DE102007004185A1 - Production of a solder connection between an optical element and a support element comprises arranging a solder in a joining region between the optical element and the support element and further processing - Google Patents

Production of a solder connection between an optical element and a support element comprises arranging a solder in a joining region between the optical element and the support element and further processing Download PDF

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Abstract

Production of a solder connection between an optical element (2) and a support element (3) comprises arranging a solder (10) in a joining region between the optical element and the support element, arranging a resistance element (5) in the joining region and producing an electrical current flow through the resistance element to form heat to melt the solder and to produce a solder connection between the optical element and the support element. Independent claims are also included for the following: (1) Optical component group with the optical element and support element; and (2) Assembly arrangement containing the above component group.

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNGSCOPE OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen wenigstens einem optischen Element und wenigstens einem Trägerelement. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine optische Baugruppe, umfassend wenigstens ein optisches Element und wenigstens ein Trägerelement, die durch eine in einem Fügebereich zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement angeordnete Verbindungsschicht miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsschicht ein am Trägerelement angeordnetes Lot aufweist.The The invention relates to a method for producing a solder joint between at least one optical element and at least one Carrying member. Furthermore, the invention relates to a optical assembly comprising at least one optical element and at least one support element passing through one in a joining region arranged between the optical element and the carrier element Connecting layer are interconnected, wherein the connecting layer has a solder arranged on the carrier element.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen Linsen und entsprechenden Fassungen bekannt.Out The prior art discloses various methods of production a connection between lenses and corresponding versions known.

Beispielsweise offenbart die EP 0 922 983 A1 eine optische Baugruppe, bestehend aus einem optischen Element aus transparentem Material und einer Fassung, zwischen denen eine Schicht aus einem Lot zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen den Elementen angeordnet ist.For example, the EP 0 922 983 A1 an optical assembly consisting of an optical element of transparent material and a socket, between which a layer of a solder for producing a positive connection between the elements is arranged.

Die EP 0 901 992 B1 schlägt ein Verfahren zum Verbinden eines optischen Elements mit einem Metallteil vor, bei dem auf das optische Element eine Haftschicht und eine lötfähige Diffusionssperre aufgebracht werden, das Metall mit einer Lotschicht versehen wird, das optische Element und das Metallteil aufeinander positioniert und gemeinsam auf eine Schmelztemperatur der Lotschicht gebracht werden.The EP 0 901 992 B1 proposes a method for bonding an optical element to a metal part, in which an adhesive layer and a solderable diffusion barrier are applied to the optical element, the metal is provided with a solder layer, the optical element and the metal part are positioned on each other and together to a melting temperature Lotschicht be brought.

Das Schmelzen des Lots erfolgt durch eine Erwärmung der Fassung auf einer Heizplatte bzw. durch Erwärmen der Baugruppe in einem Ofen. Als nachteilhaft bei den bekannten Verfahren erweist sich die Erhitzung des gesamten Bauteils bzw. ganzer Komponenten des optischen Systems. Daraus resultieren unerwünschte thermische Effekte, beispielsweise thermische Ausdehnung, die zu Ungenauigkeiten beim Zusammenfügen der Komponenten führen. Außerdem ist eine einfachere Handhabung der Bauteile beim Verbinden der Systemkomponenten wünschenswert.The Melting of the solder is done by heating the socket on a hot plate or by heating the assembly in an oven. As disadvantageous in the known method turns out the heating of the entire component or entire components of the optical system. This results in undesirable thermal Effects, such as thermal expansion, leading to inaccuracies when assembling the components. Furthermore is a simpler handling of the components when connecting the system components desirable.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung sowie eine optische Baugruppe bereitzustellen, wobei eine sichere und exakte Verbindung zwischen den Komponenten hergestellt werden kann.outgoing Of these, it is the object of the present invention to provide a method for producing a solder joint and an optical Assemble assembly, providing a secure and accurate connection can be made between the components.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Baugruppe nach Anspruch 12 und eine Montageanordnung nach Anspruch 20. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is achieved by a method according to claim 1, an assembly according to claim 12 and a mounting arrangement according to claim 20. Advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen wenigstens einem optischen Element und wenigstens einem Trägerelement umfasst die Schritte:

  • a) Anordnung eines Lots in einem Fügebereich zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement;
  • b) Anordnung wenigstens eines Widerstandselements im Fügebereich zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement; und
  • c) Erzeugung eines elektrischen Stromflusses durch das wenigstens eine Widerstandselement zur Erzeugung von Wärme zum Schmelzen des Lots und zur Herstellung der Lötverbindung zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement.
The method according to the invention for producing a solder joint between at least one optical element and at least one carrier element comprises the steps:
  • a) arrangement of a solder in a joining region between the optical element and the carrier element;
  • b) arrangement of at least one resistance element in the joining region between the optical element and the carrier element; and
  • c) generating an electrical current flow through the at least one resistive element for generating heat for melting the solder and for producing the solder joint between the optical element and the carrier element.

