DE4316497C2 - Verfahren zur Befestigung eines passiven dielektrischen Bauteils auf einer Leiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung passiver, keine elektrische Kontakte aufweisender dielektrischer Bauteile auf einer Leiterplatte.

Viele moderne Leiterplattenbaugruppen verwenden die Oberflächenmontagetechnik zur Befestigung elektronischer Bauteile auf einer Leiterplatte. Bei dieser Technologie werden als Teil der geätzten gedruckten Schaltung gebildete Kissen oder Stege mit einer Lötpaste beschichtet und die Bauteile an ihren Platz gebracht. Die Baugruppe wird dann einer Erhitzung ausgesetzt, um das sogenannte "Aufschmelzen" der Lötpaste hervorzurufen, um eine Lötverbindung zwischen den metallischen Kontakten des Bauteils und den Kissen oder Stegen auf der Leiterplatte herzustellen.

Wenn bei derartigen Bauteilen eine Wärmeableitung von dem Bauteil auf einen wärmeleitenden Kern der Leiterplatte erforderlich ist, ist es weiterhin aus der EP-0 139 431 A1 bekannt, auf der Unterseite eines Chip-Trägers eine Metallisierung vorzusehen, die ebenso wie die übrigen Anschlußkontakte des Chip-Trägers mit den Leiterbahnen der Leiterplatte bzw. dem wärmeleitenden Kern verlötet wird.

Aus der JP 58131808 A ist es bei einem elektrische Anschlußkontakte aufweisenden piezoelektrischen Resonator bekannt, auf beiden Flächen des Resonators elastische Elemente anzuordnen, die den Resonator auf einer Leiterplatte abstützen. Die Befestigung und der elektrische Anschluß des Resonators erfolgt dann durch das Aufschmelzen von Lotpaste, die eine Verbindung zwischen Leiterbahnen auf der Leiterplatte und Elektrodenanschlüssen auf dem Resonator herstellt.

Wenn passive Bauteile, die keine elektrische Verbindung mit der Leiterplatte benötigen, erforderlich sind, so ist es allgemein üblich, eine kleine Menge an Klebemittel, wie zum Beispiel eines Expoxyharzes, auf die Leiterplatte aufzubringen und das passive Bauteil auf das Klebemittel aufzusetzen, so daß das Bauteil im Ergebnis mit der Leiterplatte verklebt wird. Diese Technik ergibt jedoch Probleme. Erstens erweicht das Klebemittel während des Lot-Aufschmelzvorgangs, was dazu führen kann, daß sich das Bauteil aus der genauen Position heraus bewegt, auf die es zu Anfang gebracht wurde. Bei der Massenproduktion werden Bauteile durch extrem genaue automatische Bestückungsmaschinen an ihren Platz gebracht, und die nachfolgende Bewegung eines Bauteils, wie zum Beispiel eines dielektrischen Resonators, macht die durch diese Maschine erzielbare Genauigkeit zunichte. Im Fall von Bauteilen, wie zum Beispiel dielektrischen Resonatoren, die keine direkte elektrische Verbindung mit den Leiterbahnen der Leiterplatte haben, kann eine genaue Ausrichtung kritisch sein. Zweitens ist zur sicheren Befestigung des Bauteils bei dessen Aufsetzen an seinen Platz ein gewisser Druck erforderlich, um das Bauteil in feste Berührung mit dem Klebemittel zu bringen. Drittens erfordert diese Technik einen zusätzlichen Schritt bei dem Verfahren des Zusammenbaus des Produktes - nämlich den Schritt des Aufbringens des Klebemittels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein zusätzlicher Schritt beim Bestückungsvorgang von passiven Bauteilen nicht erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Befestigung eines passiven, keine elektrischen Kontakte aufweisenden dielektrischen Bauteils an einer Leiterplatte umfaßt die Schritte der Ausbildung eines ersten metallisierten Bereiches auf der Leiterplatte, die Ausbildung eines zweiten, eine im wesentlichen gleiche Fläche und Form aufweisenden metallisierten Bereiches auf dem Bauteil, das Aufbringen von Lot auf eines der metallisierten Bereiche, das Aufsetzen des zweiten metallisierten Bereiches des Bauteils auf den ersten metallisierten Bereich der Leiterplatte und das Aufschmelzen des Lotes zur Schaffung einer Befestigung des Bauteils an der Leiterplatte.

Auf diese Weise kann bei der Bestückung der Leiterplatte ein getrenntes Aufbringen eines Klebemittels auf die Leiterplatte zur Befestigung des dielektrischen Bauteils entfallen, was zumindest einen Herstellungsschritt einspart und den Aufwand für die Herstellung einer außer der Befestigung keine weitere Funktion aufweisenden Metallisierung bei weitem ausgleicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, in der eine schematische Darstellung eines an einer Leiterplatte befestigten Bauteils gezeigt ist.

