DE102005031181A1 - Circuit board with a surface having a plurality of contact surfaces, method for coating contact surfaces of a printed circuit board - Google Patents
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Abstract
Verschiedene Bauteile, beispielsweise Steckerleisten, piezokeramische Bauteile etc., werden direkt auf entsprechende, dafür vorgesehene Kontaktflächen auf einer Leiterplatte mit Leitkleber geklebt statt gelötet. Um eine unerwünschte Korrosion der Leiterplatten zu vermeiden, werden jedoch alle Kontaktflächen der Leiterplatte mit einer sogenannten passivierenden, häufig chemischen Beschichtung versehen. Derart passivierte Kontaktflächen haben sich jedoch für Leitkleber-Verbindungen als problematisch herausgestellt. DOLLAR A Um dennoch eine Elektronik-Schaltung mit verbesserten mechanischen bzw. elektrischen Eigenschaften der durch Leitkleber geschaffenen Verbindungen auf der Leiterplatte zu schaffen, weist die erfindungsgemäße Leiterplatte (30) eine Oberfläche (32) auf mit passivierten, beschichteten Lötkontaktflächen (36) und mit wenigstens einer nicht-passivierten Kontaktfläche (38) zur Verbindung mit einem elektrischen oder elektronischen Bauteil mittels Leitkleber.Various components, such as power strips, piezoceramic components, etc., are glued directly to the appropriate contact surfaces on a printed circuit board with conductive adhesive instead of soldered. In order to avoid undesirable corrosion of the circuit boards, however, all contact surfaces of the circuit board are provided with a so-called passivating, often chemical coating. Such passivated contact surfaces have however proven to be problematic for conductive adhesive connections. DOLLAR A In order to nevertheless create an electronic circuit with improved mechanical or electrical properties of the connections created by conductive adhesive on the printed circuit board, the printed circuit board (30) according to the invention has a surface (32) with passivated, coated solder contact surfaces (36) and with at least a non-passivated contact surface (38) for connection to an electrical or electronic component using conductive adhesive.
Description
Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit mehreren Kontaktflächen, ein Verfahren zur Beschichtung von Kontaktflächen einer Leiterplatte und ein Verfahren zum Leitkleben eines elektrischen oder elektronischen Bauteils auf Kontaktflächen einer Leiterplatte.The The invention relates to a printed circuit board with a plurality of contact surfaces, a Process for coating contact surfaces of a printed circuit board and a Method for conductively bonding an electrical or electronic Component on contact surfaces a circuit board.
Zur Herstellung von Elektronik-Schaltungen werden üblicherweise Leiterplatten verwendet, die mit elektrischen oder elektronischen Bauteilen bestückt werden. Die elektrischen oder elektronischen Bauteile werden dazu auf die Leiterplatte auf entsprechende, dafür vorgesehene Kontaktflächen gelötet. Bei verschiedenen Bauteilen, beispielsweise Steckerleisten, piezokeramischen Bauteilen etc., hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, sie direkt auf der Leiterplatte anzubringen und mittels Leitkleber auf dafür vorgesehene Kontaktflächen zu kleben, statt sie zu löten.to Manufacture of electronic circuits are commonly printed circuit boards used, which are equipped with electrical or electronic components. The electrical or electronic components are on the Printed circuit board soldered to appropriate, designated contact surfaces. at various components, such as power strips, piezoceramic Components, etc., it has also proved to be advantageous to them directly to be mounted on the circuit board and by means of conductive adhesive on it provided contact surfaces to glue instead of soldering.
Unter dem Begriff "Kontaktflächen" sei im weiteren jede Kontaktfläche auf einer Oberfläche einer Leiterplatte verstanden, die zur elektrischen Verbindung mit einem elektrischen oder elektronischen Bauteil dient. Bekannte Kontaktflächen dieser Art, auf die ein elektrisches oder elektronisches Bauteil gelötet wird, werden üblicherweise auch als Lötpads bezeichnet. Nachfolgend wird dafür auch der Begriff "Lötkontaktflächen" verwendet.Under the term "contact surfaces" is below every contact surface on a surface a circuit board understood, for electrical connection with an electrical or electronic component is used. Known contact surfaces of this Type to which an electrical or electronic component is soldered, become common also known as solder pads. Below is for also the term "solder pads" used.
