DE102014215332A1

DE102014215332A1 - Verfahren zur Vorbereitung einer Leiterplatte für eine Funktionsprüfung

Info

Publication number: DE102014215332A1
Application number: DE102014215332.8A
Authority: DE
Inventors: Hermann-Josef Robin
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2014-08-04
Publication date: 2016-02-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung einer Leiterplatte (1) für eine Funktionsprüfung, wobei die Leiterplatte (1) elektrische Bauteile (3) sowie mindestens einen Prüfanschluss (6) zum Anschließen eines Prüfgeräts umfasst und wobei die Leiterplatte (1) von einer, ein Moldgehäuse (2) bildenden Moldmasse zumindest teilweise umspritzt ist, wobei in einem ersten Schritt im Bereich des Prüfanschlusses (6) senkrecht zu einer Leiterplattenoberfläche eine erste Bohrung (5) in das Moldgehäuse (2) ausgeführt wird, derart, dass zwischen einer Oberseite des Prüfanschlusses (6) und dem Bohrlochboden (7) zumindest eine Schicht der Moldmasse (2) verbleibt, und dass in einem zweiten Schritt diese Schicht mittels Laserstrahlung in einer zweiten Bohrung (8) entfernt wird, so dass die Oberseite des Prüfanschlusses (6) freiliegt.

Description

Die vorliegende bezieht sich auf ein Verfahren zur Vorbereitung einer Leiterplatte für eine Funktionsprüfung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Elektronische Schaltungsmodule, z.B. mit elektronischen Bauelementen und Anschlusssteckern bestückte Leiterplatten werden üblicherweise mittels Gehäuseteile, welche zumeist aus Metall, Aluminiumdruckguss oder Kunststoff gefertigt sind, mechanisch geschützt. Die Gehäuseteile werden üblicherweise verschraubt, gebördelt oder verschweißt.
Es ist auch bekannt, dass das Gehäuse mittels einer Moldmasse gebildet ist, wobei das Schaltungsmodul in einem Umspritzvorgang mit der Moldmasse umspritzt wird. Dadurch ist es möglich, die Leiterplatte vor Umwelteinflüssen zu schützen. Nachteilig hierbei ist allerdings, dass im Fehlerfall des Schaltungsmoduls eine Fehleranalyse nur sehr aufwändig durchzuführen ist. Das Testen einzelner Bauelemente auf der Leiterplatte des Schaltungsmoduls ist aufgrund des durch die Moldmasse um die Leiterplatte gebildeten Moldgehäuses nicht möglich. Es ist somit erforderlich, die Moldmasse abzutragen um Zugang zu den Messpunkten an den Bauelementen zu erhalten, an denen ein Prüfgerät angeschlossen werden kann. Das Abtragen der Moldmasse erfolgt üblicherweise mittels chemischer Prozesse. Dadurch kann aber auch das zu analysierende Material angegriffen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, elektronische Bauteile auf einer mit einer Moldmasse umspritzten Leiterplatte zu prüfen.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß den Merkmalen des geltenden Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das Verfahren dient dazu, eine Leiterplatte, auf welcher ein oder mehrere elektrische Bauelemente sowie mindestens ein Prüfanschluss zum Anschließen eines Prüfgeräts angeordnet sind und welche mittels einer Moldmasse umspritzt ist, derart vorzubereiten, dass eine Funktionsprüfung der Leiterplatte bzw. der elektrischen Bauelemente durchgeführt werden kann. Die Moldmasse bildet somit ein Moldgehäuse für die Leiterplatte. Im Weiteren wird eine mit einer Moldmasse umspritzte Leiterplatte auch als Schaltungsmodul bezeichnet.
Nach Bereitstellen des Schaltungsmoduls, wird in einem ersten Schritt im Bereich des Prüfanschlusses senkrecht zu einer Leiterplattenoberfläche eine Bohrung in das Moldgehäuse ausgeführt. Dadurch wird Moldmasse abgetragen. Die Bohrung wird hierbei insbesondere mechanisch durchgeführt, d.h. die Bohrung erfolgt mittels eines Werkzeugs, z.B. einem Bohrer. Die Bohrung wird dabei derart ausgeführt, dass zwischen einer Oberseite des Prüfanschlusses auf einer Oberfläche der Leiterplatte und dem Boden des durch die Bohrung ausgeführten Bohrloches zumindest eine Schicht der Moldmasse verbleibt. Diese Schicht wird in einem zweiten Schritt mittels Laserstrahlung entfernt, so dass die Oberseite des Prüfanschlusses auf der Oberfläche der Leiterplatte freiliegt.
Mit anderen Worten, das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine erste Bohrung senkrecht zu einer Leiterplattenoberfläche in das Moldgehäuse ausgeführt ist. Diese erste Bohrung wird mechanisch ausgeführt und wird als Sackloch ausgeführt. Dies bedeutet, die Bohrung endet in einem vorgegebenen Abstand über dem Prüfanschluss innerhalb des Materials der Moldmasse. Anschließend wird eine zweite Bohrung ausgeführt. Diese zweite Bohrung wird mittels eines Laserstrahls ausgeführt und trägt ausgehend vom Boden des Sacklochs das Material des Moldgehäuses oberhalb des Prüfanschlusses bis zur Oberseite des Prüfanschlusses ab, so dass nach Fertigstellung der zweiten Bohrung der Prüfanschluss freiliegt und von dem Moldmasse nicht mehr bedeckt ist. Der Durchmesser der zweiten Bohrung kann hierbei entweder kleiner als der Durchmesser der ersten Bohrung oder gleich dem Durchmesser der ersten Bohrung ausgeführt sein.
Der Durchmesser der Bohrung kann größer ausgeführt sein, als der Durchmesser eines Prüfanschlusses. Hierdurch kann das Material beim Abtragen mittels Laserstrahlung leichter verdampfen. Außerdem ist ein einfacherer Zugang an den Prüfanschluss möglich.
An Positionen des Schaltungsmoduls, bei denen die Schichtdicke der Moldmasse über dem Prüfanschluss gering ist, z.B. weniger als 2 mm, kann der erste Verfahrensschritt auch entfallen und der Materialabtrag erfolgt ausschließlich mittels Laserstrahlung.
Das Verfahren kann z.B. auch eingesetzt werden, um Anschlussdrähte von elektronischen Bauelementen freizulegen, um daran ein Prüfgerät anzuschließen. Ferner kann das Verfahren auch eingesetzt werden, um metallisierte Leiterbahnen auf einer Oberfläche einer Leiterplatte freizulegen.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand einer Figur näher erläutert. Die Fig. zeigt eine Leiterplatte 1, welche von einem Moldgehäuse 2 vollständig umgeben ist. Auf der Oberseite und Unterseite der Leiterplatte 1 sind elektronische Bauelemente 3 angeordnet. Auf der Oberseite der Leiterplatte 1 befindet sich ferner ein Prüfanschluss 6. Auf der Unterseite der Leiterplatte 1 ist eine Kühlanordnung 4 angebracht, welche von dem Moldgehäuse 2 vollständig umgeben ist. Es ist aber auch möglich, dass die Kühlanordnung 4 zumindest teilweise aus dem Moldgehäuse 2 herausragt, so dass ein verbesserter Wärmetransport möglich ist. Es ist auch möglich, dass Bereiche der Leiterplatte 1 zumindest teilweise aus dem Moldgehäuse 2 herausragen. Diese Bereiche können z.B. als Anschlussbereiche für die Leiterplatte 1 dienen.
In das Moldgehäuse 2 ist senkrecht über dem Prüfanschluss 6 eine erste Bohrung 5 dargestellt. Diese Bohrung 5 ist mit einem mechanischen Bohrer ausgeführt. Die Bohrung 5 endet als Sackloch in einem vorgegeben Abstand h über den Prüfanschluss 6. Das Moldmaterial 2 zwischen dem Boden 7 der Bohrung 5 und dem Prüfanschluss 6 wird mittels eines Lasers (nicht dargestellt) abgetragen. Die damit gebildete zweite Bohrung 8 gibt Zugang zu dem Prüfanschluss 6.
Bei dem Laser kann es sich z.B. einem YAG- oder CO₂-Diodenlaser handeln.
Bezugszeichenliste

1: Leiterplatte
2: Moldgehäuse
3: elektronisches Bauelement
4: Kühlkörper
5: Erste Bohrung
6: Prüfanschluss
7: Boden der ersten Bohrung
8: Zweite Bohrung

Claims

Verfahren zur Vorbereitung einer Leiterplatte (1) für eine Funktionsprüfung, wobei die Leiterplatte (1) elektrische Bauteile (3) sowie mindestens einen Prüfanschluss (6) zum Anschließen eines Prüfgeräts umfasst und wobei die Leiterplatte (1) von einer, ein Moldgehäuse (2) bildenden Moldmasse zumindest teilweise umspritzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt im Bereich des Prüfanschlusses (6) senkrecht zu einer Leiterplattenoberfläche eine erste Bohrung (5) in das Moldgehäuse (2) ausgeführt wird, derart, dass zwischen einer Oberseite des Prüfanschlusses (6) und dem Bohrlochboden (7) zumindest eine Schicht der Moldmasse (2) verbleibt, und dass in einem zweiten Schritt diese Schicht mittels Laserstrahlung in einer zweiten Bohrung (8) entfernt wird, so dass die Oberseite des Prüfanschlusses (6) freiliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bohrung (5) einen größeren Durchmesser aufweist, als ein Durchmesser des Prüfanschlusses (6).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der zweiten Bohrung (8) kleiner oder gleich dem Durchmesser der ersten Bohrung (5) ausgeführt wird.