DE102010062788A1 - Method for manufacturing electronic device for e.g. motor controller, in door of vehicle, involves fixing and hotly applying films on carrier by application of vacuum and fixed to electronics component by scrubbing at carrier - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung elektronischer Baugruppen, umfassend einen Träger mit darauf aufgebrachten Leiterbahnen und mindestens einem elektronischen Bauteil, das mit mindestens einer Leiterbahn elektrisch leitend verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin geht die Erfindung aus von einer elektronischen Baugruppe, die durch das Verfahren hergestellt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention is based on a method for producing electronic assemblies, comprising a carrier having thereon printed conductors and at least one electronic component, which is electrically conductively connected to at least one conductor, according to the preamble of
Zur Herstellung von elektronischen Baugruppen werden üblicherweise elektronische Bauteile mit einem Träger, auf den Leiterbahnen aufgedruckt sind, verbunden und elektrisch mit den Leiterbahnen kontaktiert. Als Träger kommen in Abhängigkeit vom geplanten Einsatzzweck sowohl starre Träger als auch flexible Träger in Betracht. Insbesondere bei flexiblen Trägern wird üblicherweise zunächst der Träger in die gewünschte Form gebracht und anschließend das elektronische Bauteil mit dem Träger verbunden. Die Befestigung der Bauteile erfolgt dabei im Allgemeinen durch Verlöten mit dem Träger. Insbesondere bei Baugruppen, die der Umgebung ausgesetzt sind, ist es notwendig, die einzelnen Bauteile und gegebenenfalls auch die Leiterbahnen auf dem Träger gegen die Umgebung abzudichten. Hierzu ist es zum Beispiel bekannt, die Baugruppen nach dem Montieren der Bauteile mit einem Schutzlack zu überziehen. Nachteil von Schutzlacken, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind und eingesetzt werden, ist jedoch, dass die Lackschicht insbesondere beim Biegen und/oder Verwinden einer elektronischen Baugruppe mit einem flexiblen Träger reißen kann und hierdurch die Dichtheit gegenüber Einflüssen der Umgebung nicht mehr gegeben ist.For the production of electronic components usually electronic components with a carrier, printed on the conductor tracks, are connected and electrically contacted with the conductor tracks. Depending on the intended use, rigid carriers as well as flexible carriers may be considered as carriers. In particular, in the case of flexible carriers, the carrier is usually first brought into the desired shape and then the electronic component is connected to the carrier. The attachment of the components is generally carried out by soldering to the carrier. In particular, in assemblies that are exposed to the environment, it is necessary to seal the individual components and possibly also the tracks on the carrier against the environment. For this purpose, it is known, for example, to coat the assemblies after mounting the components with a protective varnish. Disadvantage of protective coatings, as they are known and used in the prior art, however, is that the lacquer layer can break especially when bending and / or twisting an electronic assembly with a flexible support and thus the tightness against environmental influences no longer exist is.
Ein Kunststoffformteil und eine flexible Folie mit einer geschützten Leiterbahn ist aus
Eine gegenüber der Umgebung abgedichtete elektronische Baugruppe ist in
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung elektronischer Baugruppen, umfassend einen Träger mit darauf aufgebrachten Leiterbahnen und mindestens einem elektronischen Bauteil, das mit mindestens einer Leiterbahn elektrisch leitend verbunden ist, umfasst folgende Schritte:
- (a) Verbinden des mindestens einen elektronischen Bauteils mit dem Träger und Herstellen eines Kontaktes des elektronischen Bauteils mit mindestens einer Leiterbahn,
- (b) Aufbringen einer Klebstoffschicht auf den Träger mit dem mindestens einen Bauteil und Auflaminieren einer Folie auf den Träger mit dem mindestens einen Bauteil, oder Aufbringen einer Klebstoffschicht auf eine Folie und auflaminieren der Folie auf den Träger,
- (a) connecting the at least one electronic component to the carrier and establishing a contact of the electronic component with at least one conductor track,
- (b) applying an adhesive layer to the carrier with the at least one component and laminating a film to the carrier with the at least one component, or applying an adhesive layer to a film and laminating the film to the carrier,
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Fügeprozess von Bauteilen auf dem Träger vereinfacht. Insbesondere ist es nicht erforderlich, die Kontakte des elektronischen Bauteils zu biegen.The method according to the invention simplifies the joining process of components on the carrier. In particular, it is not necessary to bend the contacts of the electronic component.
