DE3938847A1

DE3938847A1 - Thermoelementanordnung und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE3938847A1
Application number: DE3938847A
Authority: DE
Inventors: William J Siegel; Louis A Abbagnaro; William J Kautter
Original assignee: Pace Inc
Current assignee: Pace Inc
Priority date: 1988-11-23
Filing date: 1989-11-23
Publication date: 1990-05-31
Also published as: GB2225663B; GB2225663A; JPH02211489A; GB8926492D0; IT1236825B; IT8922500A1; IT8922500A0; FR2646313A1; CA2003202A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Thermoelemente, die in Verbin dung mit Leiterplatten dazu benutzt werden, Personal beim Lö ten/Entlöten von Anschlußleitern von Schaltungsbauelementen an den Leiterplatten zu schulen, und die ferner zur Durchführung einer quantitativen Analyse der Leistungsfähigkeit von Repara tur-, Umarbeitungs- und Produktionsanlagen verwendet werden, die zum Löten/Entlöten, zum Reinigen, zum Vorwärmen und Punkt schweißen von Bauelementen an Leiterplatten eingesetzt werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Ausgestaltung von Thermoelementen für diese Zwecke mittels herkömmlicher Leiterplatten-Konstruktionstechniken im Gegensatz zu herkömm lichen Konstruktionstechniken für Thermoelemente, sowie auf die Art und Weise, wie sie hergestellt und dazu benutzt werden können, eine große Vielfalt von Leiterplattentypen, Layouts und Montagekonfigurationen zu emulieren.

In der US-PS 42 24 744 sind eine Schaltung zum Lehren des Lö tens sowie eine damit verwendbare Übungsleiterplatte beschrie ben; dabei sind eine Übungsplatte mit mehreren darauf befind lichen Anschlüssen und mehrere den jeweiligen Anschlüssen zuge ordnete Temperaturfühlervorrichtungen an jedem Anschluß vorge sehen, an dem mittels des Lötens einer Verbindung versucht wird, die Leistungsfähigkeit eines Übenden oder einer anderen Person, deren Reparaturgeschicklichkeit beurteilt werden soll, zu überwachen. Eine Ausführung der darin beschriebenen Tempe raturüberwachungsvorrichtungen besteht aus Thermoelementen an jedem von mehreren durchgehenden Löcher, die in der Leiter platte gebildet sind. Diese Thermoelemente bestehen aus einem ersten Leiter, beispielsweise in Form eines stromlos abge schiedenen Kupferleiters, der durch die Löcher hindurchführt, so daß auf jeder der einander gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte Kontaktflächen entstehen, sowie ferner aus einer Metallfolie oder einem Metalldraht aus Eisen oder Konstantan oder einem anderen Leitermetall, das von dem des durchplat tierten Lochs abweicht, wobei diese Folie oder der Draht an einer der Anschlußflächen des durchplattierten Leiters befe stigt ist, so daß eine Thermoelementverbindung entsteht. Zur Bildung dieser Thermoelementverbindungen sind Lichtbogen-, Flammerhitzungs-, Löt-, Stauch-, Schweiß-, Hartlöt-, Falz- oder Stoßschweißverfahren beschrieben. In der genannten Pa tentschrift ist zwar angegeben, daß die ihr entnehmbare Lehre auch auf das Entlöten, Schweißen usw. sowie auf andere Schal tungsverbindungen als diejenigen auf einer ein- oder doppel seitigen Leiterplatte, beispielsweise auf Mehrschichtplatten, keramische Leiterplatten usw. sowie auf Anschlüsse wie durch plattierte Löcher, ungestützte Löcher, Trichterösen, Ösen, Stützpunkte usw. angewendet werden kann, jedoch sind dabei keine Strukturen, Techniken oder Anwendungsfälle beschrieben, die auf die Emulation einer breiten Sammlung von Leiterplat ten-Layouts-, -Typen und -Montagekonfigurationen gerichtet sind, die sich durch den Bauelementtyp, Substratmaterial, die thermischen Eigenschaften und andere Faktoren unterscheiden, noch ist eine Anwendbarkeit auf die Entwicklung, die Beurtei lung, die Überwachung, die Einstellung thermisch beeinflußter Produktions-, Umarbeitungs- oder Reparaturprozesse und Anla gen, d.h. für Löt/Entlöt-Prozesse, Vorheizprozesse, Punkt schweißprozesse usw. beschrieben.

In der US-PS 42 24 744 sind auch Einzelheiten verschiedener Faktoren beschrieben, die die Fähigkeit zur Durchführung qua litativ hochwertiger Umarbeitungs- und Reparaturvorgänge an elektronischen Baugruppen beeinflussen. Diese Faktoren enthal ten nicht nur den menschlichen Faktor, für den die Schulung zum Erwerb der erforderlichen Geschicklichkeit und Erfahrung für die Fähigkeit des Bedieners, die Arbeit zu beobachten und bei der Handhabung des Lötkolbens oder eines anderen Umarbei tungs- und Reparaturgeräts entsprechend zu reagieren, die beste Versicherung ist, sondern sie enthalten auch andere Fak toren, die nicht vom Bediener abhängen, beispielsweise die Ei genschaften des Umarbeitungs- und Reparaturgeräts, beispiels weise eines Lötkolbens mit seiner Leerlauf-Spitzentemperatur, seiner Erholungsgeschwindigkeit und dergleichen und Eigen schaften der Bauelemente und der gedruckten Schaltungsplatte, beispielsweise der Temperatur, der Wärmeleitfähigkeit, der spezifischen Wärme usw. Es ist also für eine richtige Perso nalschulung und Personalbeurteilung wünschenswert, die Mög lichkeit zu haben, so realistisch wie möglich einen weiten Be reich der Umstände zu simulieren, mit denen eine Bedienungs person konfrontiert werden kann. Auch bei der besten Schulung besteht die Möglichkeit, das Werkstück als Folge übermäßiger Verweilzeiten oder Verweiltemperaturen zu überhitzen, so daß eine Beschädigung der Leiterplatte in Form abgehobener An schlußflächen, eine Beschädigung der durchplattierten Löcher oder in extremen Fällen eine Beschädigung des Glasfaserlami nats und dergleichen als Folge anlagenbezogener Faktoren ver ursacht werden. Ferner ist es erwünscht, ein Mittel zur Ver fügung zu stellen, mit dessen Hilfe eine neue Anlage, insbe sondere eine automatisch arbeitende Anlage durch Analyse des Temperaturprofils beurteilt werden kann, dem beispielsweise eine gelötete Verbindung beispielsweise während eines Löt/Ent lötvorgangs ausgesetzt wird.

Das normale Verfahren zum Untersuchen von Lötverbindungen ist ein visuelles Verfahren. Ein solches qualitatives Verfahren der Analyse ist jedoch ineffektiv, da das physikalische Ausse hen einer Lötverbindung nach ihrer Herstellung keine echte Aussage über die Maximaltemperatur ermöglicht, die zu der Ver bindung führte, oder auch eine Aussage darüber, wie lange die Verbindung auf dieser Temperatur gehalten wurde. Zur Erzielung einer quantitativen Analyse der Temperaturbedingungen, denen eine Verbindung ausgesetzt ist, müssen Thermoelemente an den Schaltungskontaktflächen und/oder Bauelementanschlüssen befe stigt werden, so daß die Temperaturen unter Verwendung eines Computer-Datenerfassungssystems aufgezeichnet werden können. Das Befestigen von Thermoelementen an Leitern oder Kontaktflä chen, was üblicherweise durch Punktschweißen erfolgt, ist eine schwierige Aufgabe, und wenn viele Verbindungen analysiert werden sollen, wird diese Aufgabe mühsam und teuer, da jedes Thermoelement etwa 5 Dollar kostet.

Mit Hilfe der Erfindung sollen eine Thermoelementanordnung und ein Verfahren geschaffen werden, womit eine große Vielfalt von Leiterplattentypen, Layouts und Aufbaukonfigurationen, die sich hinsichtlich der Bauelementenart, des Substratmaterials, der thermischen Eigenschaften und anderer Faktoren unterschei den, einfach und billig emuliert werden können.

