DE4410350A1 - Verbesserungen im Herstellungsverfahren von Verteilerkästen und ihrer Teile - Google Patents

Description

Der vorliegende Antrag auf Patentzusatz besteht in Verbesserungen des Erfindungspatents der Nr. P9200325 mit der Bezeichnung "VERBESSERUNGEN IM HERSTELLUNGSVERFAHREN VON VERTEILERKÄSTEN UND IHRER TEILE", deren neue Baumerkmale, Gestaltung und Entwurf die Aufgabe, für die sie speziell entwickelt worden sind, mit einem Maximum an Sicherheit und Wirksamkeit erfüllen.

Im Hauptpatent Nr. P9200325 wurde der verbesserte Herstellungsprozeß der Verteilerkästen und ihrer Teile definiert. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß er eine Reihe von Operationen umfaßt, wie zum Beispiel das Schneiden und die Maschinenbearbeitung der Anschlußstifte, Schneiden, Biegen und Maschinenbearbeitung der Brücken, die Einfügung von kurzen oder langen Anschlußstiften in die gedruckte Leiterplatten, Anlöten der an Anschlußstifte die gedruckte Leiterplatte, Einfügung und späteres Anlöten von Zungen und Buchsen, Überprüfung des planen Stromkreises, Biegen des Stromkreises und Anbringen eines Separators zwischen den beiden Teilen des genannten Stromkreises, Zusammenheften mehrerer gedruckten Leiterplatten durch das Einfügen langer Anschlußstifte, Anbau der Kunststoffdeckel, der Halterungen der Steckverbindungen und Relais und zum Abschluß der Einbau der Sicherungen, um danach eine letzte Überprüfung des gesamten Verteilerkästen vorzunehmen.

Der vorliegende Antrag auf Patentzusatz hat Verbesserungen in den Lötoperationen der gedruckte Leiterplatten zum Gegenstand sowie die Endbearbeitung derselben, um die Qualität der Verteilerkästen und ihren Herstellungsprozeß zu verbessern.

Beim gegenwärtigen Lötverfahren findet eine Zinn-Blei-Legierung (60-40%) Verwendung, die sowohl für die Komponentenseite als auch für die Rückseite benutzt wird.

Es sind Laborversuche durchgeführt worden, um die Lötqualität durch die Verwendung anderer Legierungen zu verbessern.

Die gedruckten Leiterplatten, die von beiden Seiten gelötet werden müssen, sind in der zweiten Lötphase von einer Zustandsveränderung betroffen, weshalb das Verfahren und die Zusammensetzung des Zinnbades abgewandelt werden müssen, um die Lötqualität zu verbessern.

Während des Lötprozesses wird die gedruckte Leiterplatte abrupten Temperaturveränderungen unterworfen, die durch die verschiedenen Löttemperaturen bedingt sind. Anfangs wird die Platte einer sogenannten Vorwärmtemperatur ausgesetzt, danach folgt die sogenannte Lötlegierungstemperatur, auf die letzlich die Abschreckungstemperatur folgt, bis die Platte mit den eingebauten Elementen die Raumtemperatur erreicht.

So sind also die Werkstoffe während der Temperaturänderungen von mechanischen Spannungen betroffen, die unter Umständen die Qualität der Lötstellen beeinträchtigen können.

Eine weitere der hier beschriebenen Verbesserungen besteht in der Veränderung des Untergrundmaterials auf beiden Seiten der gedruckten Leiterplatten, um die Wiedererwärmung und das Verbiegen der Platinen am Ausgang der Lötmaschine und ihre elektrische Isolierung zu verbessern.

Die bisher benutzten Untergrundwerkstoffe, die zur sogenannten Familie der FR-2-Stoffe gehören, weisen eine Reihe von Beschränkungen im Herstellungsverfahren der Verteilerkästen auf, die uns zur Benutzung eines neuen Untergrundmaterials bewogen haben, um eine bessere Qualität und Endverarbeitung der Stromkreise zu erzielen.

