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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auflöten eines Bauelements auf eine Oberfläche einer Leiterplatte, eine Elektronikeinheit und ein Feldgerät der Automatisierungstechnik.
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In der Automatisierungstechnik, insb. in der Prozessautomatisierungstechnik, werden vielfach Feldgeräte zur Bestimmung und/oder Überwachung von Prozessgrößen eingesetzt. Als Feldgeräte werden dabei im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Dabei handelt es sich beispielsweise um Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, usw., welche die entsprechenden Prozessgrößen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Feldgeräte weisen oftmals eine, insbesondere zumindest zeitweise und/oder zumindest abschnittsweise mit einem Prozessmedium in Kontakt stehende Sensoreinheit auf, welche der Erzeugung eines von der Prozessgröße abhängigen Signals dient. Ferner weisen diese oftmals eine in einem Gehäuse angeordnete Elektronikeinheit auf, wobei die Elektronikeinheit der Verarbeitung und/oder Weiterleitung von von der Sensoreinheit erzeugten Signalen, insbesondere elektrischen und/oder elektronischen Signalen, dient. Oftmals weist die Elektronikeinheit hierzu eine Leiterplatte mit darauf angeordneten Bauelementen auf, welche auf dafür vorgesehene Kontaktflächen aufgelötet sind.
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Für die Ausfallsicherheit der Elektronikeinheit bzw. des Feldgeräts ist eine hohe Qualität der Lotverbindungen zwischen Anschlüssen des Bauelement und den dafür vorgesehenen Kontaktflächen von großer Bedeutung. Die Qualität der Lotverbindungen ist unter anderem abhängig davon, ob der Abstand zwischen Bauelement und Kontaktfläche (die sogenannte Lotspalthöhe) ausreichend groß ist. Bei einer zu kleinen Lotspalthöhe können z.B. zum einen unter zeitlichen Temperaturschwankungen spannungsinduzierte Risse in der Lotverbindung auftreten. Es besteht bei kleinen Lotspalthöhen ferner die Gefahr, dass unerwünschte Lufteinschlüssen (Voids) in den Lotverbindungen auftreten- dies haben Untersuchungen der Anmelderin gezeigt. Der Grund hierfür ist, dass für manche der Lotverbindungen nicht ausreichend Lotpaste an den Anschluss gebracht werden kann und/oder Flussmittelrückstände verbleiben. Letzteres gilt insb., wenn das Bauelement eine Vielzahl von insb. lotdepotfreien Anschlüssen aufweist, welche unter dem Bauelement liegen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Auflöten eines Bauelements auf eine Leiterplatte anzugeben, bei dem Lotverbindungen von hoher Qualität erreicht werden bzw. eine Elektronikeinheit mit einem auf einer Leiterplatte aufgelöteten Bauelement anzugeben, bei der Lotverbindungen von hoher Qualität vorliegen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Auflöten eines Bauelements und eine Elektronikeinheit.
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Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Auflöten eines Bauelements auf eine Oberfläche einer ersten Leiterplatte, wobei
- - das Bauelement eine Vielzahl von lotdepotfreien Anschlüssen aufweist, die auf einer Stirnfläche des Bauelements angeordnet ist, und
- - die Oberfläche der ersten Leiterplatte Kontaktflächen aufweist, die zum Auflöten der Anschlüsse vorgesehen sind
und wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
- A) Aufbringen von Lotpaste aufweisend ein erstes Lot auf die Vielzahl von Kontaktflächen;
- B) Bereitstellen von Lotformteilen aufweisend ein zweites Lot, wobei für zumindest mehrere der Kontaktflächen jeweils ein Lotformteil auf die Kontaktfläche aufgebracht wird;
- C) Anordnen des Bauelements auf der Oberfläche der ersten Leiterplatte derart, dass die Stirnfläche der Oberfläche zugewandt ist;
- D) Verlöten der Anschlüsse des Bauelements mit den Kontaktflächen in einem Reflow-Löten bei einer Löttemperatur, bei der sowohl die Liquidustemperatur der des ersten Lots als auch die Liquidustemperatur des zweiten Lots überschritten wird,
wobei beim dem Verlöten zwischen den Anschlüssen und den Kontaktflächen jeweils Lotverbindungen derart hergestellt werden, dass zwischen der Stirnfläche des Bauelements und der Oberfläche der ersten Leiterplatte eine vorgegebene Lotspalthöhe vorliegt.
