DE4402545A1 - Verfahren zum Ausbilden diskreter Lötstellen auf entsprechenden Kontaktanschlußflächen einer Leiterplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden diskreter Lötstellen auf entsprechenden Kontaktanschlußflächen einer Leiterplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Leiterplatten, die oberflächenmontierbare Bauelemente aufnehmen können, sind mit einer Vielzahl von Kontaktanschlußflächen ausgestattet, auf denen die Bauelemente befestigt werden sollen. Elektrische Anschlüsse oder Zuleitungen der Bauelemente werden an den Kontaktanschlußflächen der Leiterplatte angelötet, um so die elektrische und mechanische Verbindung von jedem Bauelement zur Leiterplatte auszubilden. Gewöhnlich wird ein Lötmittel in Form einer Lötpaste auf die Kontaktanschlußflächen aufgetragen und die Anschlüsse der Bauelemente werden dann auf den Kontaktanschlußflächen angeordnet. Abschließend wird ein sogenanntes "Wiederaufschmelz-" oder "Reflow-"Verfahren eingeleitet, bei dem zuerst die Lötpaste aufgeschmolzen und dann verfestigt wird, um die Anschlüsse der Bauteile mit den Kontaktanschlußflächen zu verbinden.

Technische Entwicklungen haben zu einer Zunahme der Anzahl der Anschlüsse pro oberflächenmontierbarem Bauelement geführt, so daß der Abstand zwischen benachbarten Anschlüssen der Bauelemente, der sogenannte Rasterabstand verringert wurde. Die Rasterabstandsverringerung der oberflächenmontierbaren Bauelemente hat eine entsprechende Verringerung des Abstands zwischen den oder des Rasterabstands der Kontaktanschlußflächen der Leiterplatte notwendig gemacht.

Oberflächenmontierbare Bauelemente mit einem Rasterabstand von 0,635 mm und mehr können unter Verwendung eines bekannten Lötverfahrens genau an den Kontaktanschlußflächen einer Leiterplatte befestigt und damit verbunden werden. Bei diesem bekannten Verfahren werden diskrete Lötpastenflecken für die entsprechenden Kontaktanschlußflächen mit Hilfe einer Schablone mit einem Muster aus Öffnungen aufgetragen, die dem Muster der Kontaktanschlußflächen auf der Leiterplatte entsprechen. Deshalb entspricht der Rasterabstand der Öffnungen der Schablone innerhalb eines gewissen Toleranzgrades dem der Kontaktanschlußflächen der Leiterplatte.

Dieses bekannte Verfahren ist insofern nachteilhaft, als daß es für die Oberflächenmontage eines Bauelements mit einem Rasterabstand von weniger als 0,635 mm schwierig durchzuführen ist, da die Lötpaste aufgrund von Toleranzbeschränkungen bezüglich der Breite und der Anordnung der Schablonenöffnungen nicht ohne der Gefahr des Auftretens von Lötmittelkurzschlüssen mit der erforderlichen Genauigkeit auf Kontaktanschlußflächen mit einem Rasterabstand von weniger als 0,635 mm angeordnet werden können.

Deshalb schränkt das bekannte Verfahren die Verwendung oberflächenmontierbarer Bauelemente mit einem Anschlußrasterabstand von weniger als 0,635 mm in nachteilhafter Weise ein und beschränkt dadurch den Abstand zwischen den Zuleitungen oberflächenmontierbarer Bauelemente, die auf einer Leiterplatte befestigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausbilden diskreter Lötstellen auf entsprechenden Kontaktanschlußflächen vorzuschlagen, das auch Rasterabstände von 0,635 mm oder weniger zuläßt.

Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Da gemäß der Erfindung der Streifen aus Lötpaste mit Abschnitten verminderter Breite genau ausgebildet wird, kann die Lötpaste auf Kontaktanschlußflächen mit einem Rasterabstand von weniger als 0,635 mm ohne der Gefahr einer Ausbildung von Lötmittelkurzschlüssen genau angeordnet werden. Ein weiterer Vorteil tritt auf, da die Lötpaste mit einer geringeren Genauigkeit angeordnet werden kann, als dies bei bekannten Verfahren notwendig ist, da die Oberflächenspannung den Streifen trennt und zu einer genauen Anordnung der Lötmittelstellen führt. Die Erfindung verbessert ferner die Genauigkeit mit der Lötmittel auf Kontaktanschlußflächen mit einem Rasterabstand von 0,635 mm oder mehr aufgetragen werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Reihe von Kontaktanschlußflächen einer Leiterplatte mit einem darüber angeordneten Streifen aus Lötpaste und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kontaktanschlußflächen der Fig. 1 nach dem Aufschmelzen.

Die Fig. 1 stellt eine Vielzahl von Kontaktanschlußflächen 10 dar, die auf einer Leiterplatte 18 für die darauf durchzuführende Oberflächenmontage eines elektrischen Bauelements (nicht dargestellt), beispielsweise eines IC- Chips vorgesehen sind. Als solche bilden die Kontaktanschlußflächen 10 einen Teil einer Seite eines sogenannten "Lötanlandeplatzes" bzw. einer Montagefläche aus, die den Ort vorgibt, an dem das Bauelement mit Hilfe der daran vorgesehenen Anschlüsse zu befestigen ist.

