DE3839396A1 - Verfahren und einrichtung zum verloeten von auf einer leiterplatte aufliegenden elektrischen bauelementen mit der leiterplatte - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum verloeten von auf einer leiterplatte aufliegenden elektrischen bauelementen mit der leiterplatte

Info

Publication number
DE3839396A1
DE3839396A1 DE3839396A DE3839396A DE3839396A1 DE 3839396 A1 DE3839396 A1 DE 3839396A1 DE 3839396 A DE3839396 A DE 3839396A DE 3839396 A DE3839396 A DE 3839396A DE 3839396 A1 DE3839396 A1 DE 3839396A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit board
heat
protective mask
printed circuit
heat radiation
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.)
Ceased
Application number
DE3839396A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Ellerbrok
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nixdorf Computer AG
Nixdorf Computer Corp
Original Assignee
Nixdorf Computer AG
Nixdorf Computer Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nixdorf Computer AG, Nixdorf Computer Corp filed Critical Nixdorf Computer AG
Priority to DE3839396A priority Critical patent/DE3839396A1/de
Publication of DE3839396A1 publication Critical patent/DE3839396A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0053Soldering by means of radiant energy soldering by means of I.R.
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494Heating methods for reflowing of solder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices
    • B23K2101/40Semiconductor devices
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1509Horizontally held PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/30Details of processes not otherwise provided for in H05K2203/01 - H05K2203/17
    • H05K2203/304Protecting a component during manufacturing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6 zur Durchführung des Verfahrens.
Das im Oberbegriff des Anspruches 1 bezeichnete, bei der SMD- Technik (Surface Mounted Device) verwendete Verfahren zählt zu den sogenannten Reflow-Lötverfahren, bei denen die Lei­ terplatte an den Orten, an denen elektrische oder elektroni­ sche Bauelemente montiert werden sollen, mit einer Lotpaste beschichtet sind, die nach Auflegen der Bauelemente durch Er­ wärmen wieder aufgeschmolzen wird, wodurch die Lötverbindung hergestellt wird.
Beim Impuls- und Laserlötverfahren werden die aufzuschmelzen­ den Bereiche durch exakt gesteuerte Heizköpfe gezielt erwärmt. Damit wird eine Überhitzung der Bauelemente und der Leiterplat­ te zwar vermieden, die Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren sind jedoch sehr teuer und arbeiten langsam, da die zu schmelzenden Bereiche jeweils nacheinander erhitzt werden.
Beim Infrarot- bzw. beim Dampfphasenlötverfahren wird die mit den Bauteilen belegte Leiterplatte als ganzes bzw. die Leiter­ plattenoberseite ungezielt auf die Aufschmelztemperatur der Lotpaste erwärmt. Die Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren sind verhältnismäßig einfach und billig. Außerdem sind sie schnell, da die Möglichkeit besteht, alle Bauelemen­ te geichzeitig (simultan) zu verlöten. Nachteilig ist jedoch, daß die thermische Belastung der Bauteile und der Leiterplat­ te sehr hoch ist, so daß es zu Beschädigungen und Zerstörun­ gen der Bauelemente bzw. der Leiterplatte kommen kann. Um die thermische Belastung so weit wie möglich zu begrenzen, schaltet man der eigentlichen Lötphase eine Vorwärmphase vor, die es erlaubt, die dem Aufschmelzen der Lotpaste dienende Heizphase sehr kurz zu halten. Der Temperaturverlauf und die Durchlaufzeiten der Leiterplatten durch die Löteinrichtung sind abhängig von der Anzahl der Leiterplattenlagen, von der Anzahl, der Größe und der Position der Bauelemente usw. Sie sind deshalb für jede zu bestückende Leiterplatte neu zu er­ mitteln und einzurichten, wobei häufig Kompromisse zu schlie­ ßen sind, die eine Ideallösung ausschließen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art sowie ei­ ne Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaf­ fen, welche die Vorteile der Preiswertigkeit und der schnel­ len Arbeitsweise haben, bei denen jedoch eine thermische Überlastung der Bauelemente bzw. der Leiterplatte vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung nach dem Anspruch 6 ge­ löst.
Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet für das Aufschmelzen der Lotpaste eine auf die mit Bauteilen belegte Leiterplatte gerichtete Wärmestrahlung, beispielsweise Infrarotstrahlung. Infrarotlöten gehört zu den schnellen und billigen Lötverfah­ ren, wie weiter vorne ausgeführt wurde. Der diesem Verfahren an sich anhaftende Nachteil einer thermischen Überlastung der Bauteile bzw. der Leiterplatte wird dadurch vermieden, daß die wärmeempfindlichen Bauteile bzw. Zonen der Leiter­ platte durch Wärmeschutzschilde abgedeckt werden. Die Wärme­ schutzschilde sind so ausgebildet, daß sie nur die wärme­ empfindlichen Teile schützen, die anderen Bereiche, insbeson­ dere die Bauelementenanschlüsse und die lotbeschichteten Auf­ lötflächen jedoch für die Wärmestrahlung zugänglich lassen. Auf diese Weise können die Vorteile des technisch einfachen und schnellen Infrarotlötverfahrens mit den Vorteilen einer gezielten Erwärmung der Lotflächen bei weitgehender Schonung der wärmeempfindlichen Teile verbunden werden, die früher nur mit aufwendigen und langsam arbeitenden Impuls- bzw. La­ serlötverfahren erreichbar waren. Wegen der Abdeckung der empfindlichen Teile kann die Leiterplatte kurzzeitig einer relativ intensiven Infrarotwärmestrahlung ausgesetzt werden, so daß u.U. eine Vorheizung entfallen kann.
Um die Abdeckung der oft sehr zahlreichen, hinsichtlich ihrer Form und Größe sehr unterschiedlichen Bauelemente sowie Lei­ terplattenzonen zu erleichtern, ist erfindungsgemäß vorge­ sehen, daß die wärmeempfindlichen Teile nicht alle einzeln abgedeckt werden, sondern daß die Leiterplatte mit einer die­ ser fest zugeordneten Schutzmaske mit die Wärmeschutzschilde bildenden Abdeckfeldern und wärmedurchlässigen Fensterfeldern abgedeckt wird. Die Schutzmaske stellt ein einziges Bauteil dar, welches zur Leiterplatte genau positioniert werden muß und dann die Schutzfunktion für alle wärmeempfindlichen Tei­ le erfüllt.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die mit der Schutzmaske abgedeckte Leiterplatte unter eine Wärme­ strahlungsquelle verbracht wird und daß die ganze Leiterplat­ tenoberfläche gleichzeitig der Wärmestrahlung ausgesetzt wird.
Dieses Verfahren erlaubt eine echte Simultanlötung. Für die Serienherstellung von Leiterplatten werden diese z.B. taktweise durch eine Löteinrichtung geführt.
In anderer Ausgestaltung der Erfindung wird die mit der Schutz­ maske abgedeckte Leiterplatte relativ zu einer jeweils einen Teil der Leiterplatte beheizenden Wärmestrahlungsquelle ver­ fahren. Dieses Verfahren ermöglicht einen kontinuierlichen Durchlauf von serienmäßig herzustellenden Leiterplatten durch eine Löteinrichtung.
