JP2023523954A - Smt部品の浮動に対するバリア - Google Patents
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Abstract
Description
a)半田ペーストで被覆され、結合されるべきSMD部品と電気的、熱的及び/又は機械的にコンタクト(接触)するよう構成された少なくとも1つの支持基板コンタクト面を含む回路支持体を提供すること、但し、前記回路支持体は、少なくとも前記支持基板コンタクト面の領域に、溶融した半田材料によって濡れ可能ではない充填された複数の貫通導通部(Durchkontaktierung)が貫通して設けられている(該貫通導通部は例えば、例えば樹脂、とりわけエポキシ(樹脂)のような電気絶縁材料であり得るが、代替的に、例えば金属粒子で充填され、熱伝導性が高められたエポキシ(樹脂)のような、導電性材料又はそれらの組み合わせも使用可能であり、更に、セラミックスで充填されたエポキシ(樹脂)の使用も考えられる);
b)前記回路支持体に少なくとも1つの接着(剤)ポイントを、これらの接着ポイントが半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面を該半田ペーストの少なくとも1つの辺(側部)に割り当てられたエッジ(縁部)ポイントの付近に制限するよう、施すこと;
c)少なくとも1つの部品コンタクト面が前記支持基板コンタクト面とこれらの間にある半田ペーストを介して電気的、熱的及び/又は機械的に接触(コンタクト)するよう、前記少なくとも1つの部品コンタクト面を含むSMD部品を半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面上に載置すること;
d)予め設定可能な期間tの間、場合により予め設定可能な温度Tで、前記少なくとも1つの接着ポイントの硬化プロセスの終了を待つこと;
e)前記SMD部品の前記少なくとも1つの部品コンタクト面と前記回路支持体の前記少なくとも1つの支持基板コンタクト面の間の電気的、熱的及び/又は機械的結合を形成するために前記半田ペーストを加熱し、溶融し、その後、冷却すること、但し、前記少なくとも1つの接着ポイントを用いることによって、バリアは、第1に、前記半田ペーストの溶融状態において前記SMD部品の垂直(上下)方向における沈み込みが可能にされ、第2に、溶融された前記半田ペースト上における前記SMD部品の水平方向における浮動が前記バリアの方向において前記バリアによって機械的に制限されるように、形成される。
-ペースト塗布後、SMT接着ポイント(複数)が仮想の部品エッジ(縁部)のぎりぎり直ぐ隣(直近)に位置付けられる:
-次に、部品は、接着剤に接触することなく、自動装着装置(Bestueckautomaten)によって装着される;
-次に、実施態様に応じて、2つの可能性が存在する
・バリエーションA:接着ポイント(複数)自体が後にバリアを形成する;これによって、装着工程は終了する
・バリエーションB:追加のバリア要素がこの工程において部品の隣(近傍)において接着ポイント上に装着される
-接着ポイントはリフローオーブン内で急速に硬化し、その位置に留まり、それから漸く、半田は部品の下方において溶融開始する;
-部品は液状(流体状)半田上で浮き始めるが、浮動は、既に硬化された接着ポイント(バージョンA)又は接着剤によって固定されたバリア要素(バージョンB)によって(殆ど)阻止される;
-生じる部品の位置ずれはバリアがない場合よりも遥かにより小さい。
a)半田ペーストで被覆され、結合されるべきSMD部品と電気的、熱的及び/又は機械的にコンタクト(接触)するよう構成された少なくとも1つの支持基板コンタクト面を含む回路支持体を提供すること、但し、前記回路支持体は、少なくとも前記支持基板コンタクト面の領域に、溶融した半田材料によって濡れ可能ではない充填された複数の貫通導通部(Durchkontaktierung)が貫通して設けられている(該貫通導通部は例えば、例えば樹脂、とりわけエポキシ(樹脂)のような電気絶縁材料であり得るが、代替的に、例えば金属粒子で充填され、熱伝導性が高められたエポキシ(樹脂)のような、導電性材料又はそれらの組み合わせも使用可能であり、更に、セラミックスで充填されたエポキシ(樹脂)の使用も考えられる);
b)前記回路支持体に少なくとも1つの接着(剤)ポイントを、これらの接着ポイントが半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面を該半田ペーストの少なくとも1つの辺(側部)に割り当てられたエッジ(縁部)ポイントの付近に制限するよう、施すこと;
c)少なくとも1つの部品コンタクト面が前記支持基板コンタクト面とこれらの間にある半田ペーストを介して電気的、熱的及び/又は機械的に接触(コンタクト)するよう、前記少なくとも1つの部品コンタクト面を含むSMD部品を半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面上に載置すること;
