DE19934054C1

DE19934054C1 - Verfahren zum elektrischen Verbinden von Kontaktanschlußflächen von elektrischen Bauelementen mit Kontaktflächen einer gedruckten Leiterplatte

Info

Publication number: DE19934054C1
Application number: DE19934054A
Authority: DE
Inventors: Oemer Aydin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2019-07-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Verbinden von elektrischen Bauelementen mit unterschiedlich großen Kontaktanschlußflächen mit Kontaktflächen einer gedruckten Leiterplatte durch Reflow-Löten. DOLLAR A Um solche Bauelemente auf die Leiterplatte auflöten zu können, bleiben erfindungsgemäß die den relativ kleinen Kontaktanschluflächen (3) der Bauelemente (2) zugeordneten Kontaktflächen (9) der Leiterplatte (10) unbedruckt; die Bauelemente (2) mit relativ kleinen Kontaktanschlußflächen (3) werden mit ihren Kontaktanschlußflächen in Lötmittel getaucht und auf die zugeordneten relativ kleinen Kontaktflächen (9) aufgesetzt. Die Bauelemente (11) mit relativ großen Kontaktanschlußflächen (12) werden auf die zuvor mit Lötmittel (13) bedruckten zugeordneten relativ großen Kontaktflächen (14) aufgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Verbin den von Kontaktanschlußflächen von elektrischen Bauelementen mit Kontaktflächen einer gedruckten Leiterplatte, bei dem die Kontaktflächen mit einem Lötmittel bedruckt werden, und an schließend ein Reflow-Löten erfolgt.

Ein derartiges Verfahren ist in der Druckschrift von R. J. Klein Wassink "Weichlöten in der Elektronik", Eugen G. Leuze Verlag, Saulgau/Württ., 1991 auf den Seiten 543, 544 und 559 beschrieben. Dabei werden Kontaktflächen einer gedruckten Leiterplatte z. B. mittels eines Schablonendruckverfahrens mit Lotpaste bedruckt. Beim Schablonendruck wird als Schablo ne eine mit Durchbrüchen versehene Metallfolie auf eine ge druckte Leiterplatte gelegt. Durch die Durchbrüche der Scha blone hindurch wird mit Hilfe eines Rakels Lotpaste als Löt mittel auf die Kontaktflächen der Leiterplatte gepreßt; die Lotpaste bleibt nach Entfernen der Schablone dort zurück.

Bei der Verwendung von Bauelementen mit relativ kleinen Kon taktanschlußflächen tritt dabei folgendes Problem auf. Für Bauelemente mit kleinen Kontaktanschlußflächen sind die auf der gedruckten Leiterplatte vorhandenen zugehörigen Kontakt flächen ebenfalls klein. Es bereitet Schwierigkeiten, auf diese Kontaktflächen Lötmittel mittels Schablonendruck aufzu bringen, weil kleine Kontaktflächen der gedruckten Leiter platten kleine Durchbrüche in der Schablone erfordern. Durch diese kleinen Durchbrüche hindurch läßt sich nicht genügend Lötmittel auf die Kontaktflächen der Leiterplatte drucken, weil das Lötmittel teilweise an der Wandung der Durchbrüche haften bleibt und nicht, wie gewünscht, vollständig auf die Kontaktflächen der Leiterplatte gelangt. Aufgrund des zu ge ringen Lötmittelaufdrucks auf den Kontaktflächen der Leiter platte ist ein sicheres elektrisches Verbinden der kleinen Kontaktanschlußflächen der elektrischen Bauelemente mit den Kontaktflächen der Leiterplatte nicht möglich.

Es ist zwar aus dem Buch von R. J. Klein Wassink "Weichlöten in der Elektronik", Eugen G. Leuze Verlag, S. 564 bekannt, Bauelemente in von einer Lotpaste gebildetes Lötmittel vor dem Reflow-Löten einzutauchen, jedoch stellt dieses Verfahren ein selbständiges Verfahren dar, das anstelle beispielsweise eines Schablonendrucks der Leiterplatte für Bauelemente un terschiedlich großer Kontaktanschlußflächen Anwendung findet.