Durch das Auflaminieren der Folie ist es möglich, die elektronische Baugruppe mediendicht zu umschließen. Dadurch ist es möglich, auf nachgelagerte aufwändige Prozesse zur Realisierung der Dichtheit gegenüber Umgebungsmedien zu verzichten.By laminating the film, it is possible to enclose the electronic module media-tight. This makes it possible to dispense with downstream complex processes for the realization of tightness against ambient media.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und des mit dem Verfahren hergestellten Bauteils ist, dass ein zusätzliches Verpacken nicht notwendig ist, woraus geringere Materialanforderungen resultieren. Eine Verpackung der Baugruppe ist insbesondere daher nicht notwendig, da durch das Auflaminieren der Folie ein mediendichter Verbund erzielt wird.A further advantage of the method according to the invention and of the component produced by the method is that additional packaging is not necessary, resulting in lower material requirements. A packaging of the assembly is therefore not necessary, in particular, since the media is laminated by the lamination of the film.
Durch das Tiefziehen und anschließende Pressen und/oder Anlegen eines Vakuums beziehungsweise durch das Aufschrumpfen wird vermieden, dass die auf dem Träger montierten elektronischen Bauteile verschoben oder beschädigt werden. Eine Beschädigung wird insbesondere dadurch vermieden, dass zum Pressen keine Walzen eingesetzt werden sondern ein für Tiefziehprozesse übliches Presswerkzeug. By deep drawing and subsequent pressing and / or applying a vacuum or by shrinking it is avoided that the mounted on the support electronic components are moved or damaged. Damage is avoided in particular by the fact that no rolls are used for pressing but a usual for deep drawing process pressing tool.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für elektronische Baugruppen, bei denen der Träger eine flexible Folie mit darauf aufgebrachten Leiterbahnen ist. Hierdurch lassen sich flexible elektronische Baugruppen erzeugen, die während der Montage gebogen werden können, um diese an eine vorgegebene Oberflächenstruktur anzupassen.The method according to the invention is particularly suitable for electronic assemblies in which the carrier is a flexible film with printed conductors applied thereon. As a result, flexible electronic assemblies can be produced, which can be bent during assembly in order to adapt them to a given surface structure.
Dadurch, dass die Folie durch ein Tiefziehverfahren mit anschließender Fixierung in einer Presse, durch Anlegen eines Vakuums oder durch Aufschrumpfen auflaminiert wird, ist es möglich die elektronischen Bauteile mit dem Träger durch Reibschweißen oder Löten zu verbinden. Besonders bevorzugt ist es, die elektronischen Bauteile auf dem Träger durch Reibschweißen zu montieren. Durch das Aufbringen der Folie durch ein Tiefziehverfahren wird beim Fixieren und Auflaminieren keine Scherkraft auf die Bauteile ausgeübt, so dass diese ihre Position beim Auflaminieren der Folie nicht verändern. Durch die Montage der elektronischen Bauteile auf den Träger durch Löten oder Reibschweißen ist eine größere Flexibilität beim Bestücken des Trägers möglich. Zudem lässt sich hierdurch der Herstellungsprozess vereinfachen.Characterized in that the film is laminated by a deep-drawing process with subsequent fixation in a press, by applying a vacuum or by shrinking, it is possible to connect the electronic components with the carrier by friction welding or soldering. It is particularly preferred to mount the electronic components on the carrier by friction welding. By applying the film by a deep-drawing process, no shearing force is exerted on the components during fixing and laminating, so that they do not change their position when the film is laminated on. By mounting the electronic components on the carrier by soldering or friction welding a greater flexibility when loading the carrier is possible. In addition, this can simplify the manufacturing process.
