WO2010118821A1 - Verfahren zur leitenden verbindung eines bauelementes auf einem transparenten substrat - Google Patents

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Bernd Albrecht
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Definitions

  • the invention relates to a method for the conductive connection of an electrical component with at least one conductive layer, wherein the conductive layer is applied to a substrate which is substantially transparent in the visible wavelength range of the light.
  • Visible wavelength in the present application is understood to mean that the transmission between 420 nm and 700 nm of the layer or of the substrate is more than 60%, in particular more than 80%, preferably more than 90%.
  • connection points made of a conductive paste or lacquer have been applied to a substrate with a conductive layer and these connection points have then been connected to the components, in particular the light-emitting diodes, by means of a soldering method.
  • a plate element with at least one disc, which is provided with an electrical conductive structure, in particular an electrically heatable coating, to make an electrical contact of this layer, for example by a solder joint, wherein the soldering also by the rigid disc is brought through to the soldering point.
  • an electrical conductive structure in particular an electrically heatable coating
  • the base material can comprise a transparent substrate is not disclosed in EP 0 584 356. Furthermore, the soldering is done from above on the base material.
  • the soldering by infrared light is known from DE 43 12 642, wherein a conductive element such as a conductor wire or a pad are connected to a semiconductor chip.
  • DE-A-23 43 235 shows the soldering of printed circuits by means of visible light and / or infrared light on a conductor track.
  • the support body with a conductor according to DE 23 43 235 is well-permeable to heat radiation.
  • the material of the track is not specified. In order to achieve a rapid heating of the solderable contact surfaces and the flow of the solder material, it is provided according to DE 2343 235, in addition to provide an ultrasonic source.
  • DE 195 04 967 A1 shows a method for the thermal connection of contact elements of a flexible substrate with contact metallization of an electronic component, wherein the energy input is effected by laser radiation.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art, and in particular to provide a rational method with which electrical elements can be connected to an electrically conductive coating on a transparent substrate in a simple manner.
  • a method according to claim 1 for the conductive connection of an electrical component with at least one conductive layer, wherein the conductive layer is applied to a substrate substantially transparent to the visible wavelength range of the light comprising the following steps: the electrical component or the conductive layer is provided in the region in which the component is to be connected to the conductive layer, with a solder material, preferably an energy source that emits electromagnetic radiation, in particular a light source, preferably a halogen lamp or a laser light source. the solder material is supplied with energy, which is discharged from an energy source, such that the solder material melts and a non-releasable, material-locking, conductive connection between the electrical component and the conductive layer is formed.
  • a solder material preferably an energy source that emits electromagnetic radiation, in particular a light source, preferably a halogen lamp or a laser light source.
  • the method according to the invention makes possible a very rapid soldering, which can also be automated, of components, in particular of light-conducting diodes, on a transparent substrate. Due to the rapid, in particular the automated soldering is achieved over the prior art, a clock rate reduction by a factor of 2.5 and a user-independent work. Furthermore, secure electrically conductive connections are created between the component and the conductive structures arranged on the transparent substrate. Another advantage is that the use of solvent-based cleaners is avoided, so that existing glass brush washing machines can be used. Furthermore, there is the possibility of soldering flexible terminals.
  • the connection of the components For example, it can be formed directly on a conductor track, for example on a conductor track which comprises tin oxide or silver.
  • solder material has a higher UV resistance than glue. This is particularly advantageous in outdoor applications. Furthermore, solder material is a virtually 100% conductive material, whereas the conductivity of the adhesive is lower.
  • the solder material is applied to a conductive visible in the substantially transparent electrically conductive coating.
  • the conductive coating may comprise tin oxide, for example.
  • connection points are first applied to the conductive layer, for example in screen or stencil printing or by means of transfer slide images. On the connection points then the solder material is applied. The solder joint is then formed between the pads and the device.
  • the connection points may preferably consist of a conductive paste or lacquer, for example silver-conductive lacquer or silver conductive lacquer paste.
  • the conductive paste or paint is baked after application, for example by screen printing. By baking can simultaneously biasing of the transparent substrate, in particular the transparent glass substrate, take place. As a result, a high mechanical strength is achieved for subsequent process steps.
  • the transparent substrate preferably has an upper side and a lower side, wherein the transparent conductive layer is applied to the upper side and couples the energy of the energy source, preferably the light source, from the underside through the transparent substrate into the material to be connected becomes. Coupling the energy from the bottom through the substrate causes the temperature load on the device to be conductively connected to the transparent coating to be minimized.
  • the energy source preferably the light source
  • the transparent substrate is a heat-absorbing layer, for example, a metal oxide, z. B. a fluorine doped tin oxide layer comprises.
  • the soldering time can be drastically reduced, taking advantage of the fact that the transparent layer is heated at the point where the component is to be attached. Since the heat input then takes place essentially in the conductive, transparent substrate, the component is minimally loaded with a short soldering time.
  • Short soldering times for example, means a soldering time shorter than 60 seconds, in particular shorter than 30 seconds, preferably shorter than 10 seconds, more preferably shorter than 5 seconds, in particular shorter than 1 second.
  • the conductive coating can be formed as a heat-absorbing layer , are dispensed with the additional use of ultrasonic device, as described in DE 23 43 235, to achieve short soldering times.
  • the conductive layer which may in particular also be heat-absorbing, to comprise a metal oxide, preferably ITO (lnO x : Sn), FTO (SnO x : F) or ATO (SnO x : Sb).
  • ITO lnO x : Sn
  • FTO SnO x : F
  • ATO SnO x : Sb
  • ZnO: F, ZnO x : B, ZnO x : Al or Ag / TiO x are also conceivable.
  • x ranges between 1 and 2, depending on the doping concentration and the stoichiometry.
  • SnO 2 is particularly preferably: F or SnO 2 : Sb.
  • the transparent substrate in particular the glass substrate, provided with an FTO layer (SnO x : F)
  • halogen lamps for example with wavelengths in the range 500-1500 nm and a power consumption in the range 50 W to 1000 W, in particular 100 W to 500 W
  • soldering times of less than 30 seconds, in particular less than 10 seconds, preferably in the range of 10 seconds to 0.1 seconds, in particular in the range of 10 seconds to 1 second can be achieved.
  • the order process used for the conductive layer on the transparent substrate is chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), dip coating or a chemical or electrochemical coating. Further possible is a spray pyrolysis, sputtering or a sol-gel process.
  • the application by means of spray pyrolysis is particularly cost-effective, with preferably fluorine-doped tin oxide (SnO x : F) being used as the coating material. If one wishes to achieve particularly high optical properties, the preferred application method is sputtering.
  • the transparent substrate may be both a glass and a plastic substrate.