Um die zu schützenden Teile exakt von den zu beheizenden Zo­ nen abzugrenzen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jedes wärmeempfindliche Bauelement bzw. jede wärmeempfindliche Zone der Leiterplatte mit einem hinsichtlich seiner Form der Ober­ seite des Bauelementes bzw. der Form der Zone exakt angepaß­ ten, mit geringem Abstand zu dem jeweiligen Bauteil bzw. der Zone angeordneten Wärmeschutzschild abgedeckt wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Einrichtung mit einer Lötebene und einer im Abstand dazu an­ geordneten Wärmestrahlungsquelle vorgesehen, wobei die jewei­ lige Leiterplatte in der Lötebene anzuordnen ist; zwischen der Leiterplatte und der Wärmestrahlungsquelle sind die je­ weils wärmeempfindlichen Bauteile bzw. Zonen der Leiterplat­ te abdeckende Wärmeschutzschilde angeordnet. Diese Wärmeschutz­ schilde sind vorzugsweise nicht einzelne Bauteile, sondern sind für eine Leiterplatte jeweils durch eine Schutzmaske ge­ bildet, die jeweils die Wärmeschutzschilde bildende, wärme­ undurchlässige Abdeckfelder und wärmedurchlässige Fensterfel­ der aufweist. Eine derartige Schutzmaske kann im einfachsten Fall beispielsweise durch eine transparente Platte gebildet sein, auf die die Abdeckfelder aufgedruckt oder in anderer Weise aufgebracht sind. In bevorzugter Ausgestaltung der Er­ findung ist die Schutzmaske jedoch aus einer gitterartigen Folie mit durch Verbindungsstege miteinander verbundenen Ab­ deckfeldern gebildet, wobei die nicht von den Abdeckfeldern und den Verbindungsstegen eingenommenen Flächen die Fenster­ felder bilden.
Die Bauteile, mit denen Leiterplatten bestückt werden, ha­ ben häufig sehr unterschiedliche Formen und insbesondere Hö­ hen. Um dennoch eine scharfe Abgrenzung der zu schützenden Bereiche von den von der Wärmestrahlung zu beaufschlagenden Bereichen zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Abdeckfelder zueinander entsprechend den Höhen unter­ schiedlicher abzudeckender Bauelemente bzw. Zonen senkrecht zur Schutzmaskenebene höhengestaffelt sind. Dazu werden die Verbindungsstege zwischen den Abdeckfeldern entsprechend der Höhenstaffelung der Abdeckfelder auf- bzw. abgekröpft. Je näher die einzelnen Abdeckfelder über den jeweils zugeordne­ ten Bauelementen bzw. Zonen liegen, um so besser ist die Schutzwirkung und umso geringer ist die seitlich an den Kan­ ten der Abdeckfelder gestreute Wärmestrahlung.
Die Schutzmaske ist außerdem in ihren Randbereichen mit nach außen gerichteten Spannstegen zur Befestigung an einem Halte­ rahmen versehen, wie anhand des Ausführungsbeispiels näher erläutert wird. Um die Schutzmaske verzugsfrei spannen zu kön­ nen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Spannstege und/ oder die Verbindungsstege fachwerkartig in Längs- und Quer­ richtung sowie diagonal zur Längs- und Querrichtung angeord­ net sind. Die Schutzmaske besteht vorzugsweise aus einer Me­ tallfolie mit einer Stärke von zwischen 200 und 500 µm. Sie ist beispielsweise aus federhartem Messing ode V2A-Stahl her­ gestellt. Um die Schutzmaske selbst gegen die Wärmestrahlung zu schützen, ist sie gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mit einem hitzebeständigen Überzug, vorzugsweise mit Poly­ tetrafluoräthylen (Teflon) beschichtet. Als weitere Maßnahme zum Schutz der Schutzmaske gegen die Wärmestrahlung ist vor­ gesehen, daß die der Wärmestrahlungsquelle zugewandte Seite der Schutzmaske verspiegelt ist, so daß die Wärmestrahlung zumindest teilweise reflektiert wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung ein Aufnahmegehäuse mit einem etwa in der Lötebene angeordneten Aufnahmetisch für die Leiterplatte, eine über dem Aufnahmetisch angeordnete Halteeinrichtung für die Schutzmaske und eine über der Halteeinrichtung angeord­ nete flächige Wärmestrahlungsquelle umfaßt. Die Halteeinrich­ tung für die Schutzmaske ist vorzugsweise höhenverstellbar im Aufnahmegehäuse gelagert, so daß sie beispielsweise hoch­ gefahren werden kann, um eine Leiterplatte auf den Aufnahme­ tisch aufzulegen oder von diesem zu entfernen; für die Zeit der Wärmeeinstrahlung wird sie soweit heruntergefahren, daß die einzelnen Abdeckfelder dicht über den zugeordneten Bau­ teilen bzw. Zonen der Leiterplatte liegen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wärmestrahlungsquelle im Aufnahmegehäuse ebenfalls höhen­ verstellbar angeordnet ist, um auf diese Weise eine zusätzli­ che Möglichkeit zur Steuerung der Strahlungsintensität zu ha­ ben.