Bei einer Lagerung von Leiterplatten unter Umgebungsluft oder in einer Atmosphäre, in der Sauerstoff auf die Kontaktflächen einwirken kann, wird eine unerwünschte Korrosionsschicht auf den Kontaktflächen gebildet, die bei einem Lötvorgang problematisch sein kann. So ist bekannt, daß kupferne Kontaktflächen und solche die Zinn enthalten oder einen Überzug aus Zinn aufweisen, durch Sauerstoff korrodiert werden. Kontaktflächen, die Silber enthalten oder einen Überzug aus Silber aufweisen, werden durch schwefelige Bestandteile in der Atmosphäre, unter der sie gelagert werden, in unerwünschter Weise beeinträchtigt.at a storage of printed circuit boards under ambient air or in a The atmosphere, in the oxygen can act on the contact surfaces, is a undesirable Corrosion layer formed on the contact surfaces, at a soldering can be problematic. So it is known that copper contact surfaces and those containing tin or having a coating of tin, be corroded by oxygen. Contact surfaces containing silver or a coating are made of silver, are characterized by sulphurous constituents in the The atmosphere, under which they are stored, adversely affected.
Um die beschriebenen unerwünschten Korrosionsschichten zu vermeiden, werden die Kontaktflächen der Leiterplatten mit einer sogenannten passivierenden Beschichtung versehen, die selbst unter Bildung einer gewollten dünnen, oberflächlichen Korrosionsschicht gegen weitere unerwünschte Korrosion schützt.Around the undesirable ones described To avoid corrosion layers, the contact surfaces of the Circuit boards with a so-called passivating coating provided, even forming a deliberate thin, superficial Corrosion protection against further unwanted corrosion.
Passivierende Beschichtungen dieser Art werden bei nahezu allen Arten von Lötkontaktflächen verwendet, auf die elektrische oder elektronische Bauteile gelötet werden, wobei es passivierende Beschichtungen für alle Arten von Lötverfahren, automatische oder manuelle, gibt.Passivating Coatings of this type are used in almost all types of solder pads, to be soldered to the electrical or electronic components, being passivating coatings for all types of soldering processes, automatic or manual, there.
Eine weitere bekannte Möglichkeit, Kontaktflächen von Leiterplatten zu schützen, ist ihre Beschichtung mit Nickel allein oder mit dünnen Schichten aus Nickel und Gold. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß bei kupfernen Kontaktflächen Kupfer durch die Nickel-Schicht diffundiert, was zu Problemen beim Löten führen kann.A another known possibility contact surfaces to protect from circuit boards, is their coating with nickel alone or with thin layers made of nickel and gold. In practice, however, has shown that in copper contact surfaces Copper diffuses through the nickel layer, causing problems when Soldering can result.
Außerdem hat sich gezeigt, daß bei einer Leiterplatte, deren Kontaktflächen mit einer Beschichtung aus Nickel allein oder mit dünnen Schichten aus Nickel und Gold versehen sind, eine Verbindung mit elektrischen oder elektronischen Bauteilen mittels Leitkleber nicht zu den gewünschten mechanischen bzw. elektrischen Eigenschaften führt.Besides, has it turned out that at a circuit board whose contact surfaces with a coating made of nickel alone or with thin ones Layers of nickel and gold are provided, connecting with electrical or electronic components using conductive adhesive not to the desired ones mechanical or electrical properties.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Elektronik-Schaltung mit einer Leiterplatte zu schaffen, die Kontaktflächen mit einer passivierenden Beschichtung aufweist und die gegenüber den oben beschriebenen bekannten Leiterplatten verbesserte mechanische bzw. elektrische Eigenschaften der durch Leitkleber geschaffenen Verbindungen aufweist.Of the Invention is therefore the object of an electronic circuit with a circuit board to create the contact surfaces with having a passivating coating and the opposite Improved mechanical circuit boards described above improved or electrical properties created by conductive adhesive Compounds has.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Leiterplatte mit einer Oberfläche mit wenigstens einer mit einer Passivierungsschicht beschichteten Lötkontaktfläche und mit wenigstens einer nicht-passivierten Kontaktfläche zur Verbindung mit einem elektrischen oder elektronischen Bauteil mittels Leitkleber.These Task is solved by a printed circuit board according to the invention with a surface with at least one layer coated with a passivation layer Soldering contact surface and with at least one non-passivated contact surface for Connection with an electrical or electronic component by means of Conductive adhesive.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Leiterplatte nach der Erfindung wird die Passivierungsschicht aus einem Material gebildet, das eine organische Säure und ein Lösungsmittel umfaßt.at a preferred embodiment The printed circuit board according to the invention becomes the passivation layer Made from a material containing an organic acid and a solvent includes.
