DE19845901B4

DE19845901B4 - Auf Kapillarwirkung basierender, verbesserter oberflächenmontierter Stiftsockel

Info

Publication number: DE19845901B4
Application number: DE19845901A
Authority: DE
Inventors: Janos Legrady
Original assignee: Zierick Manufacturing Corp
Current assignee: Zierick Manufacturing Corp
Priority date: 1998-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: DE19845901A1

Abstract

Oberflächenmontierter Stiftsockel mit Kapillarwirkung, welcher umfasst: ein erstes im wesentlichen flaches Substrat (20) versehen mit einem vorher festgelegten Array von mittels Metallbeschichtung durchkontaktierten Löchern (22), die im wesentlichen parallele Achsen aufweisen, wobei jedes Loch (22) eine innere Oberfläche aufweist, die einen ersten im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt definiert;
eine Vielzahl von Stiften (30; 38), wobei jeder Stift (30; 38) eine längsgerichtete Achse definiert, und ein Ende (30a) aufweist, welches sich durch ein zugeordnetes durchkontaktiertes Loch (22) erstreckt, und ein anderes Ende, das sich zu einer Seite des ersten Substrates (20) erstreckt, wobei jeder dieser Stifte (30; 38) eine äussere Oberfläche an zumindest dem einen Ende (30a) oder Teil aufweist, die in einem zugeordneten durchkontaktierten Loch (22) aufgenommen ist und einen zweiten im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt definiert,
dadurch gekennzeichnet,
dass diese ersten und zweiten Querschnitte verschieden und so ausgelegt sind, daß sie beabstandete Berührungslinien (32a–d; 40a–f) und langgestreckte...

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein elektronische Anschlussverbinder, und insbesondere einen auf Kapillarwirkung basierenden, verbesserten oberflächenmontierten Stiftsockel.
Beschreibung des Stands der Technik
Üblicherweise, wurden elektrische Bauteile und insbesondere Verbindungsbauteile, wie z.B. Anschlusstifte, auf Leiterplatten (PCBs) dadurch montiert, daß die Anschlüsse der Bauteile oder das Fussteil eines aufrechtstehenden Stifts durch Öffnungen in der Leiterplatte hindurchgesteckt und an der Leiterplatte festgelötet wurden. Diese herkömmliche Methode wird allgemein als „through-the-hole" (TTH) Technologie bezeichnet.
Die TTH-Technologie wird jedoch bei den meisten Anwendungen immer mehr durch die sogenannte oberflächenmontierte Technologie (SMT) ersetzt, bei welcher Bauteile als auch die Kontakte und Verbinder auf der Oberfläche der Leiterplatte aufgebracht werden, ohne daß Öffnungen oder Löcher in der Leiterplatte vorgesehen sind. Üblicherweise werden elektronische Bauteile wie Halbleiterbauelemente, Kondensatoren, Widerstände, und selbst Spulen oder abgestimmte Schaltkreise in dieser Art bestückt. Obwohl die SMT-Technologie eine schnelle und effiziente Bestückung der Bauteile auf einer Leiterplatte ermöglicht, bietet sie auch einige Probleme welche gelöst werden müssen, um diese Technologie effektiv nutzen zu können. Zum einen müssen die Bauteile zunächst genau auf den Kontaktstellen oder Lötaugen der Leiterplatte positioniert werden. Während einer solchen Bestückung der Leiterplatte, insbesondere bei sehr dicht bestückten Anordnungen, müssen die Bauteile jeweils vor und während des Aufschmelzens des Lötzinns stabil in ihren Positionen gehalten werden, so daß die Bauteile endgültig in den vorgesehenen Positionen oder Einbauplätzen fixiert werden, wobei Toleranzen kritisch sein können. Dies erfordert es, daß solche Einbauplätze sich vor dem Lötprozess und insbesondere während des Lötprozesses nicht verschieben, wenn die Bauteile sprichwörtlich auf einer Schicht von flüssigem Lötzinn „schwimmen". Dieses Problem wurde, zumindest für einzelne Lötstifte, in dem auf den Anmelder zurückgehenden US Patent Nr. 5 816 868 A mit dem Titel „Die Kapillarwirkung unterstützende oberflächenmontierte Verbinder" behandelt, wobei ein oberflächenmontierter Stiftzusammenbau aus einem gezogenen Drahtstift vorgesehen ist, der innerhalb eines äusseren Lötauges angeordnet ist. Die Ausbildung der Querschnitte des Drahtstifts und des Lötauges bilden eine Vielzahl von Kanälen, die in einem Abstand um den Stift angeordnet sind und die die Kapillarwirkung unterstützten, wenn das Lötauge auf einer Kontaktfläche oder einem Lötauge einer Leiterplatte angeordnet wird, auf welcher Leitpaste aufgebracht wurde und das Lötzinn flüssig gemacht wurde. Das Lötzinn wird nun, durch Kapillarwirkung, in die Kanäle oder Zwischenräume zwischen dem Stift und dem Lötauge hinaufgesogen, wobei etwas von dem flüssigen Lötzinn auf dem Lötauge entfernt wird, und der oberflächenmontierte Stiftzusammenbau wird an das Lötauge oder die Anschlussfläche gezogen. Dies ergibt eine gute mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem oberflächenmontierten Stiftzusammenbau und der Leiterplatte und verbessert die mechanische und elektrische Integrität zwischen dem Drahtstift und dem Lötauge. Obwohl solche oberflächenmontierten Stifte nützlich sind, gibt es zahlreiche Fälle, wo eine Vielzahl solcher Stifte in einem Stift-Gitter-Array auf einer Leiterplatte montiert werden müssen. Das Plazieren einer Vielzahl solcher Stifte ist zum einen zeitaufwendig und erfordert zum anderen, daß die Stifte präzise auf den Kontaktflecken positioniert werden müssen, wobei die Stabilität solcher Stifte vor und nach dem Aufschmelzen des Lötzinns sichergestellt sein muss. Dies trifft insbesondere auf hochdichte Bestückungstechniken zu, welche in den letzen Jahren benutzt werden, bei denen die Anzahl solcher Stifte oder Anschlüsse pro Flächeneinheit stark gestiegen ist. In einigen Fällen wurden Stiftsockelzusammenbauten benutzt, um die gegenseitigen Abstände der Vielzahl solcher Stifte aufrecht zu erhalten sowie deren schnelle Positionierung auf einer Leiterplatte zu erleichtern.
