DE19540140A1 - Substrat, Modul und Verfahren zum Befestigen von Komponenten des Moduls auf dem Substrat - Google Patents
Substrat, Modul und Verfahren zum Befestigen von Komponenten des Moduls auf dem SubstratInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein plattenförmiges Substrat zum Aufbau eines Moduls mit mechani
schen, elektronischen oder optischen Komponenten mit lokalen Heizwiderständen zur
Aufbringung von Wärme während der Befestigung der Komponenten auf Befestigungsposi
tionen auf dem Substrat sowie ein auf diese Weise aufgebautes Modul und ein Verfahren
zum Befestigen von Komponenten auf einem solchen Substrat.
Ein Substrat und ein Modul der genannten Art sind aus der GB 8 609 858 bekannt gewor
den. Das bekannte Modul enthält ein auf einem Substrat befestigtes Ende einer optischen
Glasfaser, einen optisch an dieses Faserende gekoppelten Diodenlaser sowie weitere opti
sche und elektronische Komponenten. Das Faserende wird auf dem Substrat aufgelötet,
indem das Substrat während des Lötvorganges durch einen im Bereich einer metallisierten
Befestigungsposition angebrachten Dickfilmwiderstand kurzzeitig aufgeheizt wird.
Das Substrat besteht aus einer Keramikplatte mit in Dickfilmtechnik aufgebrachten und an
schließend mit einer Isolierschicht überdeckten Masseflächen und Leiterbahnen. Im Bereich
der Befestigungsposition für das Faserende wird auf der Isolierschicht ein Dickfilmwiderstand
mit Zuleitungsbahnen angeordnet und mit einer zweiten Isolierschicht überdeckt. Auf
dieser zweiten Isolierschicht wird über dem Dickfilmwiderstand eine metallisierte Fläche
geschaffen.
Bei der Montage des Moduls wird das Faserende auf der metallisierten Fläche geeignet aus
gerichtet und der Dickfilmwiderstand wird durch Stromzufuhr aufgeheizt, wodurch zuge
führtes Lot schmilzt. Anschließend wird die Stromzufuhr unterbrochen, das Lot erstarrt und
fixiert das Faserende.
Nachteilig an dem bekannten Modul ist, daß auf dem Substrat bis zu sechs Schichten aus
leitendem und nichtleitendem Material übereinander angeordnet werden müssen. Dadurch
wird die Herstellung aufwendig und teuer und die Stabilität des Schichtaufbaus kann leiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Substrat und ein damit aufgebautes Modul der genannten
Art anzugeben, das die Nachteile des bekannten Moduls vermeidet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Komponenten des Moduls und ihr zugehöriger
Heizwiderstand auf gegenüberliegenden Oberflächen des Substrats angeordnet sind. Das
Substrat wird so ausgeführt, daß im Bereich von Befestigungspositionen von Komponenten
auf der gegenüberliegenden Oberfläche ein Heizwiderstand angeordnet ist.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, daß zur Befestigung von Komponenten auf einem nichtlei
tenden Substrat im Falle der Befestigung durch Löten auf der Befestigungsseite nur eine
metallische Schicht aufgebracht werden muß und auf der gegenüberliegenden Oberfläche
eine Schicht aus leitendem Material z. B. in Form von Dickfilmwiderständen genügt. Somit
sind zwei Schichten ausreichend gegenüber sechs Schichten, die bei dem bekannten Modul
nötig sind. Bei einer Befestigung der Komponenten durch Kleben wird sogar nur eine ein
zige Schicht in Form von Dickfilmwiderständen benötigt. Dadurch vereinfacht und verbilligt
sich die Herstellung erheblich, der Schichtaufbau ist stabiler und da die Komponenten und
die Heizwiderstände auf verschiedenen Seiten des Substrats angeordnet sind, hat der
Konstrukteur mehr Lay-out-Freiheit. Im normalen Betrieb des Moduls können die Heizwi
derstände vorteilhaft als Masseflächen genutzt werden.
Als Substratmaterial kann Glas, Keramik (z. B. eine Nitrit-, Carbid- oder Oxidkeramik)
oder ein kristallines Material (z. B. Saphir) verwendet werden.