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Für manche der Kontaktflächen wird also auf die bereits darauf aufgebrachte Lotpaste zusätzlich ein Lotformteil bestückt. Bei den Lotformteilen handelt es sich insbesondere um SMD-bestückbare Lotformteile, die gleichzeitig mit einer Vielzahl von weiteren SMD-lötbaren Bauelementen aufgebracht werden. SMD-lötbare Bauelemente (kurz für „Surface Mounted Devices“ d.h. oberflächen-montierbare Bauelemente) werden mit ihren Kontaktelementen direkt an für sie vorgesehene Anschlüsse aufgelötet. Hierzu werden die SMD-Bauelemente mit Bestückungsautomaten maschinell auf die mit Lotpaste versehene Kontaktflächen auf der Leiterplatte platziert und gemeinsam mit einem sogenannten Reflow-Lötprozess in einem Reflow-Lötofen aufgelötet. Damit kann gleichzeitig eine Vielzahl von SMD-lötbaren Bauelemente auf die Leiterplatte aufgelötet werden. Vorteilhaft sind alle Schritte A) - D) also in einen derartigen SMD-Massebestückungs- und Reflow-Lötprozess eingebunden.
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Da sowohl die Liquidustemperatur des ersten Lots der Lotpaste als auch die des zweiten Lots der Lotformteile bei dem Reflow-Löten überschritten wird, finden bei dem Herstellen der Lotverbindungen für diese Kontaktflächen die zwei Lötvorgänge im Wesentlichen gleichzeitig statt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine vorgegebene Lotspalthöhe von zumindest 60µm (Mikrometer) eingestellt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden flussmittelfreie Lotformteile bereitgestellt, wobei das Verfahren den Schritt umfasst:
- - Aufbringen von Flussmittel auf die Oberfläche der ersten Leiterplatte, nachfolgend zu Schritt A) und vor Schritt B).
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Vorteilhaft wird für die Lotformteile kein zusätzliches Flussmittel benötigt. Das für die (z.B. mittels Schablonendruck) aufgebrachte Lotpaste bereitgestellte Flussmittel ist völlig ausreichend. Das Flussmittel für das erste Lot der Lotpaste wird dann bei den im Wesentlichen gleichzeitig stattfindenden Lötvorgängen für das zweite Lot der Lotformteile quasi mitverwendet und dabei im Wesentlichen auch vollständig aufgebraucht, so dass vorteilhaft keine Flussmittelrückstände verbleiben.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Bauelement auf der Stirnfläche einen Innenbereich mit innenliegenden Anschlüssen und einen den Innenbereich begrenzenden Randbereich mit außenliegenden Anschlüssen auf, wobei zumindest auf alle Kontaktflächen, die für die innenliegenden Anschlüsse vorgesehenen sind, Lotformteile aufgebracht werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest ein Lotformteil mit zumindest einem Abstandselement bereitgestellt, wobei sich das Abstandselement entlang des Lotformteils in einer zu der Oberfläche der ersten Leiterplatte im Wesentlichen senkrechten Richtung erstreckt, und wobei die Liquidustemperatur des Abstandselements durch die Löttemperatur beim Reflow-Löten unterschritten wird.