Um eine vollkommen mediendichte Verbindung zu erzielen, ist es weiterhin bevorzugt, wenn auf die Vorderseite und auf die Rückseite des Trägers mit den auf den Träger aufgebrachten elektronischen Bauteilen eine Folie auflaminiert wird. Hierdurch wird vermieden, dass zum Beispiel Feuchtigkeit von der Rückseite durch den Träger, beispielsweise durch Durchkontaktierungen, durchtreten kann und so die elektronischen Bauteile auf dem Träger, die von der Oberseite mit der darauf auflaminierten Folie abgedeckt sind, schädigen kann.In order to achieve a completely media-tight connection, it is furthermore preferred if a film is laminated to the front and the back of the carrier with the electronic components applied to the carrier. This avoids that, for example, moisture from the back through the carrier, for example, through vias, can pass through and so can damage the electronic components on the support, which are covered by the top with the laminated thereon foil.
Zur Befestigung der Folie auf dem Träger mit den darauf aufgebrachten elektronischen Bauteilen kann ein handelsüblicher Klebstoff, der elektrisch nicht leitend ist, eingesetzt werden. Geeignete Klebstoffe, die verwendet werden können, sind zum Beispiel Klebstoffe auf Polyacrylatharzbasis.For attachment of the film on the support with the electronic components applied thereto, a commercially available adhesive that is not electrically conductive can be used. Suitable adhesives which may be used are, for example, polyacrylate resin based adhesives.
Die Klebstoffe können sowohl als Einkomponentenklebstoffe als auch als Zweikomponentenklebstoffe vorliegen. Wenn Zweikomponentenklebstoffe eingesetzt werden, so werden üblicherweise zunächst die Komponenten des Klebstoffs miteinander vermischt und anschließend der Klebstoff auf den Träger mit den darauf befestigten Bauteilen aufgetragen. Alternativ und bevorzugt ist es jedoch, den Klebstoff auf die Folie aufzubringen.The adhesives can be present both as one-component adhesives and as two-component adhesives. When two-component adhesives are used, usually the components of the adhesive are first mixed together and then the adhesive is applied to the carrier with the components mounted thereon. Alternatively and preferably, however, it is necessary to apply the adhesive to the film.
Um die Folie, die auf den Träger mit den darauf montierten Bauteilen aufgebracht wird, durch ein Tiefziehverfahren auflaminieren zu können, ist es erforderlich, ein tiefziehfähiges Material für die Folie einzusetzen. Geeignete Materialien für die Folie sind zum Beispiel thermoplastische Kunststoffe. Wenn ein thermoplastischer Kunststoff für die Folie eingesetzt wird, so sind insbesondere Polyolefine, beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, Polyamide, beispielsweise PA6, PA6.6, PA6.11, thermoplastische Polyurethane, Polyester wie Polyethylenterphthalat, Polybutylenterephthalat, Polycarboante, Polyoxymethylen, Polyether oder Polymere mit Vinylgruppen, beispielsweise Polyvinylchlorid, oder Polystyrol geeignet.In order to laminate the film, which is applied to the support with the components mounted thereon, by means of a deep drawing process, it is necessary to use a thermoformable material for the film. Suitable materials for the film are, for example, thermoplastics. If a thermoplastic material is used for the film, in particular polyolefins, for example polyethylene or polypropylene, polyamides, for example PA6, PA6.6, PA6.11, thermoplastic polyurethanes, polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polycarboante, polyoxymethylene, polyether or polymers with Vinyl groups, such as polyvinyl chloride, or polystyrene suitable.
Elektronische Bauteile, die auf den Träger montiert werden sind beliebige Bauteile, die oberflächenmontierbar sind (so genannte SMDs). Üblicherweise aufgebrachte Bauteile sind zum Beispiel Widerstände, Transistoren, integrierte Schaltkreise (IC), Kondensatoren oder Dioden.Electronic components that are mounted on the carrier are any components that are surface mountable (so-called SMDs). Commonly applied components are, for example, resistors, transistors, integrated circuits (IC), capacitors or diodes.