Die Heizwiderstände und eventuelle metallisierte Befestigungspositionen sowie elektrische
Zuleitungsbahnen zu den Heizwiderständen und eventuell zu Komponenten des Moduls
werden auf das Substrat aufgedampft oder vorzugsweise in Siebdrucktechnik auf das
Substrat aufgebracht und dann unter Wärmeeinwirkung in das Substrat eingesintert (durch
Einsintern wird eine festere Verbindung des Metalls mit dem Substrat erreicht als durch
Aufdampfen). Die auf dem Substrat angeordneten Zuleitungsbahnen der Heizwiderstände
werden vorteilhafterweise über Drähte mit einem an dem Modul oder einem das Modul auf
nehmenden Gehäuse befestigten Stecker verbunden. Während der Montage kann dann über
diesen Stecker Strom zu dem jeweils benötigten Heizwiderstand geleitet werden.
Die Befestigung der Komponenten auf dem Substrat kann prinzipiell durch Löten oder Kle
ben erfolgen. Zum Löten muß auf dem Substrat eine metallisierte Befestigungsposition vor
gesehen sein, das ist ein Bereich, in dem auf die Substratoberfläche Metall aufgedampft oder
durch Siebdruck aufgebracht und in das Substrat eingesintert worden ist. Hierfür werden
vorzugsweise gut lötbare Metalle wie z. B. Kupfer, Nickel, Silber oder Gold oder Metalle
gierungen verwandt.
Die Zuleitungsbahnen, Heizwiderstände und Befestigungspositionen können aus unter
schiedlichen Materialien in unterschiedlichen Schichtstärken bestehen. Vorzugsweise wer
den sie jedoch alle aus dem selben Material und in einheitlicher Schichtstärke aufgebaut. Um
bei den Heizwiderständen den nötigen ohmschen Widerstand zu erreichen, werden sie vor
zugsweise als schmales mäanderförmig gewundenes Band ausgebildet. Der Widerstands
wert kann bei vorgegebenem Material und vorgegebener Schichtstärke durch die Breite und
die Länge des mäanderförmig gewundenen Bandes beeinflußt werden.
Durch eine Variation der Breite (oder der Schichtstärke bzw. des Materials) des mäander
förmig gewundenen Bandes über der Fläche eines Heizwiderstandes kann das beim Aufhei
zen des Heizwiderstandes entstehende Temperaturprofil beeinflußt werden. Wird z. B. zur
Mitte der Fläche hin das mäanderförmig gewundene Band schmaler ausgebildet, so steigt
zur Mitte hin auch der lokale Widerstandswert des Heizwiderstandes (das ist der Wider
stand des mäanderförmig gewundenen Bandes pro Längeneinheit) und damit die in dem
mäanderförmig gewundenen Band in Wärme umgesetzte Leistung. Man erhält damit in der
Mitte der Fläche eine höhere Temperatur als an deren Rändern. Auf diese Weise läßt sich
verhindern, daß sich beim Befestigungsvorgang eine zuvor befestigte Nachbarkomponente
wieder löst und daß sich im Substrat durch große Temperaturgradienten zu große mechani
sche Spannungen aufbauen.
Im Bereich der Befestigungspositionen wird auf der gegenüberliegenden Oberfläche des
Substrats ein Heizwiderstand angeordnet. Ist z. B. die Befestigungsposition auf der oberen
Oberfläche des Substrats angeordnet, so liegt der zugehörige Heizwiderstand auf der unte
ren Oberfläche des Substrats. Es können Komponenten auf der Oberseite und zusätzlich auf
der Unterseite des Substrats angeordnet sein. Die zugehörigen Heizwiderstände liegen dann
entsprechend auf der Unterseite und der Oberseite des Substrats.
Zum Auflöten der Komponenten des Moduls werden vorzugsweise die Befestigungsposi
tionen und die Komponenten bzw. deren metallisierte Flächen vorverzinnt. Jede Kompo
nente wird auf die für sie vorgesehene Befestigungsposition gelegt und kann, falls nötig,
hierbei mit geeigneten Mitteln gehalten und ausgerichtet werden. Es kann z. B. eine Positio
nierungseinrichtung für drei Raumachsen und drei Winkel verwandt werden, die die Kom
ponente z. B. mittels eines Vakuumsaugers hält. Dann wird der zugehörige Heizwiderstand
unter Strom gesetzt, so daß sich das Substrat im Bereich der Befestigungsposition über die
Schmelztemperatur des Lotes erwärmt. Es ist auch möglich, jetzt Lot von der Seite zuzu
führen bzw. Lot nachzufüttern. In dem flüssigen Lot kann die Komponente genau positio
niert werden. Dann wird die Stromzufuhr zu dem zugehörigen Heizwiderstand unterbro
chen, das Substrat und damit das Lot kühl ab, das Lot erstarrt und fixiert die Komponente
auf dem Substrat.
