CH668345A5

CH668345A5 - Contacting of electronic components on printed circuit board - using wave soldering of unwired and wired components on surface pretreated with removable solder resist layer

Info

Publication number: CH668345A5
Application number: CH1301/86A
Authority: CH
Inventors: Anton Forstner
Original assignee: Siemens Ag Albis
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1988-12-15

Abstract

The component side of the board is treated before attachment of conductorless (surface mount) components with a solder resist layer which covers the holes previously drilled for conventional wired components. Subsequently, the adhesively bonded surface mount components are put through a solder wave for contacting. The solder resist layer is then removed and the circuit board after placement of the wired components on the opposite side is subject to flux treatment and wave soldering on the connection side. This process may be program-controlled to allow for variable solderability of surface mount components. USE/ADVANTAGE - With mixt. of surface mount devices and wired components, both types can be connected in single conventional wave soldering operation without usual cleaning process.

Description

       

  
 



   BESCHREIBUNG



   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.



   Bei der Herstellung von Flachbaugruppen werden anstelle von   Anschluss drähte    aufweisenden   Bauelementen - im    folgenden bedrahtete Bauelemente   genannt - immer    mehr oberflächenmontierbare Bauelemente (SMD: Surface Mounted Device)   ¯im    folgenden anschlussleiterlose Bauelemente genannt¯ eingesetzt. Damit wird eine rationelle Baugruppenfertigung, eine Verkleinerung der Baugruppen sowie eine bessere Zuverlässigkeit derselben erreicht. Da noch nicht alle gebräuchlichen Bauelemente für die Oberflächenmontage verfügbar sind, wird in nächster Zukunft die gemischte Bestückung mit bedrahteten und mit anschlussleiterlosen Bauelementen dominieren.

  Dabei ist es beispielsweise aus der EP-A2-0 104 565 bekannt, die eine Sorte der Bauelemente auf einer Seite und die andere Sorte auf der anderen Seite der Schaltungsplatte anzuordnen und zu kontaktieren.



   Wenn die Baugruppen noch kompakter und damit platzsparender aufgebaut werden sollen, entsteht die Notwendigkeit, beide Sorten von Bauelementen auf ein und derselben Seite¯ der Bauteile- oder   Bestückungsseite - der    beidseitig kaschierten Schaltungsplatte anzuordnen. Bei einer derartigen einseitigen gemischten Bestückung drängt sich zum Kontaktieren der anschlussleiterlosen Bauelemente ein Reflow-Lötverfahren auf, damit bestimmte Stellen und insbesondere die Anschlusslöcher für die anschliessend aufzubringenden und zu kontaktierenden bedrahteten Bauelemente vom Lot freigehalten werden können.



  Die bedrahteten Bauelemente hingegen werden üblicherweise mittels Schwallöten kontaktiert. Das Reflow-Löten der anschlussleiterlosen Bauteile bedingt die Verwendung einer Lötpaste, welche Lötpasten in der Regel aggressive Flussmittel enthalten und daher eine Reinigung der Schaltungsplatten nach dem Löten unumgänglich machen.



   Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum einfachen Kontaktieren von einseitig auf einer Schaltungsplatte gemischt angeordneten bedrahteten und anschlussleiterlosen Bauelementen anzugeben.



  Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Verfahren, wie es im Kennzeichen des Patentanspruches   1    angegeben ist.   Vorteil-    hafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.



   Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist darin zu sehen, dass man für beide Arten von Bauelementen mit einem einzigen Lötverfahren, nämlich dem bekannten Schwallöten auskommt.



  Der erwähnte zusätzliche Reinigungsvorgang entfällt somit.



  Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung des erfindungsgemässen Verfahrens anhand einer Zeichnung.



   In der Zeichnung sind die wesentlichen Phasen des Verfahrens schematisch angegeben. Das Verfahren ist in zwei übergeordnete aufeinanderfolgende Schritte A und B unterteilt. Der erste Schritt A beinhaltet das Aufbringen und Kontaktieren der anschlussleiterlosen und der zweite Schritt B das Aufbringen und Kontaktieren der bedrahteten Bauelemente. Da die einzelnen Vorgänge innerhalb dieser beiden Schritte für sich allein bekannt sind, wird hier nur soweit dies zum Verständnis der Erfindung notwendig ist, darauf eingegangen.