Die Befestigung eines optischen Elements, beispielsweise einer transparenten Linse oder eines Spiegels, an einem Trägerelement, insbesondere einer (Linsen-)Fassung, erfolgt erfindungsgemäß mittels Widerstandslöten. Das Widerstandselement wird in Form eines Widerstands bereitgestellt, der ausreichend Wärme erzeugt, um das Lot bei Stromfluss durch das Widerstandselement zum Schmelzen zu bringen. Insbesondere wird ein hochohmiger Widerstand bzw. ein Widerstand, der wenigstens bei einer bestimmten Temperatur hochohmig ist, verwendet. Dem Fachmann ist bekannt, welche Widerstände zum Zweck des Widerstandslötens in Frage kommen.The Fixing an optical element, for example a transparent Lens or a mirror, on a support element, in particular a (lens) version, according to the invention by means of Resistance soldering. The resistance element is in the form of a Provided resistance that generates sufficient heat, around the solder during current flow through the resistor element for melting bring to. In particular, a high resistance or a Resistance, the high impedance at least at a certain temperature is used. The person skilled in the art knows which resistors for Purpose of the resistance brazing in question.

Bei dem erfindungsgemäßen Widerstandslötverfahren kann dem Lot kontrolliert Wärme zugeführt werden, ohne dass sich die übrigen optischen Komponenten nennenswert erwärmen. Auf diese Weise werden unerwünschte Nebeneffekte, wie thermische Ausdehnung der optischen Komponenten und der Trägerkomponenten, weitgehend vermieden.at the resistance soldering method according to the invention heat can be supplied to the solder in a controlled manner, without the other optical components worth mentioning heat. This way, you become unwanted Side effects, such as thermal expansion of the optical components and the carrier components, largely avoided.

Insbesondere wird das Widerstandselement als eine mit dem optischen Element und/oder mit dem Trägerelement verbundene Widerstandsschicht im Fügebereich zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement angeordnet.Especially the resistive element is considered to be one with the optical element and / or Resistor layer connected to the carrier element in FIG Joining area between the optical element and the carrier element arranged.

Vorzugsweise wird das Widerstandselement als hochohmige Widerstandsschicht bereitgestellt.Preferably the resistive element is provided as a high resistance layer.

Insbesondere wird das Widerstandselement Wolfram und/oder Konstantan umfassen.Especially the resistive element will comprise tungsten and / or constantan.

In einer besonderen Ausführungsform fließt der Strom im Verfahrensschritt c) über ein mit dem optischen Element und/oder mit dem Trägerelement verbundenes elektrisch leitfähiges Element in das Widerstandselement und/oder vom Widerstandselement ab.In In a particular embodiment, the current flows in process step c) via a with the optical element and / or electrically conductive connected to the carrier element Element in the resistance element and / or the resistance element from.

Die Leitschicht kann beispielsweise Aluminium und/oder Kupfer umfassen. Zwischen der Leitschicht und dem optischen Element kann zusätzlich eine Haftschicht, beispielsweise aus Aluminium und/oder Titan, angeordnet sein. Die Leitschicht kann jedoch auch gleichzeitig als Haftschicht hergestellt werden bzw. wirken.The Conductive layer may comprise, for example, aluminum and / or copper. In addition, between the conductive layer and the optical element Adhesive layer, for example made of aluminum and / or titanium, arranged be. However, the conductive layer can also simultaneously as an adhesive layer be produced or act.

Insbesondere fließt der Strom im Verfahrensschritt c) wenigstens während des Lötvorgangs durch das Widerstandselement und das Trägerelement.Especially the current flows in step c) at least during the soldering process by the resistive element and the carrier element.

In einer speziellen Ausführungsform wird das Lot als Preform zwischen dem Trägerelement und dem Widerstandselement angeordnet, um sich während des Lötvorgangs durch Schmelzen mit der Kontur des Trägerelements im Fügebereich zu verbinden.In In a special embodiment, the solder is used as a preform arranged between the support element and the resistance element, to melt during the soldering process with the contour of the carrier element in the joining region connect to.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Lot vor Beginn des Verfahrensschritts c) zu einem Körper vorgeformt, der wenigstens teilweise eine zur Kontur des Trägerelements im Fügebereich komplementäre Kontur aufweist, so dass das Lot vor der Erwärmung in einer definierten Position am Trägerelement angeordnet werden kann. Dies bedeutet, dass das vorgeformte Lot an das Trägerelement angelegt werden kann ohne, beispielsweise seitlich, verschiebbar zu sein. Auf diese Weise kann das Lot vor dem Anschmelzen in eine gewünschte definierte Position gebracht werden. Eine gegenseitige Verschiebung der zu verbindenden Komponenten während des Lötvorgangs wird verhindert. Das Lot kann auch bereits als Beschichtung auf mindestens eines der beiden Bauteile aufgebracht werden. Die Lotschicht wird anschließend so nachbearbeitet, dass sich kein Lot im Bereich des mechanischen Kontaktes zwischen den beiden Bauteilen befindet.In In another embodiment, the solder is before beginning of process step c) is preformed into a body which at least partially to the contour of the support element has a complementary contour in the joint area, so that the solder before heating in a defined Position can be arranged on the support element. This means that the preformed solder to the support element can be created without, for example, laterally displaced to be. In this way, the solder before melting in a desired defined position can be brought. A mutual Displacement of the components to be connected during the Soldering is prevented. The lot already can applied as a coating on at least one of the two components become. The solder layer is then reworked, that no solder in the range of mechanical contact between located the two components.