Das Aufnahmegehäuse kann mit einer Zuführungs- und einer Ab­ führungsöffnung versehen sein, die es erlauben, die Leiter­ platte taktweise oder kontinuierlich durch das Aufnahmegehäu­ se hindurch zu transportieren.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Verlöten von Bauelemen­ ten mit einer Leiterplatte;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Schutzmaske.
Die Löteinrichtung 10 umfaßt ein etwa quaderförmiges Aufnah­ megehäuse 12. Die dem Betrachter zugewandte Vorderwand des Aufnahmegehäuses ist weggelassen worden, um einen Einblick ins Gehäuseinnere freizugeben. Das Aufnahmegehäuse 12 hat einen Aufnahmetisch 14 zur Aufnahme einer mit Bauelementen 16, 18 bestückten Leiterplatte 20. Der Aufnahmetisch kann heiz­ bar sein, um eine Vorwärmung der Leiterplatte 20 vor dem eigentlichen Lötvorgang zu ermöglichen. An der Oberseite des Aufnahmegehäuses 12 ist eine Wärmestrahlungsquelle 22, be­ stehend aus parallel zueinander verlaufenden stabförmigen Infrarot-Strahlern 24, angeordnet. An ihrer Unterseite hat die Wärmestrahlungsquelle 22 nach unten gerichtete Reflektor­ wände 23 zum Leiten der Wärmestrahlung in Richtung zum Auf­ nahmetisch 14 des Aufnahmegehäuses 12. Die Wärmestrahlungs­ quelle 22 ist von einer Verstelleinrichtung gehalten, die zwei an den Innenseiten zweier gegenüberliegender Seitenwände 26, 28 des Aufnahmegehäuses 12 angeordnete Verstelleisten 30, 32 umfaßt. Die Wärmestrahlungsquelle ist dadu ch in vertikaler Richtung zwischen der Oberseite und dem Aufnahmetisch 14 des Gehäuses 12 in einem vorgegebenen Bereich verstellbar und kann so in einem bestimmten Abstand zu einer auf dem Aufnahme­ tisch 14 des Aufnahmegehäuses 12 befindlichen Leiterplatte 20 individuell eingestellt werden. Zwischen der Wärmestrah­ lungsquelle 22 und dem Aufnahmegehäuse 14 befindet sich an den Innenseiten der Seitenwände 26, 28 eine Halteeinrichtung mit zwei Verstelleisten 34, 36 zum Halten und vertikalen Ver­ stellen einer Schutzmaske 38, die aus durch Verbindungsstege 40 verbundenen Abdeckfeldern 42, 44 aufgebaut ist. Die Ver­ bindungsstege sind starr mit den Abdeckfeldern 42, 44 verbun­ den und zwischen diesen auf- oder abgekröpft. Die Abdeckfel­ der 42, 44 können hierdurch jeweils über unterschiedlich ho­ hen zugeordneten Bauelementen in einem geringen Abstand ge­ halten werden. Die Abdeckfelder 42, 44 sind über Spannstege 46 direkt an der Halteeinrichtung 34, 36 gehalten. Die von den Abdeckfeldern 42, 44 nicht eingenommenen Bereiche bilden Fensterfelder 45, die die Wärmestrahlen durchtreten lassen.
Eine der Seitenwände 26 weist über dem Boden 14 eine Öffnung 48 für das Zu- und Abführen der Leiterplatte 20 auf. An der gegenüberliegenden Seitenwand 32 kann ebenfalls eine Öffnung 49 vorgesehen sein, wie mit gestrichelten Linien angedeutet ist. Diese zweite Öffnung 49 erlaubt dann z.B. einen Transport der Leiterplatte durch das Aufnahmegehäuse 12 hindurch und damit den Einbau der Löteinrichtung in eine Anlage zur Fließ­ fertigung von Leiterplatten. Dabei besteht auch die Möglich­ keit, die Leiterplatten außerhalb des Aufnahmegehäuses mit einer Schutzmaske abzudecken und die abgedeckte Leiterplatte kontinuierlich z.B. mittels eines Fließbandes aus wärmefe­ stem Material (z.B. Teflon) durch das Aufnahmegehäuse 12 hin­ durchzufahren, wobei die Wärmestrahlungsquelle nur aus einer oder wenigen Infrarotstrahlern 24 bestehen muß oder einzelne Strahler zum Vorwärmen, andere für die eigentliche Lötheizung dienen.