Ein Verfahren zum Bestücken von Oberflächenverbindern wurde in dem US Patent Nr. 5,303,466 vorgeschlagen, wo eine Reihe von Stiften auf elektrischen Kontaktflächen oder Leiterbahnen einer Leiterplatte oberflächenmontiert werden. Ein Isolator, der als Stiftsockel dient, nimmt die verschiedenen Stifte auf. Jedoch sind die Löcher in dem Stiftsockel nicht metallbeschichtet und das Lötzinn gelangt deshalb nicht durch Kapillarwirkung in die Löcher hinein. Der Inhaber dieses Patentes schlägt deshalb vor, zunächst die Stifte auf der Leiterplatte zu befestigen, wobei die Stifte durch Hilfskontakte ausgerichtet und mittels Lötzinn auf der Leiterplatte befestigt werden. Erst nach dem Aufbringen der Stifte wird der Isolator auf der Leiterplatte angeordnet, um die paarweise angeordneten Stifte aufzunehmen und die Kontakte vor ungewollter Beschädigung zu schützen. Der Isolator hat daher keine elektrische Funktion und dient nicht zur Verbesserung der Lötverbindung zwischen den Stiften und der Leiterplatte
Die EP 0 657 960 B1 offenbart einen Verbinder für eine Leiterplatte, der ein isolierendes Gehäuse mit einer Verbindungsbodenoberfläche und einer oberen Oberfläche aufweist, eine Vielzahl von Stiftlöchern, die in einem gegebenen Abstand durch das isolierende Gehäuse geformt sind, um sich von der Verbindungsoberfläche zu der oberen Oberfläche zu erstrecken, eine Überzugschicht, die einen inneren Umfang jedes Stiftloches und einen entsprechenden Bereich der Verbindungsoberfläche beschichtet, wobei ein Teil der Überzugschicht jeden Bereich beschichtet, der sich über eine Seitenoberfläche des Gehäuses hinaus erstreckt, um eine Leitung zu schaffen, die zum Löten an ein leitendes Muster geeignet ist, welches auf der Leiterplatte gebildet ist. Es ist eine Vielzahl von Stiftkontakten vorhanden, von denen jeder an seinen Basisenden einen Flansch hat und jeder in ein entsprechendes Stiftloch von der Verbindungsoberfläche des Gehäuses einführbar ist, wobei jeder Stiftkontakt, wenn er in ein entsprechendes Stiftloch eingeführt ist, fest darin gehalten wird und sich von der oberen Oberfläche des Gehäuses erstreckt. Es ist ferner eine Vielzahl von Ösen bzw. Ohren vorgesehen, die einstückig mit der Seitenoberfläche des isolierenden Gehäuses gebildet sind und seitlich davon hervorragen, wobei jedes der Ohren so angeordnet ist, daß es einem jeweiligen Stiftloch entspricht und mit der Überzugschicht beschichtet ist, um die Leitung zu bilden, und eine Führungsnut, die in jeder der Leitungen gebildet ist, wobei sich die Führungsnuten von einem äußeren Umfang eines jeweiligen Ohres zu einem entsprechenden Stiftloch erstrecken, und die Führungsnuten geschmolzenes Lötmittel gegen die Stiftlöcher führen, wenn die Leitungen an die Leiterplatte gelötet. werden, wobei sich jeder Flansch in elektrischem Kontakt mit einer jeweiligen Leitung befindet, um ein Stiftkopfstück der oberflächenmontierbaren Art zu bilden. Das Lötmittel gelangt nicht in die Stiftlöcher hinein, sondern die Stiftkontakte kommen nur an einem Ende mit dem Lötmittel in Berührung.
Die US 5 669 783 A offenbart ein Verfahren zum Verlöten eines IC Sockels bei Oberflächenmontage, bei dem mehrere hülsenförmige Stifte des Sockels auf einem Trägersubstrat angeordnet sind und unter Anwendung des Kapillareffekts an einer Leiterplatte angelötet sind. Die Leiterplatte kann Durchkontaktierungen mittels in die Leiterplatte eingebrachten Metallhülsen aufweisen.
Gegenstand der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen oberflächenmontierten Stiftsockel und ein entsprechendes Verfahren zu dessen Montage vorzuschlagen, welche die oben beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik bekannter Sockel nicht aufweisen und insbesondere eine kostengünstige und gute mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Stiftsockel und der Leiterplatte ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Stiftsockel mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Oberflächenmontage mit den Merkmalen des Anspruchs 22.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale des Stiftsockels sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein oberflächenmontierter Stiftsockel vorgeschlagen, welcher die Kapillarwirkung ausnutzt, um den Stiftsockel an die lötzinnüberzogenen Anschlussflächen oder Lötaugen einer Leiterplatte hinzuziehen, und so ein unbeabsichtigtes Verschieben der Lage des Stiftsockels durch Aufschwimmen auf dem flüssigen Lötzinn zu verhindern.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen oberflächenmontierten Stiftsockel im Einklang mit den vorstehenden Aufgabenstellungen vorzuschlagen, der das Befestigen von einer Vielzahl von Stiften oder anderen Kontakten tragenden Stiftsockeln durch Oberflächenmontagetechniken erleichtert und beschleunigt.
Es ist ferner ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen oberflächenmontierten Stiftsockel anzugeben, welcher zur Montage von elektrischen Stiften oder anderen Kontakten in hochdichten Arrays benützt werden kann.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen oberflächenmontierten Stiftsockel der genannten Art zu schaffen, mit welchen eine grosse Anzahl von Stiftkontakten mit grosser Zuverlässigkeit auf einer Leiterplatte aufgebracht werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenmontage von hochdichten Stiftarrays auf einer Leiterplatte stellt eine Stabilität und positionelle Integrität aller Stifte oder Kontakte sicher.
Es ist ein weiter Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen oberflächenmontierten Stiftsockel anzugeben, der eine signifikant höhere Rückhaltekraft der Stifte zeigt, im Vergleich zu oberflächenmontierten Sockeln des J-Anschlusstyps.
Es ist eine weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen oberflächenmontierten Stiftsockel vorzuschlagen, der flexibel ist, so dass ein gewisses Verziehen der Leiterplatte zulässig ist und Probleme der Koplanarität minimiert werden.
Es ist ferner ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen oberflächenmontierten Stiftsockel vorzuschlagen, der eine sichtbare Anzeige aufweist, daß eine ordnungsgemässe Montage erfolgt ist, um so eine bessere Qualitätssicherung während des Produktionsprozesses zu gewährleisteten.
