DE4028556C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Aufbringen von SMD
(Surface-Mounted-Device)-Bauelementen auf ein Substrat nach der
Gattung des Hauptanspruchs. Ein solches Verfahren ist bereits aus der
DE-OS 38 00 136 bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Leitkleber auf
Epoxidbasis verwendet, um die Bauelementeanschlüsse mit den Leiter
bahnen elektrisch leitend zu verbinden. Dazu wird der flüssige Kleber
mit Siebdruckverfahren, beispielsweise mit Hilfe einer Lochfolie
beziehungsweise Schablone aufgebracht, die Bauelemente in den
feuchten Kleber eingesetzt und der Kleber anschließend bei zum
Beispiel 150 Grad C ausgehärtet. Das hat jedoch den Nachteil, daß
zwischen Aufbringen des Klebers und Einsetzen der Bauelemente nur
eine endliche Zeit, die abhängig von der Topfzeit des Klebers ist,
vergehen darf. Außerdem können Bauelemente, deren Leitkleber einmal
ausgehärtet ist, nur durch mechanisches Herausbrechen, eventuell mit
Temperaturunterstützung, entfernt werden. Dabei besteht jedoch die
Gefahr, daß das Substrat und/oder benachbarte Bauteile beschädigt
werden.
Dieses Verfahren kann bei Mischtechnik, d. h. wenn ein Teil der elektro
nischen Bauteile leitend aufgeklebt und der Rest aufgelötet wird, nicht mehr
verwendet werden, da die auf das Substrat bereits aufgedruckte Löt
paste beim nachfolgenden Siebdruck des Leitklebers verschmiert wird.
Es ist weiterhin aus der Zeitschrift Microelectronic Manufacturing
and Testing, June 1988 "Thermal Stress Reduction Via Thermoplastic
Die-Attach Adhesive" bekannt, zur Montage von IC s einen Schmelz
kleber zu verwenden. Allerdings wird er nicht flüssig aufgetragen,
sondern in fester Form als Plättchen und erst auf dem Substrat
geschmolzen. Das hat jedoch den Nachteil, daß für jeden IC der
Kleber als Plättchen einzeln positioniert werden muß. Ein ähnliches
Verfahren, bei dem Plättchen von einem aus Metallpulver gesinterten
Film verwendet werden, ist aus der US-PS 48 56 185 bekannt.
Aus Proc. 1986 Int. Symp. on Microelectronic ISHM "A Reworkable High
Reliability Thermoplastic Die-Attach Adhesive" (Proklamation zum
Int. Symposium, S. 621 bis 631) ist ein Verfahren bekannt, bei dem
der Schmelzkleber zum Auftragen mittels Siebdruck in Lösemittel
aufgelöst wird und das Lösemittel hinterher wieder abgedampft wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, einen Leit
kleber zur elektrischen Verbindung von Bauelementeanschlüssen und
Leiterbahnen auf ein Substrat aufzubringen, und das insbesondere bei
Mischtechnik einsetzbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik den
Vorteil, daß auch bei Mischtechnik der Schmelzkleber mittels Sieb
druck aufgebracht werden kann. Da der Kleber in einem ersten Schritt
aufgebracht wird und nach einer Abkühlphase nicht mehr klebrig ist,
kann dann die Lötpaste problemlos aufgedruckt werden.
Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, daß ein Auswechseln defekter
Bauelemente durch eine einfache Substraterwärmung problemlos er
folgen kann.
Ebenfalls ein Vorteil ist die Möglichkeit, daß zwischen Aufbringen
des Klebers und Einsetzen der Bauelemente eine beliebig lange Zeit
vergehen kann, da nach dem Abkühlen, also nach dem Erstarren des
Klebers keine leitenden Partikelchen abwandern können.
Weiterhin hat ein Schmelzkleber gegenüber einem Kleber mit Lösungs
mittel den Vorteil, daß er sofort verarbeitet werden kann im Gegen
satz zur Wartezeit, die das Abdampfen des Lösungsmittels beinhaltet.
