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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe. Bei diesem Verfahren wird ein Substrat zur Verfügung gestellt, in welchem unterhalb der eine Montageseite für Bauelemente bildenden Oberfläche eine elektrische Heizeinrichtung eingebettet ist. Die Montageseite des Substrats wird mit Bauelementen bestückt und das Substrat mit Hilfe der Heizeinrichtung auf eine Temperatur aufgeheizt, damit ein Montagevorgang unterstützt wird. Dabei kann die Heizeinrichtung alternativ die gesamte thermische Energie zur Verfügung stellen, die für den thermischen Montagevorgang notwendig ist. Alternativ kann die Heizeinrichtung den thermischen Montagevorgang auch lediglich unterstützen, wobei weitere thermische Energie durch eine externe Heizeinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann. Auf diesem Wege kann die Heizeinrichtung im Substrat beispielsweise einen thermischen Montagevorgang in einem Lötofen unterstützen.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Demontieren zumindest eines Teils der elektronischen Baugruppe, bei dem die Baugruppe ein Substrat aufweist, in welchem unterhalb der eine Montageseite für Bauelemente bildenden Oberfläche eine elektrische Heizeinrichtung eingebettet ist. Diese elektronische Baugruppe ist weiterhin mit Bauelementen bestückt.
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Als thermische Montagevorgänge im Sinne der Erfindung sollen alle Montagevorgänge von elektronischen Baugruppen verstanden werden, bei denen das Produkt mit Hilfe thermischer Energie in seinen finalen Zustand versetzt wird. Klassische Montagevorgänge bestehen aus Fügeoperationen, wie z. B. dem Löten von Kontakten von Bauelementen auf dem Substrat. Alternativ kann auch ein Kleben erfolgen, wobei bei einem thermischen Montagevorgang ein thermischer Kleber, d. h. ein Kleber, der unter Einwirkung von Temperatur aushärtet, zum Einsatz kommt. Unter die thermischen Montagevorgänge sollen jedoch auch die sogenannten Sonderoperationen des Montierens verstanden werden, wie z. B. das Aufbringen eines Hilfsstoffs, wie einem thermischen Lack, der mit Hilfe von Wärme ausgehärtet wird.
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Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektronische Baugruppe, die ein Substrat aufweist, in welchem unterhalb der eine Montageseite für Bauelemente bildenden Oberfläche eine elektrische Heizeinrichtung eingebettet ist. Auf dieser Montageseite sind Bauelemente montiert, die in mindestens einem elektronischen Schaltkreis zusammengefasst sind.
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Es ist bekannt, Heizeinrichtungen in Substratbauteilen einzubetten. Gemäß der
US 6,396,706 B1 können voneinander unabhängige Heizelemente beispielsweise in Leiterplatten eingebettet werden. Diese können gemäß der
US 5,539,186 aus Schichtwiderständen oder aus einem meanderähnlichen Muster eines Heizdrahts aufgebaut sein. Die Heizeinrichtung können nach dem Stand der Technik sowohl zum Heizen der Leiterplatte während eines Montageprozesses verwendet werden, als auch im Betrieb der fertig montierten elektronischen Baugruppe für eine gezielte Einleitung von Wärme genutzt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe sowie eine elektronische Baugruppe, die sich mit einem solchen Verfahren herstellen lässt, anzugeben, bei dem bzw. bei der ein thermischer Montagevorgang ohne Gefährdung der elektronischen Baugruppe ermöglicht wird und der Betrieb der elektronischen Baugruppe mit Hilfe der im Substrat integrierten Heizeirichtung zuverlässig möglich ist.