Speziell soll mit Hilfe der Erfindung ermöglicht werden, her kömmliche Leiterplattenkonstruktionsverfahren an das zuvor ge nannte Ziel anzupassen.

Ferner soll mit Hilfe der Erfindung ein Verfahren geschaffen werden, bei welchem eine Thermoelementkonstruktion bei der Entwicklung, Bewertung, Überwachung und Einstellung thermisch beeinflußter Prozesse, Herstellungsanlagen und zugehöriger menschlicher Faktoren zum Einsatz gebracht werden kann.

Außerdem soll mit Hilfe der Erfindung die quantitative Analyse von Temperaturprofilen ermöglicht werden, die bei emulierten Leiterplattenanordnungen während der Durchführung eines tat sächlichen thermisch beeinflußten Produktions-, Umarbeitungs- und Reparaturprozesses wie Löten, Entlöten, Reinigen, Flußmit telbehandeln, Vorheizen, Thermokompressionsbonden, Punkt schweißen und anderen Prozessen auftreten, die solche Anord nungen thermisch beeinflussen, wobei der Zweck darin besteht, den Prozeß und die Prozeßanlage zu beurteilen und das Repara turpersonal zu schulen, und zwar durch Messen der an Lötver bindungen, Bauelementanschlüssen und/oder dem Substratmaterial einer Leiterplattenanordnung in einem Testprozeß aufgetretenen Temperatur.

Dies wird bei verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erreicht, bei denen eine Schicht eines ersten Leitermaterials, beispielsweise Kupfer, auf einer ersten Fläche eines elek trisch isolierenden Trägers angebracht wird, während eine zweite Schicht eines zweiten, verschiedenen Leitermaterials, beispielsweise Konstantan, auf wenigstens einer weiteren Flä che des Trägers unter Anwendung herkömmlicher Leiterplatten konstruktionsverfahren im Gegensatz zur herkömmlichen Thermo elementkonstruktionsverfahren angebracht wird. An den Stellen, an denen Thermoelemente benötigt werden, werden durch die Lei terschichten und das Trägermaterial Löcher gebohrt, und die zwei Leiterschichten werden dann elektrisch miteinander ver bunden, indem das erste Leitermaterial durch das Loch und auf jeweilige Anschlußflächenabschnitte der Leiterschichten durch plattiert wird. Die von den Thermoelementen während eines Pro duktions/Reparatur/Umarbeitungs-Vorgangs an einer emulierten Elektronikbaugruppe erzeugten Spannungen können überwacht und dazu benutzt werden, den Ablauf thermisch beeinflußter Prozes se die Personalschulung oder die Anlagenbeurteilung zu ent wickeln, zu modifizieren oder einzustellen. Zahlreiche ver schiedenen Prozesse können beurteilt werden, einschließlich unterschiedlicher Variationen der Ausgestaltungen der thermi schen Masse, der Orte der Heizquelle sowie der Orte und der Typen der Thermoelemente.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Teilschnitt einer Leiterplatten-Thermoelementkon struktion für eine einfache Leiterplatte mit einem Bauelement, das an einem durchgehenden Loch angebracht ist,

Fig. 2 einen Schnitt eines Teils einer Leiterplatten-Thermo elementkonstruktion zur Überwachung der Temperatur an beiden Seiten einer dreilagigen Leiterplatte mit ei nem an der Oberfläche befestigten Bauelement (SMD),

Fig. 3 einen Schnitt eines Teils einer Leiterplatten-Thermo elementkonstruktion zur Erzielung einer genauen Ana lyse des Temperaturgradienten einer Mehrschicht-Lei terplatte und

Fig. 4 bis 6 repräsentative Fotomaskenmuster zur Erzeugung von Leiterplatten-Thermoelementen nach der Erfindung, wo bei Fig. 4 ein Muster für ein Bauelementgehäuse mit 16 Anschlußstiften mit Thermoelementen für jeden Lei ter und gleichen Leiterbahnbreiten zeigt,

Fig. 5 ebenfalls ein Muster für ein Bauelementgehäuse mit 16 Anschlußstiften mit unterschiedlich großen Anschluß flächen oder thermischen Massen zeigt, und

Fig. 6 ein Muster für ein oberflächenmontiertes Bauelement mit einer Anschlußflächenkonfiguration zur Erzeugung eines komplexen Temperaturprofils zeigt.

Fig. 1 zeigt eine Grundausführung einer Thermoelementanordnung zur Erzielung von Temperaturdaten, die aus einem Umarbeitungs-, Reparatur- oder Produktionsvorgang an einer Testleiterplatte unter Einbeziehung wenigstens eines thermisch wirkenden Pro zesses resultieren, wobei diese Anordnung für den Zweck der Schulung von Lernenden in der Technik des Lötens gemäß der US- PS 42 24 744 oder zur Fähigkeitsauffrischung bei erfahrenem Reparaturpersonal oder auch zur Beurteilung einer neuen Umar beitungs- und Reparaturanlage verwendet werden kann. Es sei bemerkt, daß hier der Ausdruck "thermisch wirkender Prozeß" dazu benutzt wird, einen der vielen Prozesse zu definieren, die bei der Umarbeitung, der Reparatur oder der Produktion elektronischer Baugruppen angewendet werden (beispielsweise Löten, Entlöten, Reinigen, Flußmittelbehandeln, Vorheizen, Thermokompressionsbonden, Punktschweißen, Kühlen und andere Prozesse bei der Anbringung, beim Entfernen und beim Ersetzen von an durchgehenden Löchern oder an der Oberfläche angebrach ten Bauelementen), die die Struktur, die Funktionsfähigkeit und/oder das Aussehen eines Teils einer elektronischen Bau gruppe aufgrund von Temperaturwirkungen beeinflussen können. Ferner sei bemerkt, daß die Konstruktion der Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 zwar nur mit Bezugnahme auf ein einziges Thermoelement der erfindungsgemäßen Ausgestaltung beschrieben wird, eine Thermoelementanordnung zur Beurteilung einer elek tronischen Baugruppe (einschließlich der reinen Leiterplatten und der Platten im Herstellungsprozeß) gemäß der Erfindung we nigstens soviele Thermoelementplätze umfassen kann, wie An schlußleiter der Bauelemente vorhanden sind, die an den Lei terplatten zur Anwendung kommen sollen.

Die Leiterplatten-Thermoelementanordnung von Fig. 1 umfaßt ei nen elektrisch isolierenden Träger 1, der ein herkömmliches Leiterplattensubstrat aus glasfaserverstärktem Epoxydharz oder einem anderen geeigneten Material sein kann. Eine Schicht ei nes ersten Leitermaterials, beispielsweise Kupfer, ist auf der ersten Fläche des Trägers 1 angebracht, während auf der gegen überliegenden Seite des Trägers 1 eine zweite Schicht aus ei nem zweiten Leitermaterial angebracht ist, das von dem ersten Leitermaterial verschieden ist, beispielsweise Konstantan.

Diese Leitermaterialschichten werden unter Verwendung herkömm licher Leiterplattenkonstruktionstechniken gebildet. Bei spielsweise wird auf einer Seite des Trägers eine Kupferfolie 3 mit einer Dicke von etwa 0,05 mm durch Laminieren aufge bracht, während auf der anderen Seite eine Konstantanfolie 5 mit einer Dicke von etwa 0,05 mm ebenfalls durch Laminieren aufgebracht wird. An den Stellen, an denen Thermoelemente be nötigt werden, werden durch die Folien und den Träger Löcher gebohrt, worauf in Form von Leiterbahnen Anschlußflächenab schnitte auf beiden Seiten des Trägers 1 unter Verwendung von Fotomaskierungsverfahren um die Löcher herum erzeugt werden. Auf den Anschlußflächen wird dann stromlos Kupfer 7 gemäß der Festlegung durch das Fotomaskenmuster sowohl auf der Kupfer folie als auch auf der Konstantanfolie und durch die Löcher hindurch aufgebracht. Die Kupferschicht 7 ergibt eine elektri sche und mechanische Verbindung der Kupferfolie und der Kon stantanfolie, wodurch ein Thermoelement vom T-Typ entsteht. Verbindungsabschnitte zur Signalüberwachung und weitere Ver bindungen zwischen den Signalüberwachungsabschnitten und den Anschlußflächen werden dann unter Anwendung von Fotomaskie rungsverfahren auf beiden Folien gebildet, und die nicht benö tigte Kupferfolie und die nicht benötigte Konstantanfolie wer den dann mittels eines geeigneten Ätzmittels, beispielsweise Eisenchlorid, zur Fertigstellung des Schaltungsmusters ent fernt.

