用于位置穩(wěn)定的焊接的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將電子部件部分(electronic component part)的至少一個部件部分接觸面位置穩(wěn)定地焊接至承板(carrier plate)的至少一個相對應的承板接觸面的方法，其中，所述至少一個電子部件部分具有下部面和上部面，并且還具有將下部面連接至上部面的至少一個側(cè)面，其中，部件部分接觸面形成在下部面上，并且承板接觸面至少部分地具有焊接材料，其中，電子部件部分優(yōu)選地是光電子部件部分。
[0002]本發(fā)明還涉及一種具有至少一個電子部件部分的承板，所述至少一個電子部件部分具有至少一個部件部分接觸面，其中，所述承板具有與所述部件部分接觸面相對應的至少一個承板接觸面，其中，所述至少一個電子部件部分具有下部面和上部面，并且還具有將下部面連接至上部面的至少一個側(cè)面，其中，部件部分接觸面形成在下部面上，并且所述至少一個承板接觸面至少部分地具有焊接材料。
【背景技術(shù)】
[0003]將電子部件部分安裝在承板上(例如，安裝在印刷電路板上)是在電路的生產(chǎn)中通常非常必要的過程。在這種情況下，印刷電路板一般具有使單個或多個終端接觸件相互連接的導電軌，其中，單個電子部件部分被連接至電氣終端接觸件。連接可以具有若干方面，例如電氣連接、機械連接和/或熱連接。
[0004]由現(xiàn)有技術(shù)已知不同的方法，借助于這些方法能夠?qū)崿F(xiàn)電子部件部分與承板之間的連接。舉例來說，個別電子部件部分的接觸面能夠因此被焊接至布置在承板上的接觸面。
[0005]此時，參考SMT(表面安裝技術(shù))的方法，其中，電子部件部分的電氣終端或接觸面以及承板的相對應的接觸面分別位于所述電子部件部分和所述承板的表面上，并且電子部件部分僅需要被固定在承板的表面上，從而可以在設(shè)置通孔的情況下分配。在這種情況下，承板的接觸面首先涂覆焊劑(solder agent)，通常為焊膏。然后，給承板裝配個別電子部件部分。
[0006]為了在電子部件部分與承板之間產(chǎn)生永久的電氣和/或熱和/或機械連接，作為示例已知回流焊接方法，其中，在給承板裝配電子部件部分后，以如下方式加熱焊膏和接觸面，即:使得焊膏熔化并且與承板和相應的電子部件部分的接觸面結(jié)合。
[0007]典型的電子部件部分重量只有數(shù)毫克。由于軟焊料(焊膏)的高密度，電子部件部分浮在軟焊料上。由于液體焊料和可能存在的任何焊劑殘留物的表面張力，最小的力都可能是有效的，這能夠使個別電子部件部分位移、旋轉(zhuǎn)或游動到通常穩(wěn)定但常常難以預測的位置。
[0008]該位移、旋轉(zhuǎn)或游動(“浮動到位置中”)一般對電氣連接而言不構(gòu)成問題。相反，這種效果甚至被用于修復略微錯位的電子部件部分。
[0009]對于精確地維持這些電子部件部分相對于承板的目標位置非常重要的應用而言，此浮動到位置中的過程可以引起與相應的目標位置的不容許的偏差。
[0010]—種借助于其能夠在焊接過程之前就已確定個別電子部件部分的位置的方法在于例如借助于螺釘和/或夾具連接機械地固定夾持部件部分。然而，提供這樣的螺釘和/或夾具連接先決條件為在承板和電子部件部分上存在機械接合點，由此，電子部件部分的微型化和/或承板的裝配密度受到限制。甚至常規(guī)的預膠合方法也假定了在電子部件部分的下側(cè)上存在自由粘合面，在所述常規(guī)的預膠合方法中，粘合劑被施加于電子部件部分的下偵U，并且因此，利用所述常規(guī)的預膠合方法，電子部件部分能夠被膠合至承板。但情況通常不是這樣，特別是當電子部件部分的下側(cè)基本上完全由接觸面形成時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]因此，本發(fā)明的目的在于創(chuàng)建一種在介紹中提到的類型的用于位置穩(wěn)定的焊接的方法，所述方法能夠被容易地執(zhí)行，允許電子部件部分的節(jié)省空間的布置，并且仍然使得能夠?qū)崿F(xiàn)電子部件部分至承板的永久穩(wěn)定的電氣連接、機械連接和/或熱連接。光電子部件部分理解為意指能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換成光和/或能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)換成電信號的電子部件部分，其中，術(shù)語“光”理解為意指具有優(yōu)選為10nm至lcm、優(yōu)選為400nm至700nm的波長的電磁波。示例包括例如LED、激光二極管、二極管激光器、超級發(fā)射器、光電二極管或任何其他光電子部件的電子部件部分。
[0012]該目的利用在介紹中提到的類型的方法來實現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括如下步驟:
a)將至少兩個粘合點安裝在承板上，其中，每個粘合點的位置是預先限定的；
b)給印刷電路板/承板裝配所述至少一個電子部件部分，其中，粘合點的位置按照如下方式在步驟a)中預先限定，S卩:所述至少一個電子部件部分基本上在通過所述至少一個側(cè)面與下部面形成的邊緣區(qū)域中接觸所述至少兩個粘合點，并且所述至少一個部件部分接觸面至少部分地與所述至少一個承板接觸面重疊；
c)等待粘合點的固化過程完成，所述等待持續(xù)可預定的時間段t;
d)加熱焊接材料，以便在所述至少一個部件部分接觸面與所述至少一個承板接觸面之間建立電氣、機械和/或熱的連接。
[0013]由于根據(jù)本發(fā)明的方法，可以以位置穩(wěn)定的方式將個別的或多個電子部件部分安裝在通常為印刷電路板的承板上，并且用于防止個別電子部件部分在焊接過程期間的任何移位或游動(swimming)，并且同時使得能夠?qū)崿F(xiàn)電子部件部分的密集布置。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠被容易和經(jīng)濟地執(zhí)行，并且使得能夠在電子部件部分與承板之間實現(xiàn)永久穩(wěn)定的電氣、機械和/或熱連接。該方法能夠被用于已知的焊接方法，例如回流焊接或波峰焊接方法。術(shù)語“電子部件部分”理解為意指任何電氣元件，舉例來說，電阻器、線圈、電容器、晶體管、傳感器或二極管，特別是需要在承板上采用精確位置的電子部件部分(例如，光學模塊中的LED)。這樣的部件部分和承板被用于例如車輛(作為“車輛電子設(shè)備”)中，特別是用于車輛前燈(“前燈電子設(shè)備”)中。特別是在前燈模塊的情況下，光源(其在SMD設(shè)計中越來越多地形成為發(fā)光二極管或半導體激光二極管)的精確定位和接觸已變得越來越重要。部件部分接觸面可以在形狀和尺寸方面與承板接觸面匹配。部件部分接觸面還可以與承板接觸面重疊多達20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或完全重疊(從而覆蓋承板接觸面)。
[0014]承板接觸面優(yōu)選地涂覆有焊接材料，所述焊接材料在其熔化之前(并且優(yōu)選地也在其熔化期間)是塑性可變形的，使得與承板接觸面電氣接觸的部件部分的位置能夠被改變，而不中斷電氣接觸。因此，可以在不中斷電氣接觸的情況下改變部件部分相對于承板接觸面的高度。已證明當焊接材料借助于絲網(wǎng)印刷(screen printing)施加于承載體時是特別有利的，這是由于因此確保了個別焊料沉積物之間的共面性，并且部件部分能夠與承板平行放置。
[0015]電子部件部分在焊接位置處的游動取決于(更具體而言，涉及到)部件部分的重量和承板接觸面的擴張(expans1n)(面積)。待借助于根據(jù)本發(fā)明的方法來焊接的典型的電子部件部分具有至少1mg多達幾克(例如，薄方形扁平封裝)的重量，例如10g。部件部分的重量與電氣有效(electricalIy 6€€6(:1:;^6)的接觸面的比率有利地在111^/1]11112與在任何情況下優(yōu)選為小于50mg/mm2并且特別優(yōu)選為小于10mg/mm2之間。在這種情況下，電氣有效的接觸面是電子部件部分電氣接觸承板的面。這里，電氣有效的接觸面是否在承板處電氣延續(xù)至其他部件部分或接觸是無關(guān)緊要的。因此，電氣有效的接觸面可以用于將電子部件部分電連接至位于承板上或連接至承板的其他電子部件部分，和/或用于使電子部件部分在承板上機械穩(wěn)定，和/或用于將熱從電子部件部分消散到承板中。優(yōu)選地在執(zhí)行步驟b)之前，特別優(yōu)選地在執(zhí)行步驟a)之前，承板接觸面已具有焊接材料。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的方法的有利的實施例中，粘合點以如下方式來布置，S卩:使得粘合點之間的虛擬的直連接線形成穿過所述至少一個電子部件部分的下部面的中心點的直線。這允許特別簡單地并且同時穩(wěn)定地固定所述至少一個電子部件部分。
[0017]此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法的有益的改進方案中，粘合點可以按照如下方式來布置，即:使得粘合點被布置在所述至少一個電子部件部分的每個角部處。舉例來說，兩個粘合點能夠被布置在電子部件部分的相對的角部處。表達“電子部件部分的角部”理解為意指如下區(qū)域，即:在所述區(qū)域處，在側(cè)面與下部面之間形成的電子部件部分的邊緣的路線(course)以形成角部的方式改變?？商娲?，電子部件部分還可以具有圓整的(rounded)，特別是圓形的下部面。舉例來說，具有圓形的下部面的LED SMD(表面安裝裝置)是已知的，其中，粘合點被安裝在形成于這些電子部件部分的下部面與側(cè)面之間的邊緣上。
[0018]電子部件部分到承板的特別穩(wěn)定的連接能夠通過在電子部件部分的每個角部處設(shè)置相對應的粘合點來實現(xiàn)。電子部件部分優(yōu)選地具有矩形的設(shè)計，由此，在這種情況下總共四個粘合點能夠被安裝在電子部件部分的角部處。
[0019]按照根據(jù)本發(fā)明的方法的改進方案，能夠設(shè)置三個粘合點，其虛擬的直連接線形成等邊三角形，其中，該等邊三角形的形心與下部面的中心點重合。因此，能夠高效和經(jīng)濟地增加電子部件部分與承板之間的粘接的穩(wěn)定性。
[0020]在根據(jù)本發(fā)