EP2514283A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines schaltungsträgers und schaltungsträger - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines schaltungsträgers und schaltungsträger

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EP2514283A1
EP2514283A1 EP10790940A EP10790940A EP2514283A1 EP 2514283 A1 EP2514283 A1 EP 2514283A1 EP 10790940 A EP10790940 A EP 10790940A EP 10790940 A EP10790940 A EP 10790940A EP 2514283 A1 EP2514283 A1 EP 2514283A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
template
contact surfaces
passages
connecting means
circuit carrier
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10790940A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mikhail Popov
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2514283A1 publication Critical patent/EP2514283A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • H05K3/1233—Methods or means for supplying the conductive material and for forcing it through the screen or stencil
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    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3485—Applying solder paste, slurry or powder

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a circuit carrier according to the preamble of claim 1.
  • a printing template is used in which the openings are provided with a screen structure for increasing the mechanical stability.
  • the screen structure or the apertures formed by the screen structure can have any shapes or cross sections.
  • the application of the bonding agent to the contact surfaces is effected in that by means of the doctor blade, the connecting means is introduced into the openings or the passages of the printing stencil and forms according to the shape of the passages on the contact surfaces of the circuit substrate or the connecting means in the region Accumulates contact surfaces.
  • the circuit carrier is axially removed from the pressure stencil, so that the circuit carrier can be supplied to a further processing process for assembly with components.
  • the amount of the released connection medium is defined and defined.
  • the removal of the printing stencil corresponds to a demolding of the formed inside the passages connecting means.
  • a detachment process of the connecting means takes place from the wall of the passages.
  • the printing stencil consists of two superimposed layers, wherein the first, the circuit carrier facing layer having full-surface openings.
  • the second, the circuit substrate facing away from passages with reduced cross-section, said passages are disposed within the passages of the first layer.
  • the invention has the object, a method for producing a circuit substrate according to the preamble of claim 1 further such that the amount of about a ne stencil printed on the contact surfaces of the circuit substrate
  • Connection medium defined by other parameters or fixed can.
  • This object is achieved in a method for producing a circuit carrier having the features of claim 1.
  • the invention is based on the idea, by an arrangement of the template or the bottom of the template at a distance from the contact surfaces of the circuit substrate, the amount of the output to the contact surfaces connection medium in addition to the dimensioning of the passages in the stencil still dependent on other process variables , In this way, the dimensioning is no longer predetermined by a shaping element.
  • the pressure can also be influenced by adjusting the angle of the squeegee to the stencil.
  • the angle between the squeegee and the connecting means enclosing the connecting means is determined.
  • the force effect or pressure effect on the connecting means conveyed in the direction of the passages is determined.
  • the template is used to assist the detaching process the connecting means from the bottom of the template, at least temporarily, is placed in horizontal vibrations.
  • the distance between the underside of the template to the contact surfaces of the circuit substrate depending on the amount of the connecting agent and its physical properties, in particular its viscosity is selected.
  • a doctor element which has fork-like delimiting elements in its edge regions in the doctoring direction.
  • a nearly constant pressure of the connecting means in the direction of the passages is achieved over the entire width of the doctor element, since the connecting means can no longer move laterally.
  • a particularly uniform wetting of the contact surfaces with the connecting means is achieved over the cross section of the circuit substrate.
  • the distance of the template selected for carrying out the method to the contact surfaces of the circuit carrier can be adjusted in an advantageous manner in various ways. It is conceivable to provide a delivery unit on which the template is fastened and which brings the template at a defined distance from the contact surfaces of the circuit carrier. Connected with less effort is the ability to provide the template with a frame or spacers on the underside, so that when placed on the substrate support arranged in the template passages are placed at a defined distance to the circuit substrate or to the contact surfaces present there , Alternatively, pads can be provided by a correspondingly provided substrate structure, then soft on the template alone or with the distance adjusting elements.
  • FIG. 3 is a pressure stencil with different cross-section passages for dosing the connecting means in a simplified longitudinal section
  • FIG. 4 is a plan view of a modified printing template with slit-shaped passages
  • FIG. 6 is a front view of the doctor blade according to FIG. 5.
