DE19807202A1 - Process and arrangement for fixing and making electrical contact of electronic components on a circuit board - Google Patents
Process and arrangement for fixing and making electrical contact of electronic components on a circuit boardInfo
- Publication number
- DE19807202A1 DE19807202A1 DE19807202A DE19807202A DE19807202A1 DE 19807202 A1 DE19807202 A1 DE 19807202A1 DE 19807202 A DE19807202 A DE 19807202A DE 19807202 A DE19807202 A DE 19807202A DE 19807202 A1 DE19807202 A1 DE 19807202A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substance
- spraying
- circuit carrier
- components
- conductor tracks
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
- H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
- H05K3/1241—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
- H05K3/125—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing by ink-jet printing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J3/00—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed
- B41J3/407—Typewriters or selective printing or marking mechanisms characterised by the purpose for which they are constructed for marking on special material
- B41J3/4073—Printing on three-dimensional objects not being in sheet or web form, e.g. spherical or cubic objects
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
- H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
- H05K2201/10674—Flip chip
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
- H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
- H05K2203/013—Inkjet printing, e.g. for printing insulating material or resist
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/14—Related to the order of processing steps
- H05K2203/1453—Applying the circuit pattern before another process, e.g. before filling of vias with conductive paste, before making printed resistors
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Positio nieren von elektronischen Bauelementen, etwa von Bauelemen ten der diskreten Schaltungstechnik und/oder Chips, auf ei nem Schaltungsträger und zum Kontaktieren der Bauelemente anschlüsse mit Kontaktflächen und/oder Leiterbahnen, die auf dem Schaltungsträger angeordnet sind. Die Erfindung be zieht sich weiterhin auf eine Anordnung und deren Ausge staltung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for positioning kidneys of electronic components, such as construction elements ten of discrete circuit technology and / or chips, on one circuit board and for contacting the components connections with contact surfaces and / or conductor tracks that are arranged on the circuit carrier. The invention be continues on an arrangement and its Ausge Organization to carry out the procedure.
Der Zwang zu immer höherer Integrationsdichte in der Mikro elektronik erfordert bei der Herstellung und der Verbindung elektronischer Baugruppen zunehmend Verfahren und Vorrich tungen, die eine optimale Ausnutzung der verfügbaren Schal tungsträgerflächen ermöglichen. Bei der Bestückung von Schaltungsträgern ist das Verhältnis der zur Verfügung ste henden Schaltungsträgerfläche zu der Fläche, die für die Bauelemente benötigt wird, ein Maß der Packungsdichte. In der Regel geht es darum, bei optimaler Packungsdichte den Schaltungsträger mit Leiterzügen zu versehen, die Bauele mente an ihrem vorausberechneten Ort auf dem Schaltungsträ ger zu plazieren und zu befestigen bzw. die Bauelementean schlüsse mit den Leiterzügen zu verbinden.The need for ever higher integration density in the micro electronics requires manufacturing and connection electronic assemblies increasingly procedures and devices the optimal use of the available scarf enable carrier surfaces. When equipping Circuit carriers is the ratio of the available circuit board area to the area that is used for the Components are needed, a measure of packing density. In the rule is about the optimal packing density Circuit carriers with conductor lines to provide the components elements at their pre-calculated location on the circuit board to place and fasten or the components to connect conclusions with the conductor lines.
Soweit das die Handhabung der Bauelemente betrifft, insbe sondere deren Transport, Ausrichtung und Positionierung, sind technische Lösungen im Stand der Technik bekannt, de ren Grundprinzipien auch bei kleiner werdenden Bauelementen noch weitgehend beibehalten werden können. So wird bei spielsweise für die Bestückung von hochpoligen Bauteilen das sogenannte Pick & Place-Verfahren genutzt, bei dem der Bestückungsvorgang den Transport der einzelnen Bauelemente von der Abhol- bis zur Bestückungsposition auf der Leiter plattenoberfläche einschließt und bei dem eine genaue Posi tionierung möglich ist. Dagegen hat sich bei der Bestückung mit einfachen, etwa zweipoligen Komponenten derzeit das so genannte Chip-Shooter-Prinzip durchgesetzt, bei dem die Be stückung weniger genau, dafür aber mit höherer Bestückungs leistung vorgenommen werden kann. Diese Verfahren sollen hier nicht weiter betrachtet werden.As far as the handling of the components is concerned, in particular especially their transport, alignment and positioning, technical solutions are known in the prior art, de basic principles, even with smaller components can still be largely maintained. So at for example for the assembly of multi-pole components uses the so-called pick & place method, in which the Assembly process the transport of the individual components from the pick-up to the loading position on the ladder plate surface and where an exact Posi tioning is possible. In contrast, when it came to the assembly with simple, about two-pole components, that's the way it is enforced called chip shooter principle, in which the Be less precise, but with a higher number of components performance can be made. These procedures are meant to are not considered further here.
Das Aufbringen der Leiterbahnen betreffend hat die stetige Forderung nach Erhöhung der Packungsdichte und Komplexität elektronischer Schaltungen von der Einlagen- zur Multilay erschaltung geführt, wobei nachteiligerweise allerdings mit wachsender Lagemahl und damit einhergehender höherer Wär meabfuhr beim Löten neue Probleme aufgetreten sind.The application of the conductor tracks has been constant Demand for increased packing density and complexity electronic circuits from single layer to multilayers circuit led, but disadvantageously with growing number of layers and the associated higher heat Removal problems have arisen during soldering.
Die Problemlösung hat zur Micro-Wire-Technik geführt. Hier wird über ein CAD-System eine Verdrahtungsmaschine ange steuert, die isolierte Schaltungsdrähte in einem program mierten Schaltungsmuster verlegt. Änderungen des Leiterbah nenbildes können im CAD-System direkt ausgeführt und als Steuerdaten an die Verlegemaschine weitergegeben werden. Allerdings ist diese Technologie wegen des notwendigerweise recht komplizierten Aufbaus der Verlegemaschine und der Notwendigkeit der mechanischen Fixierung des Drahtes auf den Schaltungsträger recht aufwendig.The solution to the problem has led to micro-wire technology. Here a wiring machine is added via a CAD system controls the insulated circuit wires in a program mated circuit pattern. Changes in the conductor rail Images can be executed directly in the CAD system and as Control data are passed on to the laying machine. However, this technology is necessary because of that quite complicated construction of the laying machine and the Need for mechanical fixation of the wire the circuit carrier is quite complex.
In der DE-OS 35 39 781 A1 sind ein "Verfahren und (eine) Vorrichtung zum Herstellen einer elektrisch leitenden Struktur" insbesondere zur Schaffung von Leitermustern auf einer Leiterplatte dargestellt. Dabei ist vorgesehen, die leitende Struktur bzw. das Leitermuster auf die Platine mittels einer sprühbaren Flüssigkeit, die zumindest im ge trockneten Zustand elektrisch leitend ist, berührungslos aufzutragen. Zur Ausführung dieses Verfahrens ist eine Vor richtung angegeben, die eine Düse zum Erzeugen eines Flüs sigkeitsstrahles sowie eine Einrichtung zum Zerlegen dieses Strahles in einzelne Flüssigkeitstropfen aufweist. Die An ordnung ist weiterhin mit einer Ablenkeinrichtung versehen, mit der die Strahlungsrichtung der Flüssigkeit beeinflußbar ist. Verfahren und Anordnung sind der Tintenstrahldruck technik entlehnt.DE-OS 35 39 781 A1 describes a "method and (a) Device for producing an electrically conductive Structure "in particular to create conductor patterns represented a circuit board. It is provided that conductive structure or the conductor pattern on the board by means of a sprayable liquid, which at least in ge dry state is electrically conductive, contactless to apply. To perform this procedure is a pre Direction indicated that a nozzle for generating a river and a device for disassembling it Jet into individual liquid drops. The An order is also provided with a deflection device, with which the radiation direction of the liquid can be influenced is. The process and arrangement are inkjet printing technology borrowed.