Es ist ein zusätzlicher Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen oberflächenmontierten Stiftsockel gemäss den vorstehenden Aufgaben anzugeben, der eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturschocks und thermische Wechselbeanspruchungen aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Unter Betrachtung der obenstehenden und zusätzlichen Merkmale und Vorteilen der Erfindung, die auch nachfolgend ersichtlich werden, umfasst diese Erfindung die Vorrichtungen, Kombinationen und Anordnungen von Teilen, die nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren beschrieben sind. Es zeigt:
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer bezüglich Kapillarwirkung verbesserten, oberflächenmontierten Stiftsockel-Anordnung gemäss der vorliegenden Erfindung, gezeigt in einer Position kurz vor dem Plazieren des Sockels, der die Kontaktstifte an zugeordneten Kontaktstellen oder Lötaugen einer Leiterplatte (PCB), trägt, auf welchen Lötpaste aufgebracht wurde, vor dem Schmelzvorgang;
2 ist eine gerade Draufsicht auf ein Sockeleiterplatte gemäss der vorliegenden Erfindung mit durchkontaktierten Löchern, die in einem regelmässigen Array von „p" Spalten und „q" Reihen angeordnet sind;
3 ist ein Querschnitt des Sockels gemäss 2, entlang der Linie 3-3;
4 ist ein Querschnitt eines Teils der Leiterplatte, auf welcher der in 1 gezeigte Sockel angeordnet ist, entlang der Linie 4-4;
5 ist ein vergrößerter Schnitt des Sockels aus 2 an Position „5", welcher des weiteren die Details der geometrischen und dimensionalen Verhältnisse zwischen den durchkontaktierten Löchern und den darin positionierten Kontaktstiften zeigt, um die dazwischenliegenden Kanäle zu bilden, welche die Kapillarwirkung durch den Sockel hindurch verbessern und unterstützen;
6 ist ein Querschnitt des Sockels gemäss 5, entlang der Linie 6-6;
7 ist ähnlich wie 6, zeigt jedoch einen Teil des Sockels nach der Montage auf einem Ausschnitt des Substrats der Leiterplatte und nach dem Schmelzen des Lötzinns, welches ein Aufsteigen des Lötzinns durch die sich ergebenden Kanäle in dem Sockel ergab;
8 ist ähnlich wie 5, zeigt jedoch Stifte mit hexagonalem Querschnitt anstelle von quadratischen oder rechteckigen Querschnitten, um die Grösse und Anzahl der lötzinnabsorbierenden Kanäle zu verändern, die zwischen jedem durchkontaktierten Loch und dem zugeordneten Stift gebildet sind;
9: ist ähnlich wie 6, und zeigt zwei Stifte oder Pfosten, welche in einem Sockelsubstrat gemäss der Erfindung aufgenommen sind, wobei die unteren Enden der Stifte oder Pfosten sich im wesentlichen zur unteren Oberfläche des Sockels hin erstrecken;
10 illustriert eine Möglichkeit der Anwendung des Sockels gemäss 9, in welchen durchkontaktierten Löchern der Sockel angeordnet ist und mit elektronischen Bauteilen verlötet ist, die auf Kontaktflächen oder Lötaugen auf dem darunter liegenden Leiterplattensubstrat angeordnet sind, so daß die elektronischen Bauteile sowohl mit dem Substrat als auch mit der darunterliegenden Leiterplatte verlötet sind, und dennoch eine Kapillarwirkung gemäss der Erfindung unterstützen;
11 ist ähnlich wie 9, zeigt jedoch, dass die Enden der Stifte oder Pfosten in den Sockel eingeführt sind und sich bis unter das Sockelsubstrat erstrecken;
12 ist ähnlich wie 9, und zeigt eine Anordnung von Stiften oder Pfosten gemäss 11, wobei die abhängigen Teile der Stifte oder Pfosten auch direkt mit den dazwischen liegenden elektronischen Bauelementen und/oder mit den Kontaktflecken oder Lötaugen der darunterliegenden Leiterplatte verbunden sind;
13 ist eine Explosionsansicht in perspektivischer Darstellung, ähnlich wie 1, in welcher die Sockelanordnung gemäss der Art nach 9 und 11 mit der darunterliegenden Leiterplatte verbunden ist, auf welcher zuvor die elektronischen Bauteile positioniert oder montiert wurden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen:
Insbesondere mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren, in welchen ähnliche oder identische Teile durchgehend mit denselben Bezugszeichen versehen sind, und insbesondere mit Bezug auf 1 ist eine herkömmliche Leiterplatte (PCB) gezeigt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Die Leiterplatte 10 umfasst ein nicht-leitendes Substrat 12 auf einer ihrer Oberflächen, auf welchem eine Vielzahl von leitenden Kontaktflecken oder Lötaugen 14 vorgesehen sind. Obwohl die Kontaktflecken oder Lötaugen 14 quadratisch dargestellt sind, ist die spezifische Ausbildung dieser flachen, leitenden Kontaktflecken oder Lötaugen nicht kritisch für die Zwecke der vorliegenden Erfindung und kann verschiedene Formen oder Konfigurationen annehmen, wie z.B. rund gemäss dem Lötauge 14'. Lötpaste, die typischerweise auf der Oberfläche solcher Kontaktflecken oder Lötaugen 14 aufgebracht ist, ist mit dem Bezugszeichen 16 versehen. Die Lötpaste 16 weist eine allgemein klebrige Oberfläche auf, welche hilft, die plazierten Bauteile vor dem Lötvorgang in Kontakt damit zu halten.
Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen einer Sockelanordnung 18, welche ein zweites, im wesentlichen flaches Substrat 20 umfasst, das mit einer Vielzahl von in ihrem Inneren verzinnten Löchern versehen ist, wie Bezugszeichen 24 darstellt, wobei die Löcher 22 im wesentlichen parallele Achsen A_h (3) aufweisen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat jedes der Löcher eine innere Oberfläche, welche einen im wesentlichen gleichförmigen, kreisförmigen Querschnitt definiert.
Das Substrat 20 ist vorzugsweise mindestens jedoch teilweise flexibel. Eine solche Flexibilität mag entweder durch Wahl eines entsprechenden Materials zur Herstellung des Substrats 20 materialgegeben sein, oder kann, falls das Substrat aus einem steifen Material besteht, durch Einkerbungslinien 26a, 26b erreicht werden, die an beiden Seiten des Substrats wie gezeigt angeordnet sind. Ebenso können neben den Einkerbungslinien 26a, 26b, die sich entlang einer Richtung erstrecken, zusätzliche Einkerbungslinien 28 vorgesehen sein, die sich orthogonal/normal oder in anderen Richtungen erstrecken, um das Substrat flexibel zu machen. Die Einkerbungslinien können an einer oder beiden Seiten des Substrats 20 vorgesehen sein. Obwohl in 1 lediglich zwei Einkerbungslinien gezeigt sind, ist es selbstverständlich, daß so viele Einkerbungslinien wie gewünscht vorgesehen werden können. Folglich ist mit Bezug auf 2 eine einzige Einkerbungslinie 26 gezeigt, die sich entlang der kurzen Dimension des Sockelsubstrats 20 nahezu mittig zwischen den zwei kurzen Seiten erstreckt, wobei Einkerbungslinien 28 zwischen jedem Paar von benachbarten Reihen vorgesehen sind. Natürlich wird das Substrat des Sockels umso flexibler, je tiefer und je mehr solcher Einkerbungslinien vorgesehen sind, um es so besser an die erstgenannten Leiterplatte 10 anzupassen und jegliche Verkrümmung in einer solchen Platte oder Verkrümmung innerhalb des Sockelsubstrats 20 auszugleichen.