Insbesondere fließt der Strom im Verfahrensschritt c) über einen am Widerstandselement angeordneten Anschluss in das Widerstandselement und/oder vom Widerstandselement ab. Ist das Widerstandselement beispielsweise als Widerstandsschicht ausgebildet, so kann ein Anschluss für die Stromzufuhr an einem seitlichen Rand der Schicht vorgesehen sein. Der Strom kann vom Widerstandselement durch das dem Trägerelement zugewandte Schichtsystem, das beispielsweise eine lötfähige Schicht, eine Oxidationsschutzschicht und das Lot aufweist, in das Trägerelement fließen, wobei der Stromkreis durch einen weiteren Anschluss am Trägerelement geschlossen wird.Especially the current flows over in process step c) a arranged on the resistance element terminal in the resistance element and / or from the resistance element. Is the resistance element, for example designed as a resistive layer, so can a connection for the power supply provided at a lateral edge of the layer be. The current can from the resistive element through the the support element facing layer system, for example, a solderable layer, an oxidation protection layer and the solder has, in the carrier element flow, with the circuit through another connection is closed on the support element.

Alternativ dazu kann der Strom im Verfahrensschritt c) über einen am Widerstandselement angeordneten Anschluss in das Widerstandselement und/oder aus dem Widerstandselement heraus fließen. Ein erster Anschluss kann an einem ersten Seitenbereich einer Widerstandsschicht angeordnet sein, während ein zweiter Anschluss zur Bildung eines geschlossenen Stromkreises an einem zweiten (vom ersten Seitenbereich entfernten) Seitenbereich der Widerstandsschicht angeordnet ist. So wird ein Stromfluss entlang der flächigen Ausdehnung der Widerstandsschicht zwischen den Anschlüssen erzeugt.alternative For this purpose, the stream in step c) via a arranged on the resistor element connection in the resistor element and / or flow out of the resistance element. A first connection may be disposed on a first side region of a resistive layer, while a second connection to form a closed Circuit on a second (away from the first side area) Side region of the resistance layer is arranged. This is how a current flows along the areal extent of the resistance layer generated between the terminals.

Vorzugsweise werden im Verfahrensschritt c) wenigstens zwei im Fügebereich zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement angeordnete Lötstellen, insbesondere mehrere Lötstellen, beheizt. Sie werden gleichzeitig beheizt, beispielsweise indem sie in Reihe geschaltet, durch wenigstens eine Leitungsschicht verbunden, und von Strom durchflossen werden. Der Aufbau einzelnen Lötstellen kann dem Aufbau einer Lötstelle wie oben beschrieben entsprechen.Preferably be in process step c) at least two in the joining area arranged between the optical element and the carrier element Soldering, in particular several solder joints, heated. They are heated at the same time, for example by placing them in series connected, connected by at least one line layer, and be traversed by electricity. The structure of individual solder joints may correspond to the structure of a solder joint as described above.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass die bisher erläuterten Ausführungsformen der Erfindung nicht nur dazu geeignet sind, eine Lötverbindung zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement herzustellen, sondern diese auch zu lösen. Dabei wird lediglich ein elektrischer Stromfluss durch das wenigstens eine Widerstandselement zur Erzeugung von Wärme zum Schmelzen des Lots erzeugt. Nachdem das Lot geschmolzen ist, lassen sich das optische Element und das Trägerelement voneinander trennen.At This point should be noted that the previously explained Embodiments of the invention are not only suitable are a solder joint between the optical element and the carrier element, but also these to solve. This is just an electrical current flow by the at least one resistance element for generating heat generated to melt the solder. After the solder has melted, let the optical element and the carrier element separate each other.

Die Erfindung wird auch gelöst durch eine optische Baugruppe, umfassend wenigstens ein optisches Element und wenigstens ein Trägerelement, die durch eine in einem Fügebereich zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement angeordnete Verbindungsschicht miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsschicht ein am Trägerelement angeordnetes Lot aufweist. Die Verbindungsschicht weist darüber hinaus ein Widerstandselement, insbesondere einen hochohmigen Widerstand, auf, wobei das Widerstandselement derart ausgebildet ist, dass bei der Erzeugung eines Stromflusses durch das Widerstandselement Wärme zum Schmelzen des Lots erzeugt werden kann.The Invention is also solved by an optical assembly, comprising at least one optical element and at least one carrier element which by a in a joining region between the optical Element and the carrier element arranged connection layer connected to each other, wherein the connection layer is an am Carrier element has arranged solder. The connection layer moreover has a resistance element, in particular a high-impedance resistor, on, wherein the resistor element is formed such that in the generation of a current flow through the resistance element generates heat to melt the solder can be.