  • a circuit substrate 10 is shown, as it can be used in particular as a so-called board in electrical or electronic devices in large numbers use.
  • the circuit carrier 10 has contact surfaces 12 on its upper side 11, via which electrical or electronic components (not illustrated), in particular so-called “SMD components,” can be electrically connected to the circuit carrier 10.
  • SMD components electrical or electronic components
  • the connection or coupling of the corresponding components This is achieved by applying a specific amount of, in particular, paste-like bonding agent 1, eg solder paste or conductive adhesive, to the contact surfaces 12.
  • the opening cross-section of the passages 16 on the top 17 of the template 15 is preferably larger than at the bottom 18 of the template 15.
  • the cross-sectional shape of the passages 16 (not shown) is generally in particular each circular, but may also be formed in any other way.
  • the different contact surfaces 12 can also be assigned a different number of passages 16.
  • two passages 16 are assigned to the middle contact surface 12 in FIG. 1, while the two other contact surfaces 12 are each a single one
  • the top 17 of the template 15 cooperates with a doctor element 20.
  • the doctor element 20 is moved parallel to the surface of the template 15 in the direction of the arrow 22 with its underside 21 resting on the upper side 17 of the template 15, in particular.
  • FIG. 1 the state is shown in which a certain amount of connecting means 1 was discharged onto the top 17 of the template 15, the connecting means 1 has not yet been metered into the passages 16.
  • FIG. 2 shows the state in which the squeegee element 20 is in the process of metering in or dispensing the connecting means 1 in the right-hand passage 16 in the drawing. It can also be seen that, according to the size of the balls 24 and 25 on connecting means 1 on the contact surfaces 12 already connecting means 1 has been discharged to the left and middle contact surface 12 in the drawing. This was done by the squeegee element 20 was moved in the direction of the arrow 22, wherein the connecting means 1 located in front of the doctor element 20 was pressed or pushed into the respective passages 16 and finally pushed through the passages 16.
  • the quantity of the connecting means 1 discharged into the passages 16 depends in particular on the speed with which the doctoring element 20 is moved in the direction of the arrow 22, on the viscosity of the connecting means 1, on the cross-sectional area or cross-sectional shape of the passages 16 and on the thickness of the template 15th
  • connecting means 1 on the left contact surface 12 and the middle contact surface 12 is already detached from the underside 18 of the template 15, the connecting means 1 runs straight at the right contact surface 12 from the bottom 18 of the template 15 and the opening cross section of the passage 16 the template 15 on the relevant contact surface 12th
  • connecting means 1 To support the detachment or drainage process of the connecting means 1, it may be advantageous, in particular in the case of relatively viscous or low-viscosity connecting means 1, to displace the template 15 in accordance with the double arrow 26 into horizontal oscillations.
  • the doctor element 20 can subsequently move over the template 15 in the opposite direction be moved, or it can be done several passes or Rakelêt in the direction of arrow 22.
  • FIGS. 3 and 4 show modified templates 15a, 15b.
  • the template 15a uses modified passages 16a, 16b and 16c.
  • the first passage 16a is formed corresponding to the passage 16, while the second aperture 16b has a constant cross-sectional shape, but this is inclined with respect to a plane perpendicular to the template 15a.
  • the passage 16c has a first, upper area, which has a relatively large cross-sectional area, while the lower area, which faces the contact area 12, has a relatively small cross-section.
  • the template 15b shows the use of rectangular or slit-shaped passages 16d in plan view, the passages 16d lying within the surface of the contact surfaces 12.
  • FIGS. 5 and 6 show by way of example a squeegee element 20 which can be used for the method according to the invention.
  • the doctor element 20 in the direction of its feed movement at the edge each comprises a fork-like extension 28, 29 which prevents movement of the connecting means 1 laterally out of the area of the doctor element 20 when moving in the direction of the arrow 30.
  • an almost constant pressure on the connecting means 1 is achieved over the entire width of the doctor element 20, so that adjusts a particularly uniform or homogeneous dosage of the connecting means 1 in the passages 16 across the width.
  • the template 15 or 15a is arranged with its respective underside 18 in each case at a distance a above the upper sides 13 of the contact surfaces 12.