Als Material für den Träger, auf den die elektronischen Bauteile aufgebracht werden, kann jedes beliebige geeignete Material für Träger, beispielsweise Material zur Herstellung von Leiterplatten, eingesetzt werden. Geeignete Materialien sind zum Beispiel Kunststoffe, sowohl thermoplastische als auch duroplastische Kunststoffe, die gegebenenfalls faserverstärkt sein können. Die Kunststoffe können sowohl starr als auch flexibel sein, wobei flexible Kunststoffe für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt sind.As the material for the carrier to which the electronic components are applied, any suitable material for carriers, for example, material for the production of printed circuit boards, can be used. Suitable materials are, for example, plastics, both thermoplastic and thermosetting plastics, which may optionally be fiber-reinforced. The plastics may be both rigid and flexible, with flexible plastics being preferred for the process according to the invention.
Eine erfindungsgemäße elektronische Baugruppe ist herstellbar nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren und umfasst einen Träger mit darauf aufgebrachten Leiterbahnen und mindestens einem elektronischen Bauteil, das mit mindestens einer Leiterbahn elektrisch leitend verbunden ist. Auf den Träger und das elektronische Bauteil ist eine Folie mit einem Klebstoff auflaminiert. Im Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten elektronischen Baugruppen ist die Folie direkt auf den Träger und das Bauteil auflaminiert, ein Dichtstoff ist nicht notwendig. Um eine Mediendichtheit gegenüber der Umgebung zu erzielen ist es bevorzugt, wenn auf der Oberseite und der Unterseite des Trägers mit dem mindestens einen Bauteil eine Folie mit einem Klebstoff auflaminiert ist.An electronic assembly according to the invention can be produced according to the method described above and comprises a carrier with printed conductors applied thereon and at least one electronic component which is electrically conductively connected to at least one printed conductor. On the support and the electronic component, a film is laminated with an adhesive. In contrast to the known from the prior art electronic components, the film is laminated directly to the support and the component, a sealant is not necessary. In order to achieve a media tightness with respect to the environment, it is preferred if a film is laminated with an adhesive on the top side and the underside of the carrier with the at least one component.
Zur Herstellung flexibler elektronischer Baugruppen ist der Träger bevorzugt eine flexible Folie aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, auf die Leiterbahnen aufgebracht sind. Das Aufbringen der Leiterbahnen kann zum Beispiel durch Bedrucken der Folie erfolgen.To produce flexible electronic assemblies, the carrier is preferably a flexible film made of an electrically non-conductive material, are applied to the conductor tracks. The application of the conductor tracks can be done for example by printing the film.
Durch die Mediendichtheit gegenüber der Umgebung kann eine erfindungsgemäße elektronische Baugruppe vielfältig eingesetzt werden. Geeignete Einsatzgebiete sind zum Beispiel aggressiven Medien ausgesetzte Leiter, zum Beispiel in Getrieben, Motorsteuerungen oder Nassbereichen in Fahrzeugtüren.Due to the media tightness with respect to the environment, an electronic assembly according to the invention can be used in a variety of ways. Suitable fields of application are, for example, conductors exposed to aggressive media, for example in gearboxes, engine controls or wet areas in vehicle doors.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen:Show it:
Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention
In
Eine elektronische Baugruppe
In einem nächsten Verfahrensschritt wird ein elektronisches Bauteil
Der Träger
Auf die Oberseite
Erfindungsgemäß wird die erste Folie
Um einen mediendichten Verbund zu erhalten, befindet sich an der Unterseite
Das Aufbringen der zweiten Folie
Durch das Tiefziehverfahren, mit dem die erste Folie
Um die erste Folie
Um die erste Folie
Die Kraft, mit der der Stempel
Durch das Pressen mit Presswerkzeug
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird zudem die erste Folie
Eine elektronische Baugruppe nach dem Auflaminieren der ersten Folie
Für die erfindungsgemäß elektronische Baugruppe ist, wie bereits dargestellt, ein elektronisches Bauteil
Neben der beispielhaften Darstellung in den
Die elektronische Baugruppe kann dann zum Beispiel in Getrieben, Motorsteuerungen oder Nassbereichen in Fahrzeugtüren eingesetzt werden.The electronic assembly can then be used for example in gearboxes, engine controls or wet areas in vehicle doors.
Neben dem Pressen wie es in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 10192115 T [0004] DE 10192115 T [0004]
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