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Selbstverständlich können auch mehrere Lotformteile mit derartigen Abstandselementen verwendet werden. Die Richtungsangabe „in der zu der Oberfläche der ersten Leiterplatte im Wesentlichen senkrechten Richtung“ bezieht sich hierbei auf ein auf der Oberfläche angeordnetes Lotformteil.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Lotformteil bereitgestellt, dessen zweites Lot bleifrei ist und zumindest Sn (Zinn) und Ag (Silber) aufweist
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Lotformteil bereitgestellt, dessen zweites Lot zumindest Cu (Kupfer), In (Indium) und/oder Bi (Bismut) aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Vielzahl von Anschlüssen und Kontaktflächen jeweils um zumindest zehn Anschlüsse und Kontaktflächen, wobei jeweils ein Lotformteil auf zumindest der Hälfte der Vielzahl der Kontaktflächen aufgebracht wird.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Lotformteil bereitgestellt, das
- - in einer zu der Oberfläche der ersten Leiterplatte im Wesentlichen senkrechten Richtung eine Höhe von 30 µm bis 400 µm
und/oder
- - in einer zu der Oberfläche der ersten Leiterplatte im Wesentlichen parallelen Richtung eine Abmessung von 100 µm bis 400 µm aufweist.
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Auch hier bezieht sich die Richtungsangabe („in der zu der Oberfläche der ersten Leiterplatte im Wesentlichen senkrechten Richtung“) auf ein auf der Oberfläche angeordnetes Lotformteil.
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Bezüglich der Elektronikeinheit wird die Aufgabe gelöst durch eine Elektronikeinheit, die in einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, umfassend:
- - ein Bauelement mit einer Vielzahl von Anschlüssen, die auf einer Stirnfläche des Bauelements angeordnet ist,
- - eine erste Leiterplatte mit einer Oberfläche und auf der Oberfläche angeordneten Kontaktflächen,
wobei das Bauelement derart auf der Oberfläche der ersten Leiterplatte angeordnet ist, dass die Stirnfläche der Oberfläche zugewandt ist und zwischen den Anschlüssen des Bauelements und den Kontaktflächen jeweils Lotverbindungen vorliegen,
und wobei zwischen der Stirnfläche des Bauelements und der Oberfläche der ersten Leiterplatte eine vorgegebene Lotspalthöhe vorliegt.
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Die Elektronikeinheit umfasst also die Anordnung aus Leiterplatte und Bauelement, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
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In einer Ausgestaltung der Elektronikeinheit ist auf einem elektrisch isolierenden Bereich der Oberfläche der ersten Leiterplatte ein Lötstopp aufgebracht.
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Der Lötstopp dient dabei zunächst dem Schutz der Leiterbahnen vor dem flüssigen Lot während dem Löten von Bauelementen auf die Oberfläche der Leiterplatte. Der Lötstopp verhindert das Benetzen des mit ihr überzogenen Bereichs der Oberfläche der Leiterplatte und bewirkt dadurch, dass das flüssige Lot keine Brücken auf dem isolierenden Bereich ausbilden kann. Der Lötstopp ist nur in dem der elektrischen Isolation dienenden Bereich der Oberfläche der Leiterplatte vorhanden, und muss daher in der Regel selektiv aufgebracht werden. Im Stand der Technik sind zwei Arten von Lötstopp bekannt: ein als Lack aufgebrachter Lötstopp und ein als Folie aufgebrachter Lötstopp.
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In einer Ausgestaltung der Elektronikeinheit weist das Bauelement eine zweite Leiterplatte mit einer auf der zweiten Leiterplatte angeordneten, integrierten Schaltung auf, wobei die Stirnfläche durch die Oberfläche der zweiten Leiterplatte gebildet ist und auf einem elektrisch isolierenden Bereich der Stirnfläche ein Lötstopp aufgebracht ist, und wobei die Anschlüsse des Bauelements als ein auf der Stirnfläche angeordneter Land Grid Array (LGA) ausgeführt sind.