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Diese Aufgabe wird durch das eingangs angegebene Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Heizeinrichtung während des thermischen Montagevorgangs elektrisch unabhängig von den durch die elektronische Baugruppe gebildeten Schaltkreisen betrieben wird. Hierdurch kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass eine galvanische Trennung zwischen den Schaltkreisen der elektronischen Baugruppe und der Heizeinrichtung im Substrat vorhanden ist. Dies hat zur Konsequenz, dass die Heizeinrichtung während des thermischen Montagevorgangs durch eine externe Ansteuerung und Kontaktierung betrieben werden muss. Hierzu können beispielsweise Kontakte auf dem Substrat dienen, wobei im Folgenden noch näher beschrieben wird, wie diese elektrisch kontaktiert werden. Die Leistungsaufnahme der Heizeinrichtung, welche beispielsweise beim Löten bedeutend größer ist, als in einem späteren Betrieb der elektronischen Baugruppe, kann vorteilhaft wegen der galvanischen Trennung nicht zu einer Beschädigung der in Herstellung befindlichen elektronischen Baugruppen führen.
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Nach dem thermischen Montagevorgang wird die Heizeinrichtung mit mindestens einem der Schaltkreise der elektronischen Baugruppe elektrisch verbunden, wobei die Heizeinrichtung mit diesem Schaltkreis betrieben werden kann. Mit anderen Worten ist das Temperaturmanagement für die Heizeinrichtung während des Betriebs der elektronischen Baugruppe in diese integriert. Zu diesem Zweck ist eine elektrische Kontaktierung der im Substrat befindlichen Baugruppe mit dem betreffenden Schaltkreis notwendig, damit dieser die Heizeinrichtung überhaupt ansteuern kann. Die hierfür notwendige Leistung kann durch die elektrische Schaltung selbst aufgebracht werden, wobei diese auch für deren weitere Funktionen mit elektrischer Energie versorgt werden muss. Wie bereits erwähnt, liegt jedoch die erforderliche Heizleistung der Heizeinrichtung während des thermischen Montagevorgangs bedeutend höher, wobei zu diesem Zweck eine externe elektrische Energiequelle genutzt werden kann, solange die Heizeinrichtung mit dem ansteuernden Schaltkreis noch nicht verbunden ist.
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Typische Montagevorgänge bestehen vorteilhaft aus einem Löten, einem Kleben oder einem Lackieren. Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Lackieren um eine sogenannte Sonderoperation der Montage, wobei z. B. ein Schutzlack auf die fertiggestellte elektronische Baugruppe aufgebracht werden kann, um eine elektrische Isolation zu erzeugen. Auch vor dem Bestücken kann eine partielle Lackbeschichtung des Substrats (beispielsweise einer Leiterplatte oder auch einem Gehäusebauteil, dessen Oberfläche als Substrat für eine elektronische Schaltung dienen soll) aufgebracht werden. Das Löten wird klassischerweise zur Herstellung von zuverlässigen elektrischen Verbindungen verwendet, wobei insbesondere bleifreie Lotwerkstoffe in den vergangenen Jahren zu der Notwendigkeit erhöhter Fügetemperaturen geführt hat. Durch Kleben lassen sich die unterschiedlichsten Bauelemente der elektronischen Schaltung zuverlässig mit dem Substrat verbinden. Hierbei können auch sogenannte Leitkleber zum Einsatz kommen, die gleichzeitig zur Herstellung elektrischer Verbindungen geeignet sind.