Ein Lötpasten-Streifen 12 wird über die Kontaktanschlußflächen 10 mittels einer Schablone mit einer Öffnung aufgebracht, die der Gestalt des Streifens 12 entspricht. Der Lötpasten-Streifen 12 weist eine Reihe von Abschnitten mit verminderter Breite - sogenannte Hälse 14 bzw. Einschnürungen - in seiner Längsrichtung auf, wobei die Hälse 14 so voneinander beabstandet sind, daß sie die Zwischenräume 22 zwischen benachbarten Kontaktanschlußflächen 10 überdecken. Deshalb werden Abschnitte 20 mit voller Breite des Lötpasten-Streifens 12 entsprechend auf den Kontaktanschlußflächen 10 angeordnet. Vorzugsweise wird jeder Hals 14 mittels sich gegenüberliegenden, konkaven Einbuchtungen 21 in den beiden Rändern des Lötpasten-Streifens 12 ausgebildet. Es ist ersichtlich, daß nur ein Teil des Lötpasten-Streifens 12 und lediglich einige der Kontaktanschlußflächen 10, die zu dem elektrischen Bauteil gehören, in Fig. 1 dargestellt sind. So kann die Montagefläche beispielsweise 64 Anschlüsse pro Seite aufweisen.

Nach dem Auftragen des Lötpasten-Streifens 12 auf die Leiterplatte 18, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, ist diese für die Oberflächenmontage des elektrischen Bauelements bereit. Das Bauelement wird so angeordnet, daß seine Anschlüsse auf der Montagefläche, die durch die Kontaktanschlußflächen 10 ausgebildet wird, angeordnet sind, so daß das Bauelement dann auf den Kontaktanschlußflächen 10 und den Abschnitten 20 des Lötpasten-Streifens 12 lagert.

Der gesamte Aufbau wird dann so erhitzt, daß der Lötpasten- Streifen 12 entsprechend dem bekannten Aufschmelzverfahren aufgeschmolzen wird.

Wenn das Lötmittel geschmolzen ist, bewegt es sich an den Hälsen 14 aufgrund der Oberflächenspannung in Richtung der Pfeile A auf die Kontaktanschlußflächen 10 zu. Dadurch wird die Trennung des Lötpasten-Streifens 12 an den Hälsen 14 bewirkt, so daß diskrete Lötstellen 16 auf den Kontaktanschlußflächen 10 ausgebildet werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Nach dem Verfestigen des Lötmittels ist das oberflächenmontierbare Bauelement mit den Kontaktanschlußflächen 10 mittels der diskreten Lötstellen 16 verbunden.

Die Bewegung des Lötmittels wird so, wie dies durch die Pfeile A in Fig. 1 angezeigt ist, unter dem Einfluß der Oberflächenspannung mit Hilfe der Hälse 14 des Lötpasten- Streifens 12 eingeleitet. Die breiteren Abschnitte 20 des Lötpasten-Streifens 12 können mit einem Rasterabstand von weniger als 0,635 mm genau ausgebildet werden, da eine einzelne Öffnung, die solche breitere Abschnitte mit einem Rasterabstand von weniger als 0,635 mm aufweist, in einer Schablone genau ausgebildet werden kann. Die Paste kann somit über den Kontaktanschlußflächen 10 aufgetragen werden und entspricht deren Gestalt genau. Beim Stand der Technik können diskrete Öffnungen bezüglich der Breite und der richtigen Lage in einer Schablone nicht leicht vorgesehen und die Lötpaste dadurch bei Rasterabständen von weniger als 0,635 mm nicht genau aufgetragen werden.

Die Halsabschnitte bzw. Hälse 14 können beispielsweise eine andere Gestalt, insbesondere eine nicht-symmetrische Form aufweisen.

Vorzugsweise findet das Aufschmelzen des Lötpasten- Streifens 12 statt, während die Anschlüsse eines elektrischen Bauelements angeordnet sind, so daß das Verbinden der Anschlüsse des Bauelements gleichzeitig mit dem Ausbilden der diskreten Lötstellen 16 (Lötmittelabschnitte) erfolgt.

Unter Verwendung des beschriebenen Verfahrens wurde festgestellt, daß Bauelemente ohne der Gefahr eines Lötmittelkurzschlusses auf Kontaktanschlußflächen mit einem Rasterabstand von 0,5 mm oder weniger befestigt werden können.

Claims (6)

1. Verfahren zum Ausbilden diskreter Lötmittelstellen (16) auf entsprechenden Kontaktanschlußflächen (10) einer zur Oberflächenmontage elektrischer Bauelemente vorgesehenen Leiterplatte (18), dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Lötmittel-Streifen (12), der in seiner Längsrichtung eine Vielzahl von Abschnitten mit geringerer Breite (14) aufweist, über den Kontaktanschlußflächen (10) so angeordnet wird, daß die Abschnitte mit geringerer Breite (14) Zwischenräume (22) zwischen den Kontaktanschlußflächen (10) überdecken, und
• - daß das Lötmittel geschmolzen wird, wobei die Oberflächenspannung an den Abschnitten mit geringerer Breite (14) bewirkt, daß das die Zwischenräume (22) bedeckende, geschmolzene Lötmittel auf die Kontaktanschlußflächen (10) zu fließt und so den Lötmittel- Streifen (12) in eine Vielzahl diskreter Lötstellen (16) aufteilt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötmittel-Streifen (12) mit beidseitig sich gegenüberliegenden Einbuchtungen (21) zur Ausbildung der Abschnitte mit geringerer Breite (14) vorgesehen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (21) konkav ausgebildet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötmittel-Streifen (12) mittels einer Schablone ausgebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzen des Lötmittel-Streifens (12) durchgeführt wird, während die Anschlüsse eines elektrischen Bauelements auf den Kontaktanschlußflächen (10) angeordnet sind, so daß das Verbinden der Anschlüsse des Bauelements gleichzeitig mit dem Ausbilden der diskreten Lötstellen (16) erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lötmittel eine Lötpaste verwendet wird.