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In einer dazu alternativen Ausgestaltung der Elektronikeinheit weist das Bauelement eine integrierte Schaltung (IC) auf und das Bauelement ist insbesondere als ein Quad Flat No Leads Package (QFN) oder ein Dual Flat No-lead Package (DFN) ausgeführt.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Feldgerät der Automatisierungstechnik mit einer erfindungsgemäßen Elektronikeinheit.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen; wenn es die Übersichtlichkeit erfordert oder es anderweitig sinnvoll erscheint, wird auf bereits erwähnte Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren verzichtet.
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Es zeigt:
- 1: Eine Ausgestaltung eines Bauelements, das in dem erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;
- 2a, 2b: Eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3a, b Weitere Ausgestaltungen des Bauelements, für welche das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft ist;
- 3c: Ein in einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendetes Lotformteil;
- 4: Ein Feldgerät der Automatisierungstechnik mit einer erfindungsgemäßen Elektronikeinheit.
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1 zeigt eine Ausgestaltung eines Bauelements 1, das in dem erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Das Bauelement 1 ist in einer Draufsicht auf diejenige Stirnfläche SF des Bauelements 1 gezeigt, welche beim Auflöten auf eine Oberfläche OF einer ersten Leiterplatte 2 dieser zugewandt ist. Das Bauelement 1 ist als ein sogenanntes Land Grid Array LGA ausgestaltet.
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Das Land Grid Array LGA umfasst eine auf einer zweiten Leiterplatte 8 angeordnete integrierte Schaltung IC (nicht in 1 dargestellt) und eine Vielzahl von schachbrettförmig angeordneten Anschlüssen AS auf, welche auf der ganzen Stirnfläche SF verteilt angeordnet sind. Insbesondere liegt für ein Land Grid Array LGA ein Innenbereich IB mit innenliegenden Anschlüssen ASI vor, welcher von einem Randbereich RB mit außenliegenden Anschlüssen ASA begrenzt ist. Grundsätzlich ist es aufgrund der Anordnung der Anschlüsse AS anspruchsvoll, für als Land Grid Array LGA ausgestaltete Bauelemente 1 zuverlässig Lotverbindungen 4 von ausreichend hoher Qualität herzustellen.
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Dies ist in den 2a,2b näher dargestellt, welche eine Schnittansicht auf von der erfindungsgemäßen Elektronikeinheit 10 umfassten Anordnung, aufweisend die erste Leiterplatte 2 und das darauf angeordnete Bauelement 1 zeigen. Das in 2a,2b gezeigte Land Grid Array LGA ist hier in einer Ansicht dargestellt, die in Bezug auf die in schon in 1 gezeigte Ansicht um 90° gedreht ist, um eine entlang der Papierebene horizontal verlaufende Achse.
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In 2a ist eine Ausschnitt der erste Leiterplatte 2 dargestellt, welche auf einem isolierenden Bereich der Oberfläche OF der ersten Leiterplatte 2 einen Lötstopp 7 aufweist. Die Anschlüsse AS sind nun als über die ganze Stirnfläche SF verteilt unterhalb des Bauelements 1 erkennbar. Ferner sind die Kontaktflächen KF auf der ersten Leiterplatte 2 dargestellt, welche zum Auflöten der Anschlüsse AS des Bauelements 1 vorgesehen sind. In einem in 2a gezeigten Massenbestückungsverfahren wird in einem Verfahrensschritt A) zunächst Lotpaste 3 aufweisend ein erstes Lot L1 auf die Kontaktflächen KF aufgebracht. Hierzu wird ein Schablonendruckverfahren mit einer dünnen Schablone d.h. mit einer Dicke von < 60 µm verwendet. Anschließend wird ein Flussmittel 5 durch die Schablone auf die auf den Kontaktflächen KF aufgebrachten Depots von Lotpaste 3 aufgebracht.