d)予め設定可能な期間tの間、場合により予め設定可能な温度Tで、前記少なくとも1つの接着ポイントの硬化プロセスの終了を待つこと;
e)前記SMD部品の前記少なくとも1つの部品コンタクト面と前記回路支持体の前記少なくとも1つの支持基板コンタクト面の間の電気的、熱的及び/又は機械的結合を形成するために前記半田ペーストを加熱し、溶融し、その後、冷却すること、但し、前記少なくとも1つの接着ポイントを用いることによって、バリアは、第1に、前記半田ペーストの溶融状態において前記SMD部品の垂直(上下)方向における沈み込みが可能にされ、第2に、溶融された前記半田ペースト上における前記SMD部品の水平方向における浮動が前記バリアの方向において前記バリアによって機械的に制限されるように、形成される(形態1)。
更に、上記の課題は、本発明の第2の視点により、回路支持体の製造方法であって、本発明の方法に応じてSMD部品を回路支持体に位置安定的に半田付けすることを特徴とする、製造方法によって解決される(形態15)。
(形態1)上記本発明の第1の視点参照。
(形態2)形態1の方法において、
工程a)において半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面は、ソルダーレジスト膜によって包囲されること、前記少なくとも1つの接着ポイントは、前記ソルダーレジスト膜上に及び/又は前記支持基板コンタクト面の半田ペーストで被覆されていない部分上に配置されることが好ましい。
(形態3)形態1又は2の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントの高さは、非溶融状態にある半田ペーストによって形成される半田ペースト層の高さの少なくとも40%、は少なくとも60%、又は少なくとも100%であること、
前記バリアは専ら前記少なくとも1つの接着ポイント自体によって形成されることが好ましい。
(形態4)形態1~3の何れかの方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントは球冠形状に構成されることが好ましい。
(形態5)形態1~4の何れかの方法において、
少なくとも1つの第1接着ポイントはライン状のバリアを形成するようライン状に伸展されることが好ましい。
(形態6)形態5の方法において、
第1接着ポイントに接触する少なくとも1つの第2接着ポイントが設けられること、
前記第2接着ポイントは、該第1接着ポイントと一緒になって前記SMD部品を少なくとも部分的に包囲する実質的にL字状又はU字状の輪郭が形成されるように、ライン状に形成されることが好ましい。
(形態7)形態1~6の何れかの方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントの高さ、少なくとも50マイクロメートル、又は少なくとも100マイクロメートルであることが好ましい。
(形態8)形態1又は2の方法において、
工程b)の後かつ工程d)の前に、少なくとも1つの制限体が前記少なくとも1つの接着ポイントに載置され、前記バリアは前記制限体によって形成されることが好ましい。
(形態9)形態1~8の何れかの方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントは熱硬化性材料から構成され、工程d)による前記少なくとも1つの接着ポイントの硬化は、前記回路支持体を前記少なくとも1つの接着ポイントと一緒に温度上昇することによって行われること、
温度上昇は半田付けプロセスの進行中に行われること、
熱硬化のために必要な温度は半田材料の溶融温度未満であることが好ましい。
(形態10)形態1~9の何れかの方法において、
接着材料は、接着剤体積が硬化中に最大で10%だけ減少するよう、選択されることが好ましい。
(形態11)形態1~9の何れかの方法において、
接着材料は、熱硬化性に構成されており、及び、当該接着材料が工程d)に応じた硬化中の熱の供給下で延伸するよう選択されていることが好ましい。
(形態12)形態1~11の何れかの方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントはディスペンサによって及び前記SMD部品は自動装着装置によって配されること、
前記少なくとも1つの接着ポイントは工程b)において、当該少なくとも1つの接着ポイントが前記SMD部品の目標位置の縁部領域に対する少なくとも1つの安全距離を有するよう、位置決めされること、
この安全距離は、前記ディスペンサ及び前記自動装着装置の位置決め公差、前記少なくとも1つの接着ポイントの寸法公差及び前記SMD部品の部品公差の和から形成されることが好ましい。