Im folgenden wird die Funktionsweise der in Fig. 1 darge­ stellten, bevorzugten Ausgestaltung einer Löteinrichtung be­ schrieben.
Die mit Bauelementen 16, 18 bestückte Leiterplatte 20 wird von links durch die Öffnung 48 in der Seitenwand 26 in das Auf­ nahmegehäuse 12 eingeschoben. Die Bauelemente sind hierbei in nicht dargestellter Weise mit einer Lotpaste auf der Lei­ terplatte 20 fixiert. Durch nicht näher dargestellte Führungs­ mittel, z.B. Anschläge, wird sie in eine bestimmte Stellung in dem Aufnahmegehäuse 12 positioniert. Danach wird die Schutz­ maske 38 mittels der verstellbaren Halteeinrichtung 34, 36 so weit abgesenkt, daß die Abdeckfelder 42, 44 in einem vorge­ gebenen Abstand von z.B. wenigen Zehntelmillimetern über den zugehörigen Bauelementen 16, 18 liegen. Durch den geheizten Aufnahmetisch 14 wird die Leiterplatte 20 auf eine Vorheiztemperatur ge­ bracht, um die Bestrahlungszeit zum Verlöten der Bauelemen­ te 16, 18 mit der Leiterplatte 20 möglichst kurz halten zu können. Die Wärmestrahlungsquelle 22 wird dann mittels der Verstelleinrichtung 30, 32 auf einen festgelegten Ab­ stand über der Leiterplatte 20 bzw. der Schutzmaske 38 einge­ stellt. Dieser Abstand ist abhängig von dem Leiterplattentyp. Infrarot-Strahler 24 werden eingeschaltet. Hierbei trifft die durch die Reflektorwände 23 nach unten gerichtete Infra­ rot-Strahlung auf die Lötstellen und führt dort zu einer Verlötung der Bauelemente 16, 18 mit der Leiterplatte 20. Die über den Bauelementen 16, 18 angeordneten Abdeckfelder 42, 44 sind für die Infrarot-Strahlung undurchlässig bzw. reflektieren diese zu einem großen Teil, so daß die Bauelemente 16, 18 von der Wärmestrahlung abgeschirmt sind und eine un­ zulässige Temperaturerhöhung der Bauelemente 16, 18 vermie­ den wird. Dies hat zur Folge, daß Ausfälle von Bauelementen 16, 18 aufgrund thermischer Überlastung beim Verlöten nicht mehr zu befürchten sind, gleichwohl jedoch eine Simultan- Verlötung aller Bauelemente möglich ist.
Nach dem Verlöten werden die Infrarot-Strahler 24 abgeschal­ tet und die Wärmestrahlungsquelle 22 wird durch die Verstell­ einrichtung 30, 32 nach oben gefahren. Auch die Schutzmaske 38 wird durch die untere Halteeinrichtung 34, 36 von der Leiterplatte 20 abgehoben. Nun kann die mit den Bauelementen 16, 18 verlötete Leiterplatte 20 durch die Öffnung 48 des Aufnahmegehäuses 12 entnommen werden.
Fig. 2 zeigt eine gitterartige Schutzmaske 50, die in einem Spannrahmen 52 gehalten ist und mehrere Abdeckfelder 54, 56, 58 umfaßt. Die Abdeckfelder 54, 56, 58 sind über Verbindungsste­ ge 60, 62 miteinander und über Spannstege 64, 66, 68 mit dem Spannrahmen 52 verbunden. Quadratische Abdeckfelder 54, 56 dienen z.B. zum Schutz von Integrierten Schaltkreisen (IC) mit quadratischem Grundriß, z.B. zentralen Recheneinheiten, die an allen Seiten Anschlußfüße haben.