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung während des thermischen Montagevorgangs über einen Anschluss, insbesondere durch Tastnadeln oder Klemmen, mit elektrischer Energie versorgt wird. Hierbei wird der Anschluss von einem Montagesystem zur Verfügung gestellt, indem das Verfahren zum Herstellen abläuft. Das Montagesystem wird erfindungsgemäß dahingehend modifiziert, dass das Montageverfahren durchgeführt werden kann. Die Anschlüsse werden zum Zwecke der Einleitung des thermischen Montagevorgangs auf geeignete Kontaktflächen des Substrats geführt, so dass die Heizeinrichtung mit elektrischem Strom versorgt werden kann, um den Heizvorgang zu initiieren. Hierbei kann vorteilhaft eine Energiequelle genutzt werden, welche durch das Montagesystem zur Verfügung gestellt wird. Bei dem Montagesystem kann es sich beispielsweise um einen Bestückautomaten handeln, wobei in diesem vorteilhaft die elektronische Baugruppe fertig montiert werden kann, da der thermische Montageprozess durch Einleitung von elektrischer Energie in die Heizeinrichtung (ohne Einsatz eine Lötofens) abgeschlossen werden kann. Alternativ ist es auch möglich, dass die Anschlüsse in einem Reflowlötofen zur Verfügung gestellt werden, wobei die für die thermische Montage erforderliche Energie durch die Heizeinrichtung nur zum Teil zur Verfügung gestellt wird, um den Wärmeeintrag des Reflowlötofens zu unterstützen). Hierbei können beispielsweise Regionen der elektronischen Baugruppe, deren thermische Montage eine höhere Energiezufuhr beim Reflowlöten erfordert, als der Rest der elektronischen Baugruppe, mit thermischer Energie aus der Heizeinrichtung unterstützt werden. Diese führt insgesamt zu einer geringeren thermischen Belastung der elektronischen Baugruppe während der thermischen Montage.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Heizeinrichtung über Steckkontakte oder Lötverbindungen mit dem besagten elektronischen Schaltkreis verbunden wird. Der besagte elektronische Schaltkreis ist derjenige Schaltkreis, der nach Abschluss des thermischen Montagevorgangs den Betrieb der Heizeinrichtung parallel zum Betrieb der elektronischen Schaltung sicherstellt. Sind für die elektrische Verbindung Steckkontakte vorgesehen, so kann vorteilhaft mit einem Steckverbinder die Kontaktierung vorgenommen werden, wobei das Stecken eines Steckverbinders eine einfache Montageoperation darstellt, die im Anschluss an den thermischen Montagvorgang durchgeführt werden kann. Aber auch eine Lötverbindung kann für diesen Zweck benutzt werden. Zwar ist die Lötverbindung selbst auch nur durch einen thermischen Montagevorgang herstellbar, jedoch kann diese Lötverbindung manuell hergestellt werden und erfordert lediglich die lokale Erwärmung des Substrats an der Stelle der Lötverbindung. Diese Stelle kann vorteilhaft so ausgesucht werden, dass die thermische Belastung des nachträglichen Lötvorgangs unkritisch für die restliche elektronische Baugruppe ist. Die Ausbildung einer Lötverbindung ist vorteilhaft besonders zuverlässig, wenn beispielsweise die elektronische Baugruppe Stößen und Vibrationen ausgesetzt ist.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, dass die elektrische Heizeinrichtung über Kotaktstücke mit dem besagten elektronischen Schaltkreis verbunden wird, wobei die Kontaktstücke in ein Gehäuseteil für die elektronische Baugruppe integriert sind und durch Montieren des Gehäusebauteils auf der elektronischen Baugruppe elektrisch verbunden werden. Dies hat den großen Vorteil, dass die Herstellung der Verbindung der integrierten Heizeinrichtung mit dem diese Heizeinrichtung während des Betriebs der elektronischen Baugruppe steuernden Schaltkreis durch eine Montageoperation hergestellt wird, die ohnehin im Montageverlauf vorgesehen ist. Diese Montageoperation besteht aus einem Aufsetzen eines Gehäusebauteils auf die elektronische Baugruppe – beispielsweise zum Schutz derselben vor Umwelteinflüssen. Ein weiterer Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass die elektrische Verbindung durch Abnehmen des Gehäusebauteils wieder unterbrochen wird. Dies kann von Vorteil sein, wenn die elektronische Baugruppe beispielsweise einem Reparaturprozess unterzogen werden soll und zu diesem Zweck ein Demontieren von Bauelementen erforderlich wird.