  • Suitable substrate matehals are, in particular, those which are transparent or quasi-transparent.
  • Transparent substrates are understood as meaning those which have a transmission of> 80% in the visible wavelength range.
  • quasi-transparent layers or glasses are understood as meaning those with a transmission> 60% in the visible wavelength range.
  • the visible wavelength range is preferably between 420 nm and 700 nm.
  • Suitable glasses are, in particular, soda-lime glasses which are coated with a fluorine-doped tin oxide (SnO x : F).
  • the automated energy supply takes place, for example, with the aid of electromagnetic waves, in particular for example with the aid of light.
  • the use of light is also described as an electric soldering process.
  • a light beam with light in the visible or in the IR wavelength range is guided from below through the horizontally mounted substrate, the beam also meeting the transparent layer provided with solder paste and the component to be soldered.
  • Focusing preferably takes place in that the light source is arranged at a focal point of a semi-elliptic mirror, so that all rays emanating from the light source are focused in the second focal point of the ellipse.
  • the energy is converted into heat by absorption.
  • the radiation energy can be varied via the power of the light source, the duration of radiation and the type of focusing, ie the energy input can be set very precisely and also regulated by the parameters time, lamp current and focus position.
  • the diameter of the focal spot is in the range of a few millimeters, preferably between 0.1 mm and 100 mm.
  • the light of a halogen lamp can be used as a light source.
  • the wavelength of the light is between 500 nm and 1500 nm, the power consumption of the halogen lamp at 50 W to 1000 W, preferably 100 W to 500 W, in particular at 250 W.
  • a special light source in addition to the halogen light source for light soldering would be a laser light source emitting, for example, IR radiation with a wavelength> 700 nm.
  • a method for the conductive connection of an electrical component with at least one conductor or a conductive layer wherein the conductor or the conductive layer is applied to a substantially transparent in the visible wavelength range of the light substrate, wherein the transparent substrate comprises a heat-absorbing layer and the conductive layer is simultaneously the heat-absorbing layer, comprising the steps of: providing the solder or the wiring or the conductive layer in the region where the device is to be connected to the conductive layer or the wiring; The solder material is automatically supplied with energy, which is emitted from an energy source that emits electromagnetic radiation, in such a way that the supplied energy is introduced substantially into the heat-absorbing conductor track or conductive layer at the location at which the component is to be fastened, so that the solder material melts and a non-detachable, material-locking, conductive connection between the electrical component and the conductor track or the conductive layer is formed under minimal loading of the component with a short soldering time.
  • the soldering time is less than 30 seconds, in particular less than 10 seconds, preferably in the range between 0.1 second and 10 seconds, preferably between 1 second and 10 seconds.
  • the wavelength of the emitted electromagnetic radiation of the energy source is in the range of 500 nm to 1500 nm.
  • the energy source may be, for example, a halogen lamp with a power consumption between 50 W and 1000 W, in particular 100 W and 500 W.
  • the electromagnetic radiation is focused on a focal spot, wherein the focal spot has a diameter in the range 0.1mm to 100mm, preferably 1mm to 10mm.
  • the transparent substrate has an upper side and a lower side, wherein the transparent conductive layer is applied to the upper side and the energy of the energy source is coupled from the lower side through the transparent substrate to the solder material.
  • the conductive layer comprises a metal oxide selected from one or more of the following metal oxides: lnO x : Sn SnO x : F SnO x : Sb ZnO x : Ga ZnO x : B - ZnO x : F ZnO x : Al Ag / TiO x where x is in the range between 1 and 2, depending on the doping concentration.
  • Such a conductive layer may be exemplified by one of the following methods: CVD PVD
  • Spray pyrolysis - Sputtering a sol-gel process are applied to the transparent substrate.
  • the transparent substrate is preferably a glass or plastic substrate, in particular a hardened and / or tempered glass substrate.
  • the solder material is a solder based on one of the following materials:
  • the solder material can be applied to the conductive layer of the transparent substrate such that the solder material forms a conductive connection between the device and the conductive layer on the transparent substrate.
  • Induction effect used for heat generation In inductive soldering, the inductor can only selectively heat the solder joint by clever shaping.
  • the changing electric field carries a changing magnetic field, which in turn generates the heat necessary for soldering through an electric vortex field in the components
  • soldering methods that can be used are laser soldering and ultrasonic soldering.
  • Possible materials may be materials based on tin-lead, tin, lead, gold, indium or aluminum. Particularly preferred are solder materials with about 90 wt .-% content of tin alloy and 10 wt .-% proportion of flux. Particular preference is given to lead-free solder materials.
  • FIGS. 1a to 1d show a method sequence for producing a component arrangement comprising a transparent substrate with a transparent conductive layer and components arranged thereon, in particular light-emitting diodes or LED modules.
  • a substrate 1 is coated over its entire surface with a transparent, conductive layer, for example in the sol-gel process (FIG. 1 a).
  • the layer is not only a conductive transparent layer, such as an ITO layer, but a conductive, transparent layer that is also heat-absorbing.
  • transparent, heat-absorbing layers are tin oxide layers, for example FTO (SnO x : F) or ATO (SnO x : Sb).
  • ZnO x : Ga are also conceivable.
  • structuring is carried out, for example by means of a laser, which locally heats the coating and evaporates it.
  • the transparent substrates which are patterned by means of a laser, comprise a conductive layer which has a high absorption in the region of the laser wavelength of the laser used and a transparent substrate which is transmissive at this wavelength.
  • the glass layer has only minor injuries. In particular, the cracking in such systems can be largely avoided.
  • the dividing lines of the individual regions of the substrate are denoted by the reference numerals 11.1-11.3 in FIG. 1b.
  • the components 108 are arranged on the structuring according to FIG. 1b (FIGS. 1c-1d).
  • the components are surface-mounted components, so-called SMD components, such as LED chips.
  • the components are presently by an automated soldering, in particular Light soldering with IR radiation, applied directly to the conductive, transparent substrate ( Figure 1c) or via connection pads 9 ( Figure 1d).
  • a transparent substrate such as a glass substrate with metal sheets, for.
  • thin silver sheets may be provided as a conductive coating. The silver tracks formed as tracks are then so narrow (eg, only a few microns wide) and spaced so as to be inconspicuous to a distant observer.
  • the preferred method is single point soldering with light, which is preferably used whenever components with only a few solder joints are to be applied to substrates.
  • the light from a halogen lamp (wavelength: 500 - 1500 nm, power consumption: 250 W) is converged on the solder joint by means of a converging mirror and optics. Due to the absorption of heat radiation, the temperature required at the soldering point arises.
  • the substrate is a heat-absorbing and at the same time conductive layer, in particular a tin oxide layer, for. FTO (SnO x : F) or ATO (SnO x : Sb).