Bei einer Befestigung durch Kleben kann z. B. ein Ein- oder Zweikomponentenkleber ver
wandt werden, um die Komponente auf das Substrat aufzukleben. Eine Metallisierung der
Befestigungsposition ist in diesem Fall entbehrlich. Für eine optimale Verklebung muß der
Kleber während der Aushärtung auf eine bestimmte Temperatur gebracht werden, was mit
tels des zugehörigen Heizwiderstandes möglich ist. Es ist auch möglich, mittels z. B. Silber
leitkleber eine leitende Verbindung zwischen der Komponente und der Befestigungsposition
herzustellen.
Die Komponenten können auch mittels eines dünnen zwischen Substrat und Komponente
angeordneten Plättchens aus thermoplastischem Kunststoff befestigt werden. Durch lokales
Aufheizen des Substrates mittels des zugehörigen Heizwiderstandes wird der Kunststoff
geschmolzen. Beim anschließenden Erkalten wird die Komponente mit dem Substrat ver
bunden. Die Positionierung der Komponenten geschieht beim Kleben und beim Befestigen
mit thermoplastischem Kunststoff genauso wie beim Löten.
Damit sich eine zuvor befestigte Komponente beim Befestigen der Nachbarkomponente
nicht wieder löst oder verschiebt, kann es nötig sein, einen Mindestabstand der Komponen
ten untereinander einzuhalten, der aufgrund der seitlichen Wärmeverteilung im Substrat von
der Dicke des Substrat abhängt. Ein Abstand von der doppelten Substratdicke reicht im
allgemeinen aus. Muß der Abstand aus konstruktiven Gründen kleiner sein, kann für die
zuerst zu befestigende Komponente ein Lot verwandt werden, das einen höherem Schmelzpunkt
hat, als das für die Nachbarkomponente verwandte.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel und der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Lasermodul von der Oberseite (die Seite, auf der die Komponenten befestigt
sind),
Fig. 2 das Lasermodul von der Unterseite,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Lasermodul längs der Linie A-A von Fig. 1 und
Fig. 4 einen Schnitt durch ein Substrat mit einem brückenartig darauf befestigten separatem
Substratstück.
Das in Fig. 1 dargestellte Lasermodul besteht aus einem Einkoppelspiegel 1, einem
Nd:YAG-Kristall 2 als Lasermedium, einem Polarisator 3 einem optisch nichtlinearen Kri
stall 4 zur Frequenzverdopplung des Laserlichtes, einem Auskoppelspiegel 5, einem teildurchlässigen
Spiegel 6 und einer Photodiode 7. Die Komponenten 1-7 sind auf einer als
Substrat 8 dienenden Platte aus Aluminiumoxid-Keramik aufgebaut. Unter jeder Kompo
nente 1-7 ist ein Bereich des Substrats 8 als Befestigungsposition 1a-7a metallisiert.
Diese Befestigungspositionen sind in diesem Beispiel rundherum ca. 1 mm größer als die zu
befestigende Komponente 1-7 ausgeführt. Es ist auch möglich, die Befestigungspositionen
gleich groß oder kleiner als die zugehörigen Komponenten auszubilden.
Fig. 2 zeigt die Unterseite des Substrats. An den Stellen, an denen sich auf der Oberseite
eine Befestigungsposition 1a-7a befindet, ist auf der Unterseite je ein Heizwiderstand 1b-7b
angeordnet. Die Heizwiderstände 1b-7b werden an jeweils einer Seite von einer ge
meinsamen Leiterbahn 9 und an der jeweils anderen Seite von je einer zweiten Leiterbahn 1c-7c
kontaktiert. Die Leiterbahnen 1c-7c, 9 sind an einen Randbereich des Substrates 8
geführt. Hier können Drähte angelötet oder gebondet werden, die die Leiterbahnen mit ei
nem nicht dargestellten Stecker als äußerem Anschluß verbinden.