  • This distance a can vary depending on the connecting means 1 used, in particular depending on its physical properties, such as viscosity. It is also mentioned that a detachment or draining of the connecting means 1 from the passages 16 in the direction of the contact surfaces 12 is possibly made more difficult or requires a longer time if the distance a is selected to be too small.
  • the method described so far or the templates 15, 15a described so far can be modified or modified in many ways without deviating from the idea of the invention.
  • This provides, in particular, that the template 15, 15a is arranged at a distance a from the upper side 13 of the contact surfaces 12, so that of the contact surfaces 12 during dosing the connecting means 1 no back pressure in the passages 16 can be constructed due to the contact with the contact surfaces 12.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers (10), bei dem mittels einer Durchlässe (16; 16a bis 16d) aufweisenden Schablone (15; 15a; 15b) im Bereich von Kontaktflächen (12) wenigstens ein Verbindungsmittel (1) zum Verbinden der Kontaktflächen (12) mit Bauelementen aufgebracht wird, wobei das wenigstens eine Verbindungsmittel (1) unter Verwendung insbesondere eines Rakelelementes (20) von der dem Schaltungsträger (10) gegenüberliegenden Seite der Schablone (15; 15a; 15b) in die Durchlässe (16; 16a bis 16d) der Schablone (15; 15a; 15b) eingebracht wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Unterseite (18) der Schablone (15; 15a; 15b) beabstandet zu den Kontaktflächen (12) des Schaltungsträgers (10) angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Schaltungsträgers und Schaltungsträger
Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE 20 2005 007 549 U1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird eine Druckschablone verwendet, bei der die Öff- nungen zur Erhöhung der mechanischen Stabilität mit einer Siebstruktur versehen sind. Hierbei kann die Siebstruktur bzw. können die durch die Siebstruktur ausgebildeten Öffnungen beliebige Formen bzw. Querschnitte aufweisen. Mittels einer derartigen Druckschablone und eines Rakels wird ein Verbindungsmittel, insbesondere in Form einer löt- oder klebfähigen Paste, auf Kontaktflächen eines Schaltungsträgers aufgebracht. Anschließend werden elektronische Bauelemente mit den Kontaktflächen verbunden. Das Aufbringen des Verbindungsmittels auf die Kontaktflächen erfolgt dadurch, dass mittels des Rakels das Verbindungsmittel in die Öffnungen bzw. die Durchlässe der Druckschablone eingebracht wird und sich entsprechend der Form der Durchlässe auf den Kontaktflä- chen des Schaltungsträgers abbildet bzw. sich das Verbindungsmittel im Bereich der Kontaktflächen ansammelt. Anschließend wird der Schaltungsträger von der Druckschablone axial entfernt, so dass der Schaltungsträger zur Bestückung mit Bauelementen einem weiteren Verarbeitungsprozess zugeführt werden kann. Somit wird über die Struktur bzw. Form der Durchlässe bzw. Öffnungen in der Druckschablone die Menge des abgegebenen Verbindungsmediums definiert und festgelegt. Das Entfernen der Druckschablone entspricht einem Entformen des innerhalb der Durchlässen eingeformten Verbindungsmittels. Beim Entformen findet ein Ablöseprozess des Verbindungsmittels von der Wandung der Durchlässe statt. Aus der DE 10 2004 046 629 A1 ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers bekannt, bei der die Druckschablone aus zwei übereinander angeordneten Schichten besteht, wobei die erste, dem Schaltungsträger zugewandte Schicht, vollflächig ausgebildete Öffnungen aufweist. Dem gegenüber weist die zweite, dem Schaltungsträger abgewandte Schicht Durchlässe mit verringertem Querschnitt auf, wobei diese Durchlässe innerhalb der Durchlässe der ersten Schicht angeordnet sind. Somit lässt sich mittels der Anzahl der Durchlässe in der zweiten Schicht ebenfalls die Menge des auf die Kontaktflächen der Schaltungsträgers abgegebenen Verbindungsmediums beeinflussen.
