Verfahren und Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit

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Verfahren und Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit

*DE102007045630A120090409*

(19)

Bundesrepublik Deutschland

Deutsches Patent- und Markenamt

(10)

DE 10 2007 045 630 A1 2009.04.09

(12)

Offenlegungsschrift

(21) Aktenzeichen: 10 2007 045 630.3

(22) Anmeldetag: 25.09.2007

(43) Offenlegungstag: 09.04.2009

(71) Anmelder:

Siemens Home and Office Communication

Devices GmbH & Co. KG, 81667 München, DE

(74) Vertreter:

Berg, P., Dipl.-Ing., Pat.-Ass., 80339 München

(72) Erfinder:

Ochmann, Ernst, 46325 Borken, DE

(51) Int Cl. 8 : H05K 1/18 (2006.01)

H01G 2/06 (2006.01)

H05K 3/30 (2006.01)

(56) Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht

gezogene Druckschriften:

JP 11-0 97 569 A

US2007/01 52 350 A1

US2005/00 56 946 A1

US2006/02 67 217 A1

US 34 39 233 A

Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen

Prüfungsantrag gemäß § 44 PatG ist gestellt.

(54) Bezeichnung: Verfahren und Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit

(57) Zusammenfassung: Zur erhöhten Sicherstellung einer

Vibrationsfestigkeit bei Bauelementen (1), die eine Körpergestalt

(6) haben, die über in einer Oberflächenebene einer

Flachbaugruppe (2) über zu Zwecken einer Befestigung

und/oder elektrischen Kontaktierung auf die zugeordnete

Flachbaugruppe (2) genutzte Befestigungs- und/oder elektrische

Kontaktierungspunkte (9) mit einem Bereich (7) hinausragen,

wird vorgeschlagen, im Bereich (7), vorzugsweise

am Rand (11) des Bauelements (1) Stützbälle und/oder

Stützelemente (12) vorzusehen.

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DE 10 2007 045 630 A1 2009.04.09

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine

Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit

gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beziehungsweise

des Anspruchs 5.

[0002] Beim Schwingtest nach DIN EN 60068 Test

FC. reißen die zu Zwecken einer Befestigung

und/oder elektrischen Kontaktierung auf eine zugeordnete

Flachbaugruppe von elektrischen und/oder

elektronischen Bauelementen mit einer Körpergestalt,

die in der Oberflächenebene der Flachbaugruppe

über entsprechende Befestigungs- und/oder elektrische

Kontaktierungspunkte hinausragt, genutzten

Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte.

Der Abriss erfolgt in der Regel oberhalb von

bei einem Auflötvorgang des betreffenden elektrischen

und/oder elektronischen Bauelements auf die

Flachbaugruppe entstehenden Lotmenisken.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es,

ausgehend von einem Verfahren und einer Anordnung

der eingangs genannten Art, das Verfahren und

die Anordnung in der Weise technisch zu verbessern,

dass eine erhöhte Vibrationsfestigkeit sichergestellt

ist.

[0004] Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe

erfindungsgemäß durch ein solches Verfahren gelöst,

das die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs

1 angegebenen Verfahrensschritte aufweist.

[0005] Bezüglich der Anordnung wird die Aufgabe

erfindungsgemäß durch eine solche Anordnung gelöst,

die das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs

5 angegebene Merkmal aufweist.

[0006] Grundlage sowohl des Verfahrens als auch

der Anordnung sind Stützbälle und/oder Stützelemente,

die bezüglich einer Körpergestalt eines betreffenden

Bauelements in einem gegenüber zugehörigen

Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkten

überstehenden Bereich dem betreffenden

zu montierenden elektrischen und/oder elektronischen

Bauelement unterlegt werden. Durch die

unterlegten Stützbälle und/oder Stützelemente ist

das betreffende Bauelement gegen ein seitliches Abkippen

gegenüber den zugeordneten Befestigungsund/oder

elektrischen Kontaktierungspunkten gesichert,

so dass es bei Vibrationen zu keinen Drehmomenten

auf die zugeordneten Befestigungsund/oder

elektrischen Kontaktierungspunkte kommt.

Auf diese Weise ist eine wesentlich erhöhte Vibrationsfestigkeit

sichergestellt.

