[发明专利]用于SMD安装的加热元件、具有该加热元件的电子组件及制造电子组件的方法

说明书

本发明涉及一种加热元件(17)，具有用于SMD安装在电路载体(11)上的安装侧(31)。本发明还涉及一种具有电路载体(11)的电子组件，在该电路载体(11)上安装有加热元件(17)。根据本发明规定，该加热元件具有壳体(19)，反应性物质(33)设置在该壳体(19)中。在同样要求保护的用于制造电子组件的方法中根据本发明地使用该加热元件，以便在低于钎焊连接部(28)的接合温度的反应温度下反应。由此能够有利地降低其中进行钎焊的钎焊炉中的工艺温度或者缩短电子组件的循环时间。由此导致的缺少的热量输入通过该加热元件施加。该加热元件尤其还可以用于补偿电子组件在钎焊炉中的不均匀加热。

本发明涉及一种具有用于SMD安装(或称为贴装)的安装侧的加热元件，其中该安装侧用于放置在例如呈电路载体形式的基板上。本发明还涉及一种具有电路载体和元器件的电子组件。最后，本发明涉及一种用于制造具有电路载体和元器件的电子组件的方法，其中元器件被定位在电路载体上。随后通过在通常的接合温度下的升温来形成电路载体和元器件之间的电触点。电触点通常是钎焊连接部，其中在该方法过程中的升温导致焊料在接合温度下熔化。接合温度在此略高于焊料的熔化温度。然而，也可以考虑其它材料来形成电触点。例如，可以使用在接合温度下固化的导电粘接剂。

用于制造电子组件的方法在世界范围内都已建立。为了制造在电路载体和元器件之间的触点，使用各种热处理工艺，特别是钎焊方法。在生产过程期间，热处理工艺也造成了处于生产过程中的电子组件的热负荷。因此，为了例如保护对热特别敏感的元器件，通常必须使用改进的钎焊工艺，该钎焊工艺例如多级地进行。然而，这由此会导致额外的生产和安装成本。另一问题在于要制造的电子组件在其导热性能和热容量方面是不均匀的。如果使用热接合工艺来形成触点，则会在生产装置如钎焊炉中导致电子组件内的不同强度的加热。这可能导致附加应力的形成并因此降低所生产的电子组件的可靠性。尽管这些影响可以通过延长要生产的电子组件的加热时间、进而使热量在组件中能够更好地分配来消除，但是这也导致生产设备中更长的生产时间，由此减少了该方法的经济效益。

改善热特性的一种解决方案是，除了由生产设备施加的、从外部引入要生产的电子组件中的热量之外，还可提供在要生产的电组件本身中产生热量的热源。例如按照US2004/0149372A1建议，可将反应性箔片设置在板状构件(例如设计为印刷电路板的电路载体)中，反应性箔片在一定条件下在板状构件中产生热量。要生产的电子组件由此可以说自内向外地被加热，其中该热量可以对生产设备的从外部引入的热量进行补充。按照DE 102009 013 919 A1提出了另一种措施。在该情况下，使用反应性焊料作为用于形成电触点的材料。将反应性组分添加到该材料中，该反应性组分在反应温度下发生放热反应并由此供应热量。该热量直接供要形成的钎焊连接部使用，因此要形成的钎焊连接部比其余的电子组件更剧烈地被加热。因此，生产设备可以在较低的温度下运行，其中存在于焊料中的热量总体上足以促成焊料的熔化。

在放热反应的范围内，反应性材料转化为反应产物。该反应产物至少作为残留物保留在电路载体上或所形成的触点(即钎焊连接部)中。在此，这会不利地影响制造结果的品质。该缺陷可以由此避免，即使用其它的热能来源来代替反应性物质。例如提供基本上由电热丝组成的电加热元件，电热丝能够在电子组件的目标区域中产生额外热量。然而，电热丝的制造必须被考虑到电子组件的安装过程中，并且由于电触点接通的必要性而在生产和安装中产生了不可忽略的额外花费。该触点接通在生产设备的电子组件移动的过程中也必须保持，由此进一步增加了生产费用。

根据文献JP S61 111765 A的描述，在用于形成电子组件的方法中能够将构件定位在所属的电路载体上。在电路载体与构件之间的电触点能够通过温度升高构成，其中，在构造的钎焊连接部中设置反应性物质。该物质在低于接合温度的温度下就已经发生反应，从而使得通过放热反应所产生的反应热能够用于构造钎焊连接部。

根据文献US 3,220,630描述了一种加热元件，所述加热元件具有中空腔。反应性物质被封闭在该中空腔中，所述反应性物质在确定的反应温度下放热反应。利用该加热元件能够使例如管件相互连接。由此使加热元件适应于管件的外侧。