Andere bevorzugten Ausführungsformen der Leiterplatte nach der Erfindung betreffen eine flexible oder eine starr-flexible Leiterplatte.Other preferred embodiments the circuit board according to the invention relate to a flexible or a rigid-flexible circuit board.
Die oben genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Beschichtung von Kontaktflächen einer Leiterplatte mit passivierendem Material, wobei das passivierende Material selektiv auf eine oder mehrere für eine Lötung vorgesehene Lötkontaktflächen aufgebracht und eine oder mehrere für eine Aufbringung von Leitkleber vorgesehene Kontaktflächen von der genannten Beschichtung ausgespart wird.The The above object is also achieved by a method according to the invention for coating contact surfaces a printed circuit board with passivating material, wherein the passivating Material selectively applied to one or more intended for soldering solder pads and one or more for an application of conductive adhesive provided contact surfaces of the said coating is omitted.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des genannten Verfahrens nach der Erfindung wird zur selektiven Beschichtung der Leiterplatte mit passivierende Material ein Druckverfahren angewendet.In a preferred embodiment of said method according to the invention is for selectively coating the printed circuit board with passivie ing material used a printing process.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur selektiven Beschichtung der Leiterplatte mit passivierende Material sieht ein Siebdruckverfahren vor.A Embodiment of the method according to the invention for selectively coating the printed circuit board with passivating material provides a screen printing process.
Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur selektiven Beschichtung der Leiterplatte mit passivierende Material sieht ein Druckverfahren vor, für das ein Maske verwendet wird.A Another embodiment of the method of the invention for selective Coating the PCB with passivating material provides a printing process before, for a mask is used.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht ein Tampondruckverfahren zur selektiven Beschichtung der Leiterplatte mit passivierende Material vor.A Another embodiment of the method according to the invention provides a pad printing method for selectively coating the printed circuit board with passivating material in front.
Noch eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Beschichtung der Leiterplatte mit passivierendem Material mittels eines Dispensers vorgenommen wird.Yet Another embodiment of the method according to the invention provides that the coating the circuit board with passivating material by means of a dispenser is made.
In noch weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßes Verfahren ist vorgesehen, daß auf die Kontaktflächen, wo eine Beschichtung unerwünscht ist, Abdeckungen auf der Leiterplatte aufgebracht werden, welche Abdeckungen nach großflächiger Beschichtung der Leiterplatte mit passivierendem Material entfernt werden und so die ursprüngliche, unbeschichteten Kontaktflächen freilegen.In Yet another embodiment of the method according to the invention is provided, that on the Contact surfaces, where a coating is undesirable is to be applied covers on the circuit board, which Covers after extensive coating the circuit board with passivating material are removed and so the original, uncoated contact surfaces uncover.
Des weiteren wird die oben genannte Aufgabe gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Leitkleben eines elektrischen oder elektronischen Bauteils auf einer Leiterplatte, bei dem der Leitkleber auf wenigstens einer nicht-passivierten Kontaktfläche der Leiterplatte aufgebracht wird.Of Furthermore, the above object is achieved by a method according to the invention for Leitkleben an electrical or electronic component on a Printed circuit board, wherein the conductive adhesive on at least one non-passivated contact surface of Printed circuit board is applied.
Besondere Ausgestaltungen dieses Verfahrens nach der Erfindung betreffen das Aufbringen des Leitklebers auf die Leiterplatte durch verschiedene Druckverfahren.Special Embodiments of this method according to the invention relate to the Applying the conductive adhesive on the PCB by various Printing process.
Bei einer anderen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Leitkleber mittels eines Dispensers auf die dafür vorgesehenen Kontaktflächen der Leiterplatte aufgebracht.at Another embodiment of the method according to the invention is the conductive adhesive by means of a dispenser on the designated contact surfaces of the Printed circuit board applied.