   Im ersten Schritt wird zunächst eine Schicht von Lötstoplack auf diejenigen Flächenteile der Bestückungsseite der noch unbestückten Schaltungsplatte aufgebracht, die während dem Kontaktieren der anschlussleiterlosen Bauteile vom Lot freigehalten werden müssen. Es sind dies beispielsweise Kontaktflächen für mit der Schaltungsplatte zu verbindende Stecker und evtl. Prüfpunkte. Insbesondere werden dabei aber auch die für die bedrahteten Baulemente vorgesehenen Bohrlöcher abgedeckt, damit kein Lot eindringen und die Löcher verstopfen kann. Dabei wird ein abziehbarer Lötstoplack beispielsweise mittels Siebdruck aufgetragen. Anschliessend wird an den für die anschlussleiterlosen Bauelemente vorgesehenen Stellen ein Klebstoff aufgebracht, der deren nichtleitende Fixierung auf der Schaltungsplatte ermöglieht.

  Für das Aufbringen des Klebstoffes gibt es verschiedene Möglichkeiten, so z.B. auch das Siebdruckverfahren. Hierauf werden an den betreffenden Stellen in bekannter Weise die anschlussleiterlosen Bauelemente aufgesetzt. Nach dem Aushärten des Klebers und dem Aufbringen eines Flussmittels wird die Schaltungsplatte mit den anschlussleiterlosen Bauelementen auf der Bestückungsseite durch einen Lotschwall hindurchgeführt. Dabei werden die anschlussleiterlosen Bauelemente mit leitenden Flächen auf der Bestückungsseite der Schaltungsplatte kontaktiert und der erste Verfahrensschritt ist damit abgeschlossen.



   Im zweiten Schritt wird zunächst der Lötstoplack entfernt und so die Bohrlöcher für die bedrahteten Bauelemente freigesetzt. Nun können diese Bauelemente auf der gleichen Seite der Schaltungsplatte wie die anschlussleiterlosen Bauelemente in bekannter Weise durch Einführen ihrer Anschlussdrähte in die Bohrlöcher aufgesetzt werden.



   Nach dem Aufbringen des Flussmittels auf der der Bestückungsseite gegenüberliegenden Anschlusseite wird die Schaltungsplatte, diesmal mit ihrer Anschlusseite, wiederum über den Lotschwall geführt. So werden die Enden der Anschlüsse der bedrahteten Bauelemente anschlussseitig mit leitenden Flächen der Schaltungsplatte kontaktiert.



   Das Verfahren erfordert also sowohl zum Kontaktieren der bedrahteten als auch zum Kontaktieren der anschlussleiterlosen Bauelemente nur ein einziges Lötverfahren, nämlich das seit langem bewährte Schwallöten. Der Einsatz weiterer Lötverfahren und die Anschaffung entsprechender teurer Löteinrichtungen entfällt somit. Setzt man ein Schwallbad mit einer einstell  baren Lötwelle ein, ergibt sich im Gegensatz etwa zum Reflow Löten der weitere Vorteil, bestimmte Lötparameter, wie z.B.



   den Druck des Lotschwalls, den Abstand der Lötwelle zur Lötebene, die Lötgeschwindigkeit und den Lötwinkel an bestimmten Seiten der durchlaufenden Schaltungsplatte gezielt einstellen zu können. Mit solchen programmgesteuerten Lotschwallanlagen kann auf die unterschiedliche Lötbarkeit von anschlussleiterlosen Bauelementen Einfluss genommen und überall eine gleiche Lötqualität erzielt werden, wodurch die Ausfallrate sinkt. 



  
 



   DESCRIPTION



   The present invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1.



   In the manufacture of printed circuit boards, instead of components with wires - hereinafter referred to as wired components - more and more surface-mountable components (SMD: Surface Mounted Device) are used - hereinafter referred to as connectionless components. This achieves rational assembly production, downsizing of the assemblies and better reliability of them. Since not all common components for surface mounting are available yet, the mixed assembly with wired and leadless components will dominate in the near future.

  It is known, for example from EP-A2-0 104 565, to arrange and contact one type of component on one side and the other type on the other side of the circuit board.