Die genannten optischen Baugruppen werden beispielsweise in der Lithographie eingesetzt. Die Verbindung des optischen Elements und des Trägerelements kann insbesondere durch ein Verfahren wie oben beschrieben hergestellt werden. Umgekehrt können durch die Erzeugung eines Stromflusses durch das Widerstandselement das Lot aufgeschmolzen, d. h. die Lötverbindung gelöst, und die Komponenten voneinander getrennt werden.The optical assemblies mentioned are used for example in lithography. In particular, the connection of the optical element and the carrier element can be produced by a method as described above. Conversely, can be melted by the generation of a current flow through the resistive element, the solder, ie, the solder joint dissolved, and the Components are separated from each other.

Insbesondere ist das Widerstandselement als eine mit dem optischen Element und/oder mit dem Trägerelement verbundene Widerstandsschicht ausgebildet.Especially is the resistance element as one with the optical element and / or formed with the carrier element connected resistor layer.

Vorzugsweise umfasst das Widerstandselement Wolfram und/oder Konstantan.Preferably For example, the resistor element comprises tungsten and / or constantan.

Zwischen dem Widerstandselement und dem Lot kann eine lötfähige Schicht angeordnet sein. Dies kann insbesondere eine Diffusionssperrschicht, beispielsweise aus Nickel, sein.Between the resistive element and the solder can be soldered Layer can be arranged. This may in particular be a diffusion barrier layer, for example made of nickel.

Insbesondere kann zwischen dem Widerstandselement und dem Lot eine Oxidationsschutzschicht am Widerstandselement angeordnet sein.Especially An oxidation protection layer may be provided between the resistive element and the solder be arranged on the resistance element.

In einer besonderen Ausführungsform kann ein leitfähiges Element zum Durchfluss von elektrischem Strom über das leitfähige Element in das Widerstandselement und/oder aus dem Widerstandselement heraus am Widerstandselement angeordnet sein. Dies kann insbesondere eine leitfähige Schicht sein, die zwischen dem Widerstandselement und dem optischen Element angeordnet ist. Zwischen der Leitschicht, die beispielsweise aus Aluminium und/oder Kupfer besteht, und dem optischen Element kann ferner eine Haftschicht, beispielsweise aus Aluminium und/oder Titan, angeordnet sein.In In a particular embodiment, a conductive Element for flow of electric current over the conductive element in the resistor element and / or out be arranged out of the resistance element on the resistance element. This may in particular be a conductive layer which disposed between the resistive element and the optical element is. Between the conductive layer, for example made of aluminum and / or Copper, and the optical element may further comprise an adhesive layer, For example, be made of aluminum and / or titanium.

In einer weiteren Ausführungsform kann das Widerstandselement gegenüber dem optischen Element und/oder gegenüber dem Trägerelement mittels wenigstens eines Isolationselements elektrisch isoliert angeordnet sein. Widerstandsschicht grenzt an wenigstens eine Isolationsschicht an bzw. liegt zwischen zwei Isolationsschichten. So kann das Widerstandselement beidseitig, d. h. sowohl zum optischen Element als auch zum Trägerelement hin gerichtet, durch jeweils eine Isolatorschicht elektrisch isoliert sein. Der Strom kann in diesem Fall von einer Seite der Widerstandsschicht innerhalb der Schicht zu einer anderen Seite der Schicht fließen. Dabei wird die notwendige Wärme erzeugt, um das Lot zu schmelzen, ohne dass ein Stromfluss durch das optische Element und/oder die Fassung (und/oder das Lot) erzeugt wird.In In another embodiment, the resistive element opposite the optical element and / or opposite the carrier element by means of at least one insulating element be arranged electrically insulated. Resistive layer adjoins at least one insulation layer or lies between two insulation layers. Thus, the resistance element on both sides, d. H. both to the optical Element as well as the support element directed through each one insulator layer to be electrically isolated. The current can in this case from one side of the resistance layer within the layer to another side of the layer flow. The necessary heat is generated to melt the solder, without a current flow through the optical element and / or the Version (and / or the solder) is generated.

Insbesondere können entlang des Fügebereichs zwischen dem optischen Element und dem Trägerelement wenigstens zwei oder mehrere Lötstellen vorgesehen sein, die gleichzeitig beheizt werden können.Especially can along the joining area between the optical Element and the support element at least two or more Provided solder joints, which are heated simultaneously can.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Montageanordnung, umfassend eine Baugruppe wie oben beschrieben, wenigstens eine Stromquelle, wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss an der Baugruppe zur Erzeugung eines Stromflusses wenigstens durch das Widerstandselement zur Erzeugung von Wärme zum Schmelzen des Lots.The The object is also achieved by a mounting arrangement comprising an assembly as described above, at least one power source, at least a first port and a second port the module for generating a current flow at least by the resistance element for generating heat for melting of the lot.

Die Stromquelle kann über den ersten Anschluss mit einem leitfähigen Element verbunden sein.The Power source can be over the first connection with a conductive Be connected element.