  • FTO SnO x : F
  • ATO SnO x : Sb
  • Such layers can absorb so much heat radiation by absorption that the soldering time is less than 30 seconds, in particular less than 10 seconds, in particular in the range 1 to 10 seconds.
  • the following soldering times result, depending on the thickness of the glass substrate, which is generally illuminated from below: Thickness of the substrate Soldering time
  • solder material is applied, for example, as solder paste in the form of solder pads 4 on the glass substrate before the Lichtlötvorgang at the points where the components with the substrate or the conductive, applied to the substrate layer is to be connected.
  • a solder paste is a paste-like mixture of solder metal powder and flux and is mainly used for soldering surface-mountable components (SMD).
  • SMD surface-mountable components
  • solder paste suitable for SMD soldering see, for example, about 90% of beads of a tin alloy and about 10% of flux.
  • lead-free solder pastes (RoHS) consist of 96.5% Sn, 3.0% Ag, 0.5% Cu.
  • the solder paste can be applied with a dispenser either directly onto the conductive coating of the substrate (FIG. 1c) or onto connection pads (FIG. 1d).
  • the conductive coating is structured in four areas. Only in the area 13.1, an SMD component 108 is shown, which is connected by melting the solder pad 4 directly to the conductive coating.
  • the flux in the solder paste facilitates the melting process by lowering the surface tension, preventing oxidation and possibly existing Reduced oxide residues. It evaporates later and leaves behind a good electrically conductive solder joint between components and solder pads.
  • the above-mentioned light-soldering can also be used if connecting pads 9 (see FIG. 1d) have previously been applied to the glass substrate.
  • connection pads 9 comprise a conductive paste or lacquer, for example silver-conductive lacquer or silver paste, which is applied to the conductive substrate by means of screen printing or stencil printing and then baked.
  • a conductive paste or lacquer for example silver-conductive lacquer or silver paste
  • pretensioning of the transparent substrate 1, in particular of the transparent glass substrate can take place simultaneously.
  • a high mechanical strength is achieved in a single process step.
  • connection pads In the method with connection pads, the different areas 13.1 - 13.4 are then followed by the application of the connection pads with a
  • Standard method with SMD components 108 such as light-emitting diodes equipped. Before loading solder paste is applied to the connection pads.
  • soldering process as described above, by means of light soldering.
  • light-soldering for example with a halogen lamp
  • light of the halogen lamp is focused on the place where the soldering process is to take place.
  • the emitted from the light source IR radiation heats the solder material.
  • the solder material melts and wets on the one hand the connection of the component and the connection pad.
  • the energy input is terminated and solidifies the solder material, so that a cohesive, conductive connection between the electrical component and the conductive layer is formed.
  • soldering material the materials described above come into consideration.
  • Alternative materials are solder materials based on:
  • the transparent substrate can be further processed with components, for example provided with a further layer.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur leitenden Verbindung eines elektrischen Bauelementes mit wenigstens einer leitenden Schicht, wobei die leitende Schicht auf ein im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes im Wesentlichen transparentes Substrat aufgebracht wird, umfassend folgende Schritte: das elektrische Bauelement oder die leitende Schicht wird in dem Bereich, in dem das Bauelement mit der leitenden Schicht verbunden werden soll, mit einem Lotmaterial versehen; dem Lotmaterial wird Energie, die von einer Energiequelle abgegeben wird, zugeführt, derart, dass das Lotmaterial schmilzt und eine nicht lösbare, stoffschlüssige, leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement und der leitenden Schicht ausgebildet wird.

Description

Verfahren zur leitenden Verbindung eines Bauelementes auf einem transparenten Substrat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur leitenden Verbindung eines elektrischen Bauelementes mit wenigstens einer leitenden Schicht, wobei die leitende Schicht auf ein im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes im Wesentlichen transparentes Substrat aufgebracht wird. Unter sichtbarer Wellenlänge wird in vorliegender Anmeldung verstanden, dass die Transmission zwischen 420 nm und 700 nm der Schicht bzw. des Substrates mehr als 60 %, insbesondere mehr als 80 %, bevorzugt mehr als 90 % beträgt.
Aus dem Stand der Technik, insbesondere der WO 01/82378 ist bekannt, auf einem transparenten Substrat, das eine leitfähige Schicht aufweist, Bauelemente, insbesondere Leuchtdioden mit Hilfe eines Lötverfahrens anzubringen. Dies wird gemäß der WO 01/82378 dadurch ermöglicht, dass auf ein Substrat mit einer leitfähigen Schicht Anschlussstellen aus einer leitenden Paste oder Lack aufgebracht wurden und diese Anschlussstellen dann mit einem Lötverfahren mit den Bauelementen, insbesondere den Leuchtdioden, verbunden wurden.
Ein bestimmtes Verfahren ist in der WO 01/82378 nicht beschrieben, im
Allgemeinen aber wurde der Prozessschritt des Lötens von Bauelementen auf Glas manuell mit einem Handlötkolben und Drahtlot durchgeführt.
Aus der DE 10 2004 018 109 A1 ist für ein Plattenelement mit mindestens einer Scheibe, die mit einer elektrischen Leitstruktur, insbesondere einer elektrisch beheizbaren Beschichtung versehen ist, vorgesehen, einen elektrischen Kontakt dieser Schicht zum Beispiel durch eine Lötverbindung vorzunehmen, wobei die Lötleistung auch durch die starre Scheibe hindurch an die Lötstelle gebracht wird.
Die DE 10 2004 018 109 A1 beschreibt aber nicht das Anbringen von
Bauelementen auf der elektrisch leitfähigen Schicht, sondern lediglich das Anbringen eines elektrischen Anschlusses an einer leitenden Struktur, die zu Heizzwecken eingesetzt wird.
Aus der EP O 584 356 ist bekannt geworden, ein Verfahren zum Löten eines Teiles, das mit einem Basismaterial verbunden werden soll, durch Bestrahlen des Teiles mit Laserlicht zu verbinden. Im Wesentlichen bezieht sich dieses Verfahren auf die Verbindung eines Metallmaterials mit einem IC-Chip, oder einem Kondensator.
Dass das Basismaterial ein transparentes Substrat umfassen kann ist, in der EP 0 584 356 nicht offenbart. Des Weiteren erfolgt das Löten von oben auf das Basismaterial.
Das Löten mittels Infrarotlicht ist aus der DE 43 12 642 bekannt geworden, wobei ein leitendes Element wie etwa ein Leiterdraht oder ein Kontaktfleck mit einem Halbleiterchip verbunden werden.
Aus der DE 100 19 888 A1 ist das Reflow-Löten von Leuchtmitteln auf einem transparenten Substrat bekannt geworden.
