DE10055040C1

DE10055040C1 - Verfahren zur Befestigung eines elektrischen Schaltungsträgers auf einer Platte, insbesondere für Schaltungsträger aus Keramik

Info

Publication number: DE10055040C1
Application number: DE2000155040
Authority: DE
Inventors: Frank Muenzner
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2020-11-08

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung eines elektrischen Schaltungsträgers auf einer Platte, insbesondere für Schaltungsträger aus Keramik, wobei DOLLAR A - in einem ersten Schritt auf die Platte und/oder die Unterseite des Schaltungsträgers (1) ein Kleber aufgebracht wird, DOLLAR A - in einem zweiten Schritt der Schaltungsträger mit seiner Unterseite positionsgenau auf der Platte positioniert wird, DOLLAR A - in einem dritten Schritt der Schaltungsträger auf seiner Oberseite mit Druck beaufschlagt wird, um eine Klebeverbindung zwischen dem Schaltungsträger und der Platte zu bewirken. DOLLAR A Dabei wird der Kleber (3) in Form einer Klebestruktur auf die Platte (2) und/oder die Unterseite des Schaltungsträgers (1) aufgebracht, wobei die Druckbeaufschlagung auf der Oberseite des Schaltungsträgers (1) über Andruckflächen (4) erfolgt, deren Anordnung und Lage zur Klebestruktur derart korrespondiert, dass die Andruckflächen (4) im wesentlichen im Bereich der Klebestruktur oder zumindest in der Nähe dazu angeordnet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Befestigung eines elektrischen Schaltungsträgers auf einer Platte, insbesondere für Schaltungsträger aus Keramik. Ein Platte in diesem Sinne kann auch die Wandung eines Gehäuses sein, in dem der elektrische Schaltungsträger montiert werden soll.

Ein gängiges Verfahren zur Befestigung eines Schaltungsträgers auf einer Platte besteht darin, die Unterseite des Schaltungsträger über einen Kleber auf der Platte in einem Fügeprozess zu fixieren. Dabei wird in einem ersten Schritt auf die Platte und/oder auf die Unterseite des Schaltungsträgers ein Kleber aufgebracht. In einem zweiten Schritt wird dann der Schaltungsträger mit seiner Unterseite positionsgenau auf der Platte positioniert. Dies kann zum Beispiel mit einer den Schaltungsträger an seiner Oberseite haltenden Saugeinrichtung geschehen oder mit einer den Schaltungsträger randseitig haltenden Greifeinrichtung. In einem dritten Schritt wird der Schaltungsträger auf seiner Oberseite über ein Werkzeug mit Druck beaufschlagt, um die Klebeverbindung zwischen dem Schaltungsträger und der Platte zu bewirken. Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 39 32 213 A1 bekannt. Dort wird der Kleber vor dem Fügeprozess flächig auf den Schaltungsträger oder die Platte aufgebracht.