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Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die elektrische Heizeinrichtung über einen Schalter, insbesondere einen mechanischen Schalter, eine Diode, einen Transistor oder ein Relais mit dem besagten elektronischen Schaltkreis verbunden wird. Der Schalter kann bereits bei der Bestückung des Substrats vorgesehen werden, womit der zusätzliche Montageaufwand vorteilhaft gering gehalten werden kann. Nach Abschluss der thermischen Montage ist dann kein weiterer Montageschritt mehr erforderlich, sondern lediglich ein Schaltvorgang, der mit Hilfe des bereits montierten und mit der elektronischen Schaltung kontaktierten Schalters ermöglicht wird. Ein mechanischer Schalter lässt sich manuell bedienen, wobei darauf geachtet werden muss, dass der Schalter bei der Bestückung oder danach geöffnet ist, damit beim nachfolgenden thermischen Montieren eine galvanische Trennung besteht. Dioden und Transistoren werden vorteilhaft so montiert, dass sich während der Versorgung der Heizeinrichtung während des thermischen Montagevorgangs eine Sperrwirkung ergibt, die die in Herstellung befindliche elektronische Schaltung vor einer Beschädigung schützt. Die Charakteristik der Transistoren und Dioden wird so gewählt, dass im Betrieb der elektronischen Schaltung die Heizeinrichtung mittels des betreffenden Schaltkreises angesteuert werden kann, also keine Sperrwirkung eintritt. Wird ein Relais verwendet, so wird dieses derart mit der elektronischen Schaltung verbunden, dass dieses zum Zwecke des Betriebs der Heizeinrichtung während des Betriebs der elektronischen Schaltung zugeschaltet werden kann.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor dass das Substrat während des thermischen Montagevorgangs lokal mit unterschiedlicher Intensität geheizt wird. Hierdurch können unterschiedliche thermische Montagevorgänge gleichzeitig ausgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, Teilbereiche der elektronischen Schaltung mit einem thermischen Kleber zu fügen und gleichzeitig an anderer Stelle der elektronischen Schaltung Lötverbindungen auszubilden. Auch ist es denkbar, mittels einer unterschiedlichen Beheizung des Substrats Spannungen auszugleichen, die sich aufgrund von Inhomogenitäten der elektronischen Baugruppe ergeben.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn auf dem Substrat ein Temperaturfühler vorgesehen wird, der mit der besagten elektronischen Schaltung elektrisch verbunden wird. Dieser Temperaturfühler kann für ein thermisches Management der elektronischen Baugruppe während deren Betrieb zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann eine elektronische Baugruppe derart temperiert werden, dass in dem Fall, dass eine Abscheidung von Feuchtigkeit auf der elektronischen Baugruppe droht (Betauung), die Heizeinrichtung aktiviert wird, damit Feuchtigkeit sich auf der elektronischen Baugruppe nicht abscheidet. Zu diesem Zweck kann vorteilhaft neben einem Temperaturfühler auch ein Feuchtigkeitssensor zum Einsatz kommen, um festzustellen, ob überhaupt die Luftfeuchtigkeit so hoch ist, dass die Gefahr einer Betauung besteht. Der Temperaturfühler kann vorteilhaft auch verwendet werden, um während der thermischen Montage die Temperaturführung des Substrats zu überwachen. Zu diesem Zweck ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen, dass der Temperaturfühler während des thermischen Montagevorgangs mit einer externen Steuervorrichtung kontaktiert wird. Hierbei wird die Steuervorrichtung von einem Montagesystem zur Verfügung gestellt, in dem das Verfahren zum Herstellen abläuft. Die Steuereinrichtung wird verwendet, um die Energiezufuhr zur Heizeinrichtung zu steuern.
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Vorteilhaft ist es, wenn der Temperaturfühler während des thermischen Montagevorgangs elektrisch unabhängig von den durch die elektronische Baugruppe gebildeten elektronischen Schaltkreisen betrieben wird. Hierdurch können Messfehler vermieden werden, die während des thermischen Montierens der elektronischen Baugruppe auftreten könnten, so dass das Temperatursignal des Temperaturfühlers durch die von dem Montagesystem zur Verfügung gestellten Steuervorrichtung zuverlässig betrieben werden kann. Der Temperaturfühler wird dann vorteilhaft nach dem Montagevorgang mit mindestens einem der elektronischen Schaltkreise der elektronischen Baugruppe verbunden, wobei gleichzeitig die Heizeinrichtung mit diesem elektronischen Schaltkreis betrieben werden kann. Damit steht der Temperatursensor nach Abschluss des Montageverfahrens für das thermische Management der elektronischen Baugruppe zur Verfügung.
