DE19530353C2 - Verfahren zum Lötverbinden der Leiterbahnen mit einer flexiblen gedruckten Leitung oder Schaltung mit den zugeordneten Anschlußflächen einer Leiterplatte - Google Patents
Verfahren zum Lötverbinden der Leiterbahnen mit einer flexiblen gedruckten Leitung oder Schaltung mit den zugeordneten Anschlußflächen einer LeiterplatteInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lötverbinden der
Leiterbahnen einer flexiblen gedruckten Leitung oder Schaltung mit
den zugeordneten Anschlußflächen einer Leiterplatte, bei welchem
im Anschlußbereich die Anschlußenden der Leiterbahnen mit Hilfe
eines Lötwerkzeuges gegen die Anschlußflächen gedrückt und durch
Löten mit den Anschlußflächen verbunden werden.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE 35 00 411 C2) wird
im Bereich der Anschlußenden der Leiterbahn die Trägerfolie par
tiell entfernt, während die Deckfolie in diesem Bereich von vorne
herein nicht aufgebracht wird, worauf diese Enden um 180° umge
bogen werden, so daß nach Aufsetzen des Lötwerkzeuges die Wär
meübertragung ausgehend von den abgebogenen freiliegenden Enden
der Leiterbahnen in den Lötbereich erfolgt. Bei Verwendung von hochtemperaturfesten,
aber teueren Polyimidfolien läßt sich der Lötvorgang auch ohne dieses Abbiegen
durchführen, weil die Wärme durch die Folie hindurch übertragen werden kann, die
dieser Temperaturbelastung standhält.
Aus der DE 28 39 110 A1 ist weiterhin ein besonderes Verfahren zum Herstellen von
Metallkugeln bekannt, wobei mit Hilfe der Metallkugeln elektronische Bauteile auf einer
Leiterplatte über durchkontaktierten Öffnungen befestigt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs erläuterten Art so
auszugestalten, daß auch weniger temperaturbeständige und damit billigere Folien bei
den flexiblen gedruckten Leitungen oder Schaltungen verwendet werden können, ohne
daß diese vorher freigelegt und umgebogen werden müssen und ohne daß eine
Temperaturbeschädigung der Folie eintritt.
Diese Aufgabe wird ausgehend von dem weiter oben angegebenen Verfahren
erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
Durch die Anordnung von Wärmeeinleitungsflächen und die wärmeleitende Verbindung
derselben mit den Anschlußflächen im Lötbereich, kann der weitaus größte Teil der für
den Lötvorgang erforderlichen Wärmemenge von der den Anschlußflächen
gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte eingeleitet werden, so daß die weniger
temperaturbeständige Folie der flexiblen gedruckten Leitung oder Schaltung einer
weitaus geringeren Temperaturbelastung ausgesetzt wird, als dies bei den bisher
bekannten Verfahren der Fall ist. Hierdurch können kostengünstigere Folien zum
Einsatz kommen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann jede Leiterbahn
der Leiterplatte an die Anschlußfläche oder die Wärmeeinleitungsflä
che angebunden sein.
Wenn in Weiterbildung der Erfindung bei Anbindung der Leiterbahn
der Leiterplatte an der Wärmeeinleitungsfläche die Anschlußfläche
mit einer der Leiterbahn entsprechenden Blindleiterbahn in spiegel
bildlicher Ausbildung und Anordnung im unmittelbaren Bereich der
Lötstelle vorgesehen wird, so ergibt sich der Vorteil, daß die Löt
verbindung stabilisiert wird, da eine Zugentlastung aufgrund dieser
zusätzlichen Blindleiterbahn eintritt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die
Anschlußflächen und die Wärmeeinleitungsflächen der Leiterplatte in
ihrer Fläche größer als die Anschlußenden der Leiterbahnen der
flexiblen Leitungen oder Schaltungen ausgeführt sind. Hierdurch er
geben sich mehrere Vorteile. Ein erster Vorteil besteht darin, daß
die größeren Anschlußflächen schneller aufgeheizt werden als die
kleineren Anschlußenden der flexiblen Leiterbahnen. Weiterhin ist
eine einwandfreie optische Justage an der Lötstelle bedingt durch die
durchsichtige FPC-Basisfolie möglich. Außerdem wird sichergestellt,
daß sich die Kontur der kleineren Anschlußenden immer innerhalb
der Kontur der Anschlußflächen befinden. Damit sind gleiche Lötpa
rameter für alle Lötstellen in der Fertigung gegeben.