Die DE-A-23 43 235 zeigt das Löten von gedruckten Schaltungen mit Hilfe von sichtbarem Licht und/oder Infrarotlicht auf eine Leiterbahn. Der Trägerkörper mit einer Leiterbahn gemäß der DE 23 43 235 ist für Wärmestrahlung gut durchlässig.
Das Material der Leiterbahn ist nicht angegeben. Um eine schnelle Erhitzung der lötbaren Kontaktflächen und das Fließen des Lötmaterials zu erreichen, ist gemäß der DE 2343 235 vorgesehen, zusätzlich eine Ultraschallquelle vorzusehen.
Die DE 195 04 967 A1 zeigt ein Verfahren zur thermischen Verbindung von Kontaktelementen eines flexiblen Substrates mit Kontaktmetallisierung eines elektronischen Bauelementes, wobei der Energieeintrag durch Laserstrahlung erfolgt. Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, und insbesondere ein rationelles Verfahren anzugeben, mit dem elektrische Elemente mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung auf einem transparenten Substrat auf einfache Art und Weise verbunden werden können.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zur leitenden Verbindung eines elektrischen Bauelements mit wenigstens einer leitenden Schicht, wobei die leitende Schicht auf einem für sichtbare Wellenlängenbereich des Lichtes im Wesentlichen transparentes Substrat aufgebracht wird, umfassend die nachfolgenden Schritte verwirklicht: das elektrische Bauelement oder die leitende Schicht wird in dem Bereich, in dem das Bauelement mit der leitenden Schicht verbunden werden soll, mit einem Lotmaterial versehen, bevorzugt einer Energiequelle, die elektromagnetische Strahlung emittiert, insbesondere einer Lichtquelle, bevorzugt einer Halogenlampe oder einer Laserlichtquelle. dem Lotmaterial wird Energie, die von einer Energiequelle abgegeben wird, zugeführt, derart, dass das Lotmaterial schmilzt und eine nicht lösbare, stoffschlüssige, leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement und der leitenden Schicht ausgebildet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, dass ein sehr rasches Löten, das auch automatisiert sein kann, von Bauelemente, insbesondere von lichtleitenden Dioden, auf einem transparenten Substrat möglich wird. Durch das rasche, insbesondere das automatisierte Löten wird gegenüber dem Stand der Technik eine Taktratenverkürzung um einen Faktor 2,5 sowie ein bedienerunabhängiges Arbeiten erreicht. Des Weiteren werden sichere elektrisch leitende Verbindungen zwischen dem Bauteil und dem auf dem transparenten Substrat angeordneten leitenden Strukturen geschaffen. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Einsatz von lösungsmittelhaltigen Reinigern vermieden wird, so dass bereits vorhandene Glas- Bürstenwaschmaschinen eingesetzt werden können. Des Weiteren ergibt sich die Möglichkeit des Lötens von flexiblen Anschlüssen. Der Anschluss der Bauteile kann beispielsweise direkt auf einer Leiterbahn, beispielsweise auf einer Leiterbahn, die Zinnoxid oder Silber umfasst, ausgebildet werden.
Gegenüber dem bislang üblichen Kleben von Bauelementen auf einem transparenten Substrat, insbesondere von Glas, hat das Löten eine Vielzahl von • Vorteilen. So weißt das Lotmaterial eine höhere UV-Beständigkeit auf als Kleber. Dies ist insbesondere bei Außenanwendungen von Vorteil. Des Weiteren ist Lotmaterial ein praktisch zu 100 % leitendes Material, wohingegen die Leitfähigkeit des Klebers geringer ist.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird das Lotmaterial auf eine leitfähige im sichtbaren Bereich im Wesentlichen transparente elektrisch leitende Beschichtung aufgebracht. Die leitende Beschichtung kann beispielsweise Zinnoxid umfassen.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auf die leitfähige Schicht zunächst Anschlussstellen aufgebracht werden, beispielsweise im Sieb- oder Schablonendruck oder mittels von Transferschiebebildern. Auf die Anschlussstellen wird sodann das Lotmaterial aufgebracht. Die Lötverbindung wird dann zwischen den Anschlussstellen und dem Bauelement ausgebildet. Die Anschlussstellen können bevorzugt aus einer leitenden Paste oder Lack bestehen, beispielsweise Silberleitlack oder Silberleitlackpaste. Bevorzugt wird die leitende Paste oder der Lack nach dem Aufbringen beispielsweise mittels Siebdruck eingebrannt. Durch das Einbrennen kann gleichzeitig ein Vorspannen des transparenten Substrates, insbesondere des transparenten Glassubstrates, erfolgen. Hierdurch wird eine hohe mechanische Festigkeit für nachfolgende Verfahrensschritte erreicht.
Bevorzugt weist das transparente Substrat eine Oberseite und eine Unterseite auf, wobei die transparente leitfähige Schicht auf die Oberseite aufgebracht wird und die Energie der Energiequelle, bevorzugt der Lichtquelle, von der Unterseite durch das transparente Substrat hindurch in das zu verbindende Material eingekoppelt wird. Das Einkoppeln der Energie von der Unterseite durch das Substrat hindurch bewirkt, dass die Temperaturbelastung des Bauelements, das mit der transparenten Beschichtung leitend verbunden werden soll, auf ein Minimum reduziert wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das transparente Substrat eine Wärme absorbierende Schicht, beispielsweise eine Metalloxidschicht, z. B. eine fluordotierte Zinnoxidschicht, umfasst. Durch die Wärme absorbierende Schicht kann die Lötzeit drastisch reduziert werden, da hierbei die Tatsache ausgenutzt wird, dass die transparente Schicht an der Stelle, an der das Bauteil befestigt werden soll, erwärmt wird. Da der Wärmeeintrag dann im Wesentlichen in das leitfähige, transparente Substrat erfolgt, wird das Bauteil minimal belastet bei kurzer Lötzeit. Kurze Lötzeiten bedeutet beispielsweise eine Lötzeit kürzer als 60 sec, insbesondere kürzer als 30 sec, bevorzugt kürzer als 10 sec, ganz bevorzugt kürzer als 5 sec, insbesondere kürzer als 1 sec. Insbesondere kann dadurch, dass die leitfähige Beschichtung als Wärme absorbierende Schicht ausgebildet ist, auf den zusätzlichen Einsatz von Ultraschallvorrichtung, wie in der DE 23 43 235 beschrieben, zur Erzielung kurzer Lötzeiten verzichtet werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die leitfähige Schicht, die insbesondere auch wärmeabsorbierend sein kann, ein Metalloxid umfasst, bevorzugt ITO (lnOx:Sn), FTO (SnOx:F) oder ATO (SnOx:Sb). Denkbar sind aber auch ZnOx:Ga , ZnO:F, ZnOx:B, ZnOx:AI oder Ag/TiOx. Bei den vorgenannten Verbindungen liegt x im Bereich zwischen 1 und 2, abhängig von der Dotierkonzentration und der Stöchiometrie. Besonders bevorzugt ist Snθ2:F bzw. Snθ2:Sb. Wird das transparente Substrat, insbesondere das Glassubstrat, mit einer FTO-Schicht (SnOx:F) versehen, so können beim Einsatz von Halogenlampen, beispielsweise mit Wellenlängen im Bereich 500 - 1500 nm und einer Leistungsaufnahme im Bereich 50 W bis 1000 W, insbesondere 100 W bis 500 W, Lötzeiten kleiner 30 sec, insbesondere kleiner 10 sec, bevorzugt im Bereich 10 sec bis 0,1 sec, insbesondere im Bereich 10 sec bis 1 sec, erreicht werden. Bei Einsatz derartiger Schichten ist es möglich, auch mit relativ geringer Leistungsaufnahme sehr kurze Lötzeiten zu erreichen, ohne zusätzliche Maßnahme, wie beispielsweise das Einstrahlen von Ultraschallenergie gemäß der DE 23 43 235. Durch die relativ geringe Leistungsaufnahme bei gleichzeitig kurzen Lötzeiten wird eine besonders schonende Verarbeitung ermöglicht.