   If the assemblies are to be made even more compact and thus space-saving, there is a need to arrange both types of components on one and the same side of the component or component side - the circuit board laminated on both sides. With such a one-sided mixed assembly, a reflow soldering process is necessary to contact the connection-less components, so that certain points and in particular the connection holes for the subsequently connected and to be contacted wired components can be kept free of solder.



  The wired components, however, are usually contacted using wave soldering. The reflow soldering of the connection-less components requires the use of a solder paste, which solder pastes usually contain aggressive flux and therefore make cleaning the circuit boards after soldering unavoidable.



   Proceeding from this, the present invention is based on the object of specifying a method for the simple contacting of wired and connection-less components arranged on one side on a circuit board.



  This object is achieved with a method as specified in the characterizing part of patent claim 1. Advantageous further developments of the method are specified in further patent claims.



   A major advantage of the method is that you can use both soldering methods for both types of components, namely the known wave soldering.



  The mentioned additional cleaning process is therefore eliminated.



  Further advantages result from the following exemplary description of the method according to the invention with the aid of a drawing.



   The essential phases of the process are shown schematically in the drawing. The method is divided into two superordinate steps A and B. The first step A includes the application and contacting of the connection-less components and the second step B the application and contacting of the wired components. Since the individual processes within these two steps are known on their own, it is only dealt with here insofar as this is necessary for an understanding of the invention.



   In the first step, a layer of solder resist is first applied to those parts of the surface of the component side of the circuit board that are not yet equipped that have to be kept free of solder during the contacting of the connection-less components. These are, for example, contact surfaces for plugs to be connected to the circuit board and possibly test points. In particular, however, the drill holes provided for the wired components are also covered so that no solder can penetrate and clog the holes. A peelable solder resist is applied using screen printing, for example. An adhesive is then applied to the locations provided for the connection-less components, which enables them to be fixed in a non-conductive manner on the circuit board.

  There are various options for applying the adhesive, e.g. also the screen printing process. The components without connecting leads are placed on the relevant points in a known manner. After the adhesive has hardened and a flux has been applied, the circuit board with the connection-less components on the assembly side is passed through a solder surge. The contactless components are contacted with conductive surfaces on the component side of the circuit board and the first process step is thus completed.



   In the second step, the solder resist is first removed and the drill holes for the wired components are released. Now these components can be placed on the same side of the circuit board as the connection-less components in a known manner by inserting their connecting wires into the boreholes.



   After the flux has been applied to the connection side opposite the assembly side, the circuit board, this time with its connection side, is again guided over the solder surge. In this way, the ends of the connections of the wired components are contacted on the connection side with conductive surfaces of the circuit board.



   The method therefore requires only a single soldering method for contacting both the wired and the contactless components, namely the wave soldering which has been tried and tested for a long time. The use of further soldering processes and the purchase of corresponding expensive soldering devices is therefore eliminated. If you use a wave pool with an adjustable soldering wave, in contrast to reflow soldering, there is the further advantage of certain soldering parameters, e.g.



   to be able to adjust the pressure of the solder wave, the distance of the soldering wave to the soldering plane, the soldering speed and the soldering angle on certain sides of the continuous circuit board. With such program-controlled solder surge systems, the different solderability of connectionless components can be influenced and the same soldering quality can be achieved everywhere, which reduces the failure rate.

Claims

PATENT CLAIMS 1. A method for the electrical contacting of leadless components and of wired components on a printed circuit board, the former by gluing and the latter by inserting the connecting wires in the holes provided for this purpose in the circuit board, initially in the correct position and the components thereon by soldering with electrical conductive surfaces on the circuit board are contacted, characterized in that

that in the case of mixed assembly with components without connection elements and wired components on one and the same assembly side of the circuit board, this side of the circuit board is coated with a removable solder-stop layer to cover parts of the assembly surface to be kept free of solder before the components to be kept free of solder, that the soldered-on components without connection leads are then glued on are passed through and contacted, and then the solder stop layer is removed and the circuit board is guided over the solder surge after insertion of the wired components on the side opposite the component side.

2. The method according to claim 1, characterized in that the solder stop layer is applied by means of screen printing on the component side.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that a solder surge device with adjustable solder wave is used.