Als Ergebnis der oben geschilderten Schritte entsteht an der Grenzfläche zwischen dem jeweiligen Thermoelement-Anschlußflä chenabschnitt des Leiterplattenmusters aus Konstantan und der aufplattierten Kupferschicht 7 ein Thermoelement 9. In jedem Fall wird das Konstantan-Leitermaterial in ein ausgeprägtes gedrucktes Schaltungsmuster eingefügt. Da an der Grenzfläche 11 zwischen der Kupferfolie 3 und der aufplattierten Kupfer schicht 7 auf der anderen Seite des isolierenden Trägers 1 ei ne elektrische Verbindung von Kupfer zu Kupfer entsteht, kann die Kupferfolie 3 entweder ein zugehöriges gedrucktes Schal tungsmuster sein; in Fällen, in denen es die Belastung, die Wärmeisolierung oder die Anforderungen an die Instrumenten empfindlichkeit zulassen, kann das Kupfer in seiner ursprüng lichen Folienform belassen werden, wodurch es sich hinsicht lich seiner Fläche ebensoweit wie zumindest die Fläche er streckt, auf der das bedruckte Schaltungsmuster erzeugt ist, und es kann die jeweilige Seite des Trägers 1 vollständig be decken.

Fig. 1 zeigt die Thermoelementanordnung, wie sie dazu benutzt wird, Daten über das Temperaturprofil an dem Punkt zu erhal ten, an dem Lot mit Hilfe eines Lötwerkzeugs T, beispielsweise eines Lötkolbens, beim Anbringen eines elektronischen Bauele ments 13 durch das Loch hindurch aufgebracht wird, das mehrere Anschlußleiter aufweist, von denen nur der Leiter 13 a in Fig. 1 dargestellt ist. Natürlich können auch andere Formen von Lötwerkzeugen und auch automatische Lötvorrichtungen im Zusam menhang mit dieser Thermoelementanordnung verwendet werden, nämlich beispielsweise Schwallötvorrichtungen, wie sie typi scherweise bei der Massenproduktion von Leiterplatten mit durchgehenden Löchern zur Anwendung kommen (wobei die Anord nung bezüglich der in Fig. 1 dargestellten Lage umgekehrt und über einem Bad aus geschmolzenem Lot eines Schwallötgeräts an geordnet wird).

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Überwachung der vom Thermoelement ausgehenden Signale in den meisten Fällen unter Verwendung eines typischen Leiterplatten-Randanschluß verbinders oder irgendeines anderen herkömmlichen Anschlußver binders durchgeführt werden kann. Falls die Thermoelementan ordnung jedoch über einem Schwallötbad angeordnet wird, können die Ausgangsanschlüsse nur auf der oberen Fläche der Leiter platte angebracht werden. In Fig. 1 ist lediglich ein einfa ches Voltmeter schematisch dargestellt, das lediglich allge mein ein Mittel zur Quantifizierung eines Ausgangssignals für die Verwendung beim Messen der vom Thermoelement 9 erzeugten, temperaturbezogenen Spannung repräsentieren soll.

Zusätzlich zu Lötvorgängen können auch Entlötvorgänge mit der beschriebenen Thermoelementanordnung beurteilt werden, nachdem ein Bauelement daran angebracht worden ist. In diesem Fall wird ein Entlötwerkzeug gegen das Lot und um den Bauelement leiter auf der vom Bauelementkörper abgewandten Seite, d.h. der Lötseite im Falle einer Anbringung durch ein Loch, gehal ten. Das Entlötwerkzeug wird dann aktiviert, damit Wärme auf die Lötverbindung einwirkt, und sobald das Lot über seinen Schmelzpunkt erhitzt ist, wird ein Sog erzeugt, damit das Lot aus dem Loch entfernt wird. In gleicher Weise kann auch jeder andere thermisch wirkende Prozeß in vergleichbarer Weise über wacht werden.

In der Ausführungsform von Fig. 1 muß die zum Schmelzen des Lots in dem Loch notwendige Wärme über die Kupferplattierung, den Bauelementleiter und das Lot selbst wandern, wenn das Bau element auf der Konstantanseite eingesteckt werden soll. Als Folge werden die während des Entlötprozesses durchgeführten Temperaturmessungen zur Bauelementseite der Leiterplatte ver schoben, da das Thermoelement auf dieser Seite vorhanden ist. Bei einer Schaltung mit schmalen Leiterbahnen und Verbindungs abschnitten und mit kleinen Masseleitern der Bauelemente ist die Temperaturdifferenz von der Lotseite zur Bauelementseite hin klein. Wenn jedoch beispielsweise eine großflächige Schal tungsbahn oder Leiterbahn auf der Bauelementseite vorhanden ist, existiert zwischen der Lotseite, an der die Wärme zur Einwirkung gebracht wird, und der Bauelementseite, an der sie mit Hilfe des Thermoelements 9 erfaßt wird, eine endliche Tem peraturdifferenz. Diese Temperaturdifferenz ist das Ergebnis der Tatsache, daß die zum Anheben der Temperatur einer großen Schaltungsfläche bis zum Schmelzen des Lots notwendige Wärme durch die Kombination aus dem durchplattierten Loch, dem Bau elementleiter und dem Lot fließen muß und der Weg durch das Loch eine relativ niedrige Wärmeübertragungsgeschwindigkeit im Vergleich zu der Wärme hat, die zum Anheben der Temperatur auf der Bauelementseite der Schaltung benötigt wird. Diese niedri ge Wärmeübertragungsgeschwindigkeit hat zur Folge, was der Wärmefluß von der Lotseite zur Bauelementseite beeinträchtigt ist, wodurch der erwähnte Temperaturgradient zwischen den bei den Seiten entsteht. Unter solchen Umständen muß sich das Thermoelement 9 auf der Seite des Trägers 1 befinden, auf der die Temperatur überwacht werden soll, d.h. das Bauelement 13 sollte durch das Loch hindurch auf der in Fig. 1 dargestellten Seite angebracht sein, oder es sollte auf der anderen Seite auf der Oberfläche angebracht sein (in der unten im Zusammen hang mit Fig. 2 noch zu beschreibenden Art und Weise). Wenn jedoch eine Schaltung mit kleinen Anschlußflächen und Schal tungsbahnabschnitten und/oder kleinen Bauelement-Masseleitern betroffen ist, können geeignete Ergebnisse unabhängig von der Seite der Anordnung von Fig. 1, auf der das Bauelement befe stigt ist, erhalten werden.

