (oben) und in der Draufsicht (unten),

Fig. 7 bis IO Ausführungsbcispiele mehrerer durch Freischnitte voneinander getrennte Lötpunkle, von oben gesehen.

Die in den Fig. la bis I ti symbolisch dargestellten Lötaugen einer gedruckten Sch.iltiinfesplattc sind mit 1 bezeichnet. Sie werden nach bekannten Ver-

(Io fahren, z. I). Atzen einer kupfcrkaschicrtcn Hartpapiurplatlc, hergestellt, In einem getrennten Arbeitsgang werden danach Löcher 2 in die I.ötaiigcn 1 gestanzt, die zur Aufnahme der Driihtanschlußenden von tlauelcmcnlcu dienen oder zu externen Verbin dilitgspunklen führende Driihle aufnehmen. Abhän gig von der zwischen zwei Lölaugen t herrschenden Spannungsdifferenz bzw. von dem geforderten Isolationswidersland zwischen beiden Punkten eruibt

sich ein Miiideslabstand y. Der Anstand von Lochmitle zu Loehmilte zweier benachbarler Lötaugen I ist mit .v bezeichnet. Du bei d :n getrennten und voneinander unabhängigen Fertigungsschritten der Lötaugenherstellung und der Lochung negative ToIeranzaddierungen auftreten können, die einen Mittenversatz zur Folge haben, wird der Lüiaugeiulurchmesser so groß gewählt, daß zwischen einem mittenversetzten Loch 2 (F i g. 1 b) und dem Rand des Lötauges eine Stegbreite 3 entsteht, clic beim Lot- ία Vorgang einen eingesteckten Draht noch sicher mit Zinnlot umschließt.

Die zunehmende Miniaturisierung elektrischer Geräte und ihrer Bauelemente mit eng beieinander liegciui'cn Anschlußdrählen zwingt dazu, auch die Lotäugen auf gedruckten Schaltungsplatten bis auf die technisch noch zulässigen Mindestabstände dicht nebeneinander anzuordnen. Es werden deshalb Lötpunkte mit angeschnittener Lötauget. Geometrie hergestellt (Fig. I c). Die durch die getrennten Fertigungsschritte bedingten, vom Nennmaß abweichenden Toleranzen führen zu einem Versatz, bei dem eines der beiden Löcher 2 sich teilweise sogar außerhalb des Lötauges 1 befinden kann (Fig. 1 d). Der Zwischenraum ζ zwischen zwei Lötaugen I isi dann kleiner als der noch zulässige Mindestabstand y. Um dies zu verhindern, wird gemäß der Erfindung zunächst eine Kupferlläche hergestellt, deren Geometrie aus der Vereinigung von zwei dicht nebeneinander angeordneten Lötaugen zu einer Fläche besteht (F i g. 2). In diese aus zwei benachbarten Lötpunkten zu einer gemeinsamen Zone zusammengefaßte Kupferfläche 4 wird nun in einem zweiten Arbeitsgang mit einem Stanzwerkzeug ein Schlitz eingestanzt, der in der Mitte seiner beiden Längskanten halbkreisförmige Ausnehmungen 18 aufweist und die Kupferfläche 4 in die Lötaugen 6 und 7 trennt (Fig. 3). Die Ausnehmungen 18 in dem Schlitz 5 sind so bemessen, daß eingesteckte Anschlußenden 8 von Bauelementen ihren ursprünglichen Abstand ν voneinander haben und der Mindestabstand y durch die Schlitzbrcite hergestellt ist. Ein nun durch den separaten Arbeitsgang des Stanzens in dci waagerechten Ebene auftretender Versatz 9 des Lochbildes zu den Lötaugen 6, 7 ändert deron Flächeninhalt nicht (F i g. 4). In der senkrechten Ebene auftretender Versatz 10 verkleinert die Fläche einer der beiden Lötaugenhälften nur geringförmig. Die für die einwandfreie Umschließung eines eingesteckten Anschlufklrahtcs mit Lot erforderliche Stegbreite 3 bleibt erhalten.

Das Zusammenfließen des Lotes zweier benachbarter Lötpunkte während des Lötvorgangs wird /. B. durch eine Lötschnblonc verhindert. Sind die Lötpunkte und Schlitze 5, wie in der F i g. 5 dargcstellt, fluchtend auf der Leiterplatte angeordnet, können jedoch auch Kamme U aus einem die Löttemperatur gut verträglichen Isoliermaterial eingesetzt werden.

