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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen von zumindest einem Lotdepot auf zumindest ein Lötpad. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Bauteil umfassend das Lötpad mit dem Lotdepot. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf eine Verwendung eines entsprechenden Bauteils und auf ein Bauteilsystem.
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Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Aufbringen von Lotdepots auf Lötpads bekannt. Hierbei wird das Lot üblicherweise in Form einer Lotpaste, insbesondere bestehend aus Lotkugeln und Flussmittel, in einem Druckprozess auf das Lötpad aufgebracht. Hierbei ist eine Präzision, mit der Lotmenge und -verteilung gesteuert werden können, beschränkt. Ein ungenau aufgetragenes Lotdepot kann dann in dem darauffolgenden Lötprozess zu Fehlstellen, Lötspritzern und Kurzschlüssen führen.
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Es wird ein Verfahren zum Aufbringen von zumindest einem Lotdepot auf zumindest ein Lötpad zumindest eines, insbesondere elektronischen, Bauteils vorgeschlagen. Das Lotdepot wird galvanisch auf das Lötpad aufgetragen.
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Das Lotdepot ist insbesondere ein Lotvorrat, der sich in einer nicht geschmolzenen Form befindet. Insbesondere kann das auf das Lötpad aufgebrachte Lotdepot in einem Lötprozess aufgeschmolzen werden, insbesondere um das Bauteil mit einem weiteren Bauteil zu kontaktieren. Das Lötpad ist insbesondere zu einer Aufnahme des Lotdepots vorgesehen. Das Lötpad ist insbesondere eine elektrisch leitfähige Fläche auf dem Bauteil, an dem das Bauteil verlötet werden kann. Insbesondere ist das Lötpad mit zumindest einer Leiterbahn des Bauteils verbunden. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt die Funktion in zumindest einem Betriebszustand ausführt.
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Das Bauteil ist bevorzugt als ein elektronisches Bauteil, wie beispielsweise eine Flexfolie, eine Leiterplatte, ein Sensor o. dgl., ausgebildet. Insbesondere ist das Bauteil dazu vorgesehen, mittels des Lots des Lotdepots in einem Lötprozess elektrisch und stoffschlüssig mit zumindest einem weiteren, insbesondere elektronischen, Bauteil verbunden zu werden. Das Bauteil kann vorzugsweise eine Mehrzahl von Lötpads aufweisen. Vorzugsweise kann mittels des Verfahrens jeweils zumindest ein Lotdepot auf jedes Lötpad des Bauteils aufgebracht werden.
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Vorzugsweise wird das Lotdepot galvanisch, insbesondere nicht chemisch, auf das Lötpad aufgetragen. Insbesondere kann durch das galvanische Auftragen eine größere Schichtdicke des Lotdepots erreicht werden als durch ein chemisches Auftragen. Das Lotdepot kann vorzugsweise in einem Badgalvanik-Prozess, in einem Trommelgalvanik-Prozess oder in einem Stiftgalvanik-Prozess auf das Lötpad aufgetragen werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann vorteilhaft eine auf das Lötpad aufgebrachte Lotmenge und eine Verteilung des Lots über das Lötpad sehr präzise kontrolliert und eingestellt werden. Vorteilhaft kann das Bauteil für einen Lötprozess, insbesondere einen Thermodenlötprozess, vorbereitet werden, bei dem eine Anzahl von Fehlstellen, Lotspritzern und Kurzschlüssen minimiert werden kann. Vorteilhaft kann ein Löten von Bauteilen mit geringem Abstand zwischen den Lötpads ermöglicht werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Lotdepot zinnhaltig ist. Vorzugsweise besteht das Lot aus reinem Zinn. Alternativ ist denkbar, dass das Lot aus einer Zinn umfassenden Legierung gebildet ist. Die Legierung kann neben Zinn insbesondere zumindest ein weiteres Metall