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Wie bereits erwähnt, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zum Demontieren verwendet werden. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Substrat mit Hilfe der Heizeinrichtung auf eine Temperatur aufgeheizt wird, damit ein thermischer Demontagevorgang unterstützt wird. Die Heizeinrichtung wird während des thermischen Demontagevorgangs elektrisch unabhängig von den durch die elektronische Baugruppe gebildeten elektronischen Schaltkreisen betrieben, so dass diese elektronischen Schaltkreise nicht gefährdet werden. Wird das Demontageverfahren nur zur Reparatur der elektronischen Baugruppe verwendet, so wird hierdurch vorteilhaft sichergestellt, dass die nicht zu reparierenden elektronischen Schaltkreise nicht beschädigt werden. Das Bauelement, welches ausgetauscht werden soll, kann nach Aufbrechen der thermisch montierten Verbindungen von dem Substrat entfernt werden. Bei den thermischen Verbindungen kann es sich beispielsweise um Lötverbindungen handeln. Nach dem Demontagevorgang oder nach einem auf den Demontagevorgang folgenden Montagevorgang zur Bestückung eines neuen Bauteils wird die Heizeinrichtung nach dem bereits beschriebenen Verfahren mit mindestens einem der elektronischen Schaltkreise der elektronischen Baugruppe wieder elektrisch verbunden, wobei die Heizeinrichtung mit genau diesem Schaltkreis auch betrieben wird.
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Außerdem wird die angegebene Aufgabe mit der eingangs erwähnten elektronischen Baugruppe gelöst, die derart ausgebildet ist, dass die Heizeinrichtung mit mindestens einem der elektronischen Schaltkreise der elektronischen Baugruppe elektrisch verbunden ist, wobei die Heizeinrichtung mit dem besagten elektronischen Schaltkreis betreibbar ist. Außerdem ist zwischen der Heizeinrichtung und dem besagten elektronischen Schaltkreis eine von außen zugängliche Kontaktstruktur vorgesehen. Von außen zugänglich bedeutet, dass eine elektrische Kontaktierung von außerhalb der elektronischen Baugruppe (zumindest wenn diese ungehäust ist) ermöglicht werden kann. Dies ist im Sinne der Erfindung erforderlich, damit Montageprozesse und Demontageprozesse mit einer externen elektrischen Kontaktierung der Heizeinrichtung (wie bereits beschrieben) durchgeführt werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektronischen Baugruppe ist vorgesehen, dass die Kontaktstruktur mit einem Schalter verbunden ist. Der Schalter ermöglicht es, eine Temperierung der elektronischen Baugruppe während des Betriebs vorzunehmen, indem der Schalter eine elektrische Verbindung mit dem besagten elektronischen Schaltkreis aufbaut. Für einen Demontageprozess (beispielsweise Reparaturlöten) kann diese elektrische Verbindung dann wieder getrennt werden.
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Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen werden, dass die Heizeinrichtung mehrere Segmente aufweist, die einzeln ansteuerbar sind. Auf diese Weise lässt sich ein Temperaturprofil sowohl während der thermischen Montage wie auch während des Betriebs der elektronischen Baugruppe erzeugen. Wie bereits erwähnt, kann bei der thermischen Montage auf die individuellen Erfordernisse einzelner Bauteilverbindungen sowie einzelner elektronischer Bauelemente Rücksicht genommen werden. Im Betrieb der elektronischen Baugruppe ist dies ebenfalls möglich. Beispielsweise können nur die Teile der elektronischen Baugruppe temperiert werden, bei denen eine Betauung vermieden werden muss. Auch ist es denkbar, dass bestimmte Bauelemente bei einer bestimmten Temperatur betrieben werden müssen, die dann nur in dem betreffenden Teil der elektronischen Baugruppe gehalten werden muss. Es lässt sich vorteilhaft der Energieverbrauch senken, wenn nur die erforderlichen Teile der elektronischen Baugruppe beheizt werden.
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Vorteilhaft können die Segmente in dem Substrat bezogen auf die Montageseite des Substrats auch untereinander und nicht nur nebeneinander liegen. Dies hat den Vorteil, dass bestimmte Bereiche des Substrats stärker beheizt werden können, als andere, wenn bereits absehbar ist, dass in diesen Bereichen eine stärkere Beheizung erforderlich ist. Dabei kann auf standardisierte Heizelemente zurückgegriffen werden, wobei die Wärmemenge nicht durch eine unterschiedliche Kapazität der Heizelemente, sondern durch ihren stapelartigen Aufbau erreicht wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichungeselemente werden jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen:
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1 und 2 verschiedene Schritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Montageverfahrens, schematisch geschnitten,
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3 einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe mit einem Gehäuse als Substrat,
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4 und 5 Ausführungsbeispiele für ein Substrat mit segmentierten Heizeinrichtungen als Aufsicht und als Seitenansicht und
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6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe als Aufsicht.
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Bei dem Verfahren gemäß 1 kommt ein Substrat 11 in Form einer Leiterplatte zum Einsatz. Bei diesem Substrat 11 ist eine Zwischenlage 12 vorgesehen, welche in Sich eine duroplastische Matrix darstellt, die mit Dotanden gefüllt ist. Die Dotanden sind für die elektrische Leitfähigkeit dieser Schicht verantwortlich. Die Konzentration der Dotanden liegt über der Perkolationsschwelle, so dass die Zwischenlage 12 elektrisch leitend ist. Als Dotanden können bespielhaft Carbon Nano Tubes (CNT) oder andere Kohlenstoffsubstanzen wie Ruß- oder Grafitteilchen eingesetzt werden. Auch metallische oder keramische Teilchen oder Mischungen aus allen genannten Dotandenarten können für die Einstellung der Leitfähigkeit genutzt werden. Über eine Durchkontaktierung 13 ist die Zwischenlage 12 mit Kontaktpads 14 auf einer Montageseite 15 des Substrats 11 verbunden, wodurch eine Heizeinrichtung 16 ausgebildet wird.
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Das Substrat 11 ist in einer Aufnahme 17 eines nicht näher dargestellten Montagesystems gehalten. Das Montagesystem stellt weiterhin eine Steuerung 18 zur Verfügung, mit deren Hilfe Tastnadeln 19, die auf die Kontaktpads 14 abgesenkt wurden, mit einem elektrischen Strom versorgt werden können. Dieser Strom führt zu einer Wärmeentwicklung in der Heizeinrichtung 16, die über einen Temperaturfühler 20 überwacht werden kann. Auch der Temperaturfühler 20 ist über Tastnadeln 21 mit der Steuerung 18 verbunden.
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Mit Hilfe eines Bestückkopfes 22 wird ein Bauelement 23 auf dem Substrat 11 platziert. Auf Leiterbahnen 24 ist ein Lotwerkstoff 25 vorgesehen, so dass Kontakte 26 des Bauelements 23 in den Lotwerkstoff 25 eintauchen. Eine anschließende Beheizung des Substrats 11 mit der Heizeinrichtung 16 führt dazu, dass der Lotwerkstoff 25 aufgeschmolzen wird und Lötverbindungen 27 gemäß 2 entstehen. Der Bestückkopf 22 kann alternativ auch für einen Demontageprozess des Bauelementes 23 genutzt werden, wenn eine fertige Baugruppe 28 (vgl. 2) mit der Heizeinrichtung 16 so stark beheizt wird, das gebildete Lötverbindungen wieder aufgeschmolzen werden.
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In 2 ist eine fertig montierte elektronische Baugruppe 28 zu erkennen. Nach Entfernung der Baugruppe 28 aus dem Montagesystem wurde die Heizeinrichtung 16 an das Bauelement 23 angeschlossen, indem je eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 24 und den Kontaktpads 14 ausgebildet wurde. Diese kann aus einer weiteren Lötverbindung 29 oder aus einem Kontaktstück 30 bestehen, wobei das Kontaktstück bei Montage eines Gehäusebauteils 31 automatisch eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 24 und dem Kontaktpad 14 aufbaut. Das Kontaktstück ist elastisch aufgebaut, damit eine zuverlässige Kontaktierung erfolgt.