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Da sowohl die zweite Leiterplatte 8 des Land Grid Array LGA als auch die erste Leiterplatte 2 einen Lötstopp 7 aufweisen, entsteht bei einem Anordnen des Bauelements 1 bei einem Bestücken des Land Grid Array LGA in einem zu dem Verfahrensschritt A) nachfolgenden Verfahrensschritt C) zwischen den Kontaktflächen KF der ersten Leiterplatte 2 und den schachbrettartig angeordneten Anschlüssen AS des Land Grid Arrays LGA ein zusätzlicher Spalt. Um zuverlässig Lotverbindungen 4 von hoher Qualität zu erhalten, muss das zwischen den Lötstopps 7 vorliegende Volumen zwischen den Kontaktflächen KF der ersten Leiterplatte 2 und den Anschlüssen AS des Bauelements 1 mit ausreichend Lot gefüllt werden. Dies ist besonders anspruchsvoll, da eine Höhe des Lötstopps 7, bspw. eine Lötstopplack. fertigungstechnisch starken Schwankungen unterliegt.
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Um die Zuverlässigkeit der Lotverbindungen 4 zu gewährleisten, sollte eine vorgegebene, insb. hinreichend große Lotspalthöhe LSH erzeugt werden. Durch die unterschiedlichen Höhen der Lötstopps 7 ist das Erreichen einer vorgegeben Lotspalthöhe LSH bei einer nur mittels Schablonendruck aufgebrachten Lotpaste 3 sehr anspruchsvoll, da aufgrund von aktuellen Miniaturisierungsanforderungen oftmals keine dicken Druckschablonen (> 120µm) eingesetzt werden können. Bevorzugt wird daher in Schritt A) wie vorstehend genannt eine dünne Schablone verwendet.
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Erfindungsgemäß wird in einem dritten Verfahrensschritt C) anschließend zu dem Aufdrucken der Lotpaste 3 und dem Aufbringen des Flussmittels 5 zusätzlich noch für zumindest manche der Vielzahl der Kontaktflächen KF, insb. mehrere der Kontaktflächen KF-- beispielsweise zumindest die Hälfte und/oder zumindest fünf der Vielzahl der Kontaktflächen KF -- Lotformteile LFT auf die Depots mit Lotpaste 3 aufgedruckt. Zwischen den die innenliegendem Anschlüsse ASI und den dafür vorgesehenen Kontaktflächen KF ist das Risiko der Void-Bildung besonders groß. Daher werden bevorzugt zumindest für diejenigen Kontaktflächen KF Lotformteile LFT bereitgestellt, welche für die innenliegenden Anschlüsse ASI vorgesehen sind.
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Anschließend wird in einem Verfahrensschritt D) in einem Reflow-Lötprozess das Bauelement 1 geleichzeitig mit einer Vielzahl von SMD-Bauelementen auf die Oberfläche OF der ersten Leiterplatte 2 bei einer Löttemperatur LT gelötet. Bevorzugt sind alle der erfindungsgemäßen Schritte A) -D) in einen Massenbestückungs- und Reflow-Lötprozess eingebunden. Dabei wird sowohl die Liquidustemperatur des ersten Lot L1 als auch die die Liquidustemperatur des zweiten Lots L2 überschritten. Die Liquidustemperaturen der beiden Lote L1, L2 unterscheiden sich bspw. um maximal 20%, bezogen auf die Liquidustemperatur es ersten Lots L1 in °C. Dadurch werden die beiden Lote L1, L2 bei dem Reflow-Lötprozess im Wesentlichen gleichzeitig aufgeschmolzen. Ggf. können das erste Lot L1 und/das zweite Lot L2 beide eine Kupfer aufweisende Legierung sein
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Mittels der Lotformteile LFT wird das Lotvolumen erhöht und eine vorgegebene Lotspalthöhe LSH für die bei dem Reflow-Löten hergestellten Lotverbindungen 4 eingestellt. Die Einstellung der Lotspalthöhe LSH erfolgt über eine Höhe der Lotformteile LFT in einer zu der Ebene der ersten Leiterplatte 2 im Wesentlichen senkrechten Richtung RS. Erfindungsgemäß wird bevorzugt eine Lotspalthöhe LSH von zumindest 60 µm eingestellt.