umfassen, wie beispielsweise Blei, Zink, Silber oder Kupfer. Insbesondere wird das Lötpad in dem Verfahren galvanisch verzinnt. Vorteilhaft kann eine besonders präzise Verzinnung des Lötpads ermöglicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Bauteil als eine Flexfolie ausgebildet ist. Die Flexfolie ist insbesondere eine folienartige flexible Leiterplatte. Die Flexfolie kann insbesondere auch als FPC (Flexible Printed Circuits)-Verbinder bezeichnet werden. Die Flexfolie weist vorzugsweise zumindest einen Freiheitsgrad auf. Die Flexfolie umfasst insbesondere zumindest ein flexibles Trägerelement, insbesondere aus einem Kunststoff. Das Trägerelement kann beispielsweise als eine Polyesterfolie ausgebildet sein. Auf dem Trägerelement sind vorzugsweise Leiterbahnen, elektronische Schaltungen o. dgl. und insbesondere das Lötpad aufgebaut. Vorteilhaft kann eine mit besonders präzisen Lotdepots versehene Flexfolie bereitgestellt werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Flexfolie einen Finepitch von weniger als 500 µm aufweist. Pitch bezeichnet insbesondere einen Abstand von Mittelpunkten zweier benachbarter Anschlüsse der Flexfolie. Ein Pitch von weniger als 500 µm ist insbesondere ein Finepitch. Je geringer der Finepitch, d.h. je enger aneinander Komponenten auf der Flexfolie angeordnet werden können, desto höher sind insbesondere die Anforderungen an eine Präzision des Lotauftrags. Die Flexfolie weist insbesondere einen Finepitch von weniger als 500 µm, bevorzugt von weniger als 400 µm und besonders bevorzugt von weniger als 300 µm auf. Vorteilhaft kann ein Löten von Finepitch-Flexfolien ermöglicht werden.
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Zudem wird ein Bauteil, insbesondere ein elektronisches Bauteil, vorgeschlagen. Das Bauteil umfasst zumindest ein Lötpad, auf das zumindest ein Lotdepot in einem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht wurde. Vorteilhaft kann ein Bauteil mit zumindest einem besonders präzisen Lotdepot bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann ein in einem Thermodenlötprozess besonders gut zu verwendendes Bauteil bereitgestellt werden.
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Des Weiteren wird eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Bauteils in einem Thermodenlötprozess vorgeschlagen. In dem Thermodenlötprozess wird das Bauteil vorzugsweise mit einem weiteren, insbesondere elektronischen, Bauteil verlötet. Insbesondere wird das Lot des Lotdepots, bevorzugt mehrerer Lotdepots auf mehreren Lötpads, zur Herstellung der Lötverbindung genutzt. Vorteilhaft kann ein besonders zuverlässiger Thermodenlötprozess ermöglicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das Lotdepot mittels zumindest einer Thermode aufgeschmolzen und verlötet wird. Die Thermode ist insbesondere als ein Stempel oder Bügel ausgebildet. Die Thermode ist vorzugsweise dazu vorgesehen, einen mechanischen Druck auf das Bauteil, insbesondere in einem Bereich des Lotdepots und insbesondere von einer von dem Lotdepot abgewandten Oberfläche des Bauteils aus, Bauteil auszuüben. Insbesondere ist die Thermode dazu vorgesehen, das Bauteil gegen das weitere Bauteil zu drücken, insbesondere derart, dass das Lotdepot mit einem Lötpad des weiteren Bauteils in Kontakt kommt. Vorzugsweise ist die Thermode beheizbar ausgebildet. Die heiße Thermode, die in Kontakt mit dem Bauteil steht, erhitzt insbesondere das Lotdepot bis es aufschmilzt. Das flüssige Lot verbindet die Lötpads des Bauteils und des weiteren Bauteils insbesondere miteinander. Vorzugsweise wird die Thermode anschließend abgekühlt, so dass das Lot erstarrt und eine stoffschlüssige, insbesondere elektrisch leitfähige, Verbindung zwischen den beiden Bauteilen, insbesondere den Lötpads