Ein anderer Aspekt der Verbesserung bezieht sich schließlich auf die Benutzung eines Speziallacks für die Oberflächen der beiden Seiten der gedruckten Leiterplatte. Durch diesen Lack soll die Qualität der Platine verbessert werden, indem der Isolationswiderstand in den Bereichen zwischen den Bahnen, den sogenannten "Zwischenbahnbereichen", verbessert wird.

Weitere Einzelheiten und Merkmale des gegenwärtigen Antrags auf Patentzusatz werden im Verlauf der nun folgenden Beschreibung deutlich werden, in der etwas schematisch die hervorragenden Einzelheiten der Teile des Herstellungsverfahrens dargestellt werden, die verbessert worden sind. Diese Einzelheiten haben Beispielcharakter und beziehen sich auf eine mögliche praktische Verwirklichung, sie sind allerdings nicht auf die hier dargestellten Herstellungseinzelheiten beschränkt. Deshalb soll diese Beschreibung als Erläuterung verstanden werden, die keinerlei Einschränkungen beinhaltet.

In einer der bevorzugten Verwirklichungen des vorliegenden Antrags auf Patentzusatz, und als erste Verbesserung im Lötverfahren der Platinen, werden Sonderlegierungen von dem Typ verwendet, der den Formeln 95 Sn 5 Sb und 52 Sn 45 Pb und 3 Sb entspricht, die die Qualität der Lötstelle verbessern sowie ihren Einfluß auf den Langzeitbetrieb des Gehäuses, der somit der Nutzzeit des Wagens entspricht.

Die Vorteile der Benutzung neuer Legierungen wirken sich in einer Verbesserung des Verfahrens aus, indem eine höhere Scherbeanspruchung bzw. Zugbeanspruchung erreicht wird, die mit der neuen Legierung von 5400 lb/in² auf 6000 lb/in² ansteigt.

Außerdem werden andere mechanische Eigenschaften verbessert, wie z. B. die prozentuale Dehnungstoleranz, die von 28% (60 Sn 40%) auf 38% (95 Su 5 Sb) ansteigt.

Die zweite eingeführte Verbesserung gründet sich auf der Anwendung eines neuen Untergrundwerkstoffes, dem sogenannten "CEM-1", der sich dadurch kennzeichnet, daß er an der äußeren Fläche durch Glasfasern gebildet wird und an der inneren durch Epoxipapier; diese Bezeichnung ist entsprechend der Norm NEMA-LI-1-1983 festgelegt und verleiht der Platine neue Eigenschaften, wie z. B. eine Erhöhung der Lötbeständigkeit, die von 10 Sekunden beim Untergrundmaterial FR-2 auf 20 Sekunden beim neuen Untergrundmaterial CEM-1 ansteigt; eine höhere Beständigkeit gegen das Ablösen der Lötbahn, die von einem Wert von 6-7 bei dem bisher verwendeten Substrat auf einen Wert von 7-8 beim Untergrundmaterial CEM-1 ansteigt; einen besseren Oberflächenwiderstand, der von 10³ Ml auf 10⁴ MΩ ansteigt sowie schließlich einen niedrigeren Prozentsatz von Wasserabsorbierung, die von 0′55 auf 0′25 herabgesetzt wird.

Die dritte Verbesserung besteht in der Benutzung eines Speziallacks sowie in der Benutzung eines besonderen Untergrundmaterials, wie es das CEM-1 ist, mit dem Ziel den Isolationswiderstand sowie die Wasseraufnahmeeigenschaften zu verbessern.

Bis heute sind zwei Lackarten mit positiven Ergebnissen getestet worden:

• - Besprühung mit einer Flüssigkeit, die einen lichtempfindlichen Komponenten enthält, der durch Verdunstung trocknet.
• - Dinitrol 19, eine wasserabweisende und rostschützende Flüssigkeit.

Das lichtempfindliche Bad ist eine lichtempfindliche Zweikomponentenflüssigkeit, die nach ihrer Austrocknung durch Verdunstung einen glänzenden Oberflächenfilm bildet.

Dieser Lack muß folgende Eigenschaften aufweisen:

• - Lötbeständigkeit.
• - Beständigkeit gegen die meisten Lösungsmittel.
• - Gute Kupferhaftfähigkeit.
• - Entflammbarkeit.
• - Guten Isolationswiderstand.
• - Beständigkeit gegen Feuchtigkeitseinwirkung.
• - Elektromigrationsbeständigkeit.