Sowohl bei der DE 20 2005 007 549 U1 , als auch bei der
DE 10 2004 046 629 A1 sind die jeweiligen Druckschablonen jeweils in Anlagekontakt mit dem Schaltungsträger bzw. mit den Kontaktflächen des Schaltungsträgers angeordnet. Ferner stellen die Druckschablonen für das Verbindungsmittel eine Form dar, wobei insbesondere durch ein Anliegen an den Wandungen der Durchlässe der Druckschablone die Form des nach dem Drucken auf den Kontaktflächen des Schaltungsträgers verbleibenden Verbindungsmittel vorgegeben wird. Somit ist die Menge des über die Durchlässe bzw. die Öffnungen der Druckschablonen abgegebenen Verbindungsmittels von der Querschnittsfläche sowie von der Höhe der Druckschablone im Bereich der Durchlässe bzw. Öffnungen abhängig. Nachteilig ist, dass die Verkleinerung der Durchlässe und somit die minimale Größe der nach dem Drucken auf den Kontaktflächen des Schaltungsträgers verbleibenden Verbindungsmittel begrenzt ist. Dies ist begründet in dem zunehmend schlechteren Ablöseverhaltens des Verbindungsmittels von der Wandung der Durchlässe, insbesondere bei einem abnehmenden Verhältnis der Querschnittsöffnung der Durchlässe zur formgebenden Höhe der Durchlässe.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass die Menge des über ei- ne Druckschablone an die Kontaktflächen des Schaltungsträgers abgegebenen
Verbindungsmediums mittels weiterer Parameter definiert bzw. festgelegt werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines Schaltungsträgers mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, durch eine Anordnung der Schablone bzw. der Unterseite der Schablone in einem Abstand zu den Kontaktflächen des Schaltungsträgers die Menge des an die Kontaktflächen abgegebenen Verbindungsmediums zusätzlich zur Dimensionierung der Durchlässe in der Schablone noch von anderen Prozessgrößen abhängig zu machen. Auf diese Weise ist die Dimensionierung nicht mehr durch ein formgebendes Element vorgegeben. Insbesondere wir erfindungsgemäß dadurch die Möglichkeit geschaffen, besonders kleine Dimensionie- rungen des an die Kontaktflächen des Schaltungsträgers abgegebenen Verbindungsmediums zu realisieren.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Schaltungsträgers sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rah- men der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei, von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
Bei einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Menge des auf die Kontaktflächen aufgebrachten Verbindungsmittels in
Abhängigkeit von der Geschwindigkeit erfolgt, mit der das Rakelelement über die Durchlässe der Schablone bewegt wird. Das bedeutet, dass bei einer relativ hohen Geschwindigkeit eine im Vergleich zu einer relativ geringen Geschwindigkeit geringe Menge an Verbindungsmittel auf die Kontaktflächen aufgebracht wird, da bei einer relativ hohen Geschwindigkeit das Rakelelement nur relativ kurz Verbindungsmittel in die Durchlässe der Schablone einbringen kann.
Alternativ oder zusätzlich hierzu ist es auch möglich, die Menge des auf die Kontaktflächen aufgebrachten Verbindungsmittels über eine Einstellung des in Rich- tung der Schablone wirkenden Druckes des Rakelelementes auf die Schablone zu beeinflussen. So ist es bei einem relativ hohen Druck für das unmittelbar vor dem Rakelelement in Richtung der Durchlässe geförderte Verbindungsmittel nicht möglich, aus dem Bereich des Rakelelementes zu gelangen, so dass relativ viel Verbindungsmedium in die Durchlässe eingebracht werden kann. Hingegen ist es bei einer Reduzierung des Druckes, im Extremfall bei einer geringen
Beabstandung des Rakelelementes zu der dem Rakelelement zugewandten Oberseite der Schablone möglich, dass Verbindungsmittel unter dem Rakelelement hindurch verdrängt wird, so dass relativ wenig Verbindungsmedium in die Durchlässe eindosiert wird. Der Druck lässt sich auch über eine Einstellung des Winkel des Rakels zur Schablone beeinflussen. Durch die Art, wie das Rakel im geometrischer Zuordnung zur Schablone positioniert wird, ist der das Verbindungsmittel einschließende Winkel zwischen dem Rakel und dem Verbindungsmittel bestimmt. Dadurch wird insbesondere dann die Kraftwirkung bzw. Druckwirkung auf das in Richtung der Durchlässe geförderte Verbindungsmittel bestimmt.