Um eine möglichst geringe Wärmeeinleitung entlang der Leiterbahn
in die Leiterplatte zu vermeiden, empfiehlt es sich, daß die sich an
die Anschlußfläche anschließende Leiterbahn oder Blindleiterbahn im
unmittelbaren Anschluß an die Anschlußfläche einen kurzen Ab
schnitt mit vermindertem Querschnitt aufweist.
Um möglichst kurze Lötzeiten zu ermöglichen, die ohnehin durch die
erfindungsgemäße Wärmeeinleitung über die Wärmeeinleitungsflä
chen und die Wärmeleithülsen gewährleistet ist, noch weiter zu ver
kürzen, ist es vorteilhaft, daß die Anschlußflächen der Leiterplatte
und/oder die Anschlußenden der Leiterbahnen der flexiblen gedruck
ten Leitung oder Schaltung vor dem Lötvorgang mit einem Lötdepot
und dem Fluxer versehen werden. Das Zinndepot wird dabei so groß
gewählt, daß nach Möglichkeit keine Brückenbildung zwischen den
einzelnen Anschlußflächen eintritt. Dieser Effekt der Brückenbildung
kann auch noch zusätzlich dadurch gemindert werden, daß sich beim
Lötvorgang plastifiziertes Material der flexiblen Leitungen zwischen
die einzelnen Anschlußflächen drückt. Ein wesentlicher Teil des
überschüssigen Lötzinns wird über die Kapillarwirkung der Wärme
leithülse (Duko) aufgenommen. Hierdurch wird die mechanische Fe
stigkeit der Lötstelle wesentlich verstärkt und somit die Gefahr eines
Abschälens der FPC (flexible gedruckte Leitung) von der PCB
(gedruckte Leiterplatte) wesentlich vermindert.
Um möglichst allen Anforderungen bei der Herstellung der Lötver
bindung gerecht zu werden, d. h. um sicherzustellen, daß der größte
Wärmefluß über die Dukos an die Lötstelle gelangt und trotzdem
eine gewisse lötunterstützende Funktion über die flexible gedruckte
Leitung ausgeübt werden kann, wobei die Folie der flexiblen Leiter
bahn zur Verhinderung von Brückenbildung zwischen den Anschluß
flächen leicht plastifiziert werden kann, ist es in weiterer Ausgestal
tung der Erfindung vorteilhaft, daß eine Bügellötmaschine mit einem
Ober- und Unterbügel verwendet wird, zwischen denen die Leiter
platte und die flexible gedruckte Leitung oder Schaltung eingesetzt
werden, und daß die beiden Lötbügel unabhängig voneinander in ih
rer Temperatur regelbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Teil einer flexiblen gedruckten Leitung im Bereich
der Anschlußenden;
Fig. 2 einen Teil einer Leiterplatte; und
Fig. 3 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausge
führten Anschluß einer flexiblen gedruckten Leitung
mit einer Leiterplatte.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt am Ende einer flexiblen gedruckten
Leitung 1, die aus mehreren im Abstand parallel zueinander ange
ordneten Leiterbahnen 2 und einer Trägerfolie 3 besteht. Die Leiter
bahnen 2 bestehen beispielsweise aus Kupfer, während die Trägerfo
lie 3 im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Polyester besteht. Mit
4 ist ein kurzer Abschnitt der Leiterbahn 2 mit geringerem Quer
schnitt bezeichnet, um eine zu starke Wärmeableitung von den An
schlußenden 5 der Leiterbahnen 2 beim Lötvorgang zu unterbinden.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Leiterplatte 6, deren Basis
material 7 so ausgewählt ist, daß sich galvanische Dukos 8 herstellen
lassen. Mit Duko ist eine Durchkontaktierung bezeichnet, wobei in
einer durchgehenden Bohrung 9 der Leiterplatte 6 auf galvanischem
Wege eine elektrisch leitende und somit auch wärmeleitende Hülse
herstellbar ist, die eine mit 10 bezeichnete Anschlußfläche mit einer
Wärmeeinleitfläche 11 sowohl elektrisch als auch wärmeleitend ver
bindet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der An
schlußseite neben der bereits beschriebenen Anschlußfläche 10, die
über einen kurzen im Querschnitt verminderten Abschnitt 12 mit
einer Leiterbahn 13 in Verbindung steht, auch noch eine weitere An
schlußfläche 10' dargestellt, die über einen Abschnitt 12' mit einer
Blindleiterbahn 13' verbunden ist. Über einen Duko 8 bzw. Wärme
leithülse, ist die Anschlußfläche 10' mit einem als Wärmeeinleitflä
che 11' dienenden Leiterende einer Leiterbahn 13 verbunden, wobei
die Wärmeeinleitfläche 11' und die Leiterbahn 13 über einen kurzen
im Querschnitt verminderten Abschnitt 12 miteinander in Verbindung
stehen.
Aus der Darstellung gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Leiter
platte 6 an beiden Seiten mit Leiterbahnen 13 ausgerüstet sein kann,
wobei im Falle der Anordnung der Leiterbahn an der Anschlußseite,
d. h. an der Seite an der die flexible gedruckte Leitung angelötet
werden soll, das Ende einer Leiterbahn als Anschlußfläche dient,
dem auf der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 6 eine Wär
meeinleitfläche 11 mit einer sich daran anschließenden Blindleiter
bahn 13' zugeordnet ist, die spiegelbildlich zur Leiterbahn 13 liegt.
Im Falle der Anordnung der Leiterbahn 13 an der gegenüberliegen
den Seite der Leiterplatte, d. h. an der Bestückungsseite, dient das
Ende der Leiterbahn als Wärmeeinleitfläche 11', während an der An
schlußseite eine diesem Ende entsprechende Anschlußfläche 10' mit
einer spiegelbildlich zur Leiterbahn 13 ausgebildeten Blindleiterbahn
13' zugeordnet ist.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren ausgeführten Anschluß einer flexiblen gedruckten Leitung
1, mit einer Leiterplatte 6, die entsprechend den Fig. 1 und 2
aufgebaut sind. Auf die mit einem Zinndepot 14 im Bereich der An
schlußflächen 10 versehene Leiterplatte 6 wird die flexible gedruckte
Leitung 1 aufgelegt, wobei diese Verbindungsstelle durch einen
Oberlötbügel 15 und einen Unterlötbügel 16 einer Bügellötmaschine
zusammengedrückt werden. Durch entsprechende Wärmezufuhr mit
tels dieser Lötbügel wird die Lötverbindung zwischen den Anschluß
enden 5 der Leiterbahnen 2 und den Anschlußflächen 10 der Leiter
bahnen 13 hergestellt, wobei das überschüssige Lötzinn durch Kapil
larwirkung in die Wärmeleithülse bzw. in den Duko 8 eindringt. Der
weitaus größere Teil der Wärmeleistung wird über die Wärmeein
leitfläche 11 und die Wärmeleithülse 8 an die Lötstelle gebracht,
während der obere Lötbügel 15 nur eine lötunterstützende Funktion
ausübt, wobei die Wärmeleistung so bemessen ist, daß das
Trägermaterial 3 der flexiblen gedruckten Leitung 1 nur geringfügig
plastifiziert wird, um eine Brückenbildung von überschüssigem Löt
zinn zwischen den Anschlußflächen 10 zu vermeiden, wobei sich für
diesen Zweck das plastifizierte Material zwischen den Anschlußflä
chen 10 der Leiterbahnen 13 verteilt.
Claims (5)
1. Verfahren zum Lötverbinden der Leiterbahnen einer flexiblen gedruckten
Leitung oder Schaltung mit den zugeordneten Anschlußflächen einer
Leiterplatte, bei welchem im Anschlußbereich die Anschlußenden der
Leiterbahnen mit Hilfe eines Lötwerkzeuges gegen die Anschlußflächen
gedrückt und durch Löten mit den Anschlußflächen verbunden werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte an der den
Anschlußflächen abgewandten Seite mit spiegelbildlich zu den
Anschlußflächen ausgebildeten Wärmeeinleitflächen versehen wird, die
mit den Anschlußflächen über galvanisch erzeugte, elektrisch leitende
Wärmeleithülsen in Verbindung gebracht werden und daß die
Wärmeeinleitung für den Lötvorgang zum größten Teil von der den
Anschlußflächen gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte erfolgt und
nur zu einem den Lötvorgang unterstützenden kleineren Teil durch die
flexible gedruckte Leitung erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Leiterbahn der Leiterplatte an die Anschlußfläche oder die
Wärmeeinleitfläche angebunden wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei
Anbindung der Leiterbahn der Leiterplatte an der Wärmeeinleitfläche die
Anschlußfläche mit einer der Leiterbahn entsprechenden Blindleiterbahn
in spiegelbildlicher Ausbildung und Anordnung neben der Lötstelle
versehen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußflächen und die Wärmeeinleitungsflächen der
Leiterplatte in ihrer Fläche größer als die Anschlußenden der Leiterbahn
der flexiblen gedruckten Leitung oder Schaltung ausgeführt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die sich an die Anschlußfläche anschließende Leiterbahn oder
Blindleiterbahn im Anschluß an die Anschlußfläche mit einem kurzen
Abschnitt mit vermindertem Querschnitt ausgeführt wird.
Priority Applications (1)
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- 1995-08-18 DE DE1995130353 patent/DE19530353C2/de not_active Expired - Fee Related
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