der Bauteile, herstellt. Vorzugsweise wird die Thermode entfernt, wenn die Bauteile verlötet sind. Vorteilhaft kann ein örtlich und mengentechnisch besonders präzises Aufschmelzen und Verlöten des Lotdepots ermöglicht werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Bauteil mit zumindest einem weiteren, insbesondere elektronischen, Bauteil kontaktiert wird. Insbesondere wird das Bauteil elektrisch mit dem weiteren Bauteil kontaktiert, so dass elektrische Ströme zwischen den Bauteilen fließen können. Das weitere Bauteil kann insbesondere als eine Flexfolie, eine Leiterplatte, ein Sensor o. dgl. ausgebildet sein. Vorteilhaft kann eine besonders präzise Kontaktierung ermöglicht werden.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das weitere Bauteil als eine Leiterplatte ausgebildet ist. Insbesondere kann das Bauteil als eine Flexfolie ausgebildet sein, die in dem Thermodenlötprozess mit der Leiterplatte verbunden wird. Insbesondere kann die Flexfolie dazu vorgesehen sein, die Leiterplatte mit einer zusätzlichen Leiterplatte, einem elektronischen Gerät o. dgl. zu verbinden. Vorteilhaft kann ein besonders präzises Verlöten einer Leiterplatte ermöglicht werden.
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Des Weiteren wird ein Bauteilsystem vorgeschlagen. Das Bauteilsystem umfasst zumindest ein erfindungsgemäßes Bauteil. Das Bauteilsystem umfasst zumindest ein weiteres, insbesondere elektronisches, Bauteil, das mit dem Bauteil kontaktiert ist, insbesondere durch einen Thermodenlötprozess. Vorzugsweise ist das Bauteil als eine Flexfolie und das weitere Bauteil als eine Leiterplatte ausgebildet. Vorteilhaft kann ein besonders robust und präzise kontaktiertes Bauteilsystem bereitgestellt werden.
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Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in den folgenden Figuren verdeutlicht. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäßes, insbesondere elektronisches, Bauteil während eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung,
- 2 das erfindungsgemäße Bauteil aus 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer schematischen Darstellung und
- 3 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Bauteilsystems während einer Kontaktierung in einer schematischen Darstellung.
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1 zeigt ein, insbesondere elektronisches, Bauteil 3 während eines Verfahrens zum Aufbringen von zumindest einem Lotdepot 1 auf zumindest ein Lötpad 2 des Bauteils 3 in einer schematischen Darstellung. Das Lotdepot 1 wird galvanisch auf das Lötpad 2 aufgetragen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Bauteil 3 beispielhaft vier Lötpads 2, wobei auf jedes Lötpad 2 jeweils ein Lotdepot 1 aufgebracht wird. Die Lötpads 2 sind jeweils mit zumindest einer Leiterbahn 7 des Bauteils 3 verbunden (vgl. 2).
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Das Bauteil 3 ist als eine Flexfolie ausgebildet. Die Flexfolie weist einen Finepitch von weniger als 500 µm auf.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Lotdepots 1 beispielhaft in einem Badgalvanik-Prozess auf die Lötpads 2 aufgetragen. Alternativ ist vorstellbar, dass die Lotdepots 1 in einem Trommelgalvanik-Prozess oder in einem Stiftgalvanik-Prozess auf die Lötpads 2 aufgetragen werden. Das Bauteil 3 ist in einem Elektrolyt-Bad 8 angeordnet. Das Bauteil 3 ist zwischen zwei Anoden 9, 10 angeordnet. Das Bauteil 3, insbesondere die Lötpads 2, fungiert/fungieren als Kathode. In Abhängigkeit von einer an die Elektroden 3, 9, 10 angelegten Spannung scheidet sich metallisches Lotmaterial an den Lötpads 2 ab und bildet die Lotdepots 1. Das Bauteil 3 kann beispielsweise maskiert sein, um die Verteilung der Lotdepots 1 zu steuern.