(形態13)形態12の方法において、
前記SMD部品は矩形の基底面を有し、及び、前記少なくとも1つの接着ポイントは、当該少なくとも1つの接着ポイントが工程b)における前記安全距離の保持下での前記SMD部品の装着後に前記矩形の基底面の1つの辺の直近に位置するよう、位置決めされることが好ましい。
(形態14)形態1~13の何れかの方法において、
工程b)において、前記接着ポイントの個数は、前記SMD部品の各辺及び/又は各角に丁度1つの接着ポイントが割り当てられるよう、選択されることが好ましい。
(形態15)上記本発明の第2の視点参照。
[付記1]SMD部品を回路支持体に位置安定的に半田付けするための方法。該方法は以下の工程を含む:
a)半田ペーストで被覆され、結合されるべきSMD部品と電気的、熱的及び/又は機械的にコンタクトするよう構成された少なくとも1つの支持基板コンタクト面を含む回路支持体を提供すること、但し、前記回路支持体は、少なくとも前記支持基板コンタクト面の領域に、溶融した半田材料によって濡れ可能ではない充填された複数の貫通導通部が貫通して設けられている;
b)前記回路支持体に少なくとも1つの接着ポイントを、これらの接着ポイントが半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面を該半田ペーストの少なくとも1つの辺に割り当てられたエッジポイントの付近に制限するよう、施すこと;
c)少なくとも1つの部品コンタクト面が前記支持基板コンタクト面とこれらの間にある半田ペーストを介して電気的、熱的及び/又は機械的に接触するよう、前記少なくとも1つの部品コンタクト面を含むSMD部品を半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面上に載置すること;
d)予め設定可能な期間tの間、前記少なくとも1つの接着ポイントの硬化プロセスの終了を待つこと;
e)前記SMD部品の前記少なくとも1つの部品コンタクト面と前記回路支持体の前記少なくとも1つの支持基板コンタクト面の間の電気的、熱的及び/又は機械的結合を形成するために前記半田ペーストを加熱し、溶融し、その後、冷却すること、但し、前記少なくとも1つの接着ポイントを用いることによって、バリアは、第1に、前記半田ペーストの溶融状態において前記SMD部品の垂直方向における沈み込みが可能にされ、第2に、溶融された前記半田ペースト上における前記SMD部品の水平方向における浮動が前記バリアの方向において前記バリアによって機械的に制限されるように、形成される。
[付記2]上記の方法において、
工程a)において半田ペーストで被覆された前記支持基板コンタクト面は、ソルダーレジスト膜によって包囲される;前記少なくとも1つの接着ポイントは、前記ソルダーレジスト膜上に及び/又は前記支持基板コンタクト面の半田ペーストで被覆されていない部分上に配置される。
[付記3]上記の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントの高さは、非溶融状態にある半田ペーストによって形成される半田ペースト層の高さの少なくとも40%、好ましくは少なくとも60%、格別に好ましくは少なくとも100%である;
前記バリアは専ら前記少なくとも1つの接着ポイント自体によって形成される。
[付記4]上記の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントは球冠形状に構成される。
[付記5]上記の方法において、
少なくとも1つの第1接着ポイントはライン状のバリアを形成するようライン状に伸展される。
[付記6]上記の方法において、
好ましくは第1接着ポイントに接触する少なくとも1つの第2接着ポイントが設けられる;
前記第2接着ポイントは、該第1接着ポイントと一緒になって前記SMD部品を少なくとも部分的に包囲する実質的にL字状又はU字状の輪郭が形成されるように、ライン状に形成される。
[付記7]上記の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントの高さは、少なくとも50マイクロメートル、好ましくは少なくとも100マイクロメートルである。
[付記8]上記の方法において、
工程b)の後かつ工程d)の前に、少なくとも1つの制限体が前記少なくとも1つの接着ポイントに載置され、前記バリアは前記制限体によって形成される。
[付記9]上記の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントは熱硬化性材料から構成され、工程d)による前記少なくとも1つの接着ポイントの硬化は、前記回路支持体を前記少なくとも1つの接着ポイントと一緒に温度上昇することによって行われる;
温度上昇は例えばリフロー・半田付けプロセスの進行中に行われる;
熱硬化のために必要な温度は半田材料の溶融温度未満である。
[付記10]上記の方法において、