Der Heizwiderstand 1b ist beispielhaft als mäanderförmig gewundenes Band dargestellt.
Durch die Breite dieses Bandes und seine Länge zwischen den Leiterbahnen 1c und 9 kann
der ohmsche Widerstand des Heizwiderstandes 1b eingestellt werden. Die übrigen Heizwi
derstände 2b-7b sind auch mäanderförmig ausgebildet, zur Vereinfachung der Zeichnung
aber nur als einfache Flächen dargestellt.
Auf der Oberseite des Substrates (Fig. 1) sind zwei elektrische Zuleitungen 10, 11 vom
Rand des Substrates bis in die Nähe der Befestigungsposition 7a der Photodiode 7 geführt.
Die Anschlüsse der Photodiode 7 werden über angebondete Drähte mit den Zuleitungen 10,
11 verbunden.
Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch das Substrat 8 an der in Fig. 1 mit A-A mar
kierten Stelle. Auf der Oberseite 12 des Substrates 8 ist eine Befestigungsposition 2a in
Form eines metallisierten Bereiches des Substrates 8 angeordnet. Darauf befindet sich eine
dünne Schicht Lot 13, mit der der Nd:YAG-Kristall 2 auf das Substrat 8 aufgelötet ist. An
das Lot 13 schließt sich eine metallisierte Schicht 14 des Nd:YAG-Kristalls 2 an. Diese
metallisierte Schicht ist bei allen nichtmetallischen Komponenten erforderlich, um sie lötbar
zu machen. Die übrigen Komponenten 1-7 sind auf die gleiche Weise mit dem Substrat
verbunden.
An der Unterseite 15 des Substrates 8 ist in dem Bereich, der unter der Befestigungsposi
tion 2a liegt, ein Heizwiderstand 2b angeordnet. Entsprechend ist im Bereich der unter den
übrigen Befestigungspositionen 1-7 liegt, jeweils ein Heizwiderstand 1b-7b angeordnet.
Die Heizwiderstände können gleich groß, größer oder kleiner als die zugehörigen Befesti
gungspositionen ausgeführt werden. Eine kleinere Ausführung kann sinnvoll sein, um die
Wärmeeinwirkung auf benachbarte Befestigungspositionen zu vermindern.
Die metallisierten Bereiche des Substrates 8, die die Befestigungspositionen 1a-7a bilden,
die Heizwiderstände 1b-7b sowie die Zuleitungsbahnen 1c-7c, 9, 10, 11 werden herge
stellt, indem im Siebdruckverfahren auf das Substrat 8 eine metallhaltige Paste aufgebracht
wird, die anschließend bei einer geeigneten Temperatur in die Oberfläche des Substrates 8
eingesintert wird.
Die Komponenten 1-7 sind auf den metallisierten Befestigungspositionen 1a-7a aufgelö
tet. Dazu wurden die Befestigungspositionen und die Komponenten bzw. deren metallisierte
Flächen vorverzinnt. Eine zu befestigende Komponente wird auf die für sie vorgesehene
Befestigungsposition gelegt, und mit einem Vakuumsauger gehalten. Dann wird der zuge
hörige Heizwiderstand unter Strom gesetzt, so daß sich das Substrat im Bereich der Befe
stigungsposition über die Schmelztemperatur des Lotes erwärmt. Jetzt wird die Kompo
nente mittels einer Positionierungseinrichtung für drei Raumachsen und drei Winkel, an der
der Vakuumsauger befestigt ist, ausgerichtet. Während der Ausrichtung kann, wenn nötig,
Lot von der Seite nachgefüttert werden. Danach wird die Stromzufuhr zu dem zugehörigen
Heizwiderstand unterbrochen, das Substrat und damit das Lot kühl ab, das Lot erstarrt und
fixiert die Komponente auf dem Substrat.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein separates Substrat
stück 16 brückenartig auf dem im Schnitt dargestellten Substrat 8 befestigt ist. Auf der dem
Substrat 8 zugewandten Oberfläche des separaten Substratstücks 16 ist ein Heizwiderstand
17 angeordnet. Auf dem Substrat 8 sind an den Stellen, die unter den Enden des Heizwi
derstandes 17 liegen, zwei Leiterbahnen 18, 19 angeordnet. Das separate Substratstück 16
ist mittels Lot 20 mit den Leiterbahnen 18, 19 verbunden, wodurch einerseits das separate