Wie am besten aus 2 hervorgeht, sind die durchkontaktierten Löcher 22 in einem festgelegten Array auf dem Sockelsubstrat 20 angeordnet, wobei das gezeigte Array als geradliniges Array dargestellt ist, welches „p" Spalten und „q" Reihen aufweist. Jedoch sollte verständlich sein, daß auch andersartige Arrays, wie z.B. kreisförmige, elliptische oder andere Arrays mit jeweils bestimmten Vorteilen benutzt werden können, um einer gegebenen Anwendung zu genügen. Das geradlinige Array des gezeigten Typs ist jedoch das meistverwendete Array, welches für die meisten Anwendungen verwendet wird.
Mit Bezugnahme auf 1 sind dort eine Vielzahl von Stiften 30 gezeigt, wobei jeder Stift eine längsgerichtete Achse A_p definiert und ein Ende 30a (6) aufweist, welches sich durch ein zugeordnetes durchkontaktiertes Loch 22 erstreckt, und ein anderes Ende 30b, welches sich von einer Seite 20a (der oberen Seite in 6) des Sockelsubstrats weg erstreckt. Jeder Stift 30 hat eine äußere Oberfläche auf zumindest dem Teil 30a, welche in einem entsprechenden durchkontaktierten Loch 22 aufgenommen wird, und welche einen im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt aufweist. In den 1, 5 und 6 ist ein solcher Querschnitt gleichförmig quadratisch über die gesamte Länge des Stiftes dargestellt. Jedoch können die Teile 30a und 30b des Stiftes genauso gut andersartige Querschnitte aufweisen. Folglich kann der untere Teil 30a der Stifte einen quadratischen Querschnitt aufweisen, wie es in 5 gezeigt ist, oder einen oktagonalen Querschnitt, wie es in 8 gezeigt ist, oder kann allgemein die Form jedes regelmässigen Polygons haben, um in einer gewünschten Weise mit der zylindrischen Kontaktierung 24 der Löcher 22 zusammen zu passen. Andererseits sind die oberen Teile 30b der Stifte so gestaltet, um mit entsprechenden weiblichen Sockeln zusammen zu passen, und die Querschnitte der Stifte 30 können derart gewählt werden, daß sie mit ihrem weiblichen Gegenstück am besten zusammenpassen. Daher können beispielsweise die unteren Teile 30a einen quadratischen Querschnitt aufweisen, während die oberen Teile 30b einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.
Es ist insbesondere aus den 5 und 8 ersichtlich, daß die Querschnitte der durchkontaktierten Löcher und die Querschnitte der darin eingeführten Stiftteile 30a unterschiedlich sind, wobei die Abmessungen der inneren Oberflächen der durchkontaktierten Löcher 22 und die äußeren Abmessungen der Stifte so gewählt sind, daß die Stifte in die durchkontaktierten Löcher zumindest mit beeinträchtigtem Sitz eingesteckt werden können, wobei beabstandete Kontaktlinien 32a bis 32d gebildet werden, wie im Fall der Anordnung gemäss 5 gezeigt, welche im wesentlichen parallel zu den Achsen A_h der Löcher sind. Die entstehenden langgestreckten Kanäle 34a bis 34d sind ebenso im wesentlichen parallel zu den Achsen A_h der durchkontaktierten Löcher. Die Kanäle 34a bis 34d bilden sich zwischen den inneren Oberflächen der durchkontaktierten Löcher und den äusseren Oberflächen der Stifte und zwischen den benachbarten Kontaktlinien 32a bis 32d. Die Abmessungen der sich ergebenden Kanäle 34a bis 34d sind so gewählt, daß eine Kapillarwirkung auf geschmolzenes Lötzinn begünstigt wird, welches an einer Kanalöffnung an einer Seite 20b des Sockelsubstrats 20 aufgebracht wird, und um zu bewirken, daß das Lötzinn durch den Kanal in Richtung der anderen Seite 20a des Substrats gezogen wird. Wie in 1 vorgeschlagen wird, bewirkt, nachdem die Lötpaste 16 auf der Unterseite des Sockelsubstrats 20 aufgebracht wird, das Schmelzen des Lötzinns 16 auf der Leiterplatte 10, daß das Lötzinn wie in einem Docht durch die Kanäle 34a bis 34d gesogen wird. Abhängig von verschiedenen Faktoren, einschließlich der Abmessungen der Kanäle 34a bis 34d, der Dicke t₁ des Sockelsubstrats 20, der Temperatur, etc., sollte das Lötzinn möglichst über die Ebene der oberen Oberfläche 20a des Sockelsubstrats 20 steigen, um einen Lotkegel 16b zu erzeugen und die Kanäle mit Lötzinn bei 16a zu füllen. Der Lotkegel 16a ergibt einen sichtbaren Anzeiger, daß das Lötzinn nach oben durch die Kanäle 34a bis 34d gesogen wurde und sowohl eine gute mechanische als auch elektrische Verbindung erzeugt hat.
Wie es vorgeschlagen wird, umfasst die erste Leiterplatte 10 leitende Kontaktflächen oder Lötaugen 14 auf dem Substrat 12, die an Punkten positioniert sind, die im wesentlichen zu den Punkten auf dem Array aus durchkontaktierten Löchern und den Stiften auf dem Sockelsubstrat 20 ausgerichtet sind. Indem man entsprechende oder zueinander passende Arrays auf den beiden Substraten vorsieht, wird das Lötzinn auf den Kontaktflächen 14 nach oben durch die Kanäle der zugeordneten Löcher gesogen. Diese Saugwirkung oder Kapillarwirkung bewirkt, daß die Substrate 12 und 20 zueinander hingezogen werden, während sich das Lötzinn von den Kontaktflächen 14 zu den im Sockelsubstrat erzeugten Kanälen selbst nachspeist, und es werden zuverlässige Lötverbindungen zwischen den Stiften 30 und den durchkontaktierten Löchern 22 erzeugt.
In dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Abstände zwischen benachbarten Reihen und benachbarten Spalten im wesentlichen gleich. In diesem Beispiel ist der Abstand S1 zwischen benachbarten Reihen in etwa 2,54 mm (0,1 inch), und der Abstand S2 zwischen benachbarten Spalten ungefähr auch 2,54 mm (0,1 inch). Natürlich können diese Abmessungen S1, S2 je nach gegebener Anwendung verändert werden.
Wie vorgeschlagen wird, sind, falls der Querschnitt von zumindest dem unteren Teil 30a des Stiftes 30 quadratisch und der der Löcher 22 kreisförmig ist, zumindest die Kanten des Stiftes 30 bei Positionen 32a bis 32d in Kontakt, vorzugsweise im Press-Sitz-Kontakt, mit der inneren Oberfläche der durchkontaktierten Löcher. Dies erfordert, daß die Diagonale S3 des Stifts 30 im wesentlichen dem internen Durchmesser D_i des durchkontaktierten Teil 24 entspricht oder leicht übersteigt. Das gleiche ergibt sich für jedes eingeschriebene regelmässige Polygon, wie z.B. dem in 8 gezeigten polygonen Querschnitt des Stiftes 38. Hier kann, obwohl es sechs Flächen gibt, die sechs Kanten 40a bis 40f definieren, die Diagonale 84 des Hexagones gleich der Diagonale S3 des quadratischen Stiftes sein, wobei die Kanten vorzugsweise in Press-Sitz-Kontakt mit der inneren Oberfläche der durchkontaktierten Löcher sind, indem die Diagonale S4, die sich entlang gegenüberliegenden Kanten erstreckt, in etwa so gewählt ist, daß sie dem Durchmesser D des durchkontaktierten Loches entspricht. Je mehr die Flächen des regelmässigen Polygons innerhalb des Kreises eingeschrieben sind, desto kleiner werden die sich ergebenden Kanäle 42a bis 42f, obwohl sie natürlich dieselbe axiale Länge (t₁) wie die Kanäle 34a bis 34d aufweisen. Ebenso ist es verständlich, daß, je mehr Flächen das Polygon hat, welches den Querschnitt des Stiftes definiert, desto kleiner werden die Abmessungen der resultierenden Kanäle zum Aufsaugen und Aufnahme des geschmolzenen Lötzinns, wobei jedoch die Diagonalen D_p des Polygons gleich bleiben.
Daher kann aufgezeigt werden, daß für einen Stift mit einem gleichförmigen Querschnitt in Form eines regelmässigen Polygons mit „n" Seiten, die maximale Dicke t_m (5) der resultierenden Kanäle sich ergibt zu: tm ≈ (Dp/2) [(1 – cos (180/n)],wobei D_p die Länge der Diagonale des Polygons ist, und die Breite der Kanäle sich ergibt zu: L ≈ Dp [sin (180/n)].
Für den gezeigten quadratischen Stift (n = 4) mit 6,35 mm (0,25 inch) pro Seite ist D_p = 0,89 mm (0,035 inch), und t_m ≈ 1,32 mm (0,052 inch) und L ≈ 0,63 mm (0,025 inch). Für einen hexagonalen Querschnitt gemäss 8, mit n = 6, ist t_m ≈ 0,06 mm (0,0024 inch) und L ≈ 4,5 mm (0,0175 inch). In der Ausführungsform mit quadratischem Stift, wurde für eine Substrathöhe t₁ ungefähr der Wert von 1,6 mm (0,063 inch) gefunden, welcher gute Resultate ergibt, wenn die Löcher 22 verzinnt sind und einen anfänglichen Durchmesser von ungefähr 0,68 mm (0,027 inches) aufweisen, der leicht unterdimensioniert für die kalkulierten Abmessungen der Diagonale D_p des quadratischen Querschnitts ist, um einen Press-Sitz zu ermöglichen, indem die scharfen Kanten des Stiftes 30 das beschichtete Metall entfernen, wenn der Stift in das Loch hineingepresst wird. Im Endergebnis werden die entsprechenden Werte für t_m und L tatsächlich etwas kleiner ausfallen als die berechneten Werte. Jedoch sind die Werte für t_m, L und t₁ mit obenstehenden Größenordnungen akzeptabel und erzeugen die Saug- oder Kapillarwirkung gemäss der Erfindung.
Ebenso wird einem Fachmann verständlich sein, daß, obwohl die Querschnitte der durchkontaktierten Löcher kreisförmig gezeigt sind und die Querschnitte der Stiftteile 30a, die in diesen Löchern aufgenommen sind, als Querschnitte eines entsprechenden regelmässigen Polygons gezeigt sind, ebenso eine umgekehrte Ausbildung angewendet werden. Dementsprechend können die durchkontaktierten Löcher mit einem Querschnitt in Form von regelmässigen Polygonen ausgeführt werden, während die Stiftteile, die hierin aufgenommen sind, z.B. einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen können. Jeder andere Querschnitt, welcher es den Stiften zum einen erlaubt, im Press-Sitz innerhalb der Löcher eingesetzt zu werden, und zum anderen erlaubt, Kanäle zu bilden, wie sie obenstehend beschrieben sind, werden ein Aufsaugen des Lötzinns durch Kapillarwirkung fördern und ferner die sich ergebenden Kanäle zwischen den durchkontaktierten Löchern und deren inneren Oberflächen und den externen Oberflächen der Stifte auffüllen. Solche alternative Ausführungen sind jedoch weniger praktisch und teurer, wobei es dagegen sehr einfach und billig ist, Löcher mit kreisförmigem Querschnitt in der Leiterplatte zu erzeugen. Daher haben, obwohl die eine oder die andere Anordnung je nach Einsatzzweck bevorzugt wird, die verschiedenen Möglichkeiten jeweils ihre Vorteile.
Wie am besten aus den 3 und 6 deutlich wird, sind die im wesentlichen zylindrischen, metallbeschichteten Teile 24, die die innere Oberfläche der Löcher 22 auskleiden, vorzugsweise mit ringförmigen Wülsten 24', 24'' versehen, welche sich über die Beschichtung 24 radial auswärts über den Durchmesser der Löcher 22 jeweils an der oberen und unteren Oberfläche des Substrats 20 hinaus erstrecken. Diese kreisförmigen Ringe bzw. Wülste fördern durch Kapillarwirkung den Fluß des geschmolzenen Lötzinns über die Oberflächen des Sockels 20, so daß sich entsprechende Lotkegel 16b bilden, wie sie zuvor in Verbindung mit 7 erwähnt wurden. Solche Lotkegel ergeben eine sichtbare Indikation für das erfolgreiche Aufsaugen des Lötzinns durch die Kammern an Position 16a und einer guten physikalischen und elektrischen Verbindung zwischen den durchkontaktierten Löchern mit den Kontaktflächen 14 sowie mit den Stiften 30.