Fig. 2 zeigt eine Thermoelementanordnung zur Überwachung von Temperaturdaten mit Hilfe von Thermoelement-Wärmesensoren, die auf jede der gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind. Bei einer solchen Konstruktion besteht der elektrisch isolierende Träger 21 aus mehreren Leiterplattenschichten 21 a, 21 b, wobei die Schicht des ersten Leitermaterials 23 (beispielsweise Kup fer) an einer Grenzfläche des Trägers 21 zwischen den zwei Leiterplattenschichten 21 a, 21 b angebracht ist. Die gedruckten Schaltungen aus dem zweiten Leitermaterial 25 a, 25 b (beispiels weise aus Konstantan) sind auf den beiden gegenüberliegenden Außenflächen des isolierenden Trägers 21 angebracht, und sie sind elektrisch und mechanisch mit Hilfe einer durchplattier ten elektrischen Verbindung 27 miteinander gekoppelt, wie oben bezüglich der Leiter 3, 5 und der elektrischen Verbindung 7 beschrieben worden ist. Als Folge ergeben sich zwei Thermoele mente 29 a, 29 b an den Grenzflächen zwischen der elektrischen Verbindung 27 und den Schichten 25 a, 25 b, während an der Grenzfläche zwischen der ersten Leiterschicht 23 und des durchplattierten Lochs der elektrischen Verbindung 27 eine elektrische Verbindung 31 gebildet wird. Ob die innere Schicht des ersten Leiters 23 eine die Grenzfläche zwischen den Schichten 21 a, 21 b ausfüllende kontinuierliche Folie gemäß der Darstellung oder ein Muster aus Leiterbahnen ist, deren Zwi schenräume mit einem isolierenden Material ausgefüllt sind, hängt gemäß den obigen Ausführungen von der Belastung, der thermischen Isolation und den Empfindlichkeitsanforderungen ab (was in den meisten Fällen das Vorsehen von Mustern in allen Leiterschichten wünschenswert macht).

Fig. 2 zeigt auch das Anbringen eines elektronischen Bauele ments 33 an der Oberfläche mit Hilfe seiner Anschlußleiter 33 a. Für diesen Zweck wird ein Stöpsel 25 aus dem ersten Lei termaterial (beispielsweise aus Kupfer) durch das Loch gescho ben, wenn das durchgehende Loch nicht mit einem sehr kleinen Durchmesser ausgebildet ist, oder das Loch kann gefüllt oder auf einen sehr kleinen Durchmesser reduziert werden, indem ge schmolzenes Lot zumindest auf der Bauelement-Befestigungsseite der Anordnung eingeführt wird. Die Anordnung von Fig. 2 kann auch für die Befestigung von Bauelementen an durchgehenden Löchern benutzt werden, wie im Zusammenhang mit Fig. 1 be schrieben wurde.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist besonders vorteil haft, wenn ein Produktions-, Umarbeitungs- oder Reparaturpro zeß beurteilt werden soll, bei dem eine Hilfswärmequelle an einer Leiterplatte mit einer oder mehreren Masseebenen oder Wärmeableitkörpern benutzt wird, bei der es für die Primärwär mequelle, beispielsweise für die der Bauelementseite von Fig. 2 zugeführte Heißluft schwierig ist, die Temperatur an den Bauelement-Anschlußleitern schnell auf die Lotschmelztempera tur zu erhöhen. In einem solchen Fall wird die Hilfswärmequel le dazu benutzt, die unerwünschte Wärmeableitung auszuglei chen, indem sie die Leiterplatte auf eine Vorschmelztemperatur von beispielsweise 121°C (250°F) bringt. Wenn beispielsweise an der Unterseite der Leiterplatte aufgrund einer Masseebene eine große thermische Masse angebracht ist, kann der Fall ein treten, daß die Primärwärmequelle nicht genügend Wärme liefern kann, um die Temperatur an den Bauelement-Anschlußleitern bis auf die Lotschmelztemperatur anzuheben, weil eine Wärmeablei tung durch die Masse erfolgt, die dann durch die Verwendung einer Vorwärmevorrichtung an der Unterseite der Platte zusätz lich zu der auf die Oberseite der Platte, also die Bauelement seite der Platte gemäß Fig. 2 einwirkenden Primärwärmevorrich tung ausgeglichen wird. Durch Anwendung einer Anordnung gemäß Fig. 2, bei der thermoelementartige Sensoren an beiden Seiten der Platte angebracht sind, wird die Wirkung und der Anwendung kombinierter Wärmequellen sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite einer Leiterplatte emuliert und kann somit beurteilt werden. Es ist aber auch möglich, die Wirkung der einen oder der anderen Wärmequelle getrennt auf der Oberseite und der Unterseite des Trägers 21 zu beurteilen. Die entspre chenden Temperaturen können durch die Verwendung von Voltme tern, die schematisch bei V ₁ und V ₂ dargestellt sind, bestimmt werden, die die von den Thermoelementen 29 a, 29 b erzeugten Spannungen messen.

Zur Erzielung einer genaueren Analyse des Temperaturprofils durch Untersuchen des Temperaturgradienten kann jede Anzahl zusätzlicher Schaltungsschichten hinzugefügt werden. Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Druckschaltungs-Thermoelementanord nung gemäß der Erfindung, bei der der elektrisch isolierende Träger 41 in vier Leiterplattenschichten 41 a bis 41 d unter teilt ist, bei denen auf jeder Seite eine Leiterschicht gebil det ist. In diesem Fall besteht die mittlere Leiterschicht 43 aus einem ersten Leitermaterial wie Kupfer, während alle ande ren Leiterschichten 45 a bis 45 d aus dem zweiten, davon ver schiedenen Leitermaterial wie Konstantan bestehen. Alle diese Schichten 45 a bis 45 d sind ein Druckschaltungsmuster, das ge mäß der obigen Beschreibung erzeugt worden ist, während die Schicht 43 aus dem ersten Leitermaterial eine kontinuierliche Folienschicht sein kann, obgleich sie vorzugsweise ebenfalls in Form eines Musters ausgebildet ist. Der Temperaturgradient kann dann durch Anbringen von Voltmetern V ₁ bis V ₄ gemäß Fig. 3 bestimmt werden, mit deren Hilfe die von den Thermoelementen 49 a bis 49 d erzeugten Spannungen gemessen werden.

In den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 3 sind zwar einfache Voltmeter als Mittel zum Überwachen der von den Thermoelemen ten erzeugten Spannungen dargestellt, doch können auch andere und aufwendigere Mittel benutzt werden. Beispielsweise können Analyse- und Anzeigegeräte der Art verwendet werden, wie sie in der US-PS 42 24 744 beschrieben worden sind; auch andere vergleichbare Arten von Anordnungen, die jeweils entsprechend den besonderen Umständen aufgebaut sind, können zum Einsatz kommen. Es ist dabei möglich, während des gesamten Operations zyklus von einer Umgebungsbedingung zu einer anderen Umge bungsbedingung und nicht nur während der Durchführung eines speziellen thermisch wirkenden Prozesses eines Herstellungs-, Umarbeitungs- oder Reparaturvorgangs Daten zu erhalten.

In den Fig. 4 bis 6 sind Mustermasken gedruckter Schaltungen für die Verwendung bei der Erzeugung der Leiterschichten der Thermoelementanordnungen gemäß den Fig. 1 bis 3 dargestellt. In Fig. 4 ist eine Mustermaske 60 für ein Dual-Inline-Gehäuse (DIP) mit 16 Anschlußstiften dargestellt, bei der für jeden Anschlußleiter Thermoelement-Anschlußabschnitte 62 sowie gleich breite Leiterbahnverbindungen 64 vorgesehen sind, die die Thermoelement-Anschlußabschnitte 62 mit Signalüberwa chungs-Anschlußabschnitten 66 verbinden. Dabei ist natürlich zu erkennen, daß diejenigen Abschnitte der Maske 60, die nicht innerhalb der Positionierungsrahmenecken 68 einschließlich der Rahmenecken 68 liegen, durch ein Ätzmittel entfernt werden, wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Thermoelementanordnung erläutert worden ist.