Letztlich sei noch erwähnt, daß ein Kleber ohne Lösungsmittel
wesentlich umweltfreundlicher ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die
Figur zeigt eine Anordnung verschiedener Bauelemente auf einem
Substrat.
In der Figur sind auf einem Substrat 1 verschiedene SMD-Bauelemente,
wie zun Beispiel zwei Kondensatoren 3, ein PLCC (plastic Lead Chip
Carrier) 4, ein SO (Small Outline) 5 und ein IC 2 aufgebracht. Diese
Bauteile 2 bis 5 sind mit unterschiedlichen Verfahren auf das
Substrat 1 aufgebracht. So sind beispielsweise die Bauelemente 3 bis
5 mittels einer Lötpaste 6 aufgelötet und der IC 2 mittels eines
Schmelzklebers 8 auf dem Substrat befestigt und über Bonddrähte 7
elektrisch angeschlossen. Der Schmelzkleber 8 stellt dabei eine
Masseverbindung des IC′s 2 zu einer Leiterbahn des Substrates 1 her.
Bei dieser Mischtechnik wird zuerst ein Schmelzkleber 8 zun Beispiel
auf Polyamidbasis, der mit leitfähigen Partikelchen wie zum Beispiel
Silber versetzt ist, mittels Siebdruckverfahren auf das Substrat 1
aufgebracht, wobei der Kleber vorher erwärmt wurde, so daß er
flüssig ist. Nach einer kurzen Abkühlphase ist der Schmelzkleber 8
nicht mehr klebrig. Es können nun in einem nächsten Schritt die
Lötpaste 6 auf das Substrat 1 im Bereich von Leiterbahnen aufge
druckt und die lötbaren Bauelemente 3 bis 5 aufgesetzt und angelötet
werden. Anschließend können die klebefähigen Bauelemente wie zun
Beispiel der IC 2 aufgesetzt werden, indem das Substrat in einer
Bestückungsmaschine erwärmt wird, so daß der Schmelzkleber 8 flüssig
wird und die Bauelemente eingesetzt werden können. In einer kurzen
Abkühlphase erstarrt der Schmelzkleber und die Bauelemente sind fest
und können über die Bonddrähte 7 mit Leiterbahnen des Substrats 1
kontaktiert werden.
Bei einer eventuellen Reparatur sind die Bauteile durch einfaches
Erhitzen des Substrates ebenso leicht zu entfernen beziehungsweise
auszuwechseln. Bei IC′s müssen dabei die Bonddrähte erneuert werden.
Mit diesem Verfahren zum Befestigen von SMD-Bauelementen mittels
Schmelzkleber ist es auch möglich, alle Bauelemente auf einem
Substrat zu befestigen und elektrisch leitend an die Leiterbahnen
anzuschließen, das heißt, alle Anschlüsse an den SMD-Bauelementen
werden geklebt.
Claims (4)
1. Verfahren zun Befestigen von SMD-Bauelementen auf einem Substrat
unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Klebers, wobei der
Kleber mit Siebdruckverfahren oder einem Stempel auf das Substrat
aufgebracht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein mit leitfähigen Partikeln
gefüllter Schmelzkleber, der bei Zimmertemperatur fest ist und bei
Erwärmung in den flüssigen Zustand übergeht, im erwärmten Zustand
zunächst auf das Substrat (1) aufgebracht wird und daß später zun
Befestigen der SMD-Bauelemente (2) das Substrat (1) mit dem
Schmelzkleber (8) erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein nit
Silberpartikeln gefüllter Schmelzkleber (8) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schmelzkleber (8) im Stempelverfahren mittels eines beheizten
Stempels beziehungsweise im Siebdruckverfahren mit beheiztem Sieb
aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in
dem Zeitraum zwischen dem Aufbringen des Klebers (8) und dem Ein
setzen der SMD-Bauelemente zum Aufbringen weiterer lötbarer Bau
elemente (3, 4, 5) auf das Substrat (1) an den dafür vorgesehenen
Stellen Lötpaste (6) aufgetragen und danach diese Bauele
mente (3, 4, 5) an diesem Stellen aufgesetzt und darauf festgelötet
werden.
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