Substratstück 16 auf dem Substrat 8 befestigt wird und andererseits der Heizwiderstand 17
elektrisch mit den Leiterbahnen 18, 19 kontaktiert wird. Die dem Substrat 8 abgewandten
Oberfläche des separaten Substratstücks 16 ist mit einer Metallschicht 21 versehen, auf der
mittels Lot 22 eine ebenfalls mit einer Metallschicht 23 versehene Komponente 24 aufgelö
tet ist. Während des Lötvorgangs wird Strom über die Leiterbahnen 18, 19 durch den
Heizwiderstand 17 geleitet, wodurch sich dieser aufheizt und somit das Lot 22 zum
Schmelzen gebracht wird. Die in Fig. 4 gezeigte Anordnung kann vorteilhaft eingesetzt
werden, wenn z. B. eine auf dem Substrat 8 angebrachte Leiterbahn 25 überbrückt werden
muß oder wenn auf der dem für die Befestigung der Komponente 24 vorgesehenen Bereich
gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 8 eine Wärmesenke angeordnet ist. Diese
Wärmesenke würde das Aufheizen eines direkt auf dem Substrat 8 angeordneten Heizwi
derstandes weitgehend verhindern. Die brückenartige Anordnung des separaten Substrat
stücks 16 isoliert den Heizwiderstand 17 thermisch von dem Substrat 8 und das Auflöten
einer Komponente im Bereich einer auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats 8
angeordneten Wärmesenke wird ermöglicht.
Im folgenden wird die Funktion des Lasermoduls nach Fig. 1 bis 3 kurz erläutert:
Das Lasermodul wird mittels einer nicht dargestellten, gemeinsam mit dem Modul auf einem
Träger montierten Laserdiode gepumpt. Die Strahlung der Laserdiode gelangt als Pump
strahlung durch den Einkoppelspiegel 1 in den Nd:YAG-Kristall 2 und regt diesen zu La
serstrahlung an. Diese Laserstrahlung gelangt durch den Polarisator 3 in den optisch nichtli
nearen Kristall 4, wird hier zum Teil in der Frequenz verdoppelt und verläßt das Lasermodul
durch den Auskoppelspiegel 5. Der hinter dem Auskoppelspiegel 5 schräg angeordnete teil
durchlässige Spiegel 6 reflektiert einen geringen Teil der Laserstrahlung auf die Photodiode
7. Das Ausgangssignal der Photodiode 7 ist ein Maß für die Intensität der Laserstrahlung
und kann z. B. für Regelzwecke genutzt werden.
Claims (16)
1. Plattenförmiges Substrat zum Aufbau eines Moduls mit mechanischen, elektronischen
oder optischen Komponenten mit lokalen Heizwiderständen zur Aufbringung von
Wärme während der Befestigung der Komponenten auf Befestigungspositionen auf
dem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspositionen (1a-7a) und
ihre zugehörigen Heizwiderstände (1b-7b) auf gegenüberliegenden Oberflächen (12,
15) des Substrats (8) angeordnet sind.
2. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Substrat (8) aus Glas, Ke
ramik oder kristallinem Werkstoff gefertigt ist.
3. Substrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Heizwiderstände als
mit einer Substratoberfläche verbundene Dickfilmwiderstände (1b-7b) ausgebildet
sind.
4. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der lokale
Widerstandswert der Heizwiderstände (1b-7b) über ihrer Fläche unterschiedliche
Werte aufweist.
5. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß metallisierte
Befestigungspositionen (1a-7a), die Heizwiderstände (1b-7b) und elektrische Zulei
tungen (1c-7c, 9-11) zu den Heizwiderständen und eventuell zu auf dem Substrat zu
befestigende elektronische Komponenten (7) als im Siebdruckverfahren auf die Sub
stratoberfläche aufgebrachte und anschließend eingesinterte Metallschichten ausge
bildet sind.
6. Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhält
nis des Abstandes benachbarter Befestigungspositionen (1a-7a) zu der Dicke des
Substrates (8) mindestens 2 beträgt.