Als Auftragsverfahren kommt für die leitfähige Schicht auf das transparente Substrat Chemical Vapor Deposition (CVD), Physical Vapor Deposition (PVD), Tauchbeschichtung oder eine chemische oder elektro-chemische Beschichtung in Frage. Des Weiteren möglich ist eine Sprühpyrolyse, das Sputtern oder ein SoI- Gel-Verfahren. Das Auftragen mittels Sprühpyrolyse ist besondere kostengünstig, wobei als Beschichtungsmaterial bevorzugt fluordotiertes Zinnoxid (SnOx: F) verwendet wird. Will man besonders hohe optische Eigenschaften erzielen, so ist das bevorzugte Auftragsverfahren das Aufsputtern.
Das transparente Substrat kann sowohl ein Glas- wie auch ein Kunststoffsubstrat sein. Als Substratmatehalen kommen insbesondere solche in Betracht, die transparent bzw. quasitransparent sind. Unter transparenten Substraten versteht man solche, die eine Transmission > 80 % im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweisen. Unter quasitransparenten Schichten bzw. Gläsern versteht man in der vorliegenden Anmeldung solche mit einer Transmission > 60 % im sichtbaren Wellenlängenbereich. Der sichtbare Wellenlängenbereich liegt bevorzugt zwischen 420 nm und 700 nm. Als Gläser kommen insbesondere Kalk-Natron- Gläser in Betracht, die mit einem fluordotierten Zinnoxid (SnOx:F) beschichtet werden.
Die automatisierte Energiezufuhr erfolgt beispielsweise mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen, insbesondere beispielsweise mit Hilfe von Licht. Der Einsatz von Licht wird auch als Lichtlötverfahren beschrieben. Beim Lichtlötverfahren wird beispielsweise ein Lichtstrahl mit Licht im sichtbaren oder im IR-Wellenlängenbereich von unten durch das horizontal gelagerte Substrat geleitet, wobei der Strahl auch die mit Lötpaste und dem zu lötenden Bauteil versehene transparente Schicht trifft. Insbesondere wird beim Lichtlöten kurzwelliges Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von 0,5 bis 2 μm fokussiert auf die Lötstelle gebracht. Bevorzugt erfolgt die Fokussierung dadurch, dass die Lichtquelle in einem Brennpunkt eines halbelliptischen Spiegels angeordnet wird, so dass alle von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen im zweiten Brennpunkt der Ellipse fokussiert werden. An der Oberfläche der Lötstelle wird die Energie durch Absorption in Wärme umgewandelt. Die Strahlungsenergie kann über die Leistung der Lichtquelle, die Strahlungsdauer und die Art der Fokussierung variiert werden, d.h. der Energieeintrag kann durch die Parameter Zeit, Lampenstrom und Fokuslage sehr genau eingestellt und auch geregelt werden. Der Durchmesser des Brennfleckes liegt je nach optischem System im Bereich weniger Millimeter, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 100 mm. Als Lichtquelle kann beispielsweise das Licht einer Halogenlampe verwandt werden. Die Wellenlänge des Lichtes liegt zwischen 500 nm und 1500 nm, die Leistungsaufnahme der Halogenlampe bei 50 W bis 1000 W, bevorzugt 100 W bis 500 W, insbesondere bei 250 W.
Eine spezielle Lichtquelle neben der Halogenlichtquelle für Lichtlöten wäre eine Laserlichtquelle, die beispielsweise IR-Strahlung mit einer Wellenlänge > 700 nm abgibt.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren zur leitenden Verbindung eines elektrischen Bauelementes mit wenigstens einer Leiterbahn oder einer leitenden Schicht, wobei die Leiterbahn oder die leitende Schicht auf ein im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes im Wesentlichen transparentes Substrat aufgebracht wird, wobei das transparente Substrat eine Wärme absorbierende Schicht umfasst und die leitfähige Schicht gleichzeitig die Wärme absorbierende Schicht ist, umfassend folgende Schritte: das elektrische Bauelement oder die Leiterbahn oder die leitende Schicht wird in dem Bereich, in dem das Bauelement mit der leitenden Schicht oder der Leiterbahn verbunden werden soll, mit einem Lotmaterial versehen; dem Lotmaterial wird automatisiert Energie, die von einer Energiequelle, die elektromagnetische Strahlung emittiert, abgegeben wird, zugeführt, derart, dass die zugeführte Energie im Wesentlichen in die Wärme absorbierende Leiterbahn oder leitenden Schicht an der Stelle, an der das Bauteil befestigt werden soll, eingebracht wird, so dass das Lotmaterial schmilzt und eine nicht lösbare, stoffschlüssige, leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement und der Leiterbahn oder der leitenden Schicht unter minimaler Belastung des Bauteils bei kurzer Lötzeit ausgebildet wird.
Insbesondere ohne Beschränkung hierauf beträgt die Lötzeit weniger als 30 sec, insbesondere weniger als 10 sec, bevorzugt im Bereich zwischen 0,1 sec und 10 sec, bevorzugt zwischen 1 sec und 10 sec.
Bevorzugt liegt die Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Strahlung der Energiequelle, insbesondere der Lichtquelle, im Bereich 500nm bis 1500nm.
Die Energiequelle kann beispielsweise eine Halogenlampe mit einer Leistungsaufnahme zwischen 50 W und 1000 W, insbesondere 100 W und 500 W sein.