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Die Lotdepots 1 sind zinnhaltig. Der Elektrolyt ist ein Zinn-Elektrolyt. Die Lötpads 2 werden in dem Verfahren galvanisch verzinnt.
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2 zeigt das Bauteil 3 aus 1, insbesondere zeitlich, nach dem Verfahren in einer schematischen Darstellung. Das Bauteil 3 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft vier Lötpads 2, auf die jeweils zumindest ein Lotdepot 1 in dem in 1 gezeigten Verfahren aufgebracht wurde.
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3 zeigt eine Schnittansicht eines Bauteilsystems 6 während einer Kontaktierung in einer schematischen Darstellung. Das Bauteilsystem 6 umfasst das Bauteil 3. Das Bauteilsystem 6 umfasst zumindest ein weiteres, insbesondere elektronisches, Bauteil 4, das mit dem Bauteil 3 kontaktiert ist, insbesondere durch einen Thermodenlötprozess. In 3 ist das Bauteilsystem 6 während des Thermodenlötprozesses dargestellt.
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Das Bauteil 3 wird in dem Thermodenlötprozess verwendet. In dem Thermodenlötprozess wird das Bauteil 3 mit dem weiteren Bauteil 4 verlötet. Das Lot der Lotdepots 1 wird zur Herstellung der Lötverbindung genutzt. Das weitere Bauteil 4 ist als eine Leiterplatte ausgebildet.
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Die Lotdepots 1 werden mittels zumindest einer Thermode 5 aufgeschmolzen und verlötet. Die Thermode 5 ist dazu vorgesehen, einen mechanischen Druck auf das Bauteil 3, insbesondere in einem Bereich der Lotdepots 1 und insbesondere von einer von den Lotdepots 1 abgewandten Oberfläche des Bauteils 3 aus, auszuüben. In 3 ist eine Kraftrichtung der Thermode 5 mittels eines Pfeils 11 gekennzeichnet. Die Thermode 5 ist dazu vorgesehen, das Bauteil 3 gegen das weitere Bauteil 4 zu drücken, insbesondere derart, dass die Lotdepots 1 jeweils mit einem Lötpad 12 des weiteren Bauteils 4 in Kontakt kommen. Der Übersichtlichkeit halber ist in 3 jeweils nur ein Lötdepot 1, ein Lötpad 2 des Bauteils 3 und ein Lötpad 12 des weiteren Bauteils 4 mit Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Thermode 5 ist beheizbar ausgebildet. Die heiße Thermode 5, die in Kontakt mit dem Bauteil 3 steht, erhitzt die Lotdepots 1 bis sie aufschmelzen. Das flüssige Lot verbindet die Lötpads 2, 12 des Bauteils 3 und des weiteren Bauteils 4 miteinander. Die Thermode 5 wird anschließend abgekühlt, so dass das Lot erstarrt und eine stoffschlüssige, insbesondere elektrisch leitfähige, Verbindung zwischen den beiden Bauteilen 3, 4, insbesondere den Lötpads 2, 12 der Bauteile 3, 4, herstellt. Die Thermode 5 wird entfernt, wenn die Bauteile 3, 4 verlötet sind. In 3 ist der Thermodenlötprozess kurz vor dem Entfernen der Thermode 5 dargestellt.
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Das Bauteil 3 wird mit dem weiteren, insbesondere elektronischen, Bauteil 4 kontaktiert. Das Bauteil 3 wird elektrisch mit dem weiteren Bauteil 4 kontaktiert, so dass elektrische Ströme zwischen den Bauteilen 3, 4 fließen können.
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Bezugszeichen
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- 1
- Lotdepot
- 2
- Lötpad
- 3
- Bauteil
- 4
- Bauteil
- 5
- Thermode
- 6
- Bauteilsystem
- 7
- Leiterbahn
- 8
- Elektrolyt-Bad
- 9
- Anode
- 10
- Anode
- 11
- Pfeil
- 12
- Lötpad