Das Aufbringen der Leiterbahnen erfolgt durch Koordinierung des Zusammenwirkens der Spritzeinrichtung mit der Ablen keinrichtung einerseits und der Bewegung des Trägermateri als, auf den die elektrisch leitfähige Flüssigkeit aufge tragen werden soll, andererseits. Dieses Verfahren bildet zwar die Grundlage für eine effektive Herstellung von Lei terplatten, es löst jedoch nicht das Problem der einfache ren und kostengünstigeren Herstellung eines mit hoher Inte grationsdichte bestückten Schaltungsträgers.The conductor tracks are applied by coordination the interaction of the sprayer with the deflector no direction on the one hand and the movement of the carrier material than on which the electrically conductive liquid is applied to be worn, on the other hand. This procedure forms the basis for the effective production of lei but it doesn't solve the problem of simple ren and less expensive to manufacture one with high inte Gration-tight assembled circuit board.
Im Hinblick auf die Kontaktanbindung von elektronischen Bauelementen beim Aufsetzen auf einen Schaltungsträger ist es beispielsweise von der Chip-Montage her bekannt, den Chip so mit dem Schaltungsträger zu verbinden, daß dessen aktive Seite, also jene, die die Strukturen enthält, zum Schaltungsträger hin ausgerichtet ist. Die Kontaktanbindung erfolgt dann über sogenannte Bumps, die vor der Chipmontage in einem separaten Prozeß auf den Siliziumträger aufge bracht worden sind. Diese Bumps können auf der gesamten Chipfläche verteilt sein, oder der Siliziumträger weist ein analog gestaltetes Kontaktstellenmuster in Form von Kon takt-Pads oder ebenfalls Bumps auf. Mit dieser als Flip- Chip-Technologie bekannten Verfahrensweise wird vor allem die benötigte Schaltungsträgerfläche reduziert.With regard to the connection of electronic contacts Components when placed on a circuit board it is known for example from the chip assembly To connect the chip to the circuit carrier so that its active side, i.e. the one that contains the structures for the Circuit carrier is aligned. The contact connection then takes place via so-called bumps before the chip assembly applied to the silicon substrate in a separate process have been brought. These bumps can go all over Chip area be distributed, or the silicon carrier has analog contact point pattern in the form of con clock pads or bumps. With this as a flip Chip technology is known above all the required circuit carrier area is reduced.
Der Nachteil aller bisher dargestellten Technologien be steht jedoch darin, daß ein einheitlicher und durchgängiger Prozeß, beginnend bei dem Aufbringen des Leitungsmusters auf den Schaltungsträger über die Zuführung und Positionie rung der elektronischen Bauelemente bis hin zur Kontaktan bindung der Bauelemente nicht möglich ist, sondern die zu grundeliegenden Fertigungstechnologien stets auch örtlich voneinander getrennte Verfahrensschritte und deshalb viel Aufwand für Transport, Einjustierung usw. und auch viel Fertigungszeit erfordern.The disadvantage of all technologies presented so far stands in the fact that a uniform and consistent Process starting with the application of the line pattern on the circuit board via the feed and positioning tion of the electronic components up to the contact binding of the components is not possible, but the basic manufacturing technologies always locally separate process steps and therefore a lot Effort for transport, adjustment, etc. and also a lot Require manufacturing time.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dazugehörige Anordnung zu schaffen, mit denen eine Reduzierung der Prozeßschritte sowie eine höhere Fertigungsflexibilität und damit eine deutliche Ko stenreduzierung bei der Herstellung von bestückten Schal tungsträgern erzielbar sind.Proceeding from this, the object of the invention is to create a method and an associated arrangement, with which a reduction of the process steps as well as a higher manufacturing flexibility and thus a clear knock-out reduction in the production of fitted scarf carriers can be achieved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der vorbeschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Kontaktflächen und/oder Leiterbahnen durch Aufspritzen einer flüssigen, nach dem Aufspritzen erstarrenden und zumindest im erstarr ten Zustand elektrisch leitenden Substanz auf den Schal tungsträger aufgebracht werden und die Kontaktanbindung der elektronischen Bauelemente vorgenommen wird, während sich die auf die Schaltungsträgerfläche aufgespritzte Substanz zumindest im Bereich der Bauelementeanschlüsse noch nicht in erstarrten Zustand befindet. Mit der fortschreitenden Erstarrung der Substanz ergibt sich danach eine elektrisch leitende und zugleich mechanische Verbindung zwischen den Leiterzügen auf dem Schaltungsträger und dem elektronischen Bauelement bzw. dessen Anschlüssen.According to the invention, this object is achieved in a method of Resolved above in that the contact surfaces and / or conductor tracks by spraying a liquid, solidifying after spraying and at least solidifying state of electrically conductive substance on the scarf tion carrier are applied and the contact connection of the electronic components is made while the substance sprayed onto the circuit carrier surface at least not yet in the area of the component connections is in a solidified state. With the progressive The substance then solidifies electrically conductive and at the same time mechanical connection between the Conductor tracks on the circuit board and the electronic Component or its connections.
Damit ist es vorteilhaft möglich, das Aufbringen der Lei terzüge auf den Schaltungsträger, das Zuführen und Positio nieren der elektronischen Bauelemente und die Kontaktierung der Bauelementeanschlüsse mit Kontaktflächen und/oder Lei terzügen auf dem Schaltungsträger in einem fortlaufenden Prozeß vorzunehmen. Das hat den Vorteil, daß die Gestaltung des Leitungsmusters lediglich von der Ansteuerfunktion für die Einrichtung abhängig ist, durch die das Aufspritzen der elektrisch leitenden Flüssigkeit vorgenommen wird. Auch die Positionierung der elektronischen Bauelemente ist lediglich von der Ansteuerfunktion der Einheit abhängig, die die Zu führung und Positionierung des jeweiligen Bauelementes vor nimmt. Damit wird die Gestaltung des bestückten Schaltungs trägers weitestgehend auf ein Software-Problem reduziert, was eine hohe Fertigungsflexibilität zur Folge hat. Ände rungen beispielsweise des Leiterbildes bzw. der Leiterbahn führung können schnell und unkompliziert vorgenommen wer den. Die Effektivität bei der Herstellung von mit diskreten elektronischen Bauelementen bestückten Leiterplatten und auch von mit Chips versehenen Schaltungsträgern ist damit nicht mehr wie beim Stand der Technik von Stückzahlen ab hängig.It is thus advantageously possible to apply the lei cables on the circuit board, feeding and positioning kidney of the electronic components and the contacting the component connections with contact surfaces and / or Lei terzügen on the circuit board in a continuous Process. This has the advantage that the design of the line pattern only from the control function for the device is dependent on the spraying of the electrically conductive liquid is made. Also the Positioning of the electronic components is only depends on the control function of the unit, which the Zu guidance and positioning of the respective component takes. So that the design of the populated circuit largely reduced to a software problem, which results in high manufacturing flexibility. Change For example, the conductor pattern or the conductor track leadership can be carried out quickly and easily the. The effectiveness in producing with discrete electronic components populated circuit boards and this also applies to circuit carriers provided with chips no longer depend on quantities as in the prior art pending.
In einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung ist vorgese hen, daß die Bauelemente vor dem Aufspritzen oder während des Aufspritzens der Substanz positioniert werden und die Substanz unmittelbar bis an die Bauelementeanschlüsse heran und diese kontaktierend auf den Schaltungsträger aufge bracht wird. Alternativ hierzu ist es jedoch denkbar, daß die Bauelemente nach dem Aufspritzen der Substanz, jedoch noch vor deren vollständiger Erstarrung, positioniert wer den und dabei die Bauelementeanschlüsse auf die noch nicht erstarrte Substanz, gegebenenfalls unter Druck, aufgesetzt werden.A variant of the invention provides for this hen that the components before spraying or during the spraying of the substance can be positioned and the Substance right up to the component connections and contacting them on the circuit board is brought. Alternatively, however, it is conceivable that the components after spraying the substance, however even before their complete solidification, who positions the and the component connections to the not yet solidified substance, if necessary under pressure become.
Mit dieser Verfahrensweise wird eine wesentliche Effektivi tätserhöhung dadurch erzielt, daß nicht mehr wie bisher in voneinander unabhängigen, zudem noch örtlich getrennten und Transporte erfordernden Verfahrensschritten zunächst die Leiterzüge aufgebracht und in weiteren Schritten dann die elektronischen Bauelemente aufgesetzt und deren Kontakte mit den Leiterbahnen verbunden werden, wozu die Leiterbah nen zumindest an den Kontaktstellen nochmals aufgeschmolzen werden müssen.With this procedure, an essential effectiveness Increase in crime achieved in that no longer as previously in independent from one another, and also spatially separated and Process steps requiring transport first of all Conductor tracks applied and then in further steps electronic components and their contacts are connected to the conductor tracks, for which purpose the conductor track at least melted again at the contact points Need to become.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfinderischen Lösung besteht darin, daß mit der elektrischen Kontaktierung die Bauelemente zugleich auch mechanisch haltbar auf dem Schal tungsträger befestigt sind. Daraus folgt, daß nicht zwangs läufig wiederaufschmelzbare Substanzen zur Kontaktanbindung der Bauelementeanschlüsse bzw. für die Leiterzüge vorgese hen sein müssen.Another major advantage of the inventive solution is that with the electrical contact Components also mechanically durable on the scarf tungsten beams are attached. It follows that not necessarily commonly re-meltable substances for contact connection the component connections or for the conductor tracks must be.
Erfindungsgemäß kann trotzdem vorgesehen sein, die Bauele mente zusätzlich mit Hilfe eines elektrisch nichtleitenden Klebstoffes auf dem Schaltungsträger zu befestigen. Damit erhöht sich die Funktionssicherheit und die Lebensdauer von bestückten Schaltungsträgern, die einer höheren thermischen bzw. mechanischen Dauerbelastung ausgesetzt sind.According to the invention, the components can nevertheless be provided elements with the help of an electrically non-conductive Attach adhesive to the circuit board. In order to increases functional reliability and the lifespan of populated circuit boards that have a higher thermal or exposed to permanent mechanical stress.
Im Rahmen der Erfindung liegt ein Verfahren zum Positionie ren von elektronischen Bauelementen auf einem Schaltungs träger sowie zur elektrischen Verbindung der Anschlüsse verschiedener, auf ein- und demselben Schaltungsträger an geordneter Bauelemente untereinander. Dabei werden in einem ersten Schritt zunächst die Bauelemente positioniert und danach die Leiterzüge, die die Bauelementeanschlüsse nach einem vorgegebenen Leitungsmuster miteinander verbinden, auf den Schaltungsträger aufgebracht. So ist die Herstel lung eines Schaltungsträgers, der mit mehreren elektroni schen Bauelementen bestückt ist, in einem fortlaufenden technologischen Prozeß möglich.A method for positioning is within the scope of the invention ren of electronic components on a circuit carrier and for the electrical connection of the connections different, on one and the same circuit carrier ordered components among each other. Here are in one first step the components are positioned and then the conductor tracks that follow the component connections connect a given line pattern to each other, applied to the circuit carrier. That's the way it is development of a circuit carrier with several electronics the components is assembled in a continuous technological process possible.
Der Effektivitätszuwachs ergibt sich daraus, daß der Schal tungsträger bzw. die unbestückte Platine nur einmal trans portiert und in eine Position ausgerichtet werden muß, in der sowohl die Leiterbahnen als auch die elektronischen Bauelemente aufgebracht werden können. Alle noch beim Stand der Technik erforderlichen Zwischenschritte zum Weiter transportieren, Ablegen und Neupositionierung der Platine in der Bestückungseinrichtung entfallen.The increase in effectiveness results from the fact that the scarf tungsten carrier or the bare board only once trans ported and aligned in one position of both the conductor tracks and the electronic ones Components can be applied. All still at the booth the technology required intermediate steps to continue transport, put down and reposition the board omitted in the placement device.
Eine weiterhin sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin dung sieht vor, daß zunächst eine oder auch mehrere Leiter züge auf den Schaltungsträger aufgebracht werden und eine erste Leiterebene bilden. Diese Leiterzüge werden nun ins gesamt oder je nach Bedarf abschnittsweise mit einem elek trisch nichtleitenden, eine dünne Isolierschicht bildenden Material überdeckt. Danach werden über diese Isolierschicht weitere, die Leiterzüge unter der Isolierschicht gegebenen falls kreuzende Leiterzüge aufgebracht, die auf diese Weise eine zweite Leiterebene bilden.Another very advantageous embodiment of the Erfin dung provides that initially one or more conductors trains are applied to the circuit board and a form the first managerial level. These traces are now ins as a whole or in sections with an elec tric non-conductive, forming a thin insulating layer Material covered. Then over this insulating layer more, the conductor tracks given under the insulating layer if crossing traces are applied that way form a second managerial level.
Damit ist es auf einfache technologische Weise und auch platzsparend möglich, mehrere Leiterzug- bzw. Leiterbahne benen übereinander auf einem Schaltungsträger anzuordnen, wobei der Vorteil der bereits genannten Flexibilität des erfinderischen Verfahrens erhalten bleibt. Das abwechselnde Aufbringen von Leiterbahnen und Isolierschichten kann so oft erfolgen, bis eine vorgegebene Anzahl von n Leiterebe nen mit jeweils einer dazwischenliegenden Isolierschicht übereinander angeordnet sind.It is simple and technological space-saving possible, multiple conductor tracks or conductor tracks to arrange planes one above the other on a circuit board, the advantage of the already mentioned flexibility of the inventive method is retained. The alternate Application of conductor tracks and insulating layers can be done in this way often take place until a predetermined number of n conductors NEN with an insulating layer in between are arranged one above the other.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß das Aufbrin gen der Isolierschicht durch Aufspritzen eines elektrisch nichtleitenden, während des Aufspritzens flüssigen, nach dem Aufspritzen erstarrenden und dann fest auf dem Unter grund haftenden Materials erfolgt. Außerdem ist es bei ent sprechender Modifizierung der Verfahrensschritte möglich, sich kreuzende Leiterzüge aus unterschiedlichen Leiterebe nen elektrisch zu verbinden, indem an der gewünschten Posi tion kein Isoliermaterial aufgespritzt wird.According to the invention it is further provided that the Aufbrin against the insulating layer by spraying an electrical non-conductive, liquid during spraying, after splashing and then firmly on the bottom adhering material. It is also at ent speaking modification of the process steps possible, crossing conductor lines from different conductor levels NEN electrically to connect by the desired Posi tion is not sprayed on insulation material.
Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht weiterhin darin, daß nach dem Aufbringen der Leiterzüge in einer oder mehre ren Leiterebenen und/oder nach der Kontaktanbindung der Bauelemente, also nach der Fertigstellung der elektroni schen Schaltungsanordnung, über die Leiterbahnen und/oder über die Bauelemente ein Schutzüberzug aus einem elektrisch nichtleitenden, nach dem Aufspritzen erstarrenden Material, etwa aus einem transparenten Kunststoff, aufgebracht wird.An embodiment of the invention also consists in that after applying the conductor tracks in one or more Ren conductor levels and / or after the contact connection of the Components, ie after the completion of the electronics circuit arrangement, via the conductor tracks and / or over the components a protective coating from an electrical non-conductive material that solidifies after spraying, about a transparent plastic.
Hier ergibt sich wiederum eine Erhöhung der Effektivität dadurch, daß zum Aufbringen des Schutzüberzuges die bereits bestückte Platine in der Position verbleiben kann, in der die Bestückung mit den Bauelementen bzw. das Aufbringen der Leiterzüge erfolgt ist. Damit entfallen weitere aufwendige Schritte zur Handhabung, beispielsweise zum Wiederausrich ten in unterschiedlichen Fertigungsstationen, wie sie nach dem Stand der Technik bisher zum Aufbringen von Schutzüber zügen erforderlich gewesen sind.Here again there is an increase in effectiveness characterized in that the application of the protective coating assembled board can remain in the position in which the assembly with the components or the application of the Conductor paths have taken place. This eliminates further complex Handling steps, such as realignment in different production stations, as shown in the prior art for applying protective coating trains were required.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Anordnung zum Herstellen von Schaltungsträgern, die mit elektronischen Bauelementen, wie Chips oder Wafern, bestückt sind, wobei die Bauelementeanschlüsse mit Kontaktflächen und/oder Lei terbahnen, die ebenfalls auf dem Schaltungsträger anzuord nen sind, in elektrisch leitender Verbindung stehen.The invention further relates to an arrangement for Manufacture of circuit boards using electronic Components, such as chips or wafers, are equipped, wherein the component connections with contact surfaces and / or Lei tracks, which are also to be arranged on the circuit board are in an electrically conductive connection.
Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine relativ zum Schaltungsträger bewegliche Aufspritzeinrichtung für eine flüssige, nach dem Aufbringen erstarrende und die Kon taktflächen bzw. Leiterbahnen bildende Substanz vorhanden und mit einem ersten Antrieb gekoppelt ist. Weiterhin ist eine Positioniereinrichtung für die Bauelemente vorgesehen und mit einem zweiten Antrieb gekoppelt, wobei beide An triebe mit einer Ansteuereinheit zur Vorgabe von Bewegungen für die Aufspritzeinrichtung beim Aufbringen der Substanz und zur Vorgabe von Bewegungen für die Positionierung der Bauelemente verbunden sind.It is provided according to the invention that a relative to the circuit carrier movable injection device for a liquid that solidifies after application and the con Substances forming contact areas or conductor tracks are present and is coupled to a first drive. Still is a positioning device for the components is provided and coupled to a second drive, both An drives with a control unit for specifying movements for the sprayer when applying the substance and to specify movements for positioning the Components are connected.
Dazu ist in der Ansteuereinheit mindestens eine Rechen schaltung zur zeitlichen und räumlichen Abstimmung der Be wegungen der Aufspritzeinrichtung und der Bewegungen zur Positionierung der Bauelemente aufeinander vorgesehen.For this there is at least one rake in the control unit Circuit for the temporal and spatial coordination of the Be movements of the injection device and the movements to Positioning of the components on top of each other is provided.
Mit dieser Anordnung ist es vorteilhaft möglich, in Abhän gigkeit von einer beispielsweise mit Hilfe eines CAD- Systems entworfenen Schaltungsvariante sowohl die Positio nierung der Bauelemente als auch die Aufbringung der Lei terbahnen bzw. Leiterzüge vorzunehmen. With this arrangement it is advantageously possible to depend ability of one using, for example, a CAD Systems designed circuit variant both the position nation of the components as well as the application of the Lei tracks or ladder tracks.
In Ausgestaltungsvarianten der Erfindung kann dabei vorge sehen sein, daß die von der Ansteuereinheit ausgegebenen Bewegungsvorgaben für die Aufspritzeinrichtung und für die Positionierung der Bauelemente so zueinander koordinierbar sind, daß die Positionierung eines Bauelementes wahlweise unmittelbar vor oder nach dem Aufbringen der Substanz er folgt.In embodiment variants of the invention, it can be preferred can be seen that the output from the control unit Movement specifications for the injection device and for the Positioning of the components can be coordinated with each other are that the positioning of a component is optional immediately before or after applying the substance follows.
Damit ist es möglich, in Abhängigkeit von der gewählten Fertigungstechnologie zunächst die Leiterzüge aufzuspritzen und in unmittelbarer Folge, d. h. noch bevor die elektrisch leitende flüssige Substanz ausgehärtet ist, das Bauelement auf die Kontaktflächen aufzusetzen. Alternativ hierzu ist es möglich, zunächst die Bauelemente zu positionieren und dann die Kontaktierung der Bauelementeanschlüsse durch Auf spritzen der elektrisch leitenden Substanz in den Bereich zwischen die Anschlußflächen am Bauelement und die Kontakt flächen am Schaltungsträger vorzunehmen bzw. die Leiterzüge aufzuspritzen, ausgehend von den Kontaktflächen eines Bau elementes bis hin zu den Kontaktflächen eines zweiten oder dritten Bauelementes.It is possible, depending on the chosen one Manufacturing technology first spray the conductor tracks and in immediate succession, d. H. even before the electric conductive liquid substance is cured, the component to put on the contact surfaces. Alternatively, is it is possible to position the components first and then contacting the component connections by opening inject the electrically conductive substance into the area between the pads on the component and the contact to make areas on the circuit carrier or the conductor tracks spray on, starting from the contact surfaces of a building element to the contact surfaces of a second or third component.
Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß die Aufspritzeinrich tung mit einer Vorrichtung zur Änderung der Neigung α der Spritzrichtung relativ zum Schaltungsträger gekoppelt sein. Damit ist es möglich, ohne Positionsänderung des Schal tungsträgers die Spritzrichtung so zu wählen, daß diese beispielsweise rechtwinklig auf den Schaltungsträger ge richtet ist, etwa zum Aufbringen von Leiterzügen, oder auch (während des Aufspritzvorganges) geändert werden kann, so daß der fertigungstechnische Übergang vom Aufspritzen eines Leiterzuges zum Einspritzen der Substanz in einen Bereich zwischen einem Bauelementeanschluß und dem Schaltungsträger unmittelbar vorgenommen werden kann.According to the invention, the spray device can be used for this purpose device with a device for changing the inclination α Injection direction can be coupled relative to the circuit carrier. This makes it possible to change the position of the scarf tion carrier to choose the spray direction so that this for example, at right angles to the circuit carrier is aimed, for example, for applying conductor tracks, or (during the injection process) can be changed, so that the manufacturing transition from spraying a Conductor for injecting the substance into an area between a component connection and the circuit carrier can be made immediately.
So ist es beispielsweise denkbar, die Spritzrichtung um ei nen Winkel α von 45° zu neigen, um die elektrisch leitende Flüssigkeit in einen Raum einbringen zu können, der zwi schen dem Schaltungsträger und einem senkrecht über dem Schaltungsträger positionierten Bauelementeanschluß ausge bildet ist.For example, it is conceivable to change the spray direction by ei NEN angle α of 45 ° to tend to the electrically conductive To be able to bring liquid into a room that is between rule the circuit carrier and one vertically above the Circuit carrier positioned component connection out forms is.
