DE4028556C1 - - Google Patents

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Aufbringen von SMD (Surface-Mounted-Device)-Bauelementen auf ein Substrat nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solches Verfahren ist bereits aus der DE-OS 38 00 136 bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Leitkleber auf Epoxidbasis verwendet, um die Bauelementeanschlüsse mit den Leiter­ bahnen elektrisch leitend zu verbinden. Dazu wird der flüssige Kleber mit Siebdruckverfahren, beispielsweise mit Hilfe einer Lochfolie beziehungsweise Schablone aufgebracht, die Bauelemente in den feuchten Kleber eingesetzt und der Kleber anschließend bei zum Beispiel 150 Grad C ausgehärtet. Das hat jedoch den Nachteil, daß zwischen Aufbringen des Klebers und Einsetzen der Bauelemente nur eine endliche Zeit, die abhängig von der Topfzeit des Klebers ist, vergehen darf. Außerdem können Bauelemente, deren Leitkleber einmal ausgehärtet ist, nur durch mechanisches Herausbrechen, eventuell mit Temperaturunterstützung, entfernt werden. Dabei besteht jedoch die Gefahr, daß das Substrat und/oder benachbarte Bauteile beschädigt werden.
Dieses Verfahren kann bei Mischtechnik, d. h. wenn ein Teil der elektro­ nischen Bauteile leitend aufgeklebt und der Rest aufgelötet wird, nicht mehr verwendet werden, da die auf das Substrat bereits aufgedruckte Löt­ paste beim nachfolgenden Siebdruck des Leitklebers verschmiert wird.
Es ist weiterhin aus der Zeitschrift Microelectronic Manufacturing and Testing, June 1988 "Thermal Stress Reduction Via Thermoplastic Die-Attach Adhesive" bekannt, zur Montage von IC s einen Schmelz­ kleber zu verwenden. Allerdings wird er nicht flüssig aufgetragen, sondern in fester Form als Plättchen und erst auf dem Substrat geschmolzen. Das hat jedoch den Nachteil, daß für jeden IC der Kleber als Plättchen einzeln positioniert werden muß. Ein ähnliches Verfahren, bei dem Plättchen von einem aus Metallpulver gesinterten Film verwendet werden, ist aus der US-PS 48 56 185 bekannt.
Aus Proc. 1986 Int. Symp. on Microelectronic ISHM "A Reworkable High Reliability Thermoplastic Die-Attach Adhesive" (Proklamation zum Int. Symposium, S. 621 bis 631) ist ein Verfahren bekannt, bei dem der Schmelzkleber zum Auftragen mittels Siebdruck in Lösemittel aufgelöst wird und das Lösemittel hinterher wieder abgedampft wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, einen Leit­ kleber zur elektrischen Verbindung von Bauelementeanschlüssen und Leiterbahnen auf ein Substrat aufzubringen, und das insbesondere bei Mischtechnik einsetzbar ist.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Lösung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem bekannten Stand der Technik den Vorteil, daß auch bei Mischtechnik der Schmelzkleber mittels Sieb­ druck aufgebracht werden kann. Da der Kleber in einem ersten Schritt aufgebracht wird und nach einer Abkühlphase nicht mehr klebrig ist, kann dann die Lötpaste problemlos aufgedruckt werden.
Ein weiterer Vorteil ist die Tatsache, daß ein Auswechseln defekter Bauelemente durch eine einfache Substraterwärmung problemlos er­ folgen kann.
Ebenfalls ein Vorteil ist die Möglichkeit, daß zwischen Aufbringen des Klebers und Einsetzen der Bauelemente eine beliebig lange Zeit vergehen kann, da nach dem Abkühlen, also nach dem Erstarren des Klebers keine leitenden Partikelchen abwandern können.