In Fig. 5 ist eine Mustermaske 70 für ein Dual-Inline-Gehäuse (DIP) mit 16 Anschlußstiften dargestellt. In diesem Fall erge ben die Thermoelement-Anschlußabschnitte, die über Leiterbahn verbindungen 74 und Anschlußabschnitte 76 überwacht werden, einen abgestuften Schaltungsbereich, der von Anschlußabschnit ten 72 a aus Flächen mit einem kleinen Verhältnis von Fläche zu Masse vergleichbar mit Fig. 4 bis zu Anschlußabschnitten 72 b aus Flächen mit großem Verhältnis von Fläche zu Masse reicht. Da die größere Schaltungsfläche eine größere thermische Last bildet, verlängern die größeren Schaltungsflächen die Zeitpe riode, die benötigt wird, um eine Lötverbindung an dieser Stelle zu erwärmen. Das Muster von Fig. 5 kann daher dazu ver wendet werden, eine Leiterplatte zu emulieren, die breite Bah nen oder eine Masseebene aufweist, die mit der Anschlußfläche verbunden ist. Es sei bemerkt, daß zusätzlich zu diesem Ver fahren auch andere Verfahren zum Simulieren von Masseflächen (oder anderen Wärmeableitbereichen) auf oder in einer Leiter platte angewendet werden können, bei der es sich um eine ein schichtige oder um eine mehrschichtige Platte handeln kann. Gemäß Fig. 3 können beispielsweise der Durchmesser des durch gehenden Lochs und/oder die Dicke der Lochwandplattierung 47 verändert werden. Somit können elektronische Baugruppen und Prozesse, die komplexe Temperaturprofile ergeben, emuliert werden. Beispielsweise können viele der thermischen Eigen schaften mehrlagiger Leiterplatten mit Hilfe einer wesentlich billigeren doppelseitigen Platte, die gemäß der Erfindung her gestellt ist, emuliert werden.

Fig. 6 zeigt eine Mustermaske 80 für ein großflächiges, auf der Oberfläche zu montierendes Bauelement (SMD), das auf jeder Seite 17 Anschlußleiter aufweist, wobei jedoch Anschlußab schnitte 82 a zur Bildung von Thermoelementen nur an drei im Abstand voneinander liegenden Stellen an jeder Seite (bei spielsweise am dritten, achten und fünfzehnten Anschlußleiter) und außerdem Anschlußabschnitte 82 b im Abstand von 5 mm von der Mitte einer Reihe aus Anschlußabschnitten 82 an jeder Sei te vorgesehen sind. Eine solche Anordnung ermöglicht es, ein komplexes Temperaturprofil des Bauelements und der umgebenden Fläche während verschiedener Prozesse zu erhalten. In Fig. 6 (und in dieser Hinsicht auch in Fig. 4 und in Fig. 5) sind zwar nur 16 Thermoelemente dargestellt, jedoch ist die Anzahl der Thermoelemente nur durch die Größe des verfügbaren Platzes und die Verbindungsmöglichkeiten über die Leiterbahnen 84 und die Überwachungsverbindungsabschnitte 86 begrenzt. Die Verwen dung der Thermoelementanordnung der in Fig. 6 dargestellten Art ist besonders vorteilhaft bei der Beurteilung dicht be stückter Leiterplattenanordnungen, um die thermischen Auswir kungen auf Bauelemente zu ermitteln, die nicht direkt bearbei tet werden, wobei dieser Überwachungsvorgang die Überwachung von Thermoelementen an benachbarten Mustern umfassen kann, al so nicht nur die Überwachung derjenigen Thermoelemente des zu dem Bauelement gehörigen Musters, das direkt einem thermisch wirkenden Prozeß während einer bestimmten Emulation ausgesetzt wird.

Es sei bemerkt, daß gemäß der Erfindung verschiedensten Um gruppierungen (a) der Anordnungen der thermischen Masse, (b) der Orte der Wärmequellen und (c) des Orts der Thermoelemente möglich sind, damit vielfältige Variationen von Leiterplatten hinsichtlich ihrer Größe, ihrer Typen, der angewendeten Lay outs und der Montagekonfigurationen emuliert werden können, und damit auch eine große Vielfalt von Löt/Entlöt-Prozessen oder anderer Arten von Produktions-, Reparatur- oder Umarbei tungsoperationen emuliert werden kann, die die Anwendung von Wärme auf eine Leiterplattenanordnung erfordern.

Die nach Art von Leiterplatten hergestellten Thermoelementan ordnungen nach der Erfindung sind zwar in bezug auf Anordnun gen beschrieben worden, bei denen die Thermoelemente auf einem elektrisch isolierenden Träger gebildet worden sind, der die Wirkung simuliert, die an verschiedenen Stellen unterschiedli cher Arten von Leiterplatten auftreten, jedoch sei bemerkt, daß infolge der Verwendung herkömmlicher Leiterplattentechni ken für die Erzeugung der Thermoelemente auch andere Möglich keiten zur Verfügung stehen. Beispielsweise können die Thermo elemente innerhalb eines simulierten Chips gebildet werden, wobei die Anzahl der Thermoelemente der Anzahl der Chip-An schlußleiter entspricht. Der Anzahl der Thermoelemente, die auf dem Chip-Substrat gebildet werden, das als elektrisch iso lierende Träger dient, könnte auch geringer als die Anzahl der Chip-Anschlußleiter sein, wobei einige der Chip-Anschlußleiter an eine Wärmequelle und andere an ein Ausgangsanalysegerät an geschlossen werden können. Auf diese Weise können Temperatur daten bezüglich eines Herstellungs-, Reparatur- oder Umarbei tungsvorgangs an einer Leiterplatte in einer Weise erhalten werden, die die Wärmewirkungen wiedergibt, die von einem elek tronischen Bauelement erfahren wird, wodurch die Möglichkeit zum Schulen von Personal, zum Entwickeln, Einstellen und Über wachen thermisch wirkender Prozesse wie Löten und zum Beurtei len von Prozeßanlagen unter Anwendung der Erfindung erweitert werden kann, indem beispielsweise ein Analysegerät verwendet wird, das Zeit- und Temperaturkurven speichern kann, wie in der US-PS 42 24 744 beschrieben ist.

Für den Fachmann ist auch erkennbar, daß die oben als Beispie le für sein Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung beschriebe nen Materialien ohne weiteres auch durch andere verfügbare Ma terialien ersetzt werden können. Beispielsweise kann für einen Träger in Form einer glasfaserverstärkten Expoxyd-Leiterplatte auch Keramik, Polyimid oder Polyimid-Kevlar-Laminate angewen det werden. Für Thermoelemente vom T-Typ können ebensogut auch Thermoelemente vom K-Typ oder vom J-Typ unter Verwendung von Leiterfolien aus Chromel/Alumel oder Eisen/Konstantan angewen det werden.

Ferner sei bemerkt, daß ein Druckschaltungs-Thermoelement und seine Herstellungsverfahren und Anwendungen gemäß den obigen Ausführungen für Zwecke im Zusammenhang mit der Schulung von Personal und der Beurteilung von Anlagen und dergleichen nur bevorzugte Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung darstellen und in keiner Weise den Gesamtbereich der Anwendungsmöglich keiten wiedergeben. Eine Gruppe von Thermoelementen einer Druckschaltungs-Thermoelementanordnung gemäß der Erfindung könnte in nahezu allen Situationen eingesetzt werden, in denen es erwünscht wird, ein Temperaturprofil thermischer Effekte zu erhalten. Beispielsweise können Wärmeisolations- oder Wärme verlustwirkungen in ähnlicher Weise wie durch Anwendung der Infrarot-Fotografie beurteilt werden, indem eine oder mehrere Flächen eines Untersuchungsobjekts mit einer Druckschaltungs- Thermoelementanordnung mit einem geeigneten Muster aus gemäß der Erfindung hergestellten Thermoelementen bedeckt wird. Au ßerdem könnte durch Verwendung eines Substrats in Form einer flexiblen Leiterplatte beispielsweise aus Polyimid oder Poly imid/Kevlar eine solche Thermoelementanordnung ohne weiteres für gekrümmte oder andere nicht ebene Flächen angewendet wer den.