Eine weitere Alternative oder aber zusätzliche Möglichkeit sieht vor, dass die Menge des auf die Kontaktflächen aufgebrachten Verbindungsmittels über eine Dimensionierung der Querschnittsfläche bzw. des Querschnittsverlaufs bzw. der Anzahl der Durchlässe in der Schablone erfolgt. Insbesondere in einer zu den vorgenannten Möglichkeiten zusätzlichen Art und Weise wird hierzu die Möglichkeit geschaffen, über relativ kleine Durchlässe, bei ansonsten gleichen Rakelbedingungen, relativ wenig Verbindungsmedium auf die Kontaktflächen zu dosieren, was insbesondere bei kleinen Kontaktflächen von Vorteil ist.
Eine weitere alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Menge des auf die Kontaktflächen aufgebrachten Verbindungsmittels über die Anzahl der Rakelvorgänge eingestellt wird.
Um das Benetzen der Kontaktflächen mittels des Verbindungsmittels zu beschleunigen bzw. zu verbessern, indem das durch die Durchlässe strömende bzw. eingepresste Verbindungsmittel sich leichter von der Oberfläche der Durchlässe der Schablone nach erfolgtem Rakeldruck löst, ist es vorgesehen, dass die Schablone zur Unterstützung des Ablöseprozesses des Verbindungsmittels von der Unterseite der Schablone, zumindest zeitweise, in horizontale Schwingungen versetzt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Abstand zwischen der Unterseite der Schablone zu den Kontaktflächen des Schaltungsträgers in Abhängigkeit von der Menge des Verbindungsmittels und seiner physikalischen Eigenschaften, insbesondere seiner Viskosität, ausgewählt wird. So ist es bei einem relativ niedrigviskosen Verbindungsmittel vorteilhaft, den Ab- stand zwischen der Unterseite der Schablone und den Kontaktflächen relativ gering zu wählen, damit das Verbindungsmittel mit einem relativ niedrigem Geschwindigkeitsimpuls auf die Kontaktfläche auftrifft und somit ein über die Kontaktflächen hinaus stattfindendes Verfließen des Verbindungsmittels vermieden wird.
Zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft ein Rakelelement vorzusehen, welches in seinen Randbereichen in Rakelrichtung gabelartige Begrenzungselemente aufweist. Bei einer derartigen Ausbildung des Rakelelements wird über die gesamte Breite des Rakelelements ein nahezu konstanter Druck des Verbindungsmittels in Richtung der Durchlässe erzielt, da das Verbindungsmittel nicht mehr seitlich ausweichen kann. Insofern wird über den Querschnitt des Schaltungsträgers auch eine besonders gleichmäßige Benetzung der Kontaktflächen mit dem Verbindungsmittel erzielt.
Der zum Durchführen des Verfahrens gewählte Abstand der Schablone zu den Kontaktflächen des Schaltungsträgers lässt sich in vorteilhafter Weise auf verschiedenen Arten einstellen. Denkbar ist eine Zustelleinheit vorzusehen, auf welcher die Schablone befestigt ist und welche die Schablone in einem definierten Abstand zu den Kontaktflächen des Schaltungsträgers bringt. Mit weniger Aufwand verbunden ist die Möglichkeit, die Schablone mit einem Rahmen oder Abstandselementen unterseitig zu versehen, so dass durch diese bei einem Aufliegen auf dem Substratträger die in der Schablone angeordneten Durchlässe in einem definierten Abstand zum Schaltungsträger bzw. zu den dort vorliegenden Kontaktflächen gebracht werden. Alternativ können durch einen entsprechend vorgesehene Substrataufbau Auflagen vorgesehen werden, auf weichen dann die Schablone alleine oder mit den einen Abstand einstellende Elementen aufliegen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Schaltungsträgers ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung zum Aufbringen eines Verbindungsmittels auf einem Schaltungsträger in vereinfachter Darstellung,
Fig. 2 die Einrichtung gemäß Fig. 1 , ebenfalls in einem vereinfachten Längsschnitt, am Ende des Dosiervorganges des Verbindungsmittels,
Fig. 3 eine Druckschablone mit im Querschnitt unterschiedlichen Durchlässen zum Dosieren des Verbindungsmittels in vereinfachtem Längsschnitt,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Druckschablone mit schlitzförmigen Durchlässen,
Fig. 5 eine Seitenansicht eines speziellen Rakels, wie er bei einer Einrichtung gemäß der Fig. 1 eingesetzt werden kann und
Fig. 6 eine Vorderansicht des Rakels gemäß der Fig. 5.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit denselben Bezugsziffern versehen.