Rechteckige Abdeckfelder 58 dienen zum Abdecken von längli­ chen IC mit rechteckigem Grundriß, z.B. Speicherbausteinen, die nur an ihren beiden einander abgewandten Längsseiten Anschlußfüße haben.
Die Verbindungsstege 60 von quadratischen Abdeckfeldern 56 verlaufen vorzugsweise diagonal zu den Kanten des Abdeckfel­ des 56, um den Anschlußbereich eines quadratischen IC nicht zu überdecken. Die Verbindungsstege 62 von rechteckigen Ab­ deckfeldern 58 greifen vorzugsweise an den Längsenden des Ab­ deckfeldes 58 an, um die Anschlüsse an den Längsseiten eines länglichen IC nicht zu überdecken. Die große Zahl der Spann­ stege 64, 66 und 68 bewirkt eine mechanische Stabilität der Schutzmaske und verhindert so ein Durchhängen der in der Mit­ te der Schutzmaske 50 befindlichen Abdeckfelder. Nicht abzu­ deckende Fensterfelder 70 der Schutzmaske 50 sind durch dia­ gonal zum Spannrahmen 52 verlaufende Spannstege 72, 74 ver­ spannt und damit mechanisch versteift.
Die Schutzmaske 50 läßt sich leicht in einer Löteinrichtung 10 gemäß Fig. 1 einbauen und auswechseln, wenn die Halte­ einrichtung 34, 36 beispielsweise Schienen zum Aufnehmen und Halten des Spannrahmens 52 aufweist.
Wie Fig. 1 erkennen läßt, weist die Schutzmaske 20 außerdem einseitig z.B. an den Abdeckfeldern 42, 44 befestigte Stütz­ stege 41, 43 auf, die nach unten abgebogen sind und zur Ab­ stützung der Schutzmaske 20 auf den Bauelementen 16, 18 bzw. auf der Leiterplatte 20 dienen.

Claims (21)

1. Verfahren zum Verlöten von elektrischen Bauelementen (16, 18) mit einer Leiterplatte (20), wobei die mit Lotpaste beschichtete und mit den Bauelementen (16, 18) belegte Lei­ terplattenoberfläche einer auf diese gerichteten Wärmestrah­ lung ausgesetzt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß wärmeempfindliche Bauelemente (16, 18) und/oder Zonen der Leiterplatte zumindest während eines Abschnittes der Wärmeeinwirkungszeit mit Wärmeschutzschilden (42, 44) abgedeckt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leiterplatte (20) durch eine dieser fest zugeordnete Schutzmaske (38) mit die Wärmeschutzschilde bildenden Abdeckfeldern (42, 44) und wärmedurchlässigen Fensterfeldern (45) abgedeckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die durch die Schutzmaske (38) abgedeckte Lei­ terplatte (20) unter einer die Leiterplatte überdeckenden Wärmestrahlungsquelle (22) positioniert wird und daß die ganze Leiterplattenoberfläche der Wärmestrahlung ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die durch die Schutzmaske abgedeckte Leiter­ platte relativ zu einer jeweils einen Teil der Leiterplat­ te überdeckenden Wärmestrahlungsquelle verfahren wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes wärmeempfindliche Bau­ element (16, 18) bzw. jede wärmeempfindliche Zone der Lei­ terplatte (20) mit einem hinsichtlich seiner Form der Ober­ seite des Bauelementes (16, 18) bzw. der Form der Zone ex­ akt angepaßten, mit geringem Abstand zu dem jeweiligen Bau­ teil (16, 18) bzw. der Zone angeordneten Wärmeschutzschild abgedeckt wird.