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Gemäß 3 besteht das Substrat 11 aus einem Gehäuse. Dieses dient gleichzeitig als Schaltungsträger. Im Material der Gehäusewand ist exemplarisch eine Heizeinrichtung 16 in Form von einem Leiterpfad dargestellt. Diese Heizeinrichtung 16 wird durch Kontaktpads 14a kontaktiert (nicht näher dargestellt). Die Kontaktpads 14a weisen überdies Leiterbahnen 24a auf, auf denen ein Schalter (nicht dargestellt) bestückt werden kann. Weitere Leiterbahnen 24b führen zu einem Einbauplatz für ein nicht dargestelltes Bauelement, welches im späteren Betrieb der elektronischen Baugruppe über den Schalter die Heizeinrichtung 16 ansteuert.
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Eine weitere nicht dargestellte Heizeinrichtung wird über die Kontaktpads 14b angesteuert. Die Kontaktpads 14b sind mit Steckkontakten 32 ausgestattet, welche nach erfolgter thermischer Montage eine Kontaktierung mittels Steckverbinder ermöglichen. Auf diesem Wege kann die nicht dargestellte Heizeinrichtung über den Steckverbinder ebenfalls mit der elektronischen Baugruppe verbunden werden.
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In 4 ist dargestellt, dass eine Heizeinrichtung auch durch mehrere Segmente 33 gebildet werden kann, wobei der genaue Aufbau dieser Segmente nicht näher dargestellt ist. Wie 4 zu entnehmen ist, sind die Segmente 33 gleichmäßig in Form eines Rasters über das Substrat 11 verteilt (die Montageseite des Substrats 11 ist nicht zu erkennen, da sich diese über den Segmenten 33 befindet). Hierdurch kann durch individuelle Ansteuerung der Segmente ein gewünschtes Temperaturprofil des Substrats 11 während der thermischen Montage und später der montierten Baugruppe (nicht dargestellt) eingestellt werden. Nicht dargestellt, aber selbstverständlich ebenso möglich, ist eine ungleichmäßige Verteilung von Segmenten 33 über die Fläche des Substrates 11.
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5 zeigt ein Substrat im Schnitt, wobei ebenfalls Segmente 33 der Heizeinrichtung zu erkennen sind. Hierbei ist zu bemerken, dass mehrere Segmente auch in Ebenen übereinander angeordnet sein können, wobei sich in Bereichen des Substrats 11, in denen sich mehrere Segmente 33 übereinander befinden, eine höhere Heizintensität erzeugen lässt. Während die Segemente 33 gemäß 4 sich grundsätzlich in der in 1 dargestellten Weise über Durchkontaktierungen 13 elektrisch ansteuern lassen, ist es gemäß 5 erforderlich, dass zur unabhängigen Kontaktierung mehrerer Segmente 33 übereinander elektrisch leitfähige Lagen in dem Substrat 11 vorgesehen werden. Diese sind nicht näher dargestellt, liegen jedoch in den Ebenen 34, die durch strichpunktierte Linien dargestellt sind. Eine individuelle Ansteuerung der übereinander liegenden Segmente ist nur über die Ebenen 34 möglich. Alternativ ist es allerdings auch denkbar, dass die übereinander liegenden Segmente 33 jeweils gemeinsam durch eine Durchkontaktierung ähnlich wie in 1 versorgt werden.
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In 6 ist die Aufsicht auf eine fertig montierte Baugruppe zu erkennen. Es sind mehrere Bauelemente 23 zu erkennen, wobei das Bauelement 23a das thermische Management der Baugruppe übernehmen soll. Zu diesem Zweck führen Leiterbahnen 24c zu Schaltern 35, die nicht näher dargestellte Heizeinrichtungen im Substrat 11 ansteuern. Die Kontaktpads 14, die zur Ansteuerung der Heizeinrichtung während der thermischen Montage dienten, bleiben im Betrieb der Baugruppe ungenutzt.
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Weiterhin ist ein Schalter 35a vorgesehen, der den Temperaturfühler 20 ansteuert. Dieser ist über eine Leiterbahn 24d mit dem Bauelement 23a verbunden. Auch der Temperaturfühler 20 wurde über Leiterbahnen 24e während der thermischen Montage genutzt, wobei das Signal des Temperaturfühlers 20 über Kontaktpads 14a extern abgegriffen wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6396706 B1 [0005]
- US 5539186 [0005]