In der Fig. 1 ist ein Schaltungsträger 10 dargestellt, wie er insbesondere als sogenannte Platine in elektrischen oder elektronischen Geräten in großer Anzahl Verwendung finden kann. Hierzu weist der Schaltungsträger 10 an seiner Oberseite 1 1 Kontaktflächen 12 auf, über die (nicht dargestellte) elektrische oder elektronische Bauteile, insbesondere sogenannte„SMD-Bauteile", mit dem Schaltungsträger 10 elektrisch verbunden werden können. Die Verbindung bzw. Ankopplung der entsprechenden Bauteile erfolgt dadurch, dass auf die Kontaktflächen 12 eine bestimmte Menge an insbesondere pastösem Verbindungsmittel 1 , z.B. Lötpaste oder aber leitfähiger Klebstoff, aufgebracht wird. Anschließend wird der so behandelte Schaltungsträger 10 mit den Bauteilen bestückt und durch einen insbesondere als Wärmeprozess ausgebildeten Prozessschritt mit den Bauteilen fest verbunden. Wesentlich ist hierbei, dass lediglich die Kontaktflächen 12, welche auch als sogenannte„Lands" bezeichnet werden, mit dem Verbindungsmittel 1 versehen sind, um insbesondere elektrische Kurzschlüsse zwischen den in relativ geringem Abstand zueinander angeordneten Kontaktflächen 12 bzw. Bauteilen zu vermeiden. Oberhalb und in einem Abstand a zu den Oberseiten 13 der Kontaktflächen 12 ist eine Schablone 15 als Teil einer Vorrichtung 5 angeordnet. Die Schablone 15 kann hierbei, wie an sich bekannt, beispielsweise in einem der Versteifung die- nenden Trägerelement angeordnet sein, oder aber als separates Bauteil ausgebildet sein. In der Schablone 15 befinden sich in Überdeckung mit den Kontaktflächen 12 des Schaltungsträgers 10 angeordnete Durchlässe 16. Hierbei ist der Öffnungsquerschnitt der Durchlässe 16 auf der Oberseite 17 der Schablone 15 vorzugsweise größer als an der Unterseite 18 der Schablone 15. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass die Durchlässe 16 in der in der Fig. 1 dargestellten Schnittdarstellung trichterförmig erscheinen. Denkbar sind auch parallel verlaufende Wandungen der Durchlässe 16, die sowohl senkrecht oder schräg zur Ober- bzw. Unterseite der Schablone angeordnet sind. Die Querschnittsform der Durchlässe 16 (nicht dargestellt) ist allgemein insbesondere jeweils kreisför- mig, kann jedoch auch beliebig andersartig ausgebildet sein.
Ferner erkennt man anhand der Fig. 1 , dass den unterschiedlichen Kontaktflächen 12 auch eine unterschiedliche Anzahl von Durchlässen 16 zugeordnet sein kann. So sind der in der Fig. 1 mittleren Kontaktfläche 12 zwei Durchlässe 16 zu- geordnet, während den beiden anderen Kontaktflächen 12 jeweils ein einziger
Durchläse 16 zugeordnet ist.
Die Oberseite 17 der Schablone 15 wirkt mit einem Rakelelement 20 zusammen. Hierbei wird das Rakelelement 20 mit seiner insbesondere auf der Oberseite 17 der Schablone 15 aufliegenden Unterseite 21 parallel zur Oberfläche der Schablone 15 in Richtung des Pfeils 22 bewegt.