Falls der Kleber vor dem Fügeprozess nicht vollflächig appliziert wird, sondern in Form einer Kleberaupe, tritt insbesondere bei Schaltungsträgern aus Keramik, die naturgemäß sehr spröde sind, das Problem auf, dass diese beim Fügeprozess, bei dem sich der Kleber erst vollflächig verteilt, infolge der Druckbeaufschlagung brechen oder Risse bekommen. Dabei werden Schaltungsträger aus Keramik aufgrund ihrer guten wärmeleitenden Eigenschaften immer häufiger eingesetzt, insbesondere bei elektrischen Schaltungsaufbauten in Hybridtechnik. Wie groß die Gefahr einer Beschädigung der Schaltungsträger im Fügeprozess ist, hängt unter anderem auch von der Duktilität des verwendeten Klebers ab. Wenn ein Kleber verwendet wird, der leicht verformbar ist, wie zum Beispiel ein Kleber auf Silikonbasis, so ist die Gefahr, daß der Schaltungsträger beim Fügeprozess bricht, geringer als bei Verwendung eines Klebers, der weniger leicht verformbar ist. Die Gefahr der Beschädigung ist folglich besonders groß, wenn ein Schaltungsträger aus Keramik und ein wenig duktiler Kleber verwendet wird. Beides, die Verwendung eines Keramik- Schaltungsträgers und die Verwendung eines schwer verformbaren Klebers, ist jedoch aus bestimmten Gründen oftmals unumgänglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die Gefahr der Beschädigung des Schaltungsträgers beim Fügeprozess beseitigt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Kleber in Form Kleberaupe unter Ausbildung einer bestimmten Klebestruktur auf die Platte und/oder die Unterseite des Schaltungsträgers aufgebracht wird, wobei die Druckbeaufschlagung auf der Oberseite des Schaltungsträgers über Andruckflächen erfolgt, deren Anordnung und Lage zur Klebestruktur korrespondiert. Auf diese Weise erfolgt die Krafteinleitung in den Schaltungsträger beim Fügeprozess so, dass keine oder nur geringe Biegekräfte auf den Schaltungsträger wirken, wodurch die Gefahr der mechanischen Beschädigung vermieden wird.

Die Klebestruktur wird vorzugsweise mit einem Dispenser aufgebracht, der in x,y-Richtung verfahrbar ist. Für den Fall, dass der Fügeprozess (Eindrücken des Schaltungsträgers in den Kleber) mit dem bereits mit elektronischen Bauelementen bestückten Schaltungsträger durchgeführt wird, werden bereits beim Schaltungslayout auf dem Schaltungsträger entsprechend der Klebestruktur Andruckflächen freigehalten, an denen keine druckempfindlichen Bauelemente oder Lötstellen angeordnet werden.

Anhand der beigefügten Zeichnungen soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Fügeprozesses nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Schaltungsträger mit seinen Andruckflächen, die zur Klebestruktur in Fig. 2A korrespondieren,

Fig. 2A die Klebestruktur auf einer Platte, die zu den Andruckflächen auf dem Schaltungsträger gemäß Fig. 2 korrespondieren,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Schaltungsträger mit seinen Andruckflächen, die zur Klebestruktur in Fig. 3A korrespondieren,

Fig. 3A die Klebestruktur auf einer Platte, die zu den Andruckflächen auf dem Schaltungsträger gemäß Fig. 3 korrespondieren,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Schaltungsträger mit seinen Andruckflächen, die zur Klebestruktur in Fig. 4A korrespondieren,

Fig. 4A die Klebestruktur auf einer Platte, die zu den Andruckflächen auf dem Schaltungsträger gemäß Fig. 4 korrespondieren.

In Fig. 1 ist schematisch der Fügeprozess nach dem Stand der Technik dargestellt. Zwischen dem Schaltungsträger (1) und der Platte (2) befindet sich eine auf die Platte dispenste Kleberaupe (3). Dabei erfolgt die Druckbeaufschlagung des Schaltungsträgers (1) meistens randseitig, die eine erhebliche Biegebeanspruchung des Schaltungsträgers (1) und damit ein Brechen des Schaltungsträgers zur Folge hat.