In den 9 und 10 ist ersichtlich, daß die unteren Teile 30a der Stifte so dargestellt sind, daß sie sich durch die Löcher 22 aber nicht über diese hinaus erstrecken, so daß die Stifte nicht unter den kreisförmigen Wülsten oder Ringen 24' hervorstehen. In 10 ist eine weitere Anwendung der Sockelanordnung 18 gezeigt, in welcher die elektrischen Bauteile 44, wie z.B. Widerstände oder Kondensatoren, mit leitenden Anschlüssen 44a, 44b versehen sind und direkt auf die Kontaktflächen oder Lötaugen 14 der ersten Leiterplatte 10 aufgebracht werden können, wobei die Sockelanordnung 18 über den elektrischen Bauteilen 44 angeordnet und so ausgerichtet wird, daß die Achsen der Stifte oder Pfosten A_p und die Achsen der durchkontaktierten Löcher A_h im wesentlichen mit den leitenden Kontakten oder Anschlüssen 44a, 44b zusammenfallen. Auf diese Weise erlaubt ein Aufbringen von Lötpaste 16 sowohl auf die Lötaugen 14 als auch auf die Anschlüsse oder Kontakte 44a, 44b, daß die Sockelanordnung 18 direkt auf den elektrischen Bauteilen 44 angeordnet werden kann. Durch Wahl der Abstände zwischen den Kontaktflächen oder Lötaugen 14 und den Größen der elektrischen Bauteile 44 kann eine Kapillarwirkung auf das Lötzinn, welches auf den elektrischen Bauteilen 44 aufgebracht wird, erreicht werden, welches hinaufgesogen wird in die Kanäle, die innerhalb der Sockelanordnung gebildet sind, wie es obenstehend in Verbindung mit 7 gezeigt wird, oder zumindest in einen oder mehrere der Kanäle in dem Masse, daß eine akzeptable elektrische und mechanische Verbindung erzielt wird.
In den 11 und 12 ist eine ähnliche Anordnung wie in 9 und 10 gezeigt, mit der Ausnahme, daß die Stifte 30 Teile 30c aufweisen, die sich bis unterhalb der durchkontaktierten Löcher und unterhalb der kreisförmigen Ringe oder Wülste 24'' erstrecken. Wie es in 12 dargestellt ist, kann eine solche Sockelanordnung 18' in gleicher Weise auf dem Substrat 12 der Leiterplatte 10 angeordnet werden, solange wie die verlängerten Teile 30c die Dicke oder die Höhe der elektrischen Bauteile 44 nicht übersteigen, so daß das Substrat 20 der Sockelanordnung immer noch fest steht, und in Kontakt mit den elektrischen Bauteile und dem Lötzinn auf denen sie angeordnet ist. 13 illustriert auf andere Weise, wie der Sockel, der in 9 bis 12 gezeigt ist, auf dem Substrat 12 der Leiterplatte angeordnet werden kann, indem zuerst die elektrischen Bauteile auf den Lötaugen 16 angeordnet werden, und daraufhin das Substrat 20 der Sockelanordnung 18' auf den Kontakten oder Anschlüssen 44a, 44b der elektrischen Bauteile aufgebracht wird.
Abgesehen von der Bestückung wie sie in 11 und 12 gezeigt ist, fluchten die Enden der Stifte normalerweise mit dem Boden der Sockelleiterplatte oder dem Substrat 20. Die Verlängerungen 30c, die in 11 und 12 gezeigt sind, sind normalerweise nicht notwendig, um die Stifte innerhalb der durchkontaktierten Löcher zu halten, da die Größen der Löcher, wie beschrieben, so gewählt sind, daß sie die Stifte fest im Press-Sitz oder im Reibsitz halten. Die resultierenden Öffnungen oder Kanäle sind so dimensioniert, daß sie eine Kapillarwirkung, wie vorstehend beschrieben, unterstützen.
Die Einkerbungslinien 26a, 26b und 28 können sehr flach oder sehr tief sein und sich über eine oder beide Seiten des Sockelsubstrats 20 erstrecken, um die Leiterplatte flexibel zu machen.
Die Leiterplatte 10 sollte oberflächenmontierte Lötanschlüsse 14 oder dergleichen aufweisen, und diese müssen in der selben Verteilung angeordnet sein, wie die durchkontaktierten Löcher 22. Infolgedessen definiert die Anordnung und Beabstandung der Lötaugen 14 ein Array, welches dem Array der durchkontaktierten Löcher in der Sockelanordnung 18 entspricht. Die Lötpaste 16 wird im entsprechendem Muster über die Lötaugen 40 der Leiterplatte 10 verteilt, und die Sockelanordnung 18 wird in einer solchen Art und Weise über die Lötpaste plaziert, daß die Lötaugen 14 auf der Leiterplatte 10 und die kreisförmigen Wülste oder Ringe 24'' auf der Unterseite des Substrats 20 im wesentlichen zueinander fluchten. Wenn die Lötpaste 16 sich im Ofen erhitzt und sich verflüssigt, wird das meiste des geschmolzenen Lötzinns durch die Kapillarwirkung, die von den vier um den Stift angeordneten Hohlräumen 34a bis 34d in 5 ausgeht, aufgesogen und fixiert den Stift im zugeordneten durchkontaktierten Loch zur selben Zeit, in der es die Sockelanordnung auf der Leiterplatte festlötet. Die Kraft F (7), welche durch das Aufsaugen des geschmolzenen Lötzinns in die Öffnungen hinein erzeugt wird, zieht die Sockelplattenanordnung 18 und die Leiterplatte 10 zusammen. Da die Einkerbungslinien die Sockelleiterplattenanordnung 18 flexibel machen, wird diese im wesentlichen die Form der Leiterplatte 10 annehmen, selbst, wenn eine oder beide der Platten etwas verzogen oder verdreht sind. Die Kräfte der Kapillarwirkung ergeben zwei zusätzliche Vorteile.