In der Fig. 1 ist der Zustand dargestellt, bei der eine bestimmte Menge von Verbindungsmittel 1 auf die Oberseite 17 der Schablone 15 abgegeben wurde, das Verbindungsmittel 1 jedoch noch nicht in die Durchlässe 16 eindosiert wurde. In der Fig. 2 ist dagegen der Zustand dargestellt, bei der das Rakelelement 20 gerade dabei ist, in dem in der Zeichnung rechten Durchläse 16 das Verbindungsmittel 1 einzudosieren bzw. abzugeben. Man erkennt ferner, dass, entsprechend der Größe der Kugeln 24 und 25 an Verbindungsmittel 1 auf den Kontaktflächen 12 bereits Verbindungsmittel 1 auf die in der Zeichnung linke und mittlere Kontaktfläche 12 abgegeben wurde. Dies erfolgte dadurch, dass das Rakelelement 20 in Richtung des Pfeils 22 bewegt wurde, wobei das vor dem Rakelelement 20 befindliche Verbindungsmittel 1 in die jeweiligen Durchlässe 16 eingepresst bzw. eingeschoben und letztendlich durch die Durchlässe 16 durchgedrückt wurde.
Die Menge des in die Durchlässe 16 abgegebenen Verbindungsmittels 1 ist dabei insbesondere abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Rakelelement 20 in Richtung des Pfeils 22 bewegt wird, von der Viskosität des Verbindungsmittels 1 , von der Querschnittsfläche bzw. der Querschnittsform der Durchlässe 16 sowie von der Dicke der Schablone 15.
Während das Verbindungsmittel 1 an der linken Kontaktfläche 12 und der mittleren Kontaktfläche 12 bereits von der Unterseite 18 der Schablone 15 abgelöst ist, läuft das Verbindungsmittel 1 bei der rechten Kontaktfläche 12 gerade von der Unterseite 18 der Schablone 15 bzw. des Öffnungsquerschnittes des Durchlasses 16 an der Schablone 15 auf die betreffende Kontaktfläche 12.
Zur Unterstützung des Ablöse- bzw. Abfließprozesses des Verbindungsmittels 1 kann es, insbesondere bei relativ dickflüssigen bzw. niederviskosem Verbindungsmittel 1 , vorteilhaft sein, die Schablone 15 entsprechend des Doppelpfeiles 26 in horizontale Schwingungen zu versetzen.
Sollte es nach einem einmaligen Überstreichen der Durchlässe 16 der Schablone 15 mittels des Rakelelements 20 nicht gelungen sein, eine entsprechende bzw. gewünschte Menge an Verbindungsmittel 1 auf die Kontaktflächen 12 zu dosieren, so kann das Rakelelement 20 anschließend beispielsweise in umgekehrter Richtung über die Schablone 15 verfahren werden, bzw. es können mehrere Durchgänge bzw. Rakelgänge in Richtung des Pfeiles 22 erfolgen.
Zusätzlich wird erwähnt, dass über eine Erhöhung des Druckes des Rakelelements 20 in Richtung der Schablone 15 ebenfalls die Menge des pro Rakelgang in die Durchlässe 16 eingebrachten Verbindungsmittels 1 beeinflusst werden kann.
In den Fig. 3 und 4 sind modifizierte Schablonen 15a, 15b dargestellt. Bei der Schablone 15a finden modifizierte Durchlässe 16a, 16b und 16c Verwendung. So ist der erste Durchläse 16a entsprechend dem Durchläse 16 ausgebildet, wäh- rend der zweite Durchläse 16b einen konstanten Querschnittsverlauf aufweist, wobei jedoch dieser bezüglich einer Ebene senkrecht zur Schablone 15a schräg angeordnet ist. Der Durchläse 16c weist hingegen einen ersten, oberen Bereich auf, der eine relativ große Querschnittsfläche aufweist, während der untere, der Kontaktfläche 12 zugewandte Bereich einen relativ geringen Querschnitt aufweist.
In der Fig. 4 erkennt man bei der Schablone 15b die Verwendung von in Draufsicht rechteckiger bzw. schlitzförmiger Durchlässe 16d, wobei die Durchlässe 16d innerhalb der Fläche der Kontaktflächen 12 liegen.