Das Verfahren zur Herstellung von Thermoelementen mittels der Technologie gedruckter Schaltungen gemäß der Erfindung bietet eine neue und kostengünstige Alternative zu herkömmlich herge stellten Thermoelementen für die Verwendung als Ersatz oder als Standardthermoelemente in allen Anwendungen, in denen kleine einzelne Thermoelemente bisher zum Einsatz kamen. Ins besondere könnte ein einziger großer Träger mit einer sehr großen Anzahl einzelner Thermoelemente gemäß der Erfindung hergestellt werden, wobei der Träger mit den darauf gebildeten Thermoelementen dann in eine entsprechende Anzahl einzelner Abschnitte zerschnitten wird, von denen jeder ein Thermoele ment enthält, wobei dies mit einem Bruchteil der Kosten durch geführt werden könnte, die bei der Anwendung herkömmlicher Verfahren zum Herstellen von Thermoelementen aufgewendet wer den müßten. Auch hier kann die Verwendung dünner flexibler Substratmaterialien vorteilhaft sein.

Die Erfindung kann in vielfältiger Weise weiter abgewandelt und modifiziert werden, ohne daß dadurch ihr Rahmen verlassen wird; diese Variationen und Abwandlungen liegen vielmehr alle innerhalb des Umfangs der Patentansprüche.

Claims

1. Thermoelementanordnung zur Erzeugung von Temperaturdaten, die aus der Anwendung wenigstens eines thermisch wirkenden Prozesses auf auf eine Elektronikbaugruppe mittels eines emu lierten Produktions/Umarbeitungs/Reparatur-Vorgangs resultie ren, gekennzeichnet durch einen elektrisch isolierenden Trä ger, eine Schicht aus einem ersten Leitermaterial auf einer ersten Fläche des Trägers, wenigstens ein gedrucktes Schal tungsmuster aus einem zweiten Leitermaterial, das von dem er sten Leitermaterial verschieden ist, auf wenigstens einer wei teren Fläche des Trägers, wobei das gedruckte Schaltungsmuster eine Schaltung mit Thermoelement-Anschlußabschnitten, Signal überwachungs-Verbindungsanschlüssen und dazwischen verlaufende Verbindungsbahnen umfaßt und wenigstens ein Thermoelement-An schlußabschnitt des gedruckten Schaltungsmusters des zweiten Leitermaterials mit der Schicht des ersten Leitermaterials durch eine elektrische Verbindung verbunden ist, die aus dem ersten Leitermaterial gebildet ist und die sich durch den Trä ger hindurch in der Weise erstreckt, daß an dem jeweiligen Thermoelement-Anschlußabschnitt ein Thermoelement entsteht.

. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schicht des ersten Leitermaterials ein ge drucktes Schaltungsmuster mit Signalüberwachungs- und An schlußabschnitten sowie mit dazwischen verlaufenden Verbin dungsbahnen ist.

3. Thermoelementanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die gedruckten Schaltungsmuster auf gegenüber liegenden Außenflächen des elektrisch isolierenden Trägers ge bildet sind.

4. Thermoelementanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrische Verbindung durch das erste Lei termaterial dadurch gebildet wird, daß es durch ein durchge hendes Loch in dem Träger und auf Anschlußabschnitte der ge druckten Schaltungsmuster in einer Weise plattiert wird, daß die Anschlußabschnitte der Muster der ersten und zweiten Lei termaterialien mechanisch und elektrisch miteinander verbunden werden.

5. Thermoelementanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die gedruckten Schaltungsmuster mehrere elek trisch verbundene Anschlußabschnitte aufweisen und daß alle dafür vorgesehenen Leiterbahnen gleich breit sind.

6. Thermoelementanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß einige der Thermoelement-Anschlußabschnitte an Stellen angeordnet sind, die einem Leitermuster eines an dem Träger anzubringenden elektrischen Bauelements entsprechen, und daß andere Thermoelement-Anschlußabschnitte in einem Be reich angeordnet sind, der die entsprechenden Stellen umgibt, damit Temperaturdaten an Stellen erzeugt werden, die von den Flächenbereichen entfernt liegen, an denen der Herstellungs/ Umarbeitungs/Reparatur-Vorgang durchgeführt wird.

7. Thermoelementanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß einige der Thermoelement-Anschlußabschnitte an Stellen angeordnet sind, die einem Leitermuster eines an dem Träger anzubringenden elektrischen Bauelements entsprechen, und daß andere Thermoelement-Anschlußabschnitte in einem Be reich angeordnet sind, der die entsprechenden Stellen umgibt, damit Temperaturdaten an Stellen erzeugt werden, die von den Flächenbereichen entfernt liegen, an denen der Herstellungs/ Umarbeitungs/Reparatur-Vorgang durchgeführt wird.

8. Thermoelementanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die gedruckten Schaltungsmuster mehrere elek trisch verbundene Anschlußabschnitte aufweisen und daß die Schaltungsmusterbahn für einige der Anschlußabschnitte in be zug auf die Schaltungsmusterbahn für andere Anschlußabschnitte unterschiedlich breit ist, damit voneinander verschiedene Kon figurationen der thermischen Masse simuliert werden.

9. Thermoelementanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das durchgehende Loch offen ist.

10. Thermoelementanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das durchgehende Loch wenigstens teilweise ge schlossen ist.

11. Thermoelementanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Menge des ersten Leitermaterials, die in dem durchgehenden Loch angebracht ist, zum Simulieren von Wärme ableitkörpern vorherbestimmt ist.

12. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das gedruckte Schaltungsmuster des zweiten Lei termaterials mehrere elektrisch miteinander verbundene An schlußabschnitte aufweist und daß alle dafür vorgesehenen Schaltungsmusterbahnen gleich breit sind.

13. Thermoelementanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß einige der Thermoelement-Anschlußabschnitte an Stellen angeordnet sind, die einem Leitermuster eines an dem Träger anzubringenden elektrischen Bauelements entsprechen, und daß andere Thermoelement-Anschlußabschnitte in einem Be reich angeordnet sind, der die entsprechenden Stellen umgibt, damit Temperaturdaten an Stellen erzeugt werden, die von den Flächenbereichen entfernt liegen, an denen der Herstellungs/ Umarbeitungs/Reparatur-Vorgang durchgeführt wird.

14. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das gedruckte Schaltungsmuster des zweiten Lei termaterials mehrere elektrisch miteinander verbundene An schlußabschnitte aufweist und daß die Schaltung für einige der Anschlußabschnitte in bezug auf die Fläche anderer Anschlußab schnitte eine unterschiedliche Fläche aufweist, damit vonein ander verschiedene Konfigurationen der thermischen Masse si muliert werden.

15. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Thermoelement für die Oberflächenanbringung eines Leiters eines elektrischen Bauelements konstruiert ist.

16. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Thermoelement für das Anbringen eines Lei ters eines elektrischen Bauelements durch ein Loch hindurch konstruiert ist.

17. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schicht des ersten Leitermaterials eine Fo lie ist, die erste Fläche des elektrisch isolierenden Trägers wenigstens in einem Bereich bedeckt, der sich gleich weit wie ein Bereich der anderen Fläche des Trägers erstreckt, auf dem das gedruckte Schaltungsmuster gebildet ist.

18. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der elektrisch isolierende Träger aus mehreren Schaltungsplattenschichten gebildet ist, daß die Schicht des ersten Leitermaterials auf einer Grenzfläche des Trägers zwi schen zwei Schaltungsplattenschichten angebracht ist und daß das gedruckte Schaltungsmuster und des zweiten Leitermaterials an jeder der beiden Außenflächen der Platte gebildet ist.

19. Thermoelementanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schicht des ersten Leitermaterials die Grenzfläche bedeckt.

20. Thermoelementanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schicht des ersten Leitermaterials ein ge drucktes Schaltungsmuster mit Signalüberwachungs- und An schlußabschnitten und mit dazwischenverlaufenden Verbindungs bahnen ist.

21. Thermoelementanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß der elektrisch isolierende Träger wenigstens aus drei Schaltungsplattenschichten besteht und daß wenigstens ein zusätzliches Muster aus dem zweiten Leitermaterial an einer jeweiligen zusätzlichen Grenzfläche des Trägers in der Weise angebracht ist, daß Zwischen-Thermoelemente an Stellen ent stehen, an denen das zusätzliche Muster die elektrischen Ver bindungen zwischen den Schichten des ersten Leitermaterials und den Mustern des zweiten Leitermaterials auf den Außenflä chen des Trägers überschneidet.

22. Thermoelementanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schicht des ersten Leitermaterials die Grenzfläche bedeckt.

23. Thermoelementanordnung nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schicht des ersten Leitermaterials ein ge drucktes Schaltungsmuster mit Signalüberwachungs- und An schlußabschnitten und mit dazwischen verlaufenden Verbindungs bahnen ist.

24. Thermoelementanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß das Thermoelement wenigstens eines der Muster für die Oberflächenmontage eines Leiters eines elektrischen Bauelements konstruiert ist.

25. Thermoelementanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß das Thermoelement wenigstens eines der Muster für die Montage eines Leiters eines elektrischen Bauelements durch ein Loch hindurch konstruiert ist.

26. Thermoelementanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß die gedruckten Schaltungsmuster mehrere elek trische Anschlußabschnitte aufweisen und daß die Schaltung für einige der Anschlußabschnitte in bezug auf die Fläche der an deren Anschlußabschnitte eine unterschiedliche Fläche aufwei sen, damit unterschiedliche Konfigurationen der thermischen Masse simuliert werden.

27. Thermoelementanordnung nach Anspruch 18, dadurch gekenn zeichnet, daß wenigstens eine elektrische Verbindung als Mit tel zum Simulieren eines Wärmeableitkörpers konstruiert ist.

28. Thermoelementanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leitermaterialien aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kupfer und Konstantan, Chromel und Alumel sowie Eisen und Konstantan besteht.

29. Verfahren zum Herstellen einer Thermoelementanordnung zur Erzeugung von Temperaturdaten, die aus der Anwendung eines thermisch wirkenden Prozesses auf eine elektronische Baugruppe mittels eines emulierten Herstellungs/Umarbeitungs/Reparatur- Vorgangs resultieren, mit folgenden Schritten:

A) Anbringen einer Schicht aus einem ersten Leitermaterial auf einer ersten Fläche eines elektrisch isolierenden Trägers;
B) Erzeugen wenigstens eines gedruckten Schaltungsmusters aus einem von dem ersten Leitermaterial verschiedenen zweiten Lei termaterial auf wenigstens einer weiteren Fläche des Trägers, wobei das Muster aus einer Schaltung besteht, die Thermoele ment-Anschlußabschnitte, Signalüberwachungs-Verbindungsabschnit te und dazwischenverlaufende Leiterbahnverbindungen aufweist; und
C) Verbinden wenigstens eines Thermoelement-Anschlußab schnitts des gedruckten Schaltungsmusters aus dem zweiten Lei termaterial mit der Schicht aus dem ersten Leitermaterial durch Bilden einer elektrischen Verbindung aus dem ersten Lei termaterial, die sich durch den Träger von der Schicht aus dem ersten Leitermaterial zu dem Thermoelement-Anschlußabschnitt der Schaltung so erstreckt, daß darauf ein Thermoelement ent steht.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt (A) auf der ersten Fläche ein gedrucktes Schaltungsmuster aus dem ersten Leitermaterial gebildet wird.

31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt (C) ein durchgehendes Loch in dem elektrisch iso lierenden Träger und den Anschlußabschnitten aus dem ersten und dem zweiten Leitermaterial gebildet wird und daß das erste Leitermaterial durch das Loch hindurch auf die Anschlußab schnitte so plattiert wird, daß zudem eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung dazwischen erzeugt wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß in das durchgehende Loch ein Stöpsel gesteckt wird, damit darüber die Oberflächenmontage eines Anschlußleiters eines elektri schen Bauelements ermöglicht wird.

33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Durchplattieren des durchgehenden Lochs ein Abschnitt der Öffnung freigelassen wird, damit ein Anschlußleiter eines elektrischen Bauelements durch das Loch hindurch angebracht werden kann.

34. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt (C) ein durchgehendes Loch in dem elektrisch iso lierenden Träger und den Anschlußabschnitten aus dem ersten und dem zweiten Leitermaterial gebildet wird und daß das erste Leitermaterial durch das Loch hindurch auf die Anschlußab schnitte so plattiert wird, daß zudem eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung dazwischen erzeugt wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß in das durchgehende Loch ein Stöpsel gesteckt wird, damit darüber die Oberflächenmontage eines Anschlußleiters eines elektri schen Bauelements ermöglicht wird.

36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Durchplattieren des durchgehenden Lochs ein Abschnitt der Öffnung freigelassen wird, damit ein Anschlußleiter eines elektrischen Bauelements durch das Loch hindurch angebracht werden kann.

37. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt (B) für einige der Anschlußabschnitte eine Leiterbahn erzeugt wird, die in bezug zu anderen Anschlußab schnitten eine unterschiedliche Breite aufweist, damit unter schiedliche Konfigurationen der thermischen Masse simuliert werden.

38. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das gedruckte Schaltungsmuster dadurch gebildet wird, daß auf den Träger eine Leiterfolie mit einer Dicke von etwa 0,05 mm auflaminiert wird, daß aus der Folie mittels Fotomaskierungs verfahren ein Schaltungsmuster erzeugt wird und daß uner wünschte Abschnitte des Schaltungsmusters unter Verwendung eines Ätzmittels entfernt werden.

39. Verfahren zur Erzielung von Temperaturdaten, die sich auf das Erhalten eines thermisch wirkenden Prozesses an einer elektronischen Baugruppe durch Emulieren eines Herstellungs/ Umarbeitungs/Reparatur-Vorgangs beziehen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

A) Emulieren einer elektronischen Baugruppe durch Vorsehen einer Thermoelementanordnung mit einem elektrisch isolierenden Träger, einer Schicht aus einem ersten Leitermaterial auf ei ner ersten Fläche des Trägers, wenigstens einem gedruckten Schaltungsmuster aus einer zweiten Leitermaterial, das von dem ersten Leitermaterial verschieden ist, auf wenigstens einer weiteren Fläche des Trägers, wobei das gedruckte Schaltungsmu ster eine Schaltung bildet, die Thermoelement-Anschlußab schnitte, Signalüberwachungs-Verbindungsabschnitte und dazwi schenverlaufende Verbindungsleiterbahnen aufweist, wobei we nigstens ein Thermoelement-Anschlußabschnitt des gedruckten Schaltungsmusters aus dem zweiten Leitermaterial mit der Schicht aus dem ersten Leitermaterial durch eine elektrische Verbindung verbunden ist, die aus dem ersten Leitermaterial gebildet ist und die sich durch den Träger hindurch in einer Weise erstreckt, daß an dem jeweiligen Thermoelement-Anschluß abschnitt ein Thermoelement entsteht, so daß Leiter des elek tronischen Bauelements auf jeweiligen Thermoelement-Anschluß abschnitten des gedruckten Schaltungsmusters angeordnet sind;
B) Emulieren eines Herstellungs/Umarbeitungs/Reparatur-Vor gangs, in dessen Verlauf ein thermisch wirkender Prozeß tat sächlich bezüglich der Thermoelementanordnung ausgeführt wird;
C) Erzeugen eines elektrischen Signals, das Temperaturdaten repräsentiert, die sich auf die Wirkungen des thermisch wir kenden Prozesses des emulierten Herstellungs/Umarbeitungs/Re paratur-Vorgangs mittels wenigstens eines Thermoelements be ziehen; und
D) Erzeugen eines Ausgangssignals aus den elektrischen Si gnalen, durch das die Wirkungen bewertet werden können.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt (B) Leiter wenigstens eines elektronischen Bauelements auf jeweiligen Thermoelement-Anschlußabschnitten des gedruckten Schaltungsmusters angebracht werden und daß ei ne elektrische Verbindung zwischen den Leitern des elektroni schen Bauelements und den jeweiligen Thermoelement-Anschlußab schnitten durch den thermisch wirkenden Prozeß hergestellt wird, wobei der Prozeß das Ausüben von Wärme umfaßt und die elektrischen Signale zu den daraus resultierenden Wirkungen auf den isolierenden Träger und das elektronische Bauelement gehören.