Weiterhin hat ein Schmelzkleber gegenüber einem Kleber mit Lösungs­ mittel den Vorteil, daß er sofort verarbeitet werden kann im Gegen­ satz zur Wartezeit, die das Abdampfen des Lösungsmittels beinhaltet. Letztlich sei noch erwähnt, daß ein Kleber ohne Lösungsmittel wesentlich umweltfreundlicher ist.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Anordnung verschiedener Bauelemente auf einem Substrat.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur sind auf einem Substrat 1 verschiedene SMD-Bauelemente, wie zun Beispiel zwei Kondensatoren 3, ein PLCC (plastic Lead Chip Carrier) 4, ein SO (Small Outline) 5 und ein IC 2 aufgebracht. Diese Bauteile 2 bis 5 sind mit unterschiedlichen Verfahren auf das Substrat 1 aufgebracht. So sind beispielsweise die Bauelemente 3 bis 5 mittels einer Lötpaste 6 aufgelötet und der IC 2 mittels eines Schmelzklebers 8 auf dem Substrat befestigt und über Bonddrähte 7 elektrisch angeschlossen. Der Schmelzkleber 8 stellt dabei eine Masseverbindung des IC′s 2 zu einer Leiterbahn des Substrates 1 her.
Bei dieser Mischtechnik wird zuerst ein Schmelzkleber 8 zun Beispiel auf Polyamidbasis, der mit leitfähigen Partikelchen wie zum Beispiel Silber versetzt ist, mittels Siebdruckverfahren auf das Substrat 1 aufgebracht, wobei der Kleber vorher erwärmt wurde, so daß er flüssig ist. Nach einer kurzen Abkühlphase ist der Schmelzkleber 8 nicht mehr klebrig. Es können nun in einem nächsten Schritt die Lötpaste 6 auf das Substrat 1 im Bereich von Leiterbahnen aufge­ druckt und die lötbaren Bauelemente 3 bis 5 aufgesetzt und angelötet werden. Anschließend können die klebefähigen Bauelemente wie zun Beispiel der IC 2 aufgesetzt werden, indem das Substrat in einer Bestückungsmaschine erwärmt wird, so daß der Schmelzkleber 8 flüssig wird und die Bauelemente eingesetzt werden können. In einer kurzen Abkühlphase erstarrt der Schmelzkleber und die Bauelemente sind fest und können über die Bonddrähte 7 mit Leiterbahnen des Substrats 1 kontaktiert werden.
Bei einer eventuellen Reparatur sind die Bauteile durch einfaches Erhitzen des Substrates ebenso leicht zu entfernen beziehungsweise auszuwechseln. Bei IC′s müssen dabei die Bonddrähte erneuert werden.
Mit diesem Verfahren zum Befestigen von SMD-Bauelementen mittels Schmelzkleber ist es auch möglich, alle Bauelemente auf einem Substrat zu befestigen und elektrisch leitend an die Leiterbahnen anzuschließen, das heißt, alle Anschlüsse an den SMD-Bauelementen werden geklebt.

Claims (4)

1. Verfahren zun Befestigen von SMD-Bauelementen auf einem Substrat unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Klebers, wobei der Kleber mit Siebdruckverfahren oder einem Stempel auf das Substrat aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein mit leitfähigen Partikeln gefüllter Schmelzkleber, der bei Zimmertemperatur fest ist und bei Erwärmung in den flüssigen Zustand übergeht, im erwärmten Zustand zunächst auf das Substrat (1) aufgebracht wird und daß später zun Befestigen der SMD-Bauelemente (2) das Substrat (1) mit dem Schmelzkleber (8) erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein nit Silberpartikeln gefüllter Schmelzkleber (8) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzkleber (8) im Stempelverfahren mittels eines beheizten Stempels beziehungsweise im Siebdruckverfahren mit beheiztem Sieb aufgebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zeitraum zwischen dem Aufbringen des Klebers (8) und dem Ein­ setzen der SMD-Bauelemente zum Aufbringen weiterer lötbarer Bau­ elemente (3, 4, 5) auf das Substrat (1) an den dafür vorgesehenen Stellen Lötpaste (6) aufgetragen und danach diese Bauele­ mente (3, 4, 5) an diesem Stellen aufgesetzt und darauf festgelötet werden.
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