Im Rahmen der erfindungsgemäßen Anordnung liegt es, daß die Aufspritzeinrichtung einen mit der elektrisch leitenden Substanz in flüssigem Zustand gefüllten Vorratsbehälter, mindestens eine Dosierpumpe zur Förderung der Substanz, ei nen Antrieb für jede Dosierpumpe, mindestens eine Spritzdü se zum Ausbringen der Substanz sowie Transportkanäle für die flüssige Substanz vom Vorratsbehälter zur jeweiligen Spritzdüse umfaßt. Vor allem unter dem Gesichtspunkt der Ansteuerbarkeit ist es vorteilhaft, wenn ein piezoelektri scher Antrieb für die Dosierpumpe vorgesehen ist und dieser mit einem Generator zur Erzeugung von Ansteuerimpulsen in Verbindung steht. Die Ansteuerimpulse bewirken dabei die Förderung der flüssigen Substanz vom Vorratsbehälter zur Spritzdüse und schließlich die Ausgabe der Substanz aus der Spritzdüse in Form von Tropfen. Beispielhaft kann mit jedem Ansteuerimpuls die Ausgabe eines Tropfens der Substanz ver anlaßt werden.It is within the scope of the arrangement according to the invention that the Injection device one with the electrically conductive Substance filled in liquid state, at least one dosing pump to convey the substance, ei NEN drive for each dosing pump, at least one spray nozzle se for dispensing the substance and transport channels for the liquid substance from the storage container to the respective Includes spray nozzle. Especially from the point of view of Controllability, it is advantageous if a piezoelectric shear drive is provided for the metering pump and this with a generator for generating drive pulses in Connection is established. The control pulses cause the Conveying the liquid substance from the reservoir to Spray nozzle and finally dispensing the substance from the Spray nozzle in the form of drops. Exemplary with everyone Control pulse ver the output of a drop of substance be caused.
Bei entsprechender Konfiguration der Aufspritzeinrichtung kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß als Substanz ein elektrisch leitfähiger, unter UV-Strahlung aushärtender Kunststoff vorgesehen und die Aufspritzeinrichtung mit ei ner auf die aufgespritzte Substanz gerichteten UV- Strahlungsquelle gekoppelt ist. Damit ist es beispielsweise möglich, eine nichtwiederaufschmelzbare Substanz zu verwen den, deren Aushärtung nach Aufsetzen des Bauelementes mit der Einschaltung der UV-Strahlungsquelle eingeleitet wird. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, als Sub stanz einen elektrisch leitfähigen Lack vorzusehen, der un ter Raumtemperatur aushärtet. Dann ist das Aufbringen der Leiterzüge und das Aufsetzen der elektronischen Bauelemente zeitlich so aufeinander abzustimmen, daß die Kontaktanbin dung vor Aushärtung des Lackes erfolgt.With the corresponding configuration of the spraying device can be provided according to the invention that as a substance electrically conductive, curing under UV radiation Plastic provided and the spraying device with egg UV directed at the sprayed substance Radiation source is coupled. So that's it, for example possible to use a non-re-meltable substance the, whose curing after placing the component with the activation of the UV radiation source is initiated. Alternatively, it is of course also possible as a sub punch an electrically conductive paint to provide the un cures at room temperature. Then the application of the Conductor tracks and putting on the electronic components to coordinate in time so that the contact dung takes place before the paint hardens.
Im Rahmen der Erfindung liegt es weiterhin, daß als elek trisch leitfähige Substanz eine leicht schmelzbare Metall- Legierung vorgesehen und der Vorratsbehälter mit einer Hei zungseinrichtung verbunden ist, die das Aufschmelzen der Substanz bewirkt, wodurch die Substanz im flüssigen Zustand bereitgestellt wird.It is also within the scope of the invention that as elec trically conductive substance an easily meltable metal Alloy provided and the reservoir with a hot is connected to the melting device Substance causes the substance to remain in the liquid state provided.
In einer weiteren sehr bevorzugten Ausgestaltungsvariante ist vorgesehen, daß die Aufspritzeinrichtung über mehrere separat ansteuerbare, mit getrennten Spritzdüsen verbundene Dosierpumpen verfügt, wobei die Spritzrichtungen der Spritzdüsen so aufeinander abgestimmt sind, daß die von den einzelnen Spritzdüsen auf den Schaltungsträger ausgebrach ten Tropfen einander überlappen. Damit ist es möglich, je nach Anzahl der in Betrieb gesetzten Spritzdüsen die Aus dehnung eines Leiterzuges beispielsweise in seiner Breite zu beeinflussen. Je mehr nebeneinander angeordnete Spritz düsen angesteuert und dadurch in Betrieb gesetzt werden, um so breiter wird die Leiterbahn aufgebracht, etwa zur Aus bildung von Anschluß- oder Kontaktflächen. In a further very preferred embodiment variant it is provided that the spray device over several separately controllable, connected with separate spray nozzles Dosing pumps has, the spray directions of Spray nozzles are coordinated so that the of the individual spray nozzles on the circuit carrier th drops overlap each other. So it is possible depending on the number of spray nozzles put into operation elongation of a conductor track, for example, in its width to influence. The more jets arranged side by side nozzles are controlled and thereby put into operation this is how the conductor track is applied, for example to the end formation of connection or contact surfaces.
In diesem Zusammenhang ist es außerdem denkbar, daß die Aufspritzeinrichtung mit mehreren Spritzdüsen versehen ist, deren geometrische Anordnung an der Aufspritzeinrichtung beispielsweise der Anordnung der Anschlüsse an einem Chip entspricht. Damit ist jedem Anschluß eine Spritzdüse zuge ordnet, und alle Anschlüsse dieses Chips können bei An steuerung der Spritzdüsen gleichzeitig mit dem Schaltungs träger kontaktiert werden.In this context, it is also conceivable that the Spraying device is provided with several spray nozzles, their geometric arrangement on the spraying device for example the arrangement of the connections on a chip corresponds. A spray nozzle is thus supplied to each connection arranges, and all connections of this chip can with An control of the spray nozzles simultaneously with the circuit carriers can be contacted.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, daß die Aufspritzeinrichtung über mindestens eine se parat ansteuerbare, mit einem getrennten Vorratsbehälter und einer getrennten Spritzdüse verbundenen Dosierpumpe ausgestattet ist, wobei der Vorratsbehälter mit einem elek trisch nichtleitenden, während des Aufspritzens flüssigen, nach dem Aufspritzen erstarrenden und dann fest haftenden und so eine Isolierschicht bildenden Material gefüllt ist. Damit ist unmittelbar nach dem Aufbringen einer leitenden Substanz auch das Aufbringen einer nichtleitenden Substanz möglich, beispielsweise zur Schaffung von Isolierschichten zwischen mehreren Leiterbahnebenen oder zum Aufbringen ei ner abschließenden Schutzschicht.In a further embodiment of the invention, it is provided hen that the sprayer over at least one se separately controllable, with a separate storage container and a separate spray nozzle connected dosing pump is equipped, the reservoir with an elec non-conductive, liquid during spraying, solidifies after spraying and then adheres firmly and so an insulating layer forming material is filled. This is immediately after applying a conductive Substance also the application of a non-conductive substance possible, for example to create insulating layers between several conductor track levels or for application a final protective layer.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeich nungen zeigen:The invention is described below with reference to an embodiment game are explained in more detail. In the associated drawing shows:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung Fig. 1 shows a schematic diagram of the arrangement according to the invention
Fig. 2 die Ansicht A aus Fig. 1 Fig. 2 shows the view A of FIG. 1
In Fig. 1 ist in einer Prinzipskizze eine Anordnung zur Aus führung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Ein Schaltungsträger 1 ist an seiner Oberseite 2 mit einem elektronischen Bauelement 3 sowie mit Leiterbahnen 4 zu versehen, wobei die Bauelementeanschlüsse 5 und 6 mit den Leiterbahnen 4 zu kontaktieren sind.In Fig. 1, an arrangement for implementing the method according to the invention is shown in a schematic diagram. A circuit carrier 1 is to be provided on its upper side 2 with an electronic component 3 and with conductor tracks 4 , the component connections 5 and 6 being to be contacted with the conductor tracks 4 .