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Lötebene und einer im Abstand dazu angeordneten Wärmestrahlungsquelle (22), wo­ bei die jeweilige Leiterplatte (20) in der Lötebene anzu­ ordnen ist, gekennzeichnet durch zwischen der Leiterplatte (20) und der Wärmestrahlungsquelle (22) angeordnete, jeweils wärmeempfindliche Bauteile (16, 18) bzw. Zonen der Leiterplatte (20) abdeckende Wärmeschutzschilde.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmeschutzschilde für eine Lei­ terplatte (20) durch eine Schutzmaske (38) gebildet sind, die jeweils die Wärmeschutzschilde bildende Abdeckfelder (42, 44) und wärmedurchlässige Fensterfelder (45) aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzmaske (38) aus einer gitter­ artigen Folie mit durch Verbindungsstege (40) miteinander verbundenen Abdeckfeldern (42, 44) gebildet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckfelder (42, 44) zueinander entsprechend den Höhen unterschiedlicher abzudeckender Bau­ elemente (16, 18) bzw. Zonen der Leiterplatte (20) senk­ recht zur Schutzmaskenebene höhengestaffelt sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindungsstege (40) zwischen den Abdeckfeldern (42, 44) entsprechend der Höhenstaffelung der Abdeckfelder (42, 44) auf- bzw. abgekröpft sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmaske (38) in ihren Randbereichen nach außen gerichtete Spannstege (46) zur Befestigung in einer Verstelleinrichtung (34, 36) auf­ weist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannstege (46) und/ oder die Verbindungsstege (42) fachwerkartig in Längs- und Querrichtung sowie diagonal zur Längs- und Querrich­ tung angeordnet sind.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmaske (38) aus einer Metallfolie mit einer Stärke von zwischen 200 und 500 µm besteht.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzmaske (38) aus federhartem Messing oder V2A-Stahl hergestellt ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmaske (38) mit einem hitzebeständigen Überzug, vorzugsweise mit Poly­ tetrafluoräthylen (Teflon), beschichtet ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wärmestrahlungs­ quelle zugewandte Seite der Schutzmaske (38) reflektierend (verspiegelt) ausgebildet ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, ge­ kennzeichnet durch ein Aufnahmegehäuse (12) mit einem etwa in der Lötebene angeordneten Aufnahmetisch (14) für die Leiterplatte (20), einer über dem Aufnahme­ tisch (14) angeordneten Halteeinrichtung (34, 36) für die Schutzmaske und einer über der Halteeinrichtung (34, 36) angeordneten Wärmestrahlungsquelle (22).
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinrichtung (34, 36) für die Schutzmaske (38) höhenverstellbar im Aufnahmegehäuse (12) gelagert ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmestrahlungsquelle (22) im Auf­ nahmegehäuse (12) höhenverstellbar über eine Verstellein­ richtung (30, 32) angeordnet ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem Aufnahmegehäuse (12) eine Blaskühleinrichtung zum Kühlen der Leiterplatte (20) zugeordnet ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzmaske (38) meh­ rere einseitig mit dieser verbundene, in Richtung zu der abzudeckenden Leiterplatte (20) abgebobene Stützstege (41, 43) zur Abstützung auf den Bauelementen (16, 18) bzw. der Leiterplatte (20) aufweist.