In den Fig. 5 und 6 ist beispielhaft ein für das erfindungsgemäße Verfahren einsetzbares Rakelelement 20 dargestellt. Hierbei umfasst das Rakelelement 20 in Richtung seiner Vorschubbewegung randseitig je einen gabelartigen Fortsatz 28, 29, der bei einer Bewegung in Richtung des Pfeils 30 verhindert, dass das Verbindungsmittel 1 seitlich aus dem Bereich des Rakelelements 20 verdrängt wird. Insofern wird über die gesamte Breite des Rakelelements 20 ein nahezu konstanter Druck auf das Verbindungsmittel 1 erzielt, so dass sich über die Breite auch eine besonders gleichmäßige bzw. homogene Dosierung des Verbindungsmittels 1 in die Durchlässe 16 einstellt.
Aus den Fig. 1 bis 3 ist erkennbar, dass die Schablone 15 bzw. 15a mit ihrer jeweiligen Unterseite 18 jeweils in einem Abstand a oberhalb der Oberseiten 13 der Kontaktflächen 12 angeordnet ist. Dieser Abstand a kann je nach verwendetem Verbindungsmittel 1 , insbesondere abhängig von dessen physikalischen Eigenschaften, wie Viskosität, variieren. Ferner wird erwähnt, dass ein Ablösen bzw. Abfließen des Verbindungsmittels 1 aus den Durchlässen 16 in Richtung der Kontaktflächen 12 gegebenenfalls erschwert wird bzw. längere Zeit benötigt, wenn der Abstand a zu gering gewählt wird.
Das soweit beschriebene Verfahren bzw. die soweit beschriebenen Schablonen 15, 15a können in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Dieser sieht insbesondere vor, dass die Schablone 15, 15a in einen Abstand a zur Oberseite 13 der Kontaktflächen 12 angeordnet ist, so dass von den Kontaktflächen 12 beim Dosieren des Verbindungsmittels 1 kein Gegendruck in den Durchlässen 16 aufgrund der Anlage an den Kontaktflächen 12 aufgebaut werden kann.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Schaltungsträgers (10), bei dem mittels einer Durchlässe (16; 16a bis 16d) aufweisenden Schablone (15; 15a; 15b) im Bereich von Kontaktflächen (12) wenigstens ein Verbindungsmittel (1 ) zum Verbinden der Kontaktflächen (12) mit Bauelementen aufgebracht wird, wobei das wenigstens eine Verbindungsmittel (1 ) unter Verwendung insbesondere eines Rakelelementes (20) von der dem Schaltungsträger (10) gegenüberliegenden Seite der Schablone (15; 15a; 15b) in die Durchlässe (16; 16a bis 16d) der Schablone (15; 15a; 15b) eingebracht wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterseite (18) der Schablone (15; 15a; 15b) beabstandet zu den Kontaktflächen (12) des Schaltungsträgers (10) angeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des auf die Kontaktflächen (12) aufgebrachten Verbindungsmittels (1 ) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit erfolgt, mit der das Rakelelement (20) über die Durchlässe (16; 16a bis 16d) der Schablone (15; 15a; 15b) bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des auf die Kontaktflächen (12) aufgebrachten Verbindungsmittels (1 ) über eine Einstellung des in Richtung der Schablone (15; 15a; 15b) wirkenden Druckes des Rakelelementes (20) auf die Schablone (15; 15a; 15b) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des auf die Kontaktflächen (12) aufgebrachten Verbindungsmittels (1 ) über eine Dimensionierung der Querschnittsfläche bzw. des Querschnittsverlaufs bzw. der Anzahl der Durchlässe (16; 16a bis 16d) in der Schablone (15; 15a; 15b) erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Menge des auf die Kontaktflächen (12) aufgebrachten Verbindungsmittels (1 ) über die Anzahl der Rakelvorgänge eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schablone (15; 15a; 15b) zur Unterstützung des Ablöseprozesses des Verbindungsmittels (1 ) von der Unterseite der Schablone (15; 15a; 15b), zumindest zeitweise, in horizontale Schwingungen versetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Abstand (a) zwischen der Unterseite (18) der Schablone (15; 15a; 15b) zu den Kontaktflächen (12) des Schaltungsträgers (10) in Abhängigkeit von der Menge des Verbindungsmittels (1 ) und seiner physikalischen Eigenschaften, insbesondere seiner Viskosität, eingestellt wird.
8. Schaltungsträger (10), hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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