Zunächst drücken sie den Sockel in die richtige, zum Lötauge ausgerichteten Position, selbst wenn dieser ursprünglich nicht zentrisch plaziert wurde. Die Dochtwirkung erzeugt ferner eine sehr viel stärkere Lötverbindung zwischen dem Sockel und der Leiterplatte 10. Da Lötzinn eine sehr schwache Legierung ist, wird es bevorzugt, eine möglichst geringe Menge von Lötzinn zwischen den beiden zusammenliegenden Oberflächen zu haben. Die Kapillarwirkung wird alles überschüssige Lötzinn absaugen, und macht daher die Lötverbindung sehr viel stärker. Das geschmolzene Lötzinn fließt das durchkontaktierte Loch hinauf auf die Oberseite 20a der Platte 20 der Sockelanordnung und formt einen Ring um den Stift 16b, welcher anzeigt, daß der Lötprozess abgeschlossen ist und ausreichend Lötzinn benutzt wurde. Dies ermöglicht eine schnelle, einfache Sichtkontrolle, welche eine ordentliche Qualität des Lötprozesses sicherstellt.
Die vorliegende Erfindung liefert alle Vorteile von einzelnen Stiften, wie sie in der US-Patentanmeldung Nr. 08/600,112 angegeben sind. Jedoch liefert der Sockel der vorliegenden Erfindung eine große Basis der Stabilität, und er reduzierte auch im wesentlichen die Anzahl der Plazierungen, die nötig sind, um die Leiterplatte zu bestücken. Typischerweise umfassen Verbindungsanordnungen dieses Typs 6 bis 48 oder mehr Stifte, die in einzelnen oder doppelten Reihen oder mehr angeordnet sind, wobei doppelte Reihen die Regel sind, da sie die Verwendung von einfachen Jumpern oder Kurzschlußsteckern ermöglichen, wie dies in Position 36 in 5 dargestellt ist.
Während das Anbringen von einzelnen Stiften Kosten von ungefähr 0,05 Cents pro Stift verursacht, können die Kosten durch ein Aufbringen von oberflächenmontierten (SMT) Stiften, die durch eine Sockelanordnung des beschriebenen Typs zusammengehalten werden, die Kosten herabsetzen auf ungefähr 0,01 Cents pro Stift.
Die vorliegende Erfindung bietet eine Anzahl von Vorteilen, wobei ein erster Vorteil der ist, daß eine etwa 50% höhere Haltesicherheit der Stifte gegeben ist, verglichen mit sogenannten Sockeln des J-Typs. Die Verbindungsanordnung gemäss der vorliegenden Erfindung minimiert die Probleme der Koplanarität, wobei ein gewisser Verzug der Leiterplatten zugelassen werden kann und nicht kritisch für die ordentliche und zuverlässige Montage des Stiftsockels ist. Durch eine relative Flexibilität des Substrats des Stiftsockels, wird der Verzug in jeweils dem Substrat 12 der Hauptleiterplatte oder dem Substrat 20 des Sockels kompensiert. Die vorliegende Erfindung ermöglicht daher größere Toleranzen in der Sockelplazierung. Die kapillarwirkenden Kräfte ziehen den Sockel in seine korrekte Position, selbst wenn nur die Hälfte des Sockels ursprünglich auf dem Lötpunkt der Leiterplatte angeordnet war. Dieses Merkmal ist wesentlich vorteilhaft, wenn die Sockel mit Hand auf der Leiterplatte plaziert oder positioniert werden. Wie angedeutet wurde, wird durch die Saugwirkung des Lötzinns in die Kanäle und das Bilden eines ringförmigen Lotkegels ein sichtbarer Indikator geschaffen, der eine gute Qualitätskontrolle ermöglicht. Ein Ring aus Lötzinn um den Stift auf der oberen Seite des Sockels zeigt eine perfekte Lötstelle an, ebenso, daß die richtige Menge von Lötzinn benutzt wurde und der Sockel in seiner richtigen Position auf der Leiterplatte ist. Die dadurch entstehenden zuverlässigen Verbindungen liefern ferner höchste Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schockeinwirkungen und Wechselbeanspruchungen. Da das Material der Leiterplatte und das Material des Sockels identisch sind, ergibt sich keine thermisch hervorgerufene Beanspruchung auf der Lötverbindung, so daß eine Zuverlässigkeit über lange Zeit sichergestellt ist. Ferner kann durch die Ausbildung des Sockels gemäss der vorliegenden Erfindung die Bestückungsdichte optimiert werden, so daß minimale Standzeiten der Leiterplatte notwendig werden.

10: Leiterplatte
12: Substrat, nichtleitend
14: Lötauge, Kontaktfleck
16: Lötpaste
16b: Lotkegel
18: Stiftsockel-Zusammenbau
20: Substrat
20a: obere Fläche
22: Löcher
24: Durchkontaktierung
24'': kreisförmige Ringe
26a, b: Einkerbungslinien
28: Einkerbungslinien
30: Stift
30a: Teil
30b: Teil, Abschnitt
30c: Teil, Verlängerung
32a–d: Kontaktlinie
34a–d: Kanal, Höhlung
36: Jumper, Kurzschlusstecker
38: Stift
40a–f: Kante
42a–f: Kanal
44: Elektrische Bauteile
44a, b: leitende Kontakte, Anschlüsse

Claims

Oberflächenmontierter Stiftsockel mit Kapillarwirkung, welcher umfasst: ein erstes im wesentlichen flaches Substrat (20) versehen mit einem vorher festgelegten Array von mittels Metallbeschichtung durchkontaktierten Löchern (22), die im wesentlichen parallele Achsen aufweisen, wobei jedes Loch (22) eine innere Oberfläche aufweist, die einen ersten im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt definiert; eine Vielzahl von Stiften (30; 38), wobei jeder Stift (30; 38) eine längsgerichtete Achse definiert, und ein Ende (30a) aufweist, welches sich durch ein zugeordnetes durchkontaktiertes Loch (22) erstreckt, und ein anderes Ende, das sich zu einer Seite des ersten Substrates (20) erstreckt, wobei jeder dieser Stifte (30; 38) eine äussere Oberfläche an zumindest dem einen Ende (30a) oder Teil aufweist, die in einem zugeordneten durchkontaktierten Loch (22) aufgenommen ist und einen zweiten im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt definiert, dadurch gekennzeichnet, dass diese ersten und zweiten Querschnitte verschieden und so ausgelegt sind, daß sie beabstandete Berührungslinien (32a–d; 40a–f) und langgestreckte Kanäle (34a–d; 42a–f) im wesentlichen parallel zu diesen Achsen zwischen den inneren und äusseren Oberflächen und zwischen benachbarten Berührungslinien (32a–d; 40a–f) aufweisen, wobei diese Kanäle (34a–d; 42a–f) so dimensioniert sind, daß sie eine Kapillarwirkung für geschmolzenes Lötzinn an einer Kanalöffnung an einer Seite des ersten Substrats unterstützen und bewirken, daß das Lötzinn durch den Kanal zur gegenüberliegenden Seite des ersten Substrats gesogen wird; ein zweites im wesentlichen flaches Substrat (12) zum Positionieren von Lötzinn an Punkten (14), die im wesentlichen mit Punkten auf dem vorherbestimmten Array fluchten und sich unmittelbar an mindestens einem Kanal (34a–d; 42a–f) in mindestens einem durchkontaktierten Loch (22) vor dem Schmelzen des Lötzinns anschließen, wobei ein Schmelzen des Lötzinns ein Fliessen des Lötzinns in mindestens einen der Kanäle (34a–d; 42a–f) von mindestens einem der durchkontaktierten Löcher (22) bewirkt, und das zweite Substrat (12) zwangsweise gegen das erste Substrat (20) gezogen wird, um eine zuverlässige Lötverbindung mit dem Stift (30; 38) und dem durchkontaktierten Loch (22) zu bilden.