Bevorzugt wird die elektromagnetische Strahlung auf einen Brennfleck fokussiert wird, wobei der Brennfleck einen Durchmesser im Bereich 0,1mm bis 100mm, bevorzugt 1mm bis 10mm aufweist.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens weist das transparente Substrat eine Oberseite und eine Unterseite auf, wobei die transparente leitfähige Schicht auf die Oberseite aufgebracht wird und die Energie der Energiequelle von der Unterseite durch das transparente Substrat hindurch zum Lotmaterial eingekoppelt wird.
Bevorzugt umfasst die leitfähige Schicht ein Metalloxid, ausgewählt aus einem oder mehreren der nachfolgenden Metalloxide: lnOx:Sn SnOx:F SnOx:Sb ZnOx:Ga ZnOx: B - ZnOx: F ZnOx:AI Ag/TiOx wobei x im Bereich zwischen 1 und 2 liegt, abhängig von der Dotierkonzentration.
Eine derartige leitfähige Schicht kann beispielhaft mit einem der nachfolgenden Verfahren: CVD PVD
Sprühpyrolyse - Sputtern einem Sol-Gel-Verfahren auf das transparente Substrat aufgebracht werden.
Bevorzugt ist das transparente Substrat ein Glas- oder Kunststoff Substrat, insbesondere ein gehärtetes und/oder vorgespanntes Glassubstrat.
Bevorzugt ist das Lotmaterial ein Lot auf Grundlage eines der nachfolgenden Materialien:
- Zinn-Blei - Zinn
- Blei - Gold
- Indium - Aluminium.
Das Lotmaterial kann in einer ersten Ausgestaltung auf die leitende Schicht des transparenten Substrates aufgebracht werden, derart, dass das Lotmaterial eine leitende Verbindung zwischen dem Bauelement und der leitenden Schicht auf dem transparenten Substrat ausbildet.
Anstelle des Lötens mit Hilfe von Infrarotlicht wäre es auch möglich, ein induktives Löten vorzunehmen. Beim induktiven Löten wird der elektromagnetische
Induktionseffekt zur Wärmeerzeugung genutzt. Beim induktiven Löten kann der Induktor durch eine geschickte Formgebung gezielt nur die Lötstelle erhitzen. Das sich verändernde elektrische Feld trägt ein wechselndes Magnetfeld, welches wiederum durch ein elektrisches Wirbelfeld in den Bauelementen die zum Löten notwendige Wärme erzeugt
Weitere Lötverfahren, die eingesetzt werden können, sind Laserlötverfahren und Ultraschalllötverfahren.
Als Lotmaterial für das Lötverfahren kommen unterschiedliche Materialien in
Betracht. Mögliche Materialien können Materialien auf Grundlage von Zinn-Blei, Zinn, Blei, Gold, Indium oder Aluminium sein. Besonders bevorzugt sind Lotmaterialien mit ca. 90 Gew.-% Anteil an Zinnlegierung und 10 Gew.-% Anteil an Flussmittel. Insbesondere bevorzugt sind bleifreie Lotmaterialien.
Die Erfindung soll nachfolgend ohne Beschränkung hierauf anhand der Figuren beschrieben werden.
Es zeigen:
Figur 1a-1d den typischen Verfahrensablauf zur Herstellung einer
Bauelementanordnung mit der transparenten leitfähigen Beschichtung auf einem transparenten Substrat und darauf angeordneten Bauelementen, insbesondere Leuchtdioden unter Einsatz von Licht sogenannte Lichtlöten. In den Figuren 1a bis 1d ist ein Verfahrensablauf zur Herstellung einer Bauelementanordnung, umfassend ein transparentes Substrat mit transparenter leitfähiger Schicht und darauf angeordneten Bauelementen, insbesondere Leuchtdioden bzw. LED-Module gezeigt.
Bei der Herstellung einer Bauelementanordnung wird in der dargestellten Ausführungsform ein Substrat 1 mit einer transparenten, leitfähigen Schicht vollflächig beschichtet, beispielsweise im Sol-Gel-Verfahren (Figur 1a). Bevorzugt ist die Schicht nicht nur eine leitfähige transparente Schicht, wie beispielsweise eine ITO-Schicht, sondern eine leitfähige, transparente Schicht, die auch Wärme absorbierend ist. Solche transparente, Wärme absorbierende Schichten sind Zinnoxid-Schichten, beispielsweise FTO (SnOx:F) oder ATO (SnOx:Sb). Denkbar sind aber auch ZnOx:Ga; ZnOx: B, ZnOx:AI oder Ag/TiOx, wobei x im Bereich zwischen 1 und 2 liegt, abhängig von der Dotierkonzentration und Stöchiometrie.
Anschließend wird gemäß Figur 1b eine Strukturierung beispielsweise mittels Laser, der lokal die Beschichtung erhitzt und diese verdampft, hergestellt.
Bevorzugt umfassen die transparenten Substrate, die mit Hilfe eines Lasers strukturiert werden, eine leitfähige Schicht, die im Bereich der Laserwellenlänge des eingesetzten Lasers eine hohe Absorption aufweisen und ein transparentes Substrat, welches bei dieser Wellenlänge transmissiv ist. Bei einem derartigen System weist die Glasschicht nur geringe Verletzungen auf. Insbesondere kann die Rissbildung bei derartigen Systemen weitgehend vermieden werden.
Die Trennlinien der einzelnen Bereiche des Substrates sind in Figur 1b mit den Bezugsziffern 11.1 - 11.3 bezeichnet. An die Strukturierung gemäß Figur 1b anschließend werden in den Bereichen 13.1 - 13.4 die Bauelemente 108 (nur in dem Bereich 13, 1 , 13.2 gezeigt) angeordnet (Figur 1c - 1d). Bei den Bauelementen handelt es sich um oberflächenmontierbare Bauelemente, sogenannte SMD-Bauelemente, beispielsweise LED-chips. Die Bauelemente werden vorliegend durch ein automatisiertes Lötverfahren, insbesondere Lichtlöten mit IR-Strahlung, direkt auf das leitfähige, transparente Substrat aufgebracht (Figur 1c) oder über Anschlusspads 9 (Figur 1d).
Anstelle eines mit einer leitfähigen Beschichtung versehenen Substrates, bei der die leitfähige Beschichtung strukturiert ist und der Stromleitung dient, kann ein transparentes Substrat, beispielsweise ein Glassubstrat mit Metallbahnen, z. B. dünnen Silberbahnen als leitfähiger Beschichtung versehen sein. Die Silberbahnen, die als Leiterbahnen ausgebildet sind, sind dann so schmal (z. B. nur wenige μm breit) und derart beabstandet ausgebildet, dass sie für einen entfernt stehenden Betrachter unauffällig sind.
Nachfolgend soll das Aufbringen der Bauelemente erläutert werden.