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Untersuchungen der Anmelderin zeigen, dass bei einer derartigen Lotspalthöhe LSH die Qualität der Lotverbindungen 4 wesentlich erhöht ist, insb. im Vergleich zu Lotspalthöhe LSH von 20 - 45 µm, welche bei einem ansonsten vergleichbaren Verfahren zum Auflöten des Bauelements 1 auf die Oberfläche OF der ersten Leiterplatte 2 ohne die Verwendung von Lotformteilen LFT vorliegen. In letzterem Fall werden insb. für viele der Lotverbindungen 4 Voids beobachtet.
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Bevorzugt handelt es sich um bleifreie und Flussmittel-freie Lotformteile LFT. Durch das im wesentlichen gleichzeitige Aufschmelzen wird ggf. überschüssiges (d.h. nicht durch das erste Lot L1 vollständig verbrauchte) Flussmittel durch das zweite Lot L2 aufgebraucht. Dadurch wird eine durch Rückstände von Flussmittel 5 begünstigte Entstehung von Voids in den Lotverbindungen 4 wirksam verhindert.
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Das in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ist im Zusammenhang mit einem als Land Grid Array LGA ausgestalteten Bauelement 1 erläutert. Selbstverständlich ist die Erfindung aber nicht auf derartige Bauelemente 1 beschränkt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist von hoher Relevanz für alle Bauelemente 1, welche eine Vielzahl von Anschlüssen AS aufweisen (insb. zumindest zehn), welche auf einer der ersten Leiterplatte 2 zugewandten Stirnfläche SF des Bauelement 1 verteilt angeordnet sind (d.h. quasi unterhalb des Bauelements 1, wie bei dem Land Grid Array LGA auf einer der Oberfläche OF der zweiten Leiterplatte 8), insb. auch in einem innenliegenden Bereich IB.
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Beispiele für weitere derartige Bauelemente 1 sind in 3a und 3b dargestellt. 3a zeigt ein als ein Quad Flat No Leads Package QFN ausgestaltetes Bauelement 1 und 3b ein als ein Dual Flat No-lead Package DFN ausgeführtes Bauelement 1. Wie schon das LGA umfasset das Quad Flat No Leads Package QFN und das Dual Flat No-lead Package DFN eine integrierte Schaltung IC. In beiden Fällen liegen wie beim Land Grid Array LGA ein Innenbereich IB mit innenliegenden Anschlüsse ASI und ein Randbereich RB mit außenliegenden Anschlüsse ASA vor. Alle schon im Zusammenhang mit 2 erläuterten Merkmale der Erfindung werden mutatis mutandis auch von der Erfindung im Zusammenhang mit den in 3a,3b gezeigten Bauelementen 1 umfasst.
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Bevorzugt wird für zumindest eines der Lotformteile LFT ein Lotformteil LFT mit einem Abstandselement 6 verwendet. Dieses ist in 3c dargestellt. Das Abstandselement 6 ist aus einem Material, dessen Liquidustemperatur durch die Löttemperatur LT nicht erreicht wird und daher bei dem Reflow-Löten auch nicht aufschmilzt. Bspw. ist das Abstandselement 6 aus Kupfer, dessen Schmelztemperatur wesentlich höher ist als eine Kupfer aufweisende Lotlegierung für das erste Lot L1 und das zweite Lot L2. Ein derartiges Lotformteil LFT wird von der Fa. ALPHA unter dem Namen TrueHeight Preforms vertrieben. Bei Verwendung zumindest eines der Lotformteile LFT als dieses Lotformteil LFT kann die Lotspalthöhe LSH über die Ausgestaltung des Abstandselements 6 eingestellt werden. Unter Verwendung dieses Lotformteils LFT kann daher ein Abstand zwischen erste Leiterplatte 2 und dem Bauelement 1 eingestellt werden. Insb. kann im Zusammenhang mit dem in 1, 2 gezeigten Land Grid Array LGA dadurch vermieden werden, dass z.B. auch der Lötstopplack des LGA nicht auf dem Lötstopplack der ersten Leiterplatte 2 aufliegt. Durch die Verwendung von Lotformteilen LFT mit Abstandselementen 6 kann die Lotspalthöhe LSH weiter signifikant erhöht werden sowie die Höhenunterschiede der beim Löten stoffschlüssig miteinander zu verbindenden Verbindungspartner (Bauelement 1 und erste Leiterplatte 2) ausgeglichen werden. Durch diese weitere Erhöhung der Lotspalthöhe LSH und die dadurch bedingte Verminderung der Voids wird die Zuverlässigkeit weiter signifikant erhöht.