[0007] Vorzugsweise stützen die Stützbälle

und/oder Stützelemente ein betreffendes Bauelement

an den am weitest außen angeordneten Rändern

ab. Handelt es sich bei einem Bauelement beispielsweise

um einen Becherkondensator, ist es vorteilhaft,

wenn die Stützbälle und/oder Stützelemente

den Becherkondensator am Becherrand gegenüber

der Flachbaugruppe abstützen.

[0008] Bei den Stützbällen und/oder Stützelementen

kann es sich beispielsweise um mittels in einem

SMT-Prozess (SMT: surfacemounting device) erzeugte

Lotbälle oder um Dummy-SMT-Bauelemente

mit entsprechender Höhe handeln.

[0009] Die Stützbälle werden mittels Lotpaste in einem

in den meisten Fällen ohnehin ablaufenden

SMT-Prozess aufgebracht. Dabei ist die Höhe an die

Dicke einer gegebenenfalls vorhandenen Elastomerdichtung

angepasst, die zwischen dem Bauelement

und der Flachbaugruppe angeordnet ist und einen

Abstand zwischen dem Bauelement und der Flachbaugruppe

definiert.

[0010] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel

der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Darin zeigen:

[0011] Fig. 1 einen Becherkondensator in einer

Montagesituation gemäß dem Stand der Technik,

und

[0012] Fig. 2 einen Becherkondensator in einer

Montagesituation gemäß der Erfindung.

[0013] In der Fig. 1 ist ein Becherkondensator 1 in

Durchstecktechnik auf eine Flachbaugruppe 2 montiert.

Die Anschlussstifte 3 des Becherkondensators

1 sind in einem Zentrumsbereich 4 der Bodenfläche

5 des Becherkondensators 1 angeordnet. Durch die

zentrale Anordnung der Anschlussstifte 3 des Becherkondensators

1 existiert eine Körpergestalt 6 des

Becherkondensators 1, die in Oberflächenebene der

Flachbaugruppe 2 über die dem Becherkondensator

zugeordneten Befestigungs- und/oder elektrischen

Kontaktierungspunkte, das heißt über die Anschlussstifte

3 mit einem Bereich 7 hinausragt.

[0014] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der

Becherkondensator 1 mit Hilfe einer Elastomerdichtung

8 auf die Flachbaugruppe 2 montiert.

[0015] Für den elektrischen Kontakt mit der Flachbaugruppe

2 und die mechanische Befestigung auf

der Flachbaugruppe 2 ist der Becherkondensator 1

über Lötaugen 9 der Flachbaugruppe 2 an der Flachbaugruppe

2 angelötet.

[0016] Bei den Lötaugen 9 der Flachbaugruppe 2

handelt es sich um Kupfer-Pads.

[0017] Durch das Anlöten des Becherkondensators

1 existieren an den Lötaugen 9 der Flachbaugruppe

2 und den anliegenden Stellen der Anschlussstifte 3

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des Becherkondensators 1 entsprechende Lotmenisken

10.

[0018] In der Fig. 2 ist der Gegenstand gemäß der

Fig. 1 zu sehen, mit dem Zusatz, dass an den Becherrändern

11 Stützbälle und/oder Stützelemente

12 unterlegt sind.

[0019] Dabei zeigt ein in die Fig. 2 integriertes Teilbild

den Becherkondensator 1 in einer Unteransicht

ohne Flachbaugruppe 2.

[0020] Zu sehen sind die Anschlussstifte 3 des Becherkondensators

1 im Zentrum 4 der Bodenfläche 5

des Becherkondensators 1. Am Becherrand 11 des

Becherkondensators 1 sind die Stützbälle und/oder

Stützelemente 12 zu sehen.

[0021] Im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel

sind drei Stützbälle und/oder Stützelemente 12

gleichmäßig verteilt am Umfang des Becherrands 11

angeordnet. Diese Anzahl kann aber auch erhöht

sein. Auch können sie weiter nach innen gerückt

sein, soweit sie noch innerhalb des Bereichs 7

(Fig. 1) angeordnet sind.

[0022] Die Flachbaugruppe 2 weist für die Befestigung

der Stützbälle und/oder Stützelemente 12 weitere

Lötaugen 13 auf, die ebenfalls als Kupfer-Pad

realisiert sind. Die Stützbälle und/oder Stützelemente

12 sind an diesen Lötaugen 13 letztlich angelötet.

[0023] Die Stützbälle und/oder Stützelemente 12

weisen eine entsprechende Höhe auf, die hier durch

die Höhe der Elastomerdichtung 8 vorgegeben ist.