Die Stromquelle kann über den zweiten Anschluss mit dem Trägerelement verbunden sein.The Power source can be connected to the carrier element via the second connection be connected.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Stromquelle über den ersten Anschluss und/oder über den zweiten Anschluss mit dem Widerstandselement verbunden sein. DieIn In another embodiment, the power source via the first port and / or the second port be connected to the resistance element. The

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung spezieller Ausführungsformen anhand der Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of specific embodiments with reference to the figures. It demonstrate:

1 eine erste Ausführungsform der Erfindung; 1 a first embodiment of the invention;

2 eine zweite Ausführungsform der Erfindung; 2 a second embodiment of the invention;

3 eine dritte Ausführungsform der Erfindung; und 3 a third embodiment of the invention; and

4 eine vierte Ausführungsform der Erfindung. 4 A fourth embodiment of the invention.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS TO EXECUTE THE INVENTION

Die 1 zeigt eine Ausführungsform einer optischen Baugruppe bzw. Montageanordnung 1 gemäß der Erfindung. Die Baugruppe 1 umfasst eine Linse 2 und eine Fassung 3. Die zwischen der Linse 2 und der Fassung 3 angeordneten Schichten bzw. Materialien bilden nach Beendigung des Lötvorgangs eine Verbindungsschicht 4 zur Verbindung der Linse 2 mit der Fassung 3.The 1 shows an embodiment of an optical assembly or mounting arrangement 1 according to the invention. The assembly 1 includes a lens 2 and a version 3 , The between the lens 2 and the version 3 arranged layers or materials form after the soldering process, a bonding layer 4 for connecting the lens 2 with the version 3 ,

Auf dem zu verbindenden optischen Element 2 werden eine Haftschicht 6 eine Leitschicht 7 (beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer) und eine hochohmige Widerstandsschicht 5 aufgebracht. Je nach Substratmaterial eignen sich für die Haftschicht 6 verschiedene Materialien, wie z. B. Aluminium oder Titan. Die Leitschicht 7 besteht aus einem gut leitfähigen Material. Sie wird für den Lötvorgang mit einer Spannungsquelle 11 verbunden. Die Leitschicht 7 kann gleichzeitig als Haftschicht 6 wirken und unmittelbar am optischen Element 2 angeordnet sein. An die lötfähige Schicht 8 schließt sich eine Oxidationsschutzschicht 9 (beispielsweise aus Gold) an.On the optical element to be connected 2 become an adhesive layer 6 a conductive layer 7 (For example, aluminum or copper) and a high-resistance layer 5 applied. Depending on the substrate material are suitable for the adhesive layer 6 various materials, such. As aluminum or titanium. The conductive layer 7 consists of a good conductive material. It is used for soldering with a voltage source 11 connected. The conductive layer 7 can simultaneously as an adhesive layer 6 act and directly on the optical element 2 be arranged. To the solderable layer 8th closes an oxidation protection layer 9 (for example, gold).

Die Widerstandsschicht 5, die beispielsweise aus Wolfram oder Konstantan gebildet ist, ist zwischen der Leitschicht 7 und einer lötfähigen Schicht 8 (beispielsweise aus Nickel) angeordnet. Die Widerstandsschicht 5 muss einen ausreichend hohen elektrischen Widerstand aufweisen, so dass genügend elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird, um das Lot 10 zu schmelzen.The resistance layer 5 formed of, for example, tungsten or constantan, is between the conductive layer 7 and a solderable layer 8th (For example, nickel) arranged. The resistance layer 5 must have a sufficiently high electrical resistance so that enough electrical energy is converted to heat to the solder 10 to melt.

Auch die Fassung 3 wird in der Regel mit einer lötfähigen Schicht und mit einer Oxidationsschutzschicht versehen (nicht dargestellt).Also the version 3 is usually provided with a solderable layer and with an oxidation protection layer (not shown).

Vor Beginn des Lötvorgangs wird das Lot 10 als Preform zwischen die Oxidationsschutzschicht 9 und die Fassung 3 gebracht. Während des Lötvorgangs fließt der Strom von der Leiterschicht 7 durch die hochohmige Heizschicht 5 über die lötfähige Schicht 8 und die Oxidationsschutzschicht 9 durch das Lotpreform 10 in die Fassung 3. Die dabei an der hochohmigen Heizschicht 5 entstehende Wärme bringt das Lot 10 zum Schmelzen. Sobald der Lötvorgang beendet ist, wird der Strom abgeschaltet. Das Lot 10 kühlt ab und erzeugt eine sichere Verbindung zwischen der Linse 2 und der Fassung 3.Before the start of the soldering process, the solder is 10 as a preform between the oxidation protection layer 9 and the version 3 brought. During the soldering process, the current flows from the conductor layer 7 through the high-resistance heating layer 5 over the solderable layer 8th and the oxidation protection layer 9 through the Lotpreform 10 in the version 3 , The case of the high-resistance heating layer 5 resulting heat brings the solder 10 to melt. Once the soldering process is completed, the power is turned off. The lot 10 cools down and creates a secure connection between the lens 2 and the version 3 ,

Zum Lösen der Linse 2 von der Fassung 3 kann der Prozess umgekehrt angewendet werden, d. h. die gelötete Verbindung 4 wird von Strom durchflossen. An der Heizschicht 5 entsteht dabei Wärme, so dass das Lot 10 geschmolzen wird und die Linse 2 ausgebaut werden kann.To release the lens 2 from the version 3 the process can be reversed, ie the soldered connection 4 is traversed by electricity. At the heating layer 5 heat is generated, so that the solder 10 is melted and the lens 2 can be expanded.