接着材料は、接着剤体積が硬化中に最大で10%だけ減少するよう、選択される。
[付記11]上記の方法において、
接着材料は、熱硬化性に構成されており、及び、当該接着材料が工程d)に応じた硬化中の熱の供給下で延伸するよう選択されている。
[付記12]上記の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイントはディスペンサによって及び前記SMD部品は自動装着装置によって配される;
前記少なくとも1つの接着ポイントは工程b)において、当該少なくとも1つの接着ポイントが前記SMD部品の目標位置の縁部領域に対する少なくとも1つの安全距離を有するよう、位置決めされる;
この安全距離は、前記ディスペンサ及び前記自動装着装置の位置決め公差、前記少なくとも1つの接着ポイントの寸法公差及び前記SMD部品の部品公差の和から形成され、例えば少なくとも50マイクロメートルである。
[付記13]上記の方法において、
前記SMD部品は矩形の基底面を有し、及び、前記少なくとも1つの接着ポイントは、当該少なくとも1つの接着ポイントが工程b)における前記安全距離の保持下での前記SMD部品の装着後に前記矩形の基底面の1つの辺の直近に位置するよう、位置決めされる。
[付記14]上記の方法において、
工程b)において、前記接着ポイントの個数は、前記SMD部品の各辺及び/又は各角に丁度1つの接着ポイントが割り当てられるよう、選択される。
[付記15]上記の方法に応じて製造された回路支持体。
Claims (15)
- SMD部品(1)を回路支持体(2)に位置安定的に半田付けするための方法であって、該方法は以下の工程:
a)半田ペースト(3)で被覆され、結合されるべきSMD部品(1)と電気的、熱的及び/又は機械的にコンタクトするよう構成された少なくとも1つの支持基板コンタクト面(2a)を含む回路支持体(2)を提供すること、但し、前記回路支持体(2)は、少なくとも前記支持基板コンタクト面(2a)の領域に、溶融した半田材料によって濡れ可能ではない充填された複数の貫通導通部(6)が貫通して設けられている;
b)前記回路支持体(2)に少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)を、これらの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)が半田ペースト(3)で被覆された前記支持基板コンタクト面(2a)を該半田ペースト(3)の少なくとも1つの辺に割り当てられたエッジポイント(Ra、Rb)の付近に制限するよう、施すこと;
c)少なくとも1つの部品コンタクト面(1a)が前記支持基板コンタクト面(2a)とこれらの間にある半田ペースト(3)を介して電気的、熱的及び/又は機械的に接触するよう、前記少なくとも1つの部品コンタクト面(1a)を含むSMD部品(1)を半田ペースト(3)で被覆された前記支持基板コンタクト面(2a)上に載置すること;
d)予め設定可能な期間tの間、前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)の硬化プロセスの終了を待つこと;
e)前記SMD部品(1)の前記少なくとも1つの部品コンタクト面(1a)と前記回路支持体(2)の前記少なくとも1つの支持基板コンタクト面(2a)の間の電気的、熱的及び/又は機械的結合を形成するために前記半田ペースト(3)を加熱し、溶融し、その後、冷却すること、但し、前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)を用いることによって、バリア(5)は、第1に、前記半田ペースト(3)の溶融状態において前記SMD部品(1)の垂直方向における沈み込みが可能にされ、第2に、溶融された前記半田ペースト(3)上における前記SMD部品(1)の水平方向における浮動が前記バリア(5)の方向において前記バリア(5)によって機械的に制限されるように、形成される、
を含むこと
を特徴とする、方法。 - 請求項1に記載の方法において、
工程a)において半田ペースト(3)で被覆された前記支持基板コンタクト面(2a)は、ソルダーレジスト膜(8)によって包囲されること、前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)は、前記ソルダーレジスト膜(8)上に及び/又は前記支持基板コンタクト面(2a)の半田ペースト(3)で被覆されていない部分上に配置されること
を特徴する、方法。 - 請求項1又は2に記載の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)の高さ(h1)は、非溶融状態にある半田ペースト(3)によって形成される半田ペースト層(3a)の高さ(h2)の少なくとも40%、好ましくは少なくとも60%、格別に好ましくは少なくとも100%であること、