Diese Lacke basieren auf Epoxyharzen.

Dinitrol 19 ist eine wasserabweisende Flüssigkeit, die einen Rostschutzfilter erzeugt. Diese Flüssigkeit basiert auf einem gewissen Anteil von Feststoffen, die in ihrem Lösungsmittel, normalerweise Terpentinöl, aufgelöst werden.

Wenn das Lösungsmittel verdunstet ist, verbleibt auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte ein sehr dünner Film (0,03 mm), der vollkommen transparent ist und sehr gute rostschützende und wasserabsorbierende Eigenschaften aufweist.

Nachdem ausreichend beschrieben worden ist, worin der vorliegende Antrag auf Patentzusatz in Bezug auf die früheren Erklärungen besteht, wird einsichtig, daß so viele Detailveränderungen vorgenommen werden können, wie notwendig erscheinen; dies gilt stets unter der Voraussetzung, daß das Wesen des Patentzusatzes nicht verändert wird, das in den folgenden PATENTANSPRÜCHEN zusammengefaßt ist.

Claims (5)

1. VERBESSERUNGEN, DIE IN DAS ERFINDUNGSPATENT NR. P 9200325 MITTELS "VERBESSERUNGEN IN DEN HERSTELLUNGSPROZESSEN VON VERTEILERKÄSTEN UND IHRER TEILE EINGEFÜHRT WORDEN SIND", dadurch gekennzeichnet, daß in diesen Herstellungsprozessen und in der Lötoperation der gedruckten Leiterplatten Sonderlegierungen des Typs Verwendung finden, die der Formel 95 Sn 5 Sb und 52 Sn 45 Pb 3 Sb entsprechen und deren Schmelzpunkte 183°C übersteigen.

2. VERBESSERUNGEN, DIE IN DAS ERFINDUNGSPATENT NR. P 9200325 MITTELS "VERBESSERUNGEN IN DEN HERSTELLUNGSPROZESSEN VON VERTEILERKÄSTEN UND IHRER TEILE EINGEFÜHRT WORDEN SIND", dadurch gekennzeichnet, daß beim Herstellungsvorgang der gedruckten Leiterplatten Untergrundmaterial verwendet wird, das an den äußeren Flächen aus Glasfaser und im Inneren aus Epoxipapier vom Typ des sogenannten CEM-1 besteht.

3. VERBESSERUNGEN, DIE IN DAS ERFINDUNGSPATENT NR. P 9200325 MITTELS "VERBESSERUNGEN IN DEN HERSTELLUNGSPROZESSEN VON VERTEILERKÄSTEN UND IHRER TEILE EINGEFÜHRT WORDEN SIND", dadurch gekennzeichnet, daß bei der Endbearbeitung der gedruckten Leiterplatten Speziallacke verwendet werden, die aus einer lichtempfindlichen Zweikomponentenflüssigkeit bestehen, die durch Verdunstung trocknet und/oder aus wasserabweisenden und rostschützenden Flüssigkeiten vom Typ Dinitrol 19.

4. VERBESSERUNGEN, DIE IN DAS ERFINDUNGSPATENT NR. P 9200325 MITTELS "VERBESSERUNGEN IN DEN HERSTELLUNGSPROZESSEN VON VERTEILERKÄSTEN UND IHRER TEILE EINGEFÜHRT WORDEN SIND" gekennzeichnet entsprechend des Patentanspruches 3., wobei die Zweikomponentenflüssigkeit auf Harzen vom Typ Epoxi basiert.

5. VERBESSERUNGEN, DIE IN DAS ERFINDUNGSPATENT NR. P 9200325 MITTELS "VERBESSERUNGEN IN DEN HERSTELLUNGSPROZESSEN VON VERTEILERKÄSTEN UND IHRER TEILE EINGEFÜHRT WORDEN SIND" gekennzeichnet entsprechend des Patentanspruches 3., wobei die wasserabweisende Flüssigkeit auf einem Anteil an Feststoffen basiert, die in einem Lösungsmittel gelöst werden, das normalerweise Terpentinöl ist.