Hin vollständiges Umschließen der Anschlußdrähte 8 von bauelementen mit Lot wird durch Verwendung von jeweils beidseitig abschnittweise kupferkascliierleii Streifen 12 erreicht. Sie werden einfach zwischen zwei Anschlußeiuicn B in deren zugeordnete Leitcrplattenfrcisparung eingedeckt (F' ß. 6).

In den Fig. 7 bis H) sind Ausfülmmgsbeispiclc von auf engstem Raum angeordneten Lötpunkten dargestellt. Sie werden, wie bereits beschrieben, zunächst zu einer Kupferfläche 4 zusuniinengefaUl und danach durch Freistanzen wieder getrennt.

Die F i g. 7 zeigt vier Lölpunkle 13, wobei jedei Lütpunkt 13 mit zwei halbkreisförmigen Ausnehmungen 18 zur Aufnahme von Anschlußenden von Bauelementen ausgebildet ist. Das ursprünglich als eine Kupferlläche 4 hergestellte Lötauge ist vom Stempel des Stanzwerkzeuges in die vier einzelnen l.ölpunl.ie 13 getrennt worden. Die Schnittllädie des Stempels ist als Kreuzschlitz IS ausgebildet.

In der F i g. 8 sind jeweils zwei benachbarte Lötpunkte 13 dreifach hintereinander angeordnet. Der diese Lötpunkte 13 trennende Frcischniit 16 besteht aus zwei im Abstand parallel z.iieinander.verlaulenden Schlitzen, die einen Längsschlitz im rechten Winkel kreuzen.

Die F i g. 9 zeigt eine '^upferlUiche, die durch den Freischnitt von zwei paralk! verlaufenden Längsschlitzcn 17 in drei voneinander unabhängige l.öipunkte 13 getrennt ist. Da die Liingskanten der Schlitze 17 jeweils drei abschnittweise angeordnete Ausnehmungen 18 aufweisen, können in die äußeren Lötpunkte 13 jeweils drei Anschlußdrähte von Bauelementen und in den dazwischen angeordneten l.ölpunkt 13 sechs Anschlußdrähte 8 eingelötet werden. Aus Festigkeitsgründen wird es hierbei vorteilhaft sein, daß die zueinander weisenden Ausnehmungen 18 der parallelen Längsschlitze 17 versetzt zueinander angeordnet werden.

In der Fig. IO ist die Kupferfläche durch einen Freischnitt 16 in sechs einzelne Lötpunkte 13 getrennt. Bei der Konfiguration dieses Freischnittes 16 werden zwei parallele Reihen /u je drei Lötpuukten gebildet. Die vier äußeren, je eine Ausnehmung 18 aufweisenden Lötpunkte 13 schließen zwei Löipunkic 13 ein, die mit je drei Ausnehmungen 18 zum Einlöten einer entsprechenden Anzahl Anschlußdrälite von Bauelementen ausgebildet sind.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Lötaugen-Klcinstabsländen auf .Schaltungsplatten mit gedruckten Leiterbahnen, dadurch gekennzeichnet, dall eine zwei ι der mehrere benachbarte Lötpunkte aufnehmende Kupferfläche (4) nach eiiuiii an sich bekannten Verfahren hergestellt wird, in diese anschließend ein oiler mehrere Schlitze (5, 17) bzw. Frcischnilte (16) e^:ngestanzt werden, die in der Mitte ihrer beiden Lüngskanlcn oder abschnittsweise an den Längskanten angeordnete, halbkreisförmige Ausnehmungen (18) aufweisen, die die Kupferfläche (4) in zwei oder mehrere l.oiaugenhälfien (6, 7) bzw. Lötpunkte (13) trennen.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dall die Kupferfläche (4) je nach Anzahl und Anordnung der ein/einen Lötpunkte (13) 2. B. durch einen ausgestanzten KreuzschliU (15) getrennt wird.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dall die KupferfMthc (4) durch einen Freisdinitt (16) getrennt wird, dessen Konfiguration aus zwei im Abstand parallel zueinander verlaufenden Schlitzen· die einen 1 iingsschlitz im rechten Winkel kreuzen, besteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch

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gekennzeichnet, daß zwischen die aus den halbkreisförmigen Ausnehmungen (18) der Schlitze (5, 17) oJcr Frcisehnittc (16) ragenden Anschlußenden (8) von 7. D. Bauclcmcnlcn ein das Zusammenfließen des Lotes verhindernder, isolierender und beidseitig abschnittweise kupferkaschierter Kamm (11) ndcr Streifen (12) in die Schlitze (5. 17) bzw. Frcischnitle(16) eingesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen