[发明专利]将元件热连接在基板上的设备、自动装配机和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于将电子和/或机械元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的设备。此外本发明还涉及一种根据权利要求8的前序部分所述的、用于将电子和/或机械元件装配在基板的至少一个第一侧面上的自动装配机，以及一种根据权利要求10的前序部分所述的、用于将电子和/或机械元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的焊接方法。

背景技术

在装配技术中，电子部件安装在基板上、特别是电路板上。这特别借助于焊接连接进行，其中焊料安置在各个组件之间并且该夹层结构特别地在熔炉中进行加热。在此证明为有问题的是，连接位置和各个组件部分地经受有害的热量。这就是说，在这样的焊接过程中将可能损坏对温度敏感的组件。如果利用其对组件、特别是热敏感的组件进行焊接连接而加载的温度不够高，那么存在的危险是，获得的连接位置非常脆弱并且可能松脱。当今的现有技术是，例如仅仅由几纳米厚的铝和镍层构成的活性、放热的金属薄膜作为用于焊剂的热源，即不仅用于低熔度的也用于高熔度的焊料。

由US 2005/0121499 A1已知，电子元件连接在基板上，其方法是将电子和/或机械元件的接触面和称为连接垫的接触面之间的活性的、纳米结构的金属薄膜布置在基板上、特别是电路板上并且相邻于一个或多个硬焊料或焊料的层面。活性的、纳结构的金属薄膜用作局部的热源，用于将焊料层或硬焊料层熔化。已知的是，薄膜部件被置入适当的位置中并且能通过能量脉冲点燃。对此，不需要的是，不必机械地接触各个薄膜部件。在接触面的区域中激活或燃烧活性的、放热的金属薄膜是有问题的，这是因为该接触面通过元件或基板覆盖了。因此放热的金属薄膜仅仅在暴露的边缘区域上激活，由此在朝向元件的接触面上并且在基板的接触面上激活放热的金属薄膜变得困难，并且不均匀地进行，或者并不能确保在焊剂中均匀的发热。因此引起错误地或劣质地保持的焊接连接。

由DE 3834147 A1已知了，掺杂了燃烧物颗粒或起爆药颗粒的焊膏斑点可以在其暴露的边界上借助于由“上方”或由侧面作用的激光束点燃并且加热。这里也能非最佳地在焊膏斑点的中央点燃掺杂了燃烧物颗粒或起爆药颗粒的焊膏斑点，这是因为激光束仅仅能够指向掺杂了燃烧物颗粒或起爆药颗粒的焊膏斑点的边缘区域。这可以如已经提到的那样导致在焊剂中不均匀的发热。

此外在事先说明的焊接过程中不利的是，不能自动点燃或激活活性的、放热的金属薄膜。用于启动反应的能量输入通过短路来手动地实现或者通过借助于另外的能量源、例如激光进行激励来手动地实现。在至今已知的应用中，放热的金属薄膜或者纳米薄膜通过薄膜与电源的接触通过短路来点燃或激活，对此必须借助于触针来产生用于每个单独的薄膜部件的连接。然而特别对于位于覆盖在元件下方或者该元件的接触面下方的薄膜部件而言，利用现有的方法不可能或几乎不可能接触并进而激活薄膜部件。

发明内容

因此本发明的目的在于，提出一种设备、一种自动装配机和一种方法，它们能够实现将布置在电子元件的接触面和基板上的接触面之间的活性的、放热的燃烧物简单、安全并且目标精准地点燃或者激活。特别应实现自动激活金属薄膜。

该目的根据本发明，通过具有根据独立权利要求1所述的特征的、用于将电子和/或机械元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的设备，通过具有根据权利要求8所述的特征的、用于将元件装配在基板的至少一个第一侧面上的自动装配机，以及通过具有根据独立权利要求10所述的特征的、用于将元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的焊接方法来实现。本发明另外的特征和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。与根据本发明说明的设备相结合，特征和细节也在此显而易见地适用于与根据本发明的自动装配机以及根据本发明的焊接方法，并且反之亦然，从而可以始终交替地参考对于本发明各个方面的公开。

根据本发明的第一方面，该目的通过用于将电子和/或机械元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的设备实现，该设备具有基板保持装置和/或基板传输单元以及能量源，能量源用于将辐射或能量脉冲发射或指向到可定位在每一个元件和基板的第一侧面之间的燃烧物上，其中能量源可移动地布置在基板的远离元件的第二侧面上，以便辐射或能量脉冲指向基板的远离元件的第二侧面；或者其中偏转件可移动地布置在基板的远离元件的第二侧面上，其中偏转件和能量源连接，以便由能量源发射的辐射或由能量源发射的能量脉冲对准基板的远离元件的第二侧面。