Fig. 2B zeigt eine Platte (2) mit einer speziellen darauf aufgebrachten Klebestruktur (3). Diese Klebestruktur ist "hantelförmig" und besteht aus einer mittig auf dem Schaltungsträger (1) angeordneten und in Längsrichtung des Schaltungsträgers (1) verlaufenden Kleberaupe, an deren Enden sich jeweils eine V-förmige Kleberaupe anschließt. Beim Zusammendrücken dieser Klebestruktur (3) verteilt diese sich in vorteilhafter Weise gleichmäßig ohne störende Lufteinschlüsse zwischen dem Schaltungsträger (1) und der Platte (2). Dabei erreicht der Kleber (3) nahezu gleichzeitig alle Randbereiche des Schaltungsträgers (1). Außerdem wird durch das Design dieser Klebestruktur ein vorzeitiges Herausquillen des Klebers in bestimmten Randbereichen vermieden. Fig. 2A zeigt die Oberseite des Schaltungsträgers (1), der mit der Platte (2) gemäß Fig. 2B zusammengefügt werden soll. Dabei sind die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Andruckflächen (4) durch schwarze Kreis kenntlich gemacht. Wie deutlich zu erkennen ist, korrespondiert die Anordnung und die Lage dieser Andruckflächen (4) mit der Klebestruktur (3). Eine Andruckfläche (4) liegt im Mittelpunkt der Klebestruktur, und zwar in der Mitte der länglichen Kleberaupe. An den Enden dieser länglichen Kleberaupe, wo diese sich mit den V-förmigen Kleberaupenfortsätzen kreuzt, liegt jeweils eine weitere Andruckfläche (4). Weitere Andruckflächen (4) finden sich jeweils an den Enden der V-förmigen Kleberaupen.

Auf den Fig. 3 und 3A sowie 4 und 4A sind jeweils alternative Kleberstrukturen (in diesem Fall unterschiedlich gekreuzte Kleberaupen) sowie die erfindungsgemäß korrespondierenden Andruckflächen dargestellt.

Die erfindungsgemäße Wirkung erzielt man auch dann, wenn die Andruckflächen nicht vollständig im Bereich der Kleberaupe liegen, sondern nur teilweise oder nur in der Nähe davon, da auch in diesen Fällen die Biegekräfte beim Fügeprozess klein genug gehalten werden können.

Das Werkzeug (nicht dargestellt), mit dem der Fügeprozess durchgeführt wird, weist Stempel zur Druckbeaufschlagung der Oberseite des Schaltungsträgers auf, deren Anordnung und Lage so ausgebildet ist, dass die Stempel im wesentlichen im Bereich der Klebestruktur oder zumindest in der Nähe dazu angeordnet sind. Für unterschiedliche Klebestrukturen werden also unterschiedliche Stempelstrukturen verwendet.

Da bereits beim Schaltungslayout die Lage und Anordnung der Andruckflächen entsprechend der jeweiligen Klebestruktur in der Weise berücksichtigt wurde, dass dort keine Bauelemente angeordnet sind, ist das Höhenniveau der Andruckflächen einheitlich, wodurch die Herstellungskosten für das Andruckwerkzeug reduziert werden können.

Claims

1. Verfahren zur Befestigung eines elektrischen Schaltungsträgers auf einer Platte, insbesondere für Schaltungsträger aus Keramik, wobei
in einem ersten Schritt auf die Platte und/oder die Unterseite des Schaltungsträgers (1) ein Kleber aufgebracht wird,
in einem zweiten Schritt der Schaltungsträger mit seiner Unterseite positionsgenau auf der Platte positioniert wird,
in einem dritten Schritt der Schaltungsträger auf seiner Oberseite mit Druck beaufschlagt wird, um eine Klebeverbindung zwischen dem Schaltungsträger und der Platte zu bewirken,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kleber (3) in Form einer Kleberaupe unter Ausbildung einer Klebestruktur auf die Platte (2) und/oder die Unterseite des Schaltungsträgers (1) aufgebracht wird,
die Druckbeaufschlagung auf der Oberseite des Schaltungsträgers (1) über Andruckflächen (4) erfolgt, deren Anordnung und Lage zur Klebestruktur korrespondiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebestruktur aus einer länglichen Kleberaupe besteht, an deren Enden sich jeweils eine V-förmige Kleberaupe anschließt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Werkzeug mit Stempeln zur Druckbeaufschlagung der Oberseite des Schaltungsträgers, wobei die Anordnung und Lage dieser Stempel zur Anordnung und Lage zur Klebestruktur korrespondiert.