Ebenso ist es aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 37 30 497 A1 bekannt, Kontaktanschlussflächen eines Hauele mentes mittels eines Tauchverfahrens mit einer Beschichtung aus Lötmaterial zu versehen, eine Leiterplatte mit diesem Bauelement zu bestücken und mit einem Reflow-Lötverfahren zu löten. Jedoch stellt auch dieses Verfahren ein selbständiges Verfahren dar, das eigenständig anstelle beispielsweise eines Schablonendruckes der Leiterplatte für Bauelemente unter schiedlich großer Kontaktanschlussflächen Anwendung findet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzu geben, mit dem sowohl Bauelemente mit relativ kleinen Kon taktanschlußflächen mit relativ kleinen Kontaktflächen der Leiterplatte als auch Bauelemente mit relativ großen Kon taktanschlußflächen mit relativ großen Kontaktflächen dersel ben Leiterplatte durch Löten sicher elektrisch verbunden wer den können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebe nen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Leiter platte zur Aufnahme von mindestens zwei Gruppen von elektri schen Bauelementen diejenigen Kontaktflächen unbedruckt blei ben, die mit Kontaktanschlußflächen der ersten Gruppe von elektrischen Bauelementen zu verbinden sind, die Bauelemente der ersten Gruppe mit ihren Kontaktanschlußflächen in Lötmit tel getaucht werden, die Bauelemente der ersten Gruppe mit ihren Kontaktanschlußflächen auf die ihnen zugeordneten Kon taktflächen der Leiterplatte und die Bauelemente der zweiten Gruppe mit ihren Kontaktanschlußflächen auf die ihnen zuge ordneten Kontaktflächen aufgesetzt werden und ein Reflow- Löten aller Bauelemente erfolgt. Dabei sind die Bauelemente der ersten Gruppe elektrische Bauelemente mit relativ kleinen Kontaktanschlussflächen, während Bauelemente der zweiten Gruppe von elektrischen Bauelementen Bauelemente mit relativ großen Kontaktanschlussflächen sind.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Bauelemente mit relativ kleinen Kontaktanschlußflächen sicher und zuverlässig durch Löten mit den zugeordneten Kon taktflächen der Leiterplatte verbunden werden können, da durch das Eintauchen dieser Bauelemente mit ihren relativ kleinen Kontaktanschlußflächen in Lötmittel eine ausreichende Menge Lötmittel an ihren Kontaktanschlußflächen haften bleibt, so daß nun auch für Bauelemente mit relativ kleinen Kontaktanschlußflächen eine zum Löten ausreichende Menge Löt mittel zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil des erfin dungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Tauchen der Bauelemente in Lötmittel beim Bestückungsvorgang der Leiter platte von den ohnehin benötigten Bestückungsgeräten durchge führt werden kann und keine zusätzlichen Tauchgeräte erfor derlich sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Bauelemente der ersten Gruppe mit ihren Kontaktanschlußflächen in Lotpa ste getaucht werden. Lotpaste ist im wesentlichen eine Mi schung aus festem Lotpulver und flüssigem Flußmittel und weist eine gewisse Klebrigkeit auf. Beim Tauchvorgang bleibt Lotpaste an den Kontaktanschlußflächen der Bauelemente kleben und wird beim nachfolgenden Aufsetzen der Bauelemente auf die Leiterplatte mit den Kontaktflächen dieser Leiterplatte in Berührung gebracht. Dieses Verfahren ist relativ einfach, da die Bauelemente nur einmal in Lötmittel getaucht werden müs sen.

In einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemä ßen Verfahrens können Bauelemente der ersten Gruppe mit ihren Kontaktanschlußflächen zuerst in Flußmittel und danach in Lotpulver getaucht werden. Beim Tauchen der Kontaktanschluß flächen in Flußmittel haftet dieses an den Kontaktanschluß flächen. Werden die Bauelemente danach in Lotpulver getaucht, so haftet dieses nur an den Kontaktanschlußflächen der Bau elemente, die zuvor in Flußmittel getaucht wurden. Dies hat den Vorteil, daß z. B. eine Berührung des Bauelementekörpers mit Lotpulver unschädlich ist, da das Lotpulver nicht am Bau elementekörper haftet. Das an den Kontaktanschlußflächen der Bauelemente haftende Lotpulver wird von dem vorher an den Kontaktanschlußflächen haftenden Flußmittel durchdrungen und erhält so eine ausreichende Klebrigkeit, um beim nachfol genden Aufsetzen auf die Kontaktflächen der Leiterplatte die Bauelemente an den Kontaktflächen zu fixieren.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Bauelemente der ersten Gruppe mit ihren Kontaktan schlußflächen nach dem Tauchen in Lotpulver nochmals in Fluß mittel getaucht. Dadurch wird das an den Kontaktanschlußflä chen haftende Lotpulver mit einer größeren Menge Flußmittel versehen, so daß wegen dadurch vergrößerter Klebrigkeit die Bauelemente noch besser auf den Kontaktflächen der Leiter platte haften.

Zur weiteren Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Fig. 1 bis 4 der Ablauf eines Ausführungsbeispiels gezeigt.

Gemäß Fig. 1 entnimmt ein Bestückkopf 1 eines nicht weiter dargestellten Bestückungsgerätes ein Bauelement 2 mit relativ kleinen Kontaktanschlußflächen 3 einem Bauelementemagazin 4. Der Bestückkopf 1 taucht danach das Bauelement 2 mit seinen Kontaktanschlußflächen 3 in Flußmittel 5, welches sich in ei nem Behälter 6 befindet (vgl. Fig. 2). Danach taucht der Be stückkopf 1 das Bauelement 2 mit seinen Kontaktanschlußflä chen 3 in Lotpulver 7 (siehe Fig. 3), welches sich in einem Behälter 8 befindet. Anschließend wird das Bauelement 2 vom Bestückkopf 1 mit seinen relativ kleinen Kontaktan schlußflächen 3 auf zugehörige relativ kleine Kontaktflächen 9 einer Leiterplatte 10 aufgesetzt, wie Fig. 4 zeigt.

Bauelemente 11 mit relativ großen Kontaktanschlußflächen 12 werden abweichend von dem Ablauf gemäß den Fig. 1 bis 4 lediglich vom Bestückkopf 1 aus einem nicht dargestellten Bauelementemagazin entnommen und auf bereits zuvor mit Löt mittel 13 bedruckte zugehörige relativ große Kontaktflächen 14 der Leiterplatte 10 aufgesetzt.

Wenn die Leiterplatte 10 mit allen Bauelementen bestückt ist, wird ein Reflow-Löten durchgeführt.

Claims

1. Verfahren zum elektrischen Verbinden von Kontaktanschluß flächen (3, 12) von elektrischen Bauelementen (2, 11) mit Kontaktflächen (9, 14) einer gedruckten Leiterplatte (10), bei dem die Kontaktflächen mit einem Lötmittel bedruckt werden und anschließend ein Reflow-Löten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß

- bei der Leiterplatte (10) zur Aufnahme von mindestens zwei Gruppen von elektrischen Bauelementen (2, 11) diejeni gen Kontaktflächen (9) unbedruckt bleiben, die mit Kon taktanschlußflächen der ersten Gruppe von elektrischen Bauelementen (3) zu verbinden sind,
- die Bauelemente (2) der ersten Gruppe mit ihren Kon taktanschlußflächen (3) in Lötmittel getaucht werden,
- die Bauelemente (2) der ersten Gruppe mit ihren Kon taktanschlußflächen (3) auf die ihnen zugeordneten Kon taktflächen (9) der Leiterplatte und die Bauelemente (11) der zweiten Gruppe mit ihren Kontaktanschlußflächen (12) auf die ihnen zugeordneten Kontaktflächen (14) aufgesetzt werden und
- ein Reflow-Löten aller Bauelemente erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (2) der ersten Gruppe mit ihren Kon taktanschlußflächen (3) in Lotpaste getaucht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (2) der ersten Gruppe mit ihren Kon taktanschlußflächen (3) zuerst in Flußmittel (5) und da nach in Lotpulver (7) getaucht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (2) der ersten Gruppe mit ihren Kontakt anschlußflächen (3) nach dem Tauchen in Lotpulver (7) nochmals in Flußmittel (5) getaucht werden.