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das festgelegte Array ein geradliniges Array von beabstandeten parallelen Reihen ist, welche beabstandete parallele im allgemeinen rechtwinklig zu den Reihen angeordnete Spalten schneiden, wobei die durchkontaktierten Löcher (22) an den Schnittpunkten der Reihen und Spalten angeordnet sind.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (S1; S2) zwischen benachbarten Reihen und benachbarten Spalten in wesentlichen gleich ist.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand etwa 2,54 mm, entspricht 0,1 Inch, beträgt.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Substrat (20) mindestens teilweise flexibel ausgebildet ist.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Einkerbungslinie (28a, b) umfasst, die sich zwischen zwei benachbarten Reihen erstreckt, um die Flexibilität in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Spalten zu erhöhen.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine Einkerbungslinie (26a, b) umfasst, die sich zwischen zwei benachbarten Spalten erstreckt, um die Flexibilität in einer Richtung im wesentlichen parallel zu den Reihen zu erhöhen.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Querschnitt kreisförmig und der zweite Querschnitt quadratisch ist.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Querschnitt kreisförmig und der zweite Querschnitt hexagonal ist.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Querschnitt quadratisch und der zweite Querschnitt kreisförmig ist.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Querschnitt oktagonal und der zweite Querschnitt kreisförmig ist.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Querschnitte ein regelmässiges Polygon ist.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte einen gleichmässigen Querschnitt in wesentlichen über ihre gesamte Länge aufweisen.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Substrat (12) eine Leiterplatte (10) ist, welche ein Array von leitenden Kontaktflecken oder Lötaugen (14) aufweist, das im wesentlichen mit dem vorherbestimmten Array übereinstimmt.
Stiftsockel gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Kontaktflecken oder Lötaugen (14) quadratisch sind.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflecken oder Lötaugen (14) kreisförmig sind.
Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Substrat (12) Kontaktflecken oder Lötaugen (14) umfasst und von dem ersten Substrat beabstandet ist, und mindestens ein elektronisches Bauteil (44) auf den Kontaktflecken oder Lötaugen aufgebracht und mit beiden Substraten verlötet ist.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (30; 38) in den durchkontaktierten Löchern (22) aufgenommen sind ohne über diese hinauszuragen.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (30; 38) sich durch und über die durchkontaktierten Löcher (22) hinaus erstrecken.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchkontaktierten Löcher (22) eine Metallbeschichtung (24) auf der inneren Oberfläche aufweisen, welche sich über die innere Oberfläche hinaus erstreckt, um mindestens einen im wesentlichen kreisförmigen Ring (24'') in einer Ebene des ersten Substrats senkrecht zur Achse auszubilden.
Ein Stiftsockel gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß kreisförmige Ringe (24'') an jedem Ende jedes durchkontaktierten Loches (22) ausgebildet sind.
Ein Verfahren zum Montieren einer Vielzahl von oberflächenmontierter Stifte (30; 38) auf einer Leiterplatte (10), die ein Array von Kontaktstellen oder Lötaugen (14) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Ausbilden eines Arrays von mittels Metallbeschichtung durchkontaktierten Löchern (22) mit im wesentlichen parallele Achsen, wobei jedes Loch eine innere Oberfläche aufweist, die einen ersten im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt in einem ersten im wesentlichen flachen Substrat (12) in Form eines Sockels definieren; Einbringen einer Vielzahl von Stiften (30; 38), wobei jeder eine längsgerichtete Achse definiert, und ein Ende aufweist (30a), welches durch ein zugeordnetes durchkontaktiertes Loch (22) hindurch erstreckt und ein anderes Ende, das sich zu einer Seite des ersten Substrates erstreckt, wobei jeder dieser in einem zugeordneten durchkontaktierten Loch (22) aufgenommenen Stifte (30; 38) eine äussere Oberfläche an zumindest dem einen Teil aufweist, die einen zweiten im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt definiert, dadurch gekennzeichnet, dass diese ersten und zweiten Querschnitte verschieden und so ausgelegt sind, daß sie beabstandete Berührungslinien (32a–d; 40a–f) und langgestreckte Kanäle (34a–d; 42a–f) im wesentlichen parallel zu diesen Achsen zwischen den internen und externen Oberflächen und zwischen benachbarten Berührungslinien (32a–d; 40a–f) aufweisen, wobei diese Kanäle (34a–d; 42a–f) so dimensioniert sind, daß sie eine Kapillarwirkung für geschmolzenes Lötzinn an einer Kanalöffnung an einer Seite des ersten Substrats (20) unterstützen und bewirken, daß das Lötzinn durch den Kanal (34a–d; 42a–f) zur gegenüberliegenden Seite des ersten Substrats (20) gezogen wird; Aufbringen von Lötzinn auf einem zweiten, im wesentlichen flachen Substrat (12), an Punkten (14), die im wesentlichen fluchten mit Punkten auf dem festgelegten Array; Aufrechterhalten einer Berührung zwischen dem ersten (20) und zweiten Substrat (12) zum Plazieren der Lötpaste (16) unmittelbar neben mindestens einem Kanal (34a–d; 42a–f) in mindestens einem durchkontaktierten Loch (22) vor dem schmelzen des Lötzinns; und Schmelzen des Lötzinns um ein Fliessen des Lötzinns in mindestens einen der Kanäle (34a–d; 42a–f) von mindestens einem der durchkontaktierten Löcher (22) zu bewirken, damit das zweite Substrat (12) zwangsweise gegen das erste Substrat (20) gezogen wird, um eine zuverlässige Lötverbindung mit dem Stift (30; 38) und dem durchkontaktierten Loch (22) zu bilden.