Die einzelnen Schichten werden mit bekannten Beschichtungsverfahren wie Bedampfen, Galvanisieren, Sputtern, etc. aufgebracht. Beispielsweise kann die Widerstandsschicht 5 mittels einer Dünnschichttechnologie aufgebracht werden.The individual layers are applied by known coating methods such as vapor deposition, electroplating, sputtering, etc. For example, the resistance layer 5 be applied by means of a thin-film technology.

Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bzw. Funktionsschichten kennzeichnen.The 2 shows a further embodiment of the invention, wherein like reference numerals designate like components or functional layers.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß der 1 wird hier jedoch das Lot 10' in einem ersten Arbeitsgang auf die Fassung 3 aufgebracht und anschließend soweit abgearbeitet, dass ein der Fassung 3 zugewandter Vorsprung 12 mittig über das Lot 10' übersteht. Das optische Element 2 (im Beispiels versehen mit den Funktionsschichten 6, 7, 5, 8 und 9) kann auf den Vorsprung 12 aufgelegt und justiert werden. Beim Einschalten des Stroms und während des Lötvorgangs verschiebt sich die Linse 2 nicht, da über den Vorsprung 12 ein direkter Kontakt zwischen der Fassung 3 und zumindest den Funktionsschichten 9, 8, 5 und 7 hergestellt ist.In contrast to the embodiment according to the 1 but here is the lot 10 ' in a first step on the version 3 applied and then processed so far that one of the version 3 facing projection 12 centered on the lot 10 ' survives. The optical element 2 (in the example provided with the functional layers 6 . 7 . 5 . 8th and 9 ) can on the tab 12 be placed and adjusted. When the power is turned on and during the soldering process, the lens shifts 2 not because of the lead 12 a direct contact between the version 3 and at least the functional layers 9 . 8th . 5 and 7 is made.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in der 3 dargestellt.Another embodiment of the invention is in 3 shown.

Die Baugruppe bzw. Montageanordnung 1 weist eine Linse 2 auf, die im Fügebereich F mit einer Haftschicht 6 (beispielsweise aus Aluminium, Titan oder Chrom), einer ersten Isolatorschicht 13a, einer Widerstandsschicht 5, einer zweiten Isolatorschicht 13b, einer Oxidationsschutzschicht 9 und Lotmaterial 10 verbunden ist.The assembly or mounting arrangement 1 has a lens 2 on, in the joint area F with an adhesive layer 6 (For example, aluminum, titanium or chromium), a first insulator layer 13a , a resistance layer 5 , a second insulator layer 13b , an oxidation protection layer 9 and solder material 10 connected is.

Der Stromkreis 14 mit der Stromquelle 11 ist derart an das Schichtsystem 4 angeschlossen, dass der Strom nur innerhalb der Widerstandsschicht 5 fließt, nicht jedoch über die Fassung 3. Bei dieser Ausführungsform können auch mehrere Lötstellen in Reihe mittels einer leitfähigen Schicht verbunden werden.The circuit 14 with the power source 11 is so to the layer system 4 connected that current only within the resistance layer 5 flows, but not over the socket 3 , In this embodiment, a plurality of solder joints in series can be connected by means of a conductive layer.

Dies wird anhand der in der 4 dargestellten Ausführungsform verdeutlicht.This is based on in the 4 illustrated embodiment illustrated.

In einer Draufsicht auf die Fassung 3 sind beispielhaft die Lötstellen 10a, 10b, 10c und 10d, durch Leitschichten 15 mit benachbarten Lötstellen verbunden.In a plan view of the version 3 are exemplary solder joints 10a . 10b . 10c and 10d , through conductive layers 15 connected to adjacent solder joints.

Die rechts dargestellte Schnittansicht A-A zeigt zwei Lötstellen mit jeweils einer Lotschicht 10, einer darunter liegenden Oxidationsschutzschicht 9, und zwei Isolationsschichten 13, zwischen denen die Widerstandsschicht 5 angeordnet ist. Unterhalb der unteren der beiden Isolationsschichten 13 ist eine Haftschicht 6 vorgesehen. Die elektrisch leitfähige Schicht 15 ist derart angeordnet, dass Strom über die elektrisch leitfähige Schicht 15 zur Widerstandsschicht 5, durch diese hindurch zum nächsten Teil der elektrischen leitfähigen Schicht 15, über diese zur nächsten Widerstandsschicht 5, durch diese hindurch wieder in die elektrisch leitfähige Schicht 15, usw. fließt.The sectional view AA shown on the right shows two solder joints, each with a solder layer 10 , an underlying oxidation protection layer 9 , and two insulation layers 13 between which the resistance layer 5 is arranged. Below the lower of the two insulation layers 13 is an adhesive layer 6 intended. The electrically conductive layer 15 is arranged such that current over the electrically conductive layer 15 to the resistance layer 5 through this to the next part of the electrically conductive layer 15 , about this to the next resistance layer 5 , through this back into the electrically conductive layer 15 , etc. flows.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - EP 0922983 A1 [0003] - EP 0922983 A1 [0003]
  • - EP 0901992 B1 [0004] EP 0901992 B1 [0004]