Zunächst soll das direkte Aufbringen der Bauelemente, wie in Figur 1c gezeigt, beschrieben werden.
Bei dem bevorzugt verwandten Verfahren handelt es sich um ein Einzelpunktlöten mit Licht, das bevorzugt immer dann angewandt wird, wenn Bauelemente mit nur wenigen Lötstellen auf Substraten aufgebracht werden sollen. Beim Lichtlöten wird das Licht einer Halogenlampe (Wellenlänge: 500 - 1500 nm, Leistungsaufnahme: 250 W) mittels Konvergenzspiegel und Optik auf die Lötstelle gebündelt. Durch die Absorption der Wärmestrahlung entsteht die an der Lötstelle erforderliche Temperatur.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Substrat eine Wärme absorbierende und zugleich leitfähige Schicht, insbesondere eine Zinnoxidschicht, z. B. FTO (SnOx:F) oder ATO (SnOx:Sb) ist. Derartige Schichten können durch Absorption so viel Wärmestrahlung aufnehmen, dass die Lötzeit weniger als 30 sec, insbesondere weniger als 10 sec beträgt, insbesondere im Bereich 1 bis 10 sec liegt. Für eine Halogenlampe mit 250 W Leistung (Wellenlänge: 500 - 1500 nm) und einem mit Snθ2:F beschichteten Glassubstrat ergeben sich, abhängig von der Dicke des von in der Regel von unten durchleuchteten Glassubstrates die folgenden Lötzeiten: Dicke des Substrates Lötzeit
4 mm 6,5 s
6 mm 7,5 s
Das Lotmaterial wird beispielsweise als Lotpaste in Form von Lötpads 4 auf das Glassubstrat vor dem Lichtlötvorgang an den Stellen aufgebracht, an denen die Bauelemente mit dem Substrat bzw. der leitenden, auf das Substrat aufgebrachten Schicht verbunden werden soll.
Eine Lotpaste ist eine pastöse Mischung aus Lotmetallpulver und Flussmittel und dient vorwiegend zum Löten oberflächenmontierbarer Bauelemente (SMD). Zum SMD-Löten geeignete Lotpasten besehen zum Beispiel zu ca. 90 % aus Kügelchen einer Zinnlegierung und ca. 10 % aus Flussmittel. Bleifreie Lotpasten (RoHS) bestehen zum Beispiel aus 96,5 % Sn, 3,0 % Ag, 0,5 % Cu. Die Lotpaste kann mit einem Dispenser aufgebracht werden entweder direkt auf die leitende Beschichtung des Substrates (Figur 1c) oder auf Anschlusspads (Figur 1d).
Die auf die Lötpads 4 mittels Licht, insbesondere IR-Licht, beispielsweise einer Halogenlampe eingebrachte Energiemenge führt zum Aufschmelzen der in der Lotpaste enthaltenen Lotkugeln, die dann die elektrische und mechanische Verbindung zwischen der leitenden Beschichtung und dem Bauteil bzw. Bauelement durch Verschmelzen der Partikel der Lotpaste miteinander und mit den Bauteilkontakten bzw. der leitenden Schicht des Glassubstrates (Figur 1c) zur Verfügung stellt. In Figur 1c ist die leitfähige Beschichtung in vier Bereiche strukturiert. Nur im Bereich 13.1 ist ein SMD-Bauteil 108 dargestellt, das durch Aufschmelzen des Lötpads 4 direkt an die leitfähige Beschichtung angeschlossen wird.
Das Flussmittel in der Lotpaste erleichtert den Schmelzvorgang, indem es die Oberflächenspannung senkt, Oxidation verhindert und eventuell vorhandene Oxidreste reduziert. Es verdampft später und hinterlässt eine elektrisch gut leitfähige Lötverbindung zwischen Bauteilen und Lötpads. Die Vorteile des zuvor beschriebenen Einzellötverfahrens lassen sich so zusammenfassen:
- berührungslose und exakte Wärmeübertragung
- niedrige Betriebskosten bei relativ geringer Investition.
Das oben genannte Lichtlöten kann auch dann eingesetzt werden, wenn zuvor Anschlusspads 9 (siehe Figur 1d) auf das Glassubstrat aufgebracht werden.
Die Anschlusspads 9 umfassen eine leitende Paste oder Lack, beispielsweise Silberleitlack oder Silberpaste, der mittels Siebdruck oder Schablonendruck auf das leitfähige Substrat aufgebracht und anschließend eingebrannt wird. Durch das Einbrennen kann gleichzeitig ein Vorspannen des transparenten Substrates 1 , insbesondere des transparenten Glassubstrates erfolgen. Hierdurch wird eine hohe mechanische Festigkeit in einem einzelnen Verfahrensschritt erzielt.
Bei dem Verfahren mit Anschlusspads werden anschließend an das Aufbringen der Anschlusspads die unterschiedlichen Bereiche 13.1 - 13.4 mit einem
Standardverfahren mit SMD-Bauteilen 108, beispielsweise Leuchtdioden bestückt. Vor dem Bestücken wird Lötpaste auf die Anschlusspads aufgebracht.