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Zusammenfassend wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Elektronikeinheit 10 mit einer hohen Ausfallsicherheit erhalten, bedingt durch die zuverlässigen Lotverbindungen 4 mit insb. einer zumindest wesentlich reduzierten Anzahl von Voids in den Lotverbindungen 4.
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Die Elektronikeinheit 10 umfassend die Anordnung aus Bauelement und Leiterplatte wird bevorzugt in einem Feldgerät 11 der Automatisierungtechnik eingesetzt. Ein derartiges Feldgerät 11 der Automatisierungstechnik ist in 4 näher dargestellt. Das Feldgerät 11 weist eine, insbesondere zumindest zeitweise und/oder zumindest abschnittsweise mit einem Prozessmedium in Kontakt stehende Sensoreinheit 17 auf, welche der Erzeugung eines die Prozessgröße repräsentierenden, bspw. elektrischen und/oder elektronischen, Messsignals, dient.
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Die in einem Transmittergehäuse 19 des Feldgeräts 11 angeordnete Elektronikeinheit 10 dient der Verarbeitung und/oder Weiterleitung von der von der Sensoreinheit 17 erzeugten Messsignale. Die Elektronikeinheit 10 umfasst die Leiterplatte 2 mit dem darauf angeordneten Bauelement 1.
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In der in 4 gezeigten Ausgestaltung weist das Feldgerät 11 eine weitere, als Anzeige-/Eingabeeinheit 20 ausgestaltete Elektronikeinheit 10 auf, mit einem darauf montierten (Touch-)Display. Die erfindungsgemäße Elektronikeinheit 10 umfassend das Bauelement 1 und die Leiterplatte 2 kann selbstverständlich auch als Anzeige-/Eingabeeinheit 20 ausgestaltetet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauelement
- 2
- erste Leiterplatte
- 3
- Lotpaste
- 4
- Lotverbindungen
- 5
- Flussmittel
- 6
- Abstandselement
- 7
- Lötstopp
- 8
- zweite Leiterplatte
- 10
- Elektronikeinheit
- 11
- Feldgerät
- 17
- Sensoreinheit
- 19
- Transmittergehäuse
- 20
- Anzeige-/Eingabeeinheit
- SF
- Stirnfläche
- OF
- Oberfläche
- AS
- Anschlüsse
- KF
- Kontaktflächen
- L1, L2
- erstes/zweites Lot
- LFT
- Lotformteile
- LSH
- Lotspalthöhe
- LT
- Löttemperatur
- IB
- Innenbereich
- RB
- Randbereich
- ASI, ASA
- innenliegende/außenliegende Anschlüsse
- IC
- integrierte Schaltung
- LGA
- Land Grid Array
- QFN
- Quad Flat No Leads Package
- DFN
- Dual Flat No-lead Package
- RS
- senkrechte Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006021335 [0004]
- DE 102012200021 [0004]
- DE 102006017978 [0004]
- DE 102005043279 [0004]
- DE 10201209 [0004]
- DE 10344745 [0004]