7. Modul mit auf einem plattenförmigen Substrat befestigten mechanischen, elektroni
schen oder optischen Komponenten und lokalen Heizwiderständen zur Aufbringung
von Wärme während der Befestigung der Komponenten auf Befestigungspositionen auf
dem Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß ein Substrat (8) nach einem der Ansprüche
1 bis 6 verwandt wird.
8. Modul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (1-7) auf
metallisierten Befestigungspositionen (1a-7a) des Substrats (8) aufgelötet sind und die
Heizwiderstände (1b-7b) dazu ausgelegt sind, das Substrat (8) während des Lötvor
gangs lokal über die Schmelztemperatur des Lotes (13) zu erwärmen.
9. Modul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (1-7) auf
das Substrat (8) aufgeklebt sind und die Heizwiderstände (1b-7b) dazu ausgelegt sind,
das Substrat (8) während des Klebevorgangs lokal auf eine optimale Aushärtetempe
ratur des Klebers zu erwärmen.
10. Modul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten (1-7) auf
dem Substrat (8) mittels eines thermoplastischen Kunststoffes befestigt sind und die
Heizwiderstände (1b-7b) dazu ausgelegt sind, das Substrat (8) während der Befesti
gung lokal über die Schmelztemperatur des Kunststoffes zu erwärmen.
11. Modul nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
ein separates Substratstück (16) auf einer Oberfläche des Substrats (8) angeordnet ist,
wobei auf der dem Substrat (8) zugewandten Seite des separaten Substratstücks (16)
ein Heizwiderstand (17) und auf der dem Substrat (8) abgewandten Seite des separaten
Substratstücks (16) eine Befestigungsposition (21) für eine Komponente (24) an
geordnet ist.
12. Modul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (24) auf einer
metallisierten Befestigungsposition (21) des separaten Substratstücks (16) aufgelötet
ist und der Heizwiderstand (17) dazu ausgelegt ist, das separate Substratstück (16)
während des Lötvorgangs lokal über die Schmelztemperatur des Lotes (22) zu erwär
men.
13. Modul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (24) auf das
separate Substratstück (16) aufgeklebt ist und der Heizwiderstand (17) dazu ausgelegt
ist, das separate Substratstück (16) während des Klebevorgangs lokal auf eine optimale
Aushärtetemperatur des Klebers zu erwärmen.
14. Modul nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (24) auf dem
separaten Substratstück (16) mittels eines thermoplastischen Kunststoffes befestigt ist
und der Heizwiderstand (17) dazu ausgelegt ist, das separate Substratstück (16) wäh
rend der Befestigung lokal über die Schmelztemperatur des Kunststoffes zu erwärmen.
15. Modul nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das separate
Substratstück (16) so auf dem Substrat (8) befestigt ist, daß jeweils ein elektrischer
Kontakt zwischen zwei Anschlüssen des Heizwiderstandes (17) und zwei zur Strom
versorgung des Heizwiderstandes (17) vorgesehenen auf dem Substrat (8) angeordne
ten Leiterbahnen (18, 19) entsteht.