前記バリア(5)は専ら前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)自体によって形成されること
を特徴する、方法。 - 請求項1~3の何れかに記載の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)は球冠形状に構成されること
を特徴する、方法。 - 請求項1~4の何れかに記載の方法において、
少なくとも1つの第1接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)はライン状のバリア(5)を形成するようライン状に伸展されること
を特徴する、方法。 - 請求項5に記載の方法において、
好ましくは第1接着ポイントに接触する少なくとも1つの第2接着ポイントが設けられること、
前記第2接着ポイントは、該第1接着ポイントと一緒になって前記SMD部品(1)を少なくとも部分的に包囲する実質的にL字状又はU字状の輪郭が形成されるように、ライン状に形成されること
を特徴する、方法。 - 請求項1~6の何れかに記載の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)の高さ(h1)は、少なくとも50マイクロメートル、好ましくは少なくとも100マイクロメートルであること
を特徴する、方法。 - 請求項1又は2に記載の方法において、
工程b)の後かつ工程d)の前に、少なくとも1つの制限体(7)が前記少なくとも1つの接着ポイント(4a)に載置され、前記バリア(5)は前記制限体(7)によって形成されること
を特徴する、方法。 - 請求項1~8の何れかに記載の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)は熱硬化性材料から構成され、工程d)による前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)の硬化は、前記回路支持体(2)を前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)と一緒に温度上昇することによって行われること、
温度上昇は例えばリフロー・半田付けプロセスの進行中に行われること、
熱硬化のために必要な温度は半田材料の溶融温度未満であること
を特徴する、方法。 - 請求項1~9の何れかに記載の方法において、
接着材料は、接着剤体積が硬化中に最大で10%だけ減少するよう、選択されること
を特徴する、方法。 - 請求項1~9の何れかに記載の方法において、
接着材料は、熱硬化性に構成されており、及び、当該接着材料が工程d)に応じた硬化中の熱の供給下で延伸するよう選択されていること
を特徴する、方法。 - 請求項1~11の何れかに記載の方法において、
前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)はディスペンサによって及び前記SMD部品(1)は自動装着装置によって配されること、
前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)は工程b)において、当該少なくとも1つの接着ポイントが前記SMD部品(1)の目標位置の縁部領域に対する少なくとも1つの安全距離(s)を有するよう、位置決めされること、
この安全距離(s)は、前記ディスペンサ及び前記自動装着装置の位置決め公差、前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)の寸法公差及び前記SMD部品(1)の部品公差の和から形成され、例えば少なくとも50マイクロメートルであること
を特徴する、方法。 - 請求項12に記載の方法において、
前記SMD部品(1)は矩形の基底面(1c)を有し、及び、前記少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)は、当該少なくとも1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)が工程b)における前記安全距離(s)の保持下での前記SMD部品(1)の装着後に前記矩形の基底面(1c)の1つの辺の直近に位置するよう、位置決めされること
を特徴する、方法。 - 請求項1~13の何れかに記載の方法において、
工程b)において、前記接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)の個数は、前記SMD部品(1)の各辺及び/又は各角に丁度1つの接着ポイント(4a、4b、4c、4d、4e)が割り当てられるよう、選択されること
を特徴する、方法。 - 請求項1~14の何れかに記載の方法に応じて製造された回路支持体。
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