Ein passives Bauteil 10, beispielsweise ein kreisförmiger dielektrischer Resonator, der keine elektrische Verbindung aufweist, ist mit einer Metallscheibe 12 oder irgendeiner anderen Form auf einer ebenen Oberfläche versehen. Die Scheibe 12 kann mit Hilfe irgendeines geeigneten Verfahrens, beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufdampfen hergestellt werden. Ein ebenes metallisches Formstück 14 ist auf der Leiterplatte 16 als Teil des üblichen Leiterplatten- Herstellungsverfahrens an der Stelle ausgebildet, an der der Resonator befestigt werden soll. Während des Schrittes des Siebdruckens anderer Bereiche der Leiterplatte mit Lötpaste zur Befestigung aktiver oberflächenmontierter Bauteile wird die Lötpaste 18 auch auf die Metallscheibe 14 abgeschieden. Der Resonator wird dann zusammen mit den anderen Bauteilen an seinen Platz gebracht, und die vollständige Baugruppe wird einem Lot-Aufschmelzschritt unterworfen, beispielsweise durch Infraroterhitzung. Während des Aufschmelzschrittes schmilzt das Lötmaterial, und Oberflächenspannungseffekte stellen sicher, daß der Resonator in geeigneter Weise mit der Metallscheibe oder dem Kissen 14 auf der Leiterplatte ausgerichtet gehalten wird.

Obwohl die Erfindung den zusätzlichen Schritt der Ausbildung einer metallischen Fläche auf der Unterseite des Bauteils erfordert, sind solche Bauteile räumlich klein, und es ist praktisch möglich, mehrere Hunderte dieser Bauteile in eine Reaktionskammer für eine gleichzeitige Metallabscheidung zu laden. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der getrennte Schritt des Auftragens des Klebemittels entfällt und das Aufbringen der Lötpaste ein Teil des Lotauftragsschrittes für andere Bauteile sein kann, oder es kann eine Lötscheibe durch den Bestückungsautomaten aufgebracht werden. In gleicher Weise kann die Ausbildung des metallisierten Bereichs auf der Leiterplatte ein Teil des üblichen Herstellungsverfahrens für gedruckte Schaltungen sein. Obwohl eine kreisförmige Scheibe aus Metall eine zweckmäßige Form zur Befestigung eines zylindrischen dielektrischen Resonators ist, können auch andere Muster der Metallisierung in Betracht gezogen werden. Beispielsweise kann ein unterbrochener Ring verwendet werden, wobei dieser Ring unterbrochen ist, um das Zirkulieren induzierter elektrischer Ströme in dem Ring zu verhindern. Andere Konfigurationen schließen Sternformen oder ein regelmäßiges Muster von kleinen Punkten ein. Die Erfindung ist auch dann anwendbar, wenn Abstandsstücke zwischen einem Resonator und einer Leiterplatte erforderlich sind. Ein Bariumtitanat-Resonator kann auf einer eingefügten elektromagnetisch inerten dielektrischen Abstandsscheibe mit einer Lötpasten-Grenzfläche zwischen dem Abstandsstück und der Leiterplatte und einem nicht-leitenden Klebemittel zwischen dem Resonator und dem Abstandsstück befestigt werden. Alternativ könnte das Abstandsstück eine dünne metallische Beilagscheibe oder Unterlegscheibe sein, die von dem Lot umgeben ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Befestigung eines passiven, keine elektrischen Kontakte aufweisenden dielektrischen Bauteils (10) auf einer Leiterplatte (16), mit den folgenden Schritten:

• - Ausbildung eines ersten metallisierten Bereiches (14) auf der Leiterplatte,
• - Ausbildung eines zweiten, eine im wesentlichen gleiche Fläche und Form aufweisenden metallisierten Bereiches (12) auf dem Bauteil (10),
• - Aufbringen von Lot (18) auf einen der metallisierten Bereiche (12, 14),
• - Auflegen des zweiten metallisierten Bereiches (12) des Bauteils auf den ersten metallisierten Bereich (14) der Leiterplatte, und
• - Aufschmelzen des Lotes zur Schaffung einer Befestigung des Bauteils (10) an der Leiterplatte (16).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf dem Bauteil (10) ausgebildete zweite metallisierte Bereich (12) ein elektromagnetisch inertes Isolier-Abstandstück umfasst, das an dem Bauteil (10) befestigt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine im wesentlichen gleiche Fläche und Form aufweisenden metallisierten Bereiche (12, 14) scheibenförmig sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine im wesentlichen gleiche Fläche und Form aufweisenden metallisierten Bereiche entsprechende unterbrochene Ringe sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine im wesentlichen gleiche Fläche und Form aufweisenden metallisierten Bereiche entsprechende Muster von Punkten sind.

6. Elektronische Schaltungsbaugruppe, die ein dielektrisches Bauteil aufweist, das an einer Leiterplatte nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5 befestigt ist.