[0024] Zur Montage der erfindungsgemäßen Anordnung

kann folgender Prozessablauf durchgeführt

werden:

1. Drucken einer Lotpaste für die Bestückung von

Bauelementen 1 auf die Flachbaugruppe 2 und

dabei gleichzeitiges Drucken von Lotpaste für die

Stützbälle und/oder Stützelemente 12 für betreffende

Bauelemente 1;

2. SMD-Bauelemente bestücken und löten;

3. Bauelemente 1 in der Durchstecktechnik zusammen

mit den Stützbällen und/oder Stützelementen

12 bestücken und löten.

Patentansprüche

1. Verfahren zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit

bei auf eine Flachbaugruppe montierten

elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen

mit einer Körpergestalt, die in Oberflächenebene der

Flachbaugruppe über zu Zwecken einer Befestigung

und/oder elektrischen Kontaktierung auf die zugeordnete

Flachbaugruppe genutzte Befestigungsund/oder

elektrische Kontaktierungspunkte hinausragt,

gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

– Aufdrucken auf die Flachbaugruppe (2) von Lotpaste

auf die Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte

(9) von auf die Flachbaugruppe (2)

aufzubringenden elektrischen und/oder elektronischen

Bauelementen (1) und gleichzeitiges Aufdrucken

auf die Flachbaugruppe (2) von Lotpaste an vorgegebenen

Stellen (13) für Stützbälle und/oder Stützelemente

(12) für elektrische und/oder elektronische

Bauelemente (1) mit einer Körpergestalt (6), die in

Oberflächenebene der Flachbaugruppe (2) über die

zugehörigen Befestigungs- und/oder elektrischen

Kontaktierungspunkte (9) hinausragt; und

– Bestücken und Verlöten von auf der Flachbaugruppe

(2) vorgesehener elektrischer und/oder elektronischer

Bauelemente (1) unter Vorsehen von Stützbällen

und/oder Stützelementen (12) für elektrische

und/oder elektronische Bauelemente (1), deren Körpergestalt

(6) in der Oberflächenebene der Flachbaugruppe

(2) über die zugehörigen Befestigungsund/oder

elektrischen Kontaktierungspunkte (9) hinausragt,

an Stellen (11) im Bereich (7) der über die

Befestigungs- und/oder elektrischen Kontaktierungspunkte

(9) hinausragenden Körpergestalt (6).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass zuerst elektrische und/oder elektronische

Bauelemente ohne Stützbälle und/oder Stützelemente

(12) montiert werden und anschließend

dann die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente

(1) mit Stützbällen und/oder Stützelementen

(12).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Stützbälle mit Hilfe eines

sogenannten „surface-mounting technology"-Prozesses

(SMT-Prozess) hergestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass als Stützelemente sogenannte

„Dummy-SMT" Bauelemente entsprechender Höhe

verwendet werden.

5. Anordnung zum Sicherstellen einer Vibrationsfestigkeit

bei auf eine Flachbaugruppe montierten

elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen

mit einer Körpergestalt, die in Oberflächenebene der

Flachbaugruppe über zu Zwecken einer Befestigung

und/oder elektrischen Kontaktierung auf die zugeordnete

Flachbaugruppe genutzte Befestigungsund/oder

elektrische Kontaktierungspunkte hinausragt,

dadurch gekennzeichnet, dass für die eine über

die zugehörigen Befestigungs- und/oder elektrischen

Kontaktierungspunkte (9) hinausragende Körpergestalt

(6) aufweisenden elektrischen und/oder elektronischen

Bauelemente (1) im Bereich (7) der Körpergestalt

(6), die über die zugehörigen Befestigungsund/oder

elektrischen Kontaktierungspunkte (9) hinausragt,

Stützbälle und/oder Stützelemente (12) vorgesehen

sind.

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6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass die Stützbälle und/oder Stützelemente

(12) auf der Flachbaugruppe (2) verlötet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch

gekennzeichnet, dass ein elektrisches und/oder elektronisches

Bauelement (1) ein in Durchstecktechnik

montierbarer Becherkondensator ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

dass die Stützbälle und/oder Stützelemente

(12) am Becherrand (11) des Becherkondensators

angeordnet sind.

Es folgt ein Blatt Zeichnungen

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Anhängende Zeichnungen

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