Dazu ist eine relativ zum Schaltungsträger 1 in den Koordi naten X, Y, Z bewegliche Aufspritzeinrichtung 7 für eine leicht schmelzbare Metallegierung vorgesehen und mit einem Antrieb 8 gekoppelt, der zur Erzeugung der Relativbewegun gen zwischen dem Schaltungsträger 1 und der Aufspritzein richtung 7 ausgebildet ist.For this purpose, a relative to the circuit carrier 1 in the coordinates X, Y, Z movable spray device 7 is provided for an easily fusible metal alloy and coupled to a drive 8 , which is designed to generate the relative movements between the circuit carrier 1 and the Aufspritzein device 7 .
Des weiteren ist eine Positioniereinrichtung 9 vorhanden und mit einem zweiten Antrieb 10 gekoppelt. Beide Antriebe 8,10 sind über Signalleitungen 11, 12 mit Ausgängen einer Ansteuereinheit 13 verbunden, die ihrererseits mit einem beispielsweise mit einem CAD-System ausgestatteten Computer 14 in Verbindung steht.Furthermore, a positioning device 9 is present and coupled to a second drive 10 . Both drives 8 , 10 are connected via signal lines 11 , 12 to outputs of a control unit 13 , which in turn is connected to a computer 14 equipped, for example, with a CAD system.
Die Aufspritzeinrichtung 7 ist mit mehreren Spritzdüsen 15 (vgl. auch Fig. 2) zum Ausbringen der flüssigen Metallegie rung versehen. Außerdem umfaßt die Aufspritzeinrichtung 7 einen mit der schmelzbaren Metallegierung im flüssigen Zu stand gefüllten Vorratsbehälter, Dosierpumpen zur Förderung der flüssigen Metallegierung, wobei die Anzahl der Dosier pumpen der Anzahl an Spritzdüsen 15 entspricht, gesonderte Antriebe für jeweils eine der Dosierpumpen sowie Transport kanäle, die innerhalb der Aufspritzeinrichtung 7 zur Lei tung der aufzuspritzenden Flüssigkeit vom Vorratsbehälter zu den Spritzdüsen 15 dienen. The spraying device 7 is provided with a plurality of spray nozzles 15 (cf. also FIG. 2) for applying the liquid metal alloy. In addition, the spraying device 7 comprises a reservoir filled with the meltable metal alloy in the liquid state, metering pumps for conveying the liquid metal alloy, the number of metering pumps corresponding to the number of spray nozzles 15 , separate drives for each of the metering pumps and transport channels which are within the spray device 7 for Lei device of the liquid to be sprayed serve from the reservoir to the spray nozzles 15 .
Von den vorgenannten Baugruppen der Aufspritzeinrichtung 7 sind in Fig. 1 und Fig. 2 lediglich die Spritzdüsen 15 darge stellt. Der prinzipielle Aufbau der Aufspritzeinrichtung 7 kann beispielsweise der Veröffentlichung "Three-dimensional micro forming using metal jet", Katsumi at all, Nagoya Uni versity, Furo-Cho, Chikusa-ku, Nagoya, 464-01 Japan, ent nommen werden.Of the above-mentioned modules of the spraying device 7, only the spray nozzle 15 are shown in Fig. 1 and Fig. 2 illustrates Darge. The basic structure of the spray device 7 can be found, for example, in the publication "Three-dimensional micro forming using metal jet", Katsumi at all, Nagoya University, Furo-Cho, Chikusa-ku, Nagoya, 464-01 Japan.
Erfindungsgemäß sind die Spritzdüsen 15 mit einer Kippvor richtung 16 gekoppelt, die eine Änderung der Aufspritzrich tung um einen Winkel ±Δα relativ zur Oberseite 2 des Schal tungsträgers 1 ermöglicht. Innerhalb der Aufspritzeinrich tung 7 sind die Dosierpumpen mit piezoelektrischen Antrie ben (ebenfalls nicht dargestellt) verbunden, die gesondert mit einem pulsförmigen Taktsignal angesteuert werden, wobei jeder Ansteuerimpuls die Förderung eines Tropfens der flüs sigen Metallegierung vom Vorratsbehälter zur zugeordneten Spritzdüse 15 und das Ausbringen dieses Tropfens aus der Spritzdüse 15 auf die Oberseite 2 des Schaltungsträgers 1 bewirkt. In Abhängigkeit von der Impulsfrequenz werden Tropfen in zeitlicher Aufeinanderfolge und aufgrund der Vorschubgeschwindigkeit und Bewegungsrichtung der Aufsprit zeinrichtung 7 einander überlappend und eine Leiterbahn 4 bildend auf die Oberfläche des Schaltungsträgers 1 ausge bracht.According to the invention, the spray nozzles 15 are coupled to a Kippvor device 16 , which allows a change in the direction of injection by an angle ± Δα relative to the top 2 of the scarf device carrier 1 . Within the Aufspritzeinrich device 7 , the metering pumps are connected to piezoelectric drives (also not shown), which are controlled separately with a pulse-shaped clock signal, with each control pulse promoting a drop of the liquid metal alloy from the reservoir to the associated spray nozzle 15 and the application of this drop caused by the spray nozzle 15 on the top 2 of the circuit carrier 1 . Depending on the pulse frequency, droplets are overlapped in time succession and due to the feed rate and direction of movement of the spraying device 7 and form a conductor track 4 on the surface of the circuit carrier 1 .
Zur Aufschmelzung der Metallegierung ist der Vorratsbehäl ter innerhalb der Aufspritzeinrichtung 7 mit einer Heizein richtung verbunden.To melt the metal alloy, the reservoir is connected within the spraying device 7 with a heating device.
Die Positioniereinrichtung 9 ist mit einer Haltevorrichtung 17 für das Bauelement 2 ausgestattet. Die Haftung des Bau elementes 2 an der Haltevorrichtung 17 kann beispielsweise durch einen Saugunterdruck bewirkt werden. Positionierein richtung 9 und Haltevorrichtung 17 können konstruktiv so ausgestaltet sein, daß ein oder mehrere Bauelemente aufge nommen, transportiert und in der gewünschten Position über dem Schaltungsträger 1 positioniert werden können.The positioning device 9 is equipped with a holding device 17 for the component 2 . The liability of the construction element 2 to the holding device 17 can be brought about, for example, by a suction vacuum. Positionierein device 9 and holding device 17 can be designed so that one or more components can be taken up, transported and positioned in the desired position above the circuit carrier 1 .
Das Betreiben der dargestellten Anordnung erfolgt beispiel haft in der Weise, daß nach Festlegung der Positionen des Bauelementes bzw. der Bauelemente und nach dem Entwurf des Leiterbildes mit Hilfe des CAD-Programmes im Computer 14 über die Ansteuereinheit 13 die Positioniereinrichtung 9 angesteuert wird und die Abholung der Bauelemente aus einem Speicher, den Transport zum Schaltungsträger sowie die Po sitionierung über dem Schaltungsträger 1 vornimmt. Sodann fährt, von der Ansteuereinheit 13 entsprechend dem Layout für die Leiterbahnen 4 veranlaßt, die Aufspritzeinrichtung 7 die Strecke der Leiterbahnführung ab, wobei durch An steuerung der Dosierpumpen einer oder mehrerer ausgewählter Spritzdüsen 15 das tropfenförmige Ausspritzen der flüssigen Metallegierung aus diesen Spritzdüsen 15 erfolgt.The arrangement shown is operated, for example, in such a way that, after determining the positions of the component or components and after designing the conductor pattern with the aid of the CAD program in the computer 14, the positioning device 9 is controlled via the control unit 13 and the collection the components from a memory, the transport to the circuit carrier and the Po sitioning on the circuit carrier 1 performs. Then travels caused by the control unit 13 according to the layout for the strip conductors 4, the jetting means 7 takes the route from the conductor track guide, by turning on the metering pumps one or more selected nozzles 15 control the drop-shaped spraying of the liquid metal alloy from these spray nozzles 15 °.
Das Aufbringen der Metallegierung kann am Bauelementean schluß 5 beginnen, wobei die Spritzdüsen 15 bzw. die Auf spritzrichtung, wie in Fig. 1 anhand einer angedeuteten Auf spritzeinrichtung 7 dargestellt, mit Hilfe der Kippvorrich tung 16 um einen Winkel -Δα von etwa 45° gegen die Ober seite 2 des Schaltungsträgers 1 geneigt wird, wodurch die flüssige Metallegierung in den freien Raum zwischen dem Bauelementeanschluß 5 und der Oberseite 2 eingebracht wer den kann.The application of the metal alloy can begin at the component 5 , the spray nozzles 15 or the direction of spraying, as shown in FIG. 1 by means of an indicated spraying device 7 , with the aid of the tilting device 16 at an angle -Δα of approximately 45 ° against the upper side 2 of the circuit carrier 1 is inclined, whereby the liquid metal alloy is introduced into the free space between the component connection 5 and the upper side 2 who can.
Das Aufbringen der flüssigen Metallegierung auf die Ober seite 2 wird dem programmierten Bewegungsablauf entspre chend fortgesetzt, wobei während des Aufspritzens die Auf spritzrichtung in einen rechten Winkel zur Oberseite 2 ein gestellt wird. Dieser Arbeitsschritt wird fortgesetzt, bis die Leiterbahn den Rand des Schaltungsträgers 1 erreicht oder, was auch denkbar ist, den Bauelementeanschluß eines weiteren über dem Schaltungsträger 1 positionierten, aber noch nicht kontaktierten Bauelementes erreicht. Dann er folgt eine Verstellung der Aufspritzrichtung mit Hilfe der Kippvorrichtung 16 um den Winkel +Δα ≈ 45°, wodurch auch hier die flüssige Metallegierung in den Raum zwischen dem Bauelementeanschluß und der Oberseite 2 eingebracht werden kann.The application of the liquid metal alloy to the upper side 2 is continued according to the programmed sequence of movements, the injection direction being set at a right angle to the upper side 2 during the spraying. This step is continued until the conductor track reaches the edge of the circuit carrier 1 or, which is also conceivable, reaches the component connection of a further component positioned above the circuit carrier 1 but not yet contacted. Then he follows an adjustment of the spraying direction with the aid of the tilting device 16 by the angle + Δα ≈ 45 °, as a result of which the liquid metal alloy can also be introduced into the space between the component connection and the upper side 2 here.
Auf diese Weise ist es möglich, die Anschlüsse aller auf dem Schaltungsträger 1 angeordneten (in der Zeichnung nicht dargestellten) Bauelemente entsprechend der vorausberechne ten Leiterbahnführung miteinander zu verbinden.In this way, it is possible to connect the connections of all of the components arranged on the circuit board 1 (not shown in the drawing) in accordance with the precalculated conductor routing.
In Fig. 2 ist in der Ansicht A aus Fig. 1 zu erkennen, daß die Aufspritzeinrichtung 7 über mehrere Spritzdüsen 15 ver fügt, wovon jede wie bereits dargelegt über separate Do sierpumpen ansteuerbar ist. Die Aufspritzrichtungen der Spritzdüsen 15 sind dabei parallel zueinander ausgerichtet; die Abständer der einzelnen Spritzdüsen 15 zueinander sind so gewählt, daß sich jeweils die aus zwei benachbarten Spritzdüsen 15 ausgebrachten Flüssigkeitstropfen nach dem Auftreffen auf die Oberseite 2 überlappen. Damit ist es möglich, durch Ansteuerung mehrerer nebeneinander liegender Spritzdüsen 15 die Breite der Leiterbahn 4 auch während des Aufspritzvorganges zu verändern. Das ist beispielhaft dann nützlich, wenn der Endabschnitt einer Leiterbahn 4 zum Ran de des Schaltungsträgers 1 hin in einer Kontaktfläche mit der Breite b auslaufen soll. In Fig. 2 it can be seen in view A from Fig. 1 that the spraying device 7 has a plurality of spray nozzles 15 , each of which, as already explained, can be controlled by separate metering pumps. The spray directions of the spray nozzles 15 are aligned parallel to one another; the spacers of the individual spray nozzles 15 to one another are selected such that the liquid drops applied from two adjacent spray nozzles 15 overlap each other after they strike the top 2 . It is thus possible to change the width of the conductor track 4 by controlling a plurality of spray nozzles 15 lying next to one another, even during the spraying process. This is useful, for example, when the end section of a conductor track 4 is to end in a contact area with the width b toward the edge of the circuit carrier 1 .
Außerdem ist es denkbar, die Aufspritzeinrichtung 7 mit mindestens einer Spritzdüse 18 auszustatten, die wie die Spritzdüsen 15 über eine separate Dosierpumpe ansteuerbar ist, aber außerdem auch mit einem getrennten Vorratsbehäl ter in Verbindung steht, in welchem ein zunächst flüssiger, elektrisch nichtleitender und nach dem Aufspritzen auf den Schaltungsträger 1 unter Raumtemperatur aushärtender Lack gespeichert ist.In addition, it is conceivable to equip the spraying device 7 with at least one spray nozzle 18 which, like the spray nozzles 15 , can be controlled via a separate metering pump, but is also connected to a separate storage container in which an initially liquid, electrically non-conductive and after which Spraying onto the circuit carrier 1 is stored under room temperature curing lacquer.
Bei Ansteuerung dieser Spritzdüse 18 anstelle der Spritzdü sen 15 erfolgt das tropfenweise Ausbringen des Lackes, bei spielsweise zum Zweck des Aufbringens einer Isolierschicht über die Leiterbahnen 4 oder auch zum Zweck des Aufbringens einer isolierenden Schutzschicht über die Bauelementean schlüsse.When this spray nozzle 18 is actuated instead of the spray nozzle 15 , the dropwise application of the paint takes place, for example for the purpose of applying an insulating layer over the conductor tracks 4 or for the purpose of applying an insulating protective layer over the component connections.