Anschließend wird das Glassubstrat mit Bauelementen bestückt. Danach erfolgt der Lötvorgang, wie zuvor beschrieben, mittels Lichtlöten. Beim Lichtlöten, beispielsweise mit Halogenlampe, wird Licht der Halogenlampe auf die Stelle fokussiert, an der der Lötvorgang stattfinden soll. Die von der Lichtquelle abgegebene IR-Strahlung erhitzt das Lotmaterial. Das Lotmaterial schmilzt auf und benetzt zum einen den Anschluss des Bauelementes sowie den Anschlusspad. Anschließend wird der Energieeintrag beendet und das Lotmaterial erstarrt, so dass eine stoffschlüssige, leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement und der leitenden Schicht ausgebildet wird. Als Lotmaterial kommen die zuvor beschriebenen Materialien in Betracht. Alternative Materialien sind Lotmaterialien auf der Grundlage von:
Zinn-Blei
Zinn Blei Gold Indium Aluminium
Nachdem die Bauelemente, insbesondere die Leuchtdiode, mit den auf das transparente Substrat aufgebrachten Leiterbahnen durch den erfindungsgemäßen Lötvorgang leitend verbunden sind, kann das transparente Substrat mit Bauelementen weiter prozessiert werden, beispielsweise mit einer weiteren Schicht versehen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur leitenden Verbindung eines elektrischen Bauelementes mit wenigstens einer Leiterbahn oder einer leitenden Schicht, wobei die
Leiterbahn oder die leitende Schicht auf ein im sichtbaren
Wellenlängenbereich des Lichtes im Wesentlichen transparentes Substrat aufgebracht wird, wobei das transparente Substrat eine Wärme absorbierende Schicht umfasst und die leitfähige Schicht gleichzeitig die Wärme absorbierende Schicht ist, umfassend folgende Schritte: das elektrische Bauelement oder die Leiterbahn oder die leitende Schicht wird in dem Bereich, in dem das Bauelement mit der leitenden Schicht oder der Leiterbahn verbunden werden soll, mit einem Lotmaterial versehen; dem Lotmaterial wird automatisiert Energie, die von einer Energiequelle, die elektromagnetische Strahlung emittiert, abgegeben wird, zugeführt, derart, dass die zugeführte Energie im Wesentlichen in die Wärme absorbierende
Leiterbahn oder leitenden Schicht an der Stelle, an der das Bauteil befestigt werden soll, eingebracht wird, so dass das Lotmaterial schmilzt und eine nicht lösbare, stoffschlüssige, leitende
Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement und der Leiterbahn oder der leitenden Schicht bei kurzer Lötzeit ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lötzeit kürzer als 30 sec, insbesondere kürzer als 10 sec, bevorzugt im Bereich zwischen 0,1 sec und 10 sec, bevorzugt zwischen 1 sec und 10 sec ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Strahlung der Energiequelle, insbesondere der Lichtquelle, im Bereich 500nm bis 1500nm liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle eine Halogenlampe mit einer Leistungsaufnahme zwischen 50 W und 1000 W, insbesondere 100 W und 500 W ist
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle eine Laserlichtquelle ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung auf einen Brennfleck fokussiert wird, wobei der Brennfleck einen Durchmesser im Bereich 0,1mm bis 100mm, bevorzugt 1mm bis 10mm aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei die transparente leitfähige Schicht auf die Oberseite aufgebracht wird und die Energie der Energiequelle von der Unterseite durch das transparente Substrat hindurch zum Lotmaterial eingekoppelt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht ein Metalloxid umfasst, ausgewählt aus einem oder mehreren der nachfolgenden Metalloxide: lnOx:Sn SnOx: F SnOx:Sb
ZnOx:Ga
ZnOx: B
ZnOx: F - ZnOx:AI
Ag/TiOx wobei x im Bereich zwischen 1 und 2 liegt, abhängig von der Dotierkonzentration.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht mit einem der nachfolgenden Verfahren: CVD PVD
Sprühpyrolyse - Sputtern einem Sol-Gel-Verfahren auf das transparente Substrat aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat ein Glas- oder Kunststoffsubstrat ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat ein Glassubstrat ist und das Glassubstrat gehärtet und/oder vorgespannt ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötverbindung durch eine der nachfolgenden Verfahren: ein Lichtlötverfahren ein induktives Lötverfahren hergestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial ein Lot auf Grundlage eines der nachfolgenden Materialien ist:
- Zinn-Blei - Zinn - Blei - Gold - Indium
- Aluminium.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial auf die leitende Schicht des transparenten Substrates aufgebracht wird; das Lotmaterial eine leitende Verbindung zwischen dem Bauelement und der leitenden Schicht auf dem transparenten Substrat ausbildet.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf die leitfähige Schicht oder die Leiterbahn Anschlussstellen aufgebracht werden und das Lotmaterial eine leitende Verbindung zwischen dem Bauelement und der Anschlussstelle ausbildet.
16. Verfahren zur leitenden Verbindung eines elektrischen Bauelementes mit wenigstens einer Leiterbahn oder einer leitenden Schicht, wobei die Leiterbahn oder die leitende Schicht auf ein im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes im Wesentlichen transparentes Substrat aufgebracht wird, umfassend folgende Schritte: das elektrische Bauelement oder die Leiterbahn oder die leitende Schicht wird in dem Bereich, in dem das Bauelement mit der leitenden Schicht oder der Leiterbahn verbunden werden soll, mit einem Lotmaterial versehen; dem Lotmaterial wird automatisiert Energie, die von einer Energiequelle abgegeben wird, zugeführt, derart, dass das Lotmaterial schmilzt und eine nicht lösbare, stoffschlüssige, leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Bauelement und der Leitbahn oder der leitenden Schicht ausgebildet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial eine leitende Verbindung direkt zwischen dem Bauelement und dem transparenten Substrat ausbildet.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf die leitfähige Schicht oder die Leiterbahn Anschlussstellen aufgebracht werden und das Lotmaterial eine leitende Verbindung zwischen dem Bauelement und der Anschlussstelle ausbildet.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei die transparente leitfähige Schicht auf die Oberseite aufgebracht wird und die Energie der Energiequelle von der Unterseite durch das transparente Substrat hindurch zum Lotmaterial eingekoppelt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat eine Wärme absorbierende Schicht umfasst.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht gleichzeitig die Wärme absorbierende Schicht ist.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht ein Metalloxid umfasst, ausgewählt aus einem oder mehreren der nachfolgenden Metalloxide: - lnOx:Sn
SnOx: F SnOx:Sb ZnOx:Ga ZnOx: B - ZnOx: F
ZnOx:AI Ag/TiOx wobei x im Bereich zwischen 1 und 2 liegt, abhängig von der Dotierkonzentration.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Schicht mit einem der nachfolgenden Verfahren:
CVD PVD - Sprühpyrolyse
Sputtern einem Sol-Gel-Verfahren auf das transparente Substrat aufgebracht wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat ein Glas- oder Kunststoffsubstrat ist.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das transparente Substrat ein Glassubstrat ist und das Glassubstrat gehärtet und/oder vorgespannt ist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötverbindung durch eine der nachfolgenden Verfahren: ein Lichtlötverfahren - ein induktives Lötverfahren hergestellt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle eine Energiequelle ist, die elektromagnetische Strahlung emittiert.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiequelle eine Lichtquelle, insbesondere eine Halogenlampe ist.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial ein Lot auf Grundlage eines der nachfolgenden Materialien ist: - Zinn-Blei
Zinn Blei Gold Indium - Aluminium.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass dem Lötmaterial für eine kurze Zeit, bevorzugt kürzer als 30 sec, insbesondere kürzer als 10 sec, bevorzugt im Bereich zwischen 1 sec und 10 sec Energie zugeführt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Lichtenergie ist, wobei die Wellenlänge der Lichtenergie im Bereich 500nm bis 1500nm liegt.
32. Verfahren nach Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Lichtenergie von einer Halogenlampe zur Verfügung gestellt wird, wobei die Halogenlampe eine Leistungsaufnahme zwischen 100W und 500W aufweist.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtenergie auf einen Brennfleck fokussiert wird, wobei der Brennfleck einen Durchmesser im Bereich 0,1mm bis 100mm, bevorzugt 1mm bis 10mm aufweist.
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