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Herstellungs/Umarbeitungs/Reparatur-Vorgang einen Lötvor gang umfaßt.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötvorgang ein Vorgang ist, bei dem eine Montage durch ein Loch hindurch erfolgt.

43. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötvorgang ein Oberflächenmontagevorgang ist.

44. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der Herstellungs/Umarbeitungs/Reparatur-Vorgang dadurch ausge führt wird, daß von wenigstens einer Seite der Thermoelement anordnung her, auf der das elektronische Bauelement angebracht ist, Wärme zur Einwirkung gebracht wird.

45. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötvorgang ein Oberflächenmontagevorgang ist.

46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Herstellungs/Umarbeitungs/Reparatur-Vorgang dadurch ausge führt wird, daß von wenigstens einer Seite der Thermoelement anordnung her, auf der das elektronische Bauelement angebracht ist, Wärme zur Einwirkung gebracht wird.

47. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdaten repräsentierenden elektrischen Signale so erzeugt werden, daß sie die Wirkung unterschiedlicher Konfi gurationen der thermischen Masse einer elektronischen Baugrup pe wiedergeben, die emuliert wird.

48. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturdaten von Thermoelementen an verschiedenen Stellen auf wenigstens einer Fläche des isolierenden Trägers erhalten werden.

49. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturdaten von Thermoelementen an verschiedenen Stellen auf wenigstens einer Fläche des isolierenden Trägers erhalten werden.

50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Flächen, an denen Temperaturdaten erhalten wer den, Grenzflächen zwischen Leiterplattenschichten enthalten, aus denen der isolierende Träger gebildet ist.

51. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß Anschlußleiter wenigstens eines elektronischen Bauelements elektrisch mit entsprechenden Thermoelement-Anschlußabschnit ten verbunden werden, und daß bei dem Schritt (B) Wärme zur Einwirkung gebracht wird, damit die Anschlußleiter des elek tronischen Bauelements von den jeweiligen Thermoelement-An schlußabschnitten getrennt werden, wobei die elektrischen Si gnale sich auf die Auswirkungen der Wärme wenigstens auf den isolierenden Träger beziehen.

52. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elektrischen Signale auch auf die Auswirkungen der Ausübung von Wärme auf weitere elektrische Bauelemente bezie hen, die auf dem isolierenden Träger angebracht sind.

53. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der Umarbeitungs/Reparaturvorgang ein Entlötvorgang ist.

54. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen Oberflächenmontageverbindungen sind.

55. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen Verbindungen durch durchgehende Löcher sind.

56. Verfahren nach Anspruch 53, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme von wenigstens einer Seite der Thermoelementanord nung her zur Einwirkung gebracht wird, an der das elektroni sche Bauelement angebracht ist.

57. Verfahren nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß der Herstellungs/Umarbeitungs/Reparatur-Vorgang ausgeführt wird, indem Wärme von wenigstens einer Seite der Thermoele mentanordnung her zur Einwirkung gebracht wird, an der das elektrische Bauelement angeschlossen ist.

58. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturdaten repräsentierenden elektrischen Signale so erzeugt werden, daß sie die Wirkung unterschiedlicher Konfigu rationen der thermischen Masse einer elektronischen Baugruppe wiedergeben, die emuliert wird.

59. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturdaten von Thermoelementen an verschiedenen Stellen auf wenigstens einer Fläche des isolierenden Trägers erhalten werden.

60. Verfahren nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturdaten von Thermoelementen an verschiedenen Stellen auf wenigstens einer Fläche des isolierenden Trägers erhalten werden.

61. Verfahren nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturdaten von Thermoelementen an verschiedenen Stellen auf wenigstens einer Fläche des isolierenden Trägers erhalten werden.

62. Verfahren nach Anspruch 39, daß der thermisch wirkende Prozeß mit Hilfe einer Vorrichtung durchgeführt wird, wobei das im Schritt (D) erzeugte Ausgangssignal dazu benutzt wird, thermische Verhaltenskenngrößen der Vorrichtung zu beurteilen.

63. Druckschaltungs-Thermoelement, gekennzeichnet durch einen elektrisch isolierenden Träger, ein erstes Leitermaterial auf einer ersten Fläche des Trägers, ein gedrucktes Schaltungsmu ster aus einem vom ersten Leitermaterial verschiedenen zweiten Leitermaterial auf einer weiteren Fläche des Trägers, wobei das gedruckte Schaltungsmuster eine Schaltung mit wenigstens einem Thermoelement-Anschlußabschnitt einem Signalüberwa chungs-Verbindungsabschnitt und dazwischen verlaufenden Leiter bahnverbindungen ist, wobei der wenigstens eine Thermoelement- Anschlußabschnitt des gedruckten Schaltungsmusters aus dem zweiten Leitermaterial mit der Schicht aus dem ersten Leiter material über eine elektrische Verbindung verbunden ist, die aus dem ersten Leitermaterial besteht und die sich so durch den dazwischenliegenden Träger erstreckt, daß an dem jeweili gen Thermoelement-Anschlußabschnitt ein Thermoelement entsteht.

64. Druckschaltungs-Thermoelement nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus dem ersten Leitermaterial ein gedrucktes Schaltungsmuster umfaßt, das wenigstens einen Signalüberwachungs- und Signalanschlußabschnitt mit dazwi schen verlaufenden Leiterbahnverbindungen aufweist.

65. Druckschaltungs-Thermoelement nach Anspruch 64, dadurch ge kennzeichnet, daß das gedruckte Schaltungsmuster aus dem zwei ten Leitermaterial mehrere Anschlußabschnitte aufweist, an denen jeweils ein Thermoelement gebildet ist.

66. Verfahren zum Herstellen eines Druckschaltungs-Thermoele ments mit folgenden Schritten:

A) Anbringen einer Schicht aus einem ersten Leitermaterial auf einer ersten Fläche eines elektrisch isolierenden Trägers;
B) Bilden wenigstens eines gedruckten Schaltungsmusters aus einem zweiten, von dem ersten Leitermaterial verschiedenen Leitermaterial auf wenigstens einer weiteren Fläche des Trä gers, wobei das Schaltungsmuster eine Schaltung mit wenigstens einem Thermoelement-Anschlußabschnitt, einem Signalüberwa chungs-Verbindungsabschnitt und dazwischenverlaufenden Verbin dungsbahnen ist;
C) Verbinden des wenigstens einen Thermoelement-Verbindungs abschnitts des gedruckten Schaltungsmusters aus dem zweiten Leitermaterial mit der Schicht aus dem ersten Leitermaterial durch Bilden einer elektrischen Verbindung aus dem ersten Lei termaterial, die sich durch den Träger von der Schicht aus dem ersten Leitermaterial zu dem Thermoelement-Anschlußabschnitt der Schaltung so erstreckt, daß ein Thermoelement entsteht.

67. Verfahren nach Anspruch 66, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Schritt (A) ein gedrucktes Schaltungsmuster aus dem ersten Leitermaterial auf der ersten Fläche gebildet wird.

68. Verfahren nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt (C) ein durchgehendes Loch in dem elektrisch iso lierenden Träger und den Anschlußabschnitten aus dem ersten und dem zweiten Leitermaterial gebildet wird und daß das erste Leitermaterial durch das Loch hindurch auf die Anschlußab schnitte so plattiert wird, daß zudem eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung dazwischen erzeugt wird.

69. Verfahren nach Anspruch 68, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren so ausgeführt wird, daß mehrere Thermoelemente erzeugt werden.

70. Verfahren nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger so unterteilt wird, daß mehrere getrennte und ein zelne Thermoelementteile entstehen, von denen jedes eine Ther moelementverbindung aufweist.