11
Schaltungsträger
Circuit carrier
22nd
Oberseite
Top
33rd
elektronisches Bauelement
electronic component
44th
Leiterbahnen
Conductor tracks
55
, ,
66
Bauelementeanschlüsse
Component connections
77
Aufspritzeinrichtung
Spraying device
88th
erster Antrieb
first drive
99
Positioniereinrichtung
Positioning device
1010th
zweiter Antrieb
second drive
1111
, ,
1212th
Signalwege
Signal paths
1313
Ansteuereinheit
Control unit
1414
Computer
computer
1515
Spritzdüse
Spray nozzle
1616
Kippvorrichtung
Tilting device
1717th
Haltevorrichtung
Holding device
1818th
Spritzdüse
Spray nozzle
Claims (17)
- 1. daß eine relativ zum Schaltungsträger (1) bewegliche Aufspritzeinrichtung (7) für eine flüssige, nach dem Aufspritzen erstarrende, die Kontaktflächen und/oder die Leiterbahnen (4) bildende Substanz sowie ein erster Antrieb (8) zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen Schaltungsträger (1) und Aufspritzeinrichtung (7) vor gesehen sind,
- 2. daß eine Positioniereinrichtung (9) für die Bauelemente (3) vorgesehen und mit einem zweiten Antrieb (10) ge koppelt ist,
- 3. daß die beiden vorgenannten Antriebe (9, 10) mit einer Ansteuereinheit (13) zur Vorgabe von Relativbewegungen zwischen der Aufspritzeinrichtung (7) und dem Schal tungsträger (1) während des Aufspritzens der Substanz und von Bewegungen der Positioniereinrichtung (9) zum Zweck der Positionierung der Bauelemente (3) verbunden sind und
- 4. daß in der Ansteuereinheit (13) mindestens eine Rechen schaltung zur zeitlichen und räumlichen Abstimmung der Bewegungen zum Aufspritzen der Substanz mit den Bewe gungen zur Positionierung der Bauelemente (3) vorgese hen ist.
- 1. that a relative to the circuit carrier ( 1 ) movable spray device ( 7 ) for a liquid, solidifying after spraying, the contact surfaces and / or the conductor tracks ( 4 ) forming substance and a first drive ( 8 ) for generating the relative movement between the circuit carrier ( 1 ) and spray device ( 7 ) are seen before
- 2. that a positioning device ( 9 ) is provided for the components ( 3 ) and is coupled to a second drive ( 10 ),
- 3. that the two aforementioned drives ( 9 , 10 ) with a control unit ( 13 ) for specifying relative movements between the spray device ( 7 ) and the scarf device carrier ( 1 ) during the spraying of the substance and movements of the positioning device ( 9 ) for the purpose the positioning of the components ( 3 ) are connected and
- 4. that in the control unit ( 13 ) at least one arithmetic circuit for timing and spatial coordination of the movements for spraying the substance with the movements for positioning the components ( 3 ) is hen hen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19807202A DE19807202A1 (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Process and arrangement for fixing and making electrical contact of electronic components on a circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19807202A DE19807202A1 (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Process and arrangement for fixing and making electrical contact of electronic components on a circuit board |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19807202A1 true DE19807202A1 (en) | 1999-08-26 |
Family
ID=7858432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19807202A Withdrawn DE19807202A1 (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Process and arrangement for fixing and making electrical contact of electronic components on a circuit board |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19807202A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003061357A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-24 | New System Srl | System to form a layering of electronically-interactive material |
WO2015101494A1 (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-09 | Koninklijke Philips N.V. | Method for manufacturing a non-planar printed circuit board assembly |
CN106004090A (en) * | 2016-06-20 | 2016-10-12 | 刘玲 | Alignment and jet printing and curing separated-type jet printing system |
DE102017213930A1 (en) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for producing a power module |
US10257935B2 (en) | 2013-07-09 | 2019-04-09 | Signify Holding B.V. | Method for manufacturing a printed circuit board assembly based on printed electronics |
-
1998
- 1998-02-20 DE DE19807202A patent/DE19807202A1/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003061357A1 (en) * | 2001-12-27 | 2003-07-24 | New System Srl | System to form a layering of electronically-interactive material |
US7757628B2 (en) | 2001-12-27 | 2010-07-20 | New System Srl | System for depositing electronically interactive liquefied material onto a support surface |
US8196544B2 (en) | 2001-12-27 | 2012-06-12 | Cesare Fumo | System for depositing liquid material onto a substrate |
US10257935B2 (en) | 2013-07-09 | 2019-04-09 | Signify Holding B.V. | Method for manufacturing a printed circuit board assembly based on printed electronics |
WO2015101494A1 (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-09 | Koninklijke Philips N.V. | Method for manufacturing a non-planar printed circuit board assembly |
US9648755B2 (en) | 2014-01-02 | 2017-05-09 | Philips Lighting Holding B.V. | Method for manufacturing a non-planar printed circuit board assembly |
CN106004090A (en) * | 2016-06-20 | 2016-10-12 | 刘玲 | Alignment and jet printing and curing separated-type jet printing system |
DE102017213930A1 (en) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for producing a power module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3824008A1 (en) | ELECTRONIC CIRCUIT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE19650296A1 (en) | Semiconductor device, e.g. ball grid array, production method | |
EP1716595A2 (en) | Semiconductor component comprising a stack of semiconductor chips and method for producing the same | |
DE10235332A1 (en) | Multiple layer switch support used in flip-chip technology comprises a semiconductor chip and/or a discrete component, a rewiring layer, an insulating layer with through-structures, and outer contact surfaces | |
DE2111396B2 (en) | METHOD OF MANUFACTURING ELECTRIC CIRCUIT BOARDS | |
WO2000013129A2 (en) | Method for producing metallic microstructures and use of this method in the production of sensor devices for detecting fingerprints | |
EP1747706A2 (en) | Support with solder globule elements and a method for assembly of substrates with globule contacts | |
DE10246270A1 (en) | Method and device for producing circuit arrangements | |
DE69724194T2 (en) | Method and device for applying solder flux to printed circuit boards | |
CH660275A5 (en) | METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT PROVIDED WITH A CONNECTING NETWORK, AND COMPONENT PRODUCED BY THE METHOD. | |
DE4103834A1 (en) | Circuit board mfr. by channelling into metallic coating - using laser beam brightness variation in conjunction with orthogonal movements of table under process computer control | |
DE3805841A1 (en) | METHOD FOR EQUIPPING COMPONENT CARRIERS WITH COMPONENTS IN SURFACE MOUNTING TECHNOLOGY | |
DE19807202A1 (en) | Process and arrangement for fixing and making electrical contact of electronic components on a circuit board | |
EP1080615B1 (en) | Multiple printed panel for electronics components, and method for constructing bumps, soldering frames, spacers and similar on said multiple printed panel. | |
DE2852132A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR BULK SOLDERING OF PRINTED CIRCUIT BOARDS EQUIPPED WITH COMPONENTS | |
EP0756442B1 (en) | Method of soldening components to a carrier foil | |
DE3440109C2 (en) | ||
DE4329000A1 (en) | Method and device for soldering workpieces | |
WO1996002955A1 (en) | Process for producing an electrically conductive connection | |
DE10050629B4 (en) | Method for producing a three-dimensional circuit body and device for carrying out the method | |
WO2001003183A2 (en) | Method for applying connecting materials for connecting a microchip and a substrate and utilization of a printing head working according to the ink printing principle | |
DE19855023B4 (en) | Method for applying conductor structures to arbitrarily shaped surfaces | |
DE3810486C2 (en) | ||
DE10257173B4 (en) | Method for applying solder material, use of a system for laser-assisted direct metal deposition therefor and contact surfaces with solder deposits | |
DE4208594A1 (en) | Prefabricated electrical component fixing to PCB - serially mfg. unitary circuits for selective imposition on regions of circuit board requiring rectification or extension |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |