DE10334581A1

DE10334581A1 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baugruppe

Info

Publication number: DE10334581A1
Application number: DE10334581A
Authority: DE
Inventors: Jürgen MARTIN
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2003-07-28
Publication date: 2005-02-24

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baugruppe vorgestellt, welche beidseitig auf einem Schaltungsträger angeordnet ist und die elektrische Verbindung zwischen den beiden Seiten des Schaltungsträgers anstelle aufwendiger Durchmetallisierungen mittels zumindest eines Einpresspin erfolgt, welcher in die Öffnung eingepresst wird, wobei auf der Oberseite des Schaltungsträgers mit Kontakt zu den Bauelementen und/oder Leiterbahnen im Bereich der Öffnungen reflowlötfähiges Material Einführen des Einpresspins das reflowlötfähige Material berührt und das reflowlötfähige Material reflowgelötet wird. Die Unterseite kann beispielsweise mittels Schwalllötens verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baugruppe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die elektrische Verbindung zwischen Ober- und Unterseite einer beidseitig strukturierten Leiterplatte wird in der Regel durch Durchkontaktierungen realisiert, welche einen galvanischen Herstellungsprozeß erfordern und somit recht teuer sind.
Aus dem Stand der Technik sind grundsätzlich Einpresspins zur elektrischen Kontaktierung von Bauelementen mit einer Leiterplatte oder zwischen zwei Leiterplatten, einer Leiterplatte und einer darauf liegenden Leiterfolie bekannt. Der Einpresspin wird dabei in der Regel in eine metallisierte Öffnung der Leiterplatte eingeführt und bildet so den elektrischen Kontakt. Einpresspins weisen teilweise Überstände auf, die zu einer Begrenzung der Einführtiefe des Einpresspins in die Öffnung dienen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfache und kostengünstige Alternative zur Schaffung einer elektrischen Verbindung anzubieten Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Verfahren zur Herstellung der elektrischen Baugruppe basiert darauf, dass die elektrische Verbindung mittels zumindest eines Einpresspin erfolgt, welcher in die Öffnung eingepresst wird, wobei auf der Oberseite des Schaltungsträgers mit Kontakt zu den Bauelementen und/oder Leiterbahnen im Bereich der Öffnungen reflowlötfähiges Material aufgebracht wird, der Einpresspin einen Überstand aufweist, welcher nach dem Einführen des Einpresspins das reflowlötfähige Material berührt und das reflowlötfähige Material reflowgelötet wird. Entscheidender Kostenvorteil dabei ist, dass eine äußerst preiswertige Leiterplatte oder ein vergleichbarer Schaltungsträger ohne metallisierte Durchkontaktierungen verwendet werden kann, ggfs. auch aus einem nicht galvanisch bearbeitbaren Material. Einzige Voraussetzung ist die Eignung zum Reflowlöten.
Der Einpresspin kann auf der Unterseite durch Schwalllöten mit den Bauelementen und/oder Leiterbahnen verbunden werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und Figuren näher erläutert. Kurze Beschreibung der Figuren:
1 elektrische Baugruppe mit Schaltungsträger, bei dem Oberseite und Unterseite mittels Einpresspins in unmetallisierten Öffnungen elektrisch verbunden sind, wobei der Einpresspin auf der Oberseite reflowgelötet ist
1a Detailansicht der Lötstelle eines Einpreßpins
Die 1 und 1a zeigen eine elektrischen Baugruppe 1 mit einem Schaltungsträger 2 mit einer Ober- und einer Unterseite 21, 22, auf dem auf der Oberseite 21 elektrische Bauelemente 4 und Leiterbahnen 5, auf der Unterseite hier nur Leiterbahnen 5 angeordnet sind, wobei auch beidseitig Bauelemente vorgesehen sein können. Die Begriffe Ober- und Unterseite sind hierbei nur auf die Darstellung der Baugruppe bezogen und vom späteren Einbau und der Ausrichtung der Baugruppe unabhängig.
Der Schaltungsträger 2, hier eine preiswerte Leiterplatte, die beidseitig kupferkaschiert ist, weist Öffnungen 23 auf, die insbesondere durch einfache Bohrungen oder Ausstanzungen im nichtleitenden Schaltungsträger 2 erzeugt wurden und für das nachfolgend beschriebene Verfahren gerade nicht metallisiert werden müssen.
Auf der Oberseite 21 des Schaltungsträgers 2 wird mit Kontakt zu den Bauelementen 4 und/oder Leiterbahnen 5 je nach erforderlicher Verschaltung im Bereich der Öffnungen 23 reflowlötfähiges Material 6 aufgebracht. Insbesondere kann der Bereich der Öffnungen 23, also der Rand auf dem schaltungsträger um die Öffnung herum wie die Leiterbahnen kupferkaschiert oder vergleichbar metallisiert bzw. lötbar freigelegt sein.