DE3839396A 1988-11-22 1988-11-22 Verfahren und einrichtung zum verloeten von auf einer leiterplatte aufliegenden elektrischen bauelementen mit der leiterplatte Ceased DE3839396A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3839396A DE3839396A1 (de) 1988-11-22 1988-11-22 Verfahren und einrichtung zum verloeten von auf einer leiterplatte aufliegenden elektrischen bauelementen mit der leiterplatte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3839396A DE3839396A1 (de) 1988-11-22 1988-11-22 Verfahren und einrichtung zum verloeten von auf einer leiterplatte aufliegenden elektrischen bauelementen mit der leiterplatte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3839396A1 true DE3839396A1 (de) 1990-05-23

Family

ID=6367628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3839396A Ceased DE3839396A1 (de) 1988-11-22 1988-11-22 Verfahren und einrichtung zum verloeten von auf einer leiterplatte aufliegenden elektrischen bauelementen mit der leiterplatte

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3839396A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4191065T (de) * 1990-05-24 1992-06-25
WO1993005634A1 (en) * 1991-09-06 1993-03-18 American Telephone & Telegraph Company SURFACE MOUNT ASSEMBLY OF DEVICES USING AdCon INTERCONNECTIONS
CN110167257A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 华东师范大学 一种限位固定且具有边角防护功能的集成电路板
US11153976B2 (en) 2018-05-24 2021-10-19 International Business Machines Corporation Implementing IR reflective mask to minimize CTE mismatch between laminate and PTH copper

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1279150B (de) * 1967-10-05 1968-10-03 Telefonbau & Normalzeit Gmbh Verfahren zum Verbinden von Bauelementen mit Leiterplatten
DE1900591A1 (de) * 1968-02-13 1969-10-30 Motorola Inc Verfahren zum Anloeten von Anschlussleitungen an gedruckte Schaltungen
US3588425A (en) * 1969-07-03 1971-06-28 Control Data Corp Dual source radiation bonding of plural joints

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1279150B (de) * 1967-10-05 1968-10-03 Telefonbau & Normalzeit Gmbh Verfahren zum Verbinden von Bauelementen mit Leiterplatten
DE1900591A1 (de) * 1968-02-13 1969-10-30 Motorola Inc Verfahren zum Anloeten von Anschlussleitungen an gedruckte Schaltungen
US3588425A (en) * 1969-07-03 1971-06-28 Control Data Corp Dual source radiation bonding of plural joints

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4191065T (de) * 1990-05-24 1992-06-25
WO1993005634A1 (en) * 1991-09-06 1993-03-18 American Telephone & Telegraph Company SURFACE MOUNT ASSEMBLY OF DEVICES USING AdCon INTERCONNECTIONS
US11153976B2 (en) 2018-05-24 2021-10-19 International Business Machines Corporation Implementing IR reflective mask to minimize CTE mismatch between laminate and PTH copper
CN110167257A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 华东师范大学 一种限位固定且具有边角防护功能的集成电路板
CN110167257B (zh) * 2019-06-05 2024-01-09 华东师范大学 一种限位固定且具有边角防护功能的集成电路板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3850195T2 (de) Aufschmelzofen.
DE3423172C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Solarbatterie
DE10211647B4 (de) Verfahren zum Bestücken und Löten einer Leiterplatte
EP0315228B1 (de) Lötvorrichtung
DE3638874C2 (de) Schutzvorrichtung für ein Laserbearbeitungsgerät
DE4016366C2 (de) Verfahren und Einrichtung zum Reflow-Löten von Elektronik-Bauteilen auf eine Leiterplatte
DE3724005C2 (de)
DE10215963A1 (de) Vorrichtung für selektives Löten
DE112010003058T5 (de) Gehäuse für eine inerte Umgebung
DE4104160A1 (de) Solarzellenstring
DE3839396A1 (de) Verfahren und einrichtung zum verloeten von auf einer leiterplatte aufliegenden elektrischen bauelementen mit der leiterplatte
DE3787658T2 (de) Reparaturvorrichtung und Reparaturverfahren für Leiterplatten mit Bauteilen in Oberflächenmontagetechnologie.
DE69009421T2 (de) Verfahren zum Simultananordnen und Verlöten von SMD-Bauteilen.
EP0124712A1 (de) Plattenhalterung, insbesondere für RF-Leiterplatten, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung
DE3390451C2 (de) Verfahren zum Laser-L¦ten
EP0259635B1 (de) Verfahren zur Herstellung von thermisch hochbelasteten Kühlelementen
DE19741192A1 (de) Reflowlötanlage
DE102013204813A1 (de) Verfahren und Vorprodukt zur Herstellung eines thermoelektrischen Moduls
DE3737565C2 (de)
DE29706148U1 (de) Maschine zum Einsetzen von Kupfermuttern in ein Werkstück
DE8700220U1 (de) Arbeitsplattform für die Bestückung von Leiterplatten
EP2747531B1 (de) Verfahren zur Herstellung von mischbestückten Leiterplatten
EP0453668A1 (de) Baugruppenträger
DE19724909A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
EP0268935A1 (de) Senkrecht steckbares Single-in-line-Schaltungsmodul

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection