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DE102006039623B3 - Printed