16. Verfahren zur Montage von mechanischen, elektronischen oder optischen Komponen
ten auf einem plattenförmigen Substrat durch Löten oder Kleben, wobei die Kompo
nenten in einer definierten Lage gehalten werden, Lot bzw. Klebstoff bzw. thermopla
stischer Kunststoff zwischen die Komponenten und das Substrat gebracht wird, lokale
Heizwiderstände durch Stromzufuhr erwärmt werden, welche im Falle einer Befesti
gung durch Kleben den Klebstoff für eine zur Aushärtung nötige Zeitspanne auf eine
geeignete Temperatur bringen und im Falle einer Befestigung durch Löten bzw. durch
thermoplastischen Kunststoff das Lot bzw. den thermoplastischen Kunststoff über die
Schmelztemperatur erwärmen, wobei anschließend die Stromzufuhr zu den Heizwi
derständen unterbrochen wird, so daß das Lot bzw. der thermoplastische Kunststoff
erstarrt, dadurch gekennzeichnet, daß Heizwiderstände (1b-7b) verwendet werden,
die auf der den jeweiligen Befestigungspositionen (1a-7a) der Komponenten (1-7)
gegenüberliegenden Oberfläche (15) des Substrats (8) angeordnet sind.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19540140A DE19540140B4 (de) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Substrat, Modul und Verfahren zum Befestigen von Komponenten des Moduls auf dem Substrat |
| US08/738,072 US5954978A (en) | 1995-10-27 | 1996-10-25 | Substrate, a module and a method for fastening components of the module to the substrate |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19540140A DE19540140B4 (de) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Substrat, Modul und Verfahren zum Befestigen von Komponenten des Moduls auf dem Substrat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19540140A1 true DE19540140A1 (de) | 1997-04-30 |
| DE19540140B4 DE19540140B4 (de) | 2006-08-24 |
Family
ID=7775999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19540140A Expired - Lifetime DE19540140B4 (de) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | Substrat, Modul und Verfahren zum Befestigen von Komponenten des Moduls auf dem Substrat |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5954978A (de) |
| DE (1) | DE19540140B4 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10335111A1 (de) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Infineon Technologies Ag | Montageverfahren für ein Halbleiterbauteil |
| DE102007060971A1 (de) | 2007-12-14 | 2009-07-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Lotverbindung zwischen zwei im Wesentlichen nicht metallisch leitenden Bauteilen |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9902730D0 (en) * | 1999-02-09 | 1999-03-31 | Gkn Westland Helicopters Ltd | Device for applying heat to an adhesive |
| US7234218B2 (en) * | 2005-03-08 | 2007-06-26 | International Business Machines Corporation | Method for separating electronic component from organic board |
| TWI258651B (en) * | 2005-08-30 | 2006-07-21 | Z Com Inc | Automatic temperature heater |
| US8785818B2 (en) | 2012-02-03 | 2014-07-22 | Coherent, Inc. | Athermalized permanent-alignment optical-element mount |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3775725A (en) * | 1970-04-30 | 1973-11-27 | Hokuriku Elect Ind | Printed resistor |
| US4788404A (en) * | 1985-06-20 | 1988-11-29 | Metcal, Inc. | Self-soldering flexible circuit connector |
| JPH01118106A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-10 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | 光ファイバ調芯固定方法 |
| JPH0266504A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信モジュールの製造装置 |
| US5010233A (en) * | 1988-11-29 | 1991-04-23 | Amp Incorporated | Self regulating temperature heater as an integral part of a printed circuit board |
| JPH0652747B2 (ja) * | 1990-02-05 | 1994-07-06 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 断熱装置 |
| JPH0494590A (ja) * | 1990-08-10 | 1992-03-26 | Toshiba Corp | 電子部品の半田付け方法 |
| US5123065A (en) * | 1991-06-17 | 1992-06-16 | Tektronix, Inc. | Electro-optical transducer module |
| US5464966A (en) * | 1992-10-26 | 1995-11-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Micro-hotplate devices and methods for their fabrication |
| US5295214A (en) * | 1992-11-16 | 1994-03-15 | International Business Machines Corporation | Optical module with tolerant wave soldered joints |
| US5539186A (en) * | 1992-12-09 | 1996-07-23 | International Business Machines Corporation | Temperature controlled multi-layer module |
| US5527627A (en) * | 1993-03-29 | 1996-06-18 | Delco Electronics Corp. | Ink composition for an ultra-thick thick film for thermal management of a hybrid circuit |
| US5466484A (en) * | 1993-09-29 | 1995-11-14 | Motorola, Inc. | Resistor structure and method of setting a resistance value |
| DE9405654U1 (de) * | 1994-04-05 | 1994-06-01 | Cooper Industries, Inc., Houston, Tex. | Vorrichtung zum Verlöten und/oder Aufschmelzen von Lötverbindungen von elektronischen Bauteilen |
-
1995
- 1995-10-27 DE DE19540140A patent/DE19540140B4/de not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-25 US US08/738,072 patent/US5954978A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10335111A1 (de) * | 2003-07-31 | 2005-03-10 | Infineon Technologies Ag | Montageverfahren für ein Halbleiterbauteil |
| DE10335111B4 (de) * | 2003-07-31 | 2006-12-28 | Infineon Technologies Ag | Montageverfahren für ein Halbleiterbauteil |
| DE102007060971A1 (de) | 2007-12-14 | 2009-07-09 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Lotverbindung zwischen zwei im Wesentlichen nicht metallisch leitenden Bauteilen |
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