Die elektrische Verbindung zwischen den Bauelementen 4 und Leiterbahnen 5 auf der Oberseite 21 mit denen auf der Unterseite 22 erfolgt mittels Einpresspins 3, welche in die Öffnung 23 eingepresst werden. Die Öffnungen 23 sind unmetallisierte Bohrungen oder gestanzte Aussparungen, die in das nichtleitenden Material des Schaltungsträgers 2 eingebracht wurden. Es wird also auf eine aufwendige galvanische Metallisierung der Bohrung verzichtet.
Die Einpresspins weisen eine Einpressspitze 32 auf, mit welcher der Einpresspin 3 in die Öffnung eingepresst wird, wobei ein Teil 33 der Einpressspitze nach erfolgtem Einpressen auf der gegenüberliegenden Seite hervorsteht. Dieser Teil 33 der Einpressspitze 32 ist für das später noch beschriebene Schwalllöten bzw. durch einen Wellenföten erforderlich, welcher eine Lotstelle 7 bildet. Die konkrete Ausgestaltung bzw. Ausformung der Einpressspitze hinsichtlich des Querschnitts, der Aussenform, einer massiven oder durch Einkerbungen oder Langlöcher zur Vergrößerung der Elastizität der Einpresszone unterbrochenen Ausgestaltung usw. ist für den jeweiligen Anwendungsfall individuell bestimmbar und eine Vielzahl von Ausgestaltungen geeigneter Einpreßpins im Stand der Technik bekannt.
Entscheidend ist, dass der Einpresspin 3 einen seitlichen Überstand 31 oder eine damit äquivalente Ausformung aufweist, welche nach dem Einführen des Einpresspins 3 das reflowlötfähige Material 6 berührt, damit beim nachfolgenden Reflowlöten darüber das reflowlöttähige Material 6 eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem Einpresspin 3 und den Bauelementen 4 und/oder Leiterbahnen 5 erzeugt.
Der Einpresspin 3 wird zudem auf der Unterseite mit den Bauelementen 4 und/oder Leiterbahnen 5 verbunden, vorzugsweise durch Schwalllöten bzw. Wellenlöten, wobei in den Figuren skizzenhaft die entsprechende Lotablagerung 7 sowie der Lötstopplack 8 auf den nicht zu lötenden Bereichen erkennbar ist.
Auf der Oberseite 21 des Schaltungsträgers 2 werden vorzugsweise diejenigen Bauelemente 4a, 4b angeordnet, die mittels Reflowlötens befestigbar sind und diese in einem Arbeitsgang mit den Einpreßpins 3 reflowgelötet.
Durchsteckbauelemente können selbstverständlich auch auf der Oberseite des Schaltungsträgers verwendet und beispielsweise in einem Arbeitsgang beim Schwalllöten mit verlötet werden.
Die Einpresspins 3 können zudem auf der von dem Schaltungsträger 2 abgewandten Seite zusätzliche Funktionen aufweisen, bspw. eine Aufnahmevorrichtung 36 für ein weiteres elektrisches oder mechanisches Bauelement, hier mit Schneidklemmen ausgestaltet, oder eine Leiterbahn eines anderen Schaltungsträgers, bspw. einer Schaltfolie kontaktieren oder einen elektrischen Anschluß, bspw. einen Pinstecker 34 oder eine Buchsenaufnehmer 35 aufweisen.
Die Einpresspins 3 können als Stanzgitterteile erzeugt und ggfs. durch Biegen noch entsprechend geformt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Baugruppe (1) mit einem Schaltungsträger (2) mit einer Ober- und einer Unterseite (21, 22), auf dem auf der Ober- und Unterseite (21, 22) elektrische Bauelemente (4) und/oder Leiterbahnen (5) angeordnet sind, wobei der Schaltungsträger (2) zumindest eine Öffnung (23) für eine elektrische Verbindung zwischen Ober- und Unterseite (21, 22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass a) die elektrische Verbindung mittels zumindest eines Einpresspin (3) erfolgt, welcher in die Öffnung (23) eingepresst wird, b) auf der Oberseite (21) des Schaltungsträgers (2) mit Kontakt zu den Bauelementen (4) und/oder Leiterbahnen (5) im Bereich der Öffnungen (23) reflowlötfähiges Material (6) aufgebracht wird, c) und der Einpresspin (3) einen seitlichen Überstand (31) aufweist, welcher nach dem Einführen des Einpresspins (3) das reflowlötfähige Material (6) berührt, und d) das reflowlötfähige Material (6) reflowgelötet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpresspin (3) auf der Unterseite durch Schwalllöten (7) mit den Bauelementen (4) und/oder Leiterbahnen (5) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberseite (21) des Schaltungsträgers (2) diejenigen Bauelemente (4a, 4b) angeordnet werden, die mittels Reflowlötens befestigbar sind und diese in einem Arbeitsgang mit den Einpreßpins (3) reflowgelötet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Öffnungen (23) unmetallisierte Bohrungen im Schaltungsträger (2) verwendet werden.
Elektrische Baugruppe (1), hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.
Elektrische Baugruppe nach Anspruch 4, wobei der Einpresspin auf der von dem Schaltungsträger abgewandten Seite eine Aufnahmevorrichtung für ein weiteres elektrisches oder mechanisches Bauelement (36), eine Leiterbahn oder einen elektrischen Anschluß (34, 35) aufweist.