Noch andere Ausführungsformen der Erfindung sehen einen Leitkleber für das angesprochene Verfahren vor, der leitende Partikeln einschließt.Yet other embodiments of the invention see a conductive adhesive for the mentioned method which includes conductive particles.
In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist der Leitkleber silberhaltig nickelhaltig oder kohlenstoffhaltig.In Further embodiments of the invention, the conductive adhesive contains silver containing nickel or carbon.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, solche Kontaktflächen, die für eine Leitkleber-Verbindung mit elektrischen oder elektronischen Bauteilen vorgesehen sind, von einer sonst für Lötkontaktflächen gewünschten, passivierenden Beschichtung auszunehmen. Die mit den nicht passivierten Kontaktflächen erzielten Leitkleber-Verbindungen zeichnen sich durch verbesserte Verbindungseigenschaften aus im Vergleich mit Leitkleber-Verbindungen auf passivierten Kontaktflächen und zeigen eine deutlich verbesserte mechanischen und elektrischen Verbindung bei größerer Lebensdauer und Festigkeit.Of the particular advantage of the invention is such contact surfaces, the for one Conductive adhesive compound with electrical or electronic components are provided by a desired otherwise for solder pads, passivating coating exempt. The achieved with the non-passivated contact surfaces Conductive adhesive compounds are characterized by improved connection properties in comparison with conductive adhesive compounds on passivated contact surfaces and show a significantly improved mechanical and electrical connection with longer life and strength.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen genauer beschrieben, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt sind. Dabei zeigen:The The invention will be described in greater detail below on the basis of exemplary embodiments. those in the attached Drawing are shown. Showing:
In
Auf
einer Oberfläche
Vorzugsweise wird die Passivierungsschicht aus einem Material gebildet, das eine organische Säure und ein Lösungsmittel umfaßt. Nach dem Aufbringen des passivierenden Materials verdunstet das Lösungsmittel und auf der Leiterplatte zurückbleibende organische Salze bilden unter dem Einfluß der die Leiterplatte umgebenden Atmosphäre die gewünschte passivierende OxidschichtPreferably, the passivation layer is formed of a material comprising an organic acid and a solvent. After applying the passivating material, the solvent evaporates and remains on the circuit board de organic salts form the desired passivating oxide layer under the influence of the atmosphere surrounding the circuit board
Im
Gegensatz zu den Lötkontaktflächen
Solche
Verbindungen, wo elektrische bzw. elektronische Bauteile mittels
Leitkleber mit Kontaktflächen
Um
die Leiterplatte
Besonders
gute Ergebnisse lassen sich nach der Erfindung mit einem Leitkleber
erzielen, der leitende Partikeln einschließt, vorzugsweise Partikel aus
Kohlenstoff, aus Silber oder einem Silbersalz oder Nickel oder einem
Nickelsalz. Es empfiehlt es sich, einen pastösen oder zähflüssigen Leitkleber zu verwenden,
der durch ein Druckverfahren auf die gewünschten Stellen Leiterplatte
Zur
weiteren Veranschaulichung der Erfindung ist in
Die
Lötkontaktflächen
Der
rechte Teil der Leiterplatte
Die
beschriebenen Kontakflächen
- 1010
- starr-flexible Leiterplatterigid-flex circuit board
- 1212
-
starrer
Teil von (
10 )rigid part of (10 ) - 1414
- flexibler Bereich vonflexible Section
- 1616
-
Oberfläche von
(
12 )Surface of (12 ) - 1818
- Leiterbahnconductor path
- 2020
-
Lötkontaktfläche auf
(
16 )Solder contact surface on (16 ) - 2222
-
Oberfläche von
(
14 )Surface of (14 ) - 2424
-
Kontaktfläche auf
(
22 )Contact area on (22 ) - 3030
- flexible Leiterplatteflexible circuit board
- 3232
-
Oberfläche von
(
30 )Surface of (30 ) - 3434
- Leiterbahnconductor path
- 3636
-
Lötkontaktfläche auf
(
32 )Solder contact surface on (32 ) - 3838
-
Kontaktfläche auf
(
32 )Contact area on (32 )
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