Claims (23)

Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen wenigstens einem optischen Element (2) und wenigstens einem Trägerelement (3), umfassend die Schritte: a) Anordnung eines Lots (10, 10') in einem Fügebereich (F) zwischen dem optischen Element (2) und dem Trägerelement (3); b) Anordnung wenigstens eines Widerstandselements (5) im Fügebereich (F) zwischen dem optischen Element (2) und dem Trägerelement (3); und c) Erzeugung eines elektrischen Stromflusses durch das wenigstens eine Widerstandselement (5) zur Erzeugung von Wärme zum Schmelzen des Lots (10, 10') und zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen dem optischen Element (2) und dem Trägerelement (3).Method for producing a solder joint between at least one optical element ( 2 ) and at least one carrier element ( 3 ), comprising the steps of: a) arranging a lot ( 10 . 10 ' ) in a joining region (F) between the optical element (F) 2 ) and the carrier element ( 3 ); b) arrangement of at least one resistance element ( 5 ) in the joining region (F) between the optical element ( 2 ) and the carrier element ( 3 ); and c) generating an electrical current flow through the at least one resistance element ( 5 ) for generating heat for melting the solder ( 10 . 10 ' ) and for producing a solder joint between the optical element ( 2 ) and the carrier element ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (5) als eine mit dem optischen Element (2) und/oder mit dem Trägerelement (3) verbundene Widerstandsschicht im Fügebereich (F) zwischen dem optischen Element (2) und dem Trägerelement (3) angeordnet wird.Method according to claim 1, characterized in that the resistance element ( 5 ) as one with the optical element ( 2 ) and / or with the carrier element ( 3 ) connected resistance layer in the joining region (F) between the optical element ( 2 ) and the carrier element ( 3 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (5) als hochohmige Widerstandsschicht bereitgestellt wird.Method according to claim 2, characterized in that the resistance element ( 5 ) is provided as a high resistance layer. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (5) Wolfram und/oder Konstantan umfasst.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the resistance element ( 5 ) Comprises tungsten and / or constantan. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom im Verfahrensschritt c) über ein mit dem optischen Element (2) und/oder mit dem Trägerelement (3) verbundenes elektrisch leitfähiges Element (7) in das Widerstandselement (5) und/oder vom Widerstandselement (5) abfließt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current in step c) via a with the optical element ( 2 ) and / or with the carrier element ( 3 ) connected electrically conductive element ( 7 ) into the resistance element ( 5 ) and / or the resistance element ( 5 ) drains off. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Element (7) als Leitschicht ausgebildet ist, die insbesondere Aluminium und/oder Kupfer umfasst.Method according to claim 5, characterized in that the electrically conductive element ( 7 ) is formed as a conductive layer, which in particular comprises aluminum and / or copper. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Strom im Verfahrensschritt c) wenigstens während des Lötvorgangs durch das Widerstandselement (5) und das Trägerelement (3) fließt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical current in step c) at least during the soldering process by the resistive element ( 5 ) and the carrier element ( 3 ) flows. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot (10) als Preform zwischen dem Trägerelement (3) und dem Widerstandselement (5) angeordnet wird, um sich während des Lötvorgangs durch Schmelzen mit der Kontur des Trägerelements (3) im Fügebereich (F) zu verbinden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solder ( 10 ) as a preform between the carrier element ( 3 ) and the resistance element ( 5 ) is arranged in order during the soldering process by melting with the contour of the support element ( 3 ) in the joint area (F). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot (10') vor der Durchführung des Verfahrensschritts c) zu einem Körper vorgeformt wird, der wenigstens teilweise eine zur Kontur des Trägerelements (3) im Fügebereich (F) komplementäre Kontur aufweist, so dass das Lot (10') vor der Erwärmung in einer definierten Position am Trägerelement (3) angeordnet werden kann.Method according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the solder ( 10 ' ) is preformed prior to carrying out the method step c) into a body which at least partially extends to the contour of the carrier element ( 3 ) in the joining region (F) complementary contour, so that the solder ( 10 ' ) before heating in a defined position on the carrier element ( 3 ) can be arranged. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom im Verfahrensschritt c) über einen am Widerstandselement (5) angeordneten Anschluss in das Widerstandselement (5) und/oder aus dem Widerstandselement (5) heraus fließt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the current in the method step c) via a resistor element ( 5 ) arranged in the resistor element ( 5 ) and / or from the resistance element ( 5 ) flows out. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt c) wenigstens zwei im Fügebereich (F) zwischen dem optischen Element (2) und dem Trägerelement (3) angeordnete Lötstellen (10a, 10b, 10c, 10d), insbesondere mehrere Lötstellen, gleichzeitig beheizt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in method step c) at least two in the joining region (F) between the optical element ( 2 ) and the carrier element ( 3 ) arranged solder joints ( 10a . 10b . 10c . 10d ), in particular a plurality of solder joints, are heated simultaneously. Optische Baugruppe (1), umfassend wenigstens ein optisches Element (2) und wenigstens ein Trägerelement (3), die durch eine in einem Fügebereich (F) zwischen dem optischen Element (2) und dem Trägerelement (3) angeordnete Verbindungsschicht (4) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsschicht (4) ein am Trägerelement angeordnetes Lot (10, 10'), und ein Widerstandselement (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (5) derart ausgebildet ist, dass bei der Erzeugung eines Stromflusses durch das Widerstandselement (5) Wärme zum Schmelzen des Lots (10, 10') erzeugt werden kann.Optical assembly ( 1 ) comprising at least one optical element ( 2 ) and at least one support element ( 3 ) which is defined by a in a joining region (F) between the optical element ( 2 ) and the carrier element ( 3 ) connection layer ( 4 ), wherein the connection layer ( 4 ) a solder arranged on the carrier element ( 10 . 10 ' ), and a resistive element ( 5 ), characterized in that the resistance element ( 5 ) is designed such that in the generation of a current flow through the resistive element ( 5 ) Heat to melt the solder ( 10 . 10 ' ) can be generated. Optische Baugruppe (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (5) als eine mit dem optischen Element (2) und/oder mit dem Trägerelement (3) verbundene Widerstandsschicht ausgebildet ist.Optical assembly ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the resistance element ( 5 ) as one with the optical element ( 2 ) and / or with the carrier element ( 3 ) connected resistive layer is formed. Optische Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (5) Wolfram und/oder Konstantan umfasst.Optical assembly ( 1 ) according to one of claims 12 or 13, characterized in that the resistance element ( 5 ) Comprises tungsten and / or constantan. Optische Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 143, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Widerstandselement (5) und dem Lot (10, 10') eine lötfähige Schicht (8) angeordnet ist.Optical assembly ( 1 ) according to one of claims 12 to 143, characterized in that between the resistance element ( 5 ) and the lot ( 10 . 10 ' ) a solderable layer ( 8th ) is arranged. Optische Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Widerstandselement (5) und dem Lot (10, 10') eine Oxidationsschutzschicht angeordnet ist.Optical assembly ( 1 ) according to one of claims 12 to 15, characterized in that between the resistance element ( 5 ) and the lot ( 10 . 10 ' ) an oxidation protection layer is arranged. Optische Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein leitfähiges Element (7) zum Durchfluss von elektrischem Strom über das leitfähige Element (7) in das Widerstandselement (5) und/oder aus dem Widerstandselement (5) am Widerstandselement (5) angeordnet ist.Optical assembly ( 1 ) according to one of claims 12 to 16, characterized in that a conductive element ( 7 ) for the flow of electric current through the conductive element ( 7 ) into the resistance element ( 5 ) and / or from the resistance element ( 5 ) on the resistance element ( 5 ) is arranged. Optische Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandselement (5) gegenüber dem optischen Element (2) und/oder gegenüber dem Trägerelement (3) mittels wenigstens eines Isolationselements (13a, 13b) elektrisch isoliert angeordnet ist.Optical assembly ( 1 ) according to one of claims 12 to 16, characterized in that the resistance element ( 5 ) relative to the optical element ( 2 ) and / or with respect to the carrier element ( 3 ) by means of at least one insulation element ( 13a . 13b ) is arranged electrically isolated. Optische Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Fügebereichs (F) zwischen dem optischen Element (2) und dem Trägerelement (3) wenigstens zwei, insbesondere mehrere Lötstellen (10a, 10b, 10c, 10d), zum gleichzeitigen Beheizen der Lötstellen (10a, 10b, 10c, 10d) miteinander elektrisch verbunden sind.Optical assembly ( 1 ) according to one of claims 12 to 18, characterized in that along the joining region (F) between the optical element ( 2 ) and the carrier element ( 3 ) at least two, in particular a plurality of solder joints ( 10a . 10b . 10c . 10d ), for simultaneous heating of the solder joints ( 10a . 10b . 10c . 10d ) are electrically connected to each other. Montageanordnung, umfassend eine Baugruppe (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wenigstens eine Stromquelle (11), wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss an der optischen Baugruppe (1) zur Erzeugung eines Stromflusses wenigstens durch das Widerstandselement (5) zur Erzeugung von Wärme zum Schmelzen des Lots (10, 10').Mounting arrangement comprising an assembly ( 1 ) according to one of claims 12 to 19, at least one current source ( 11 ), at least a first terminal and a second terminal on the optical assembly ( 1 ) for generating a current flow at least through the resistive element ( 5 ) for generating heat for melting the solder ( 10 . 10 ' ). Montageanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (11) über den ersten Anschluss mit einem leitfähigen Element (7) verbunden ist.Mounting arrangement according to claim 20, characterized in that the power source ( 11 ) via the first connection with a conductive element ( 7 ) connected is. Montageanordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (11) über den zweiten Anschluss mit dem Trägerelement verbunden ist.Mounting arrangement according to claim 20 or 21, characterized in that the power source ( 11 ) is connected via the second connection with the carrier element. Montageanordnung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (11) über den ersten Anschluss und/oder über den zweiten Anschluss mit dem Widerstandselement (5) verbunden ist.Mounting arrangement according to one of claims 20 or 21, characterized in that the power source ( 11 ) via the first connection and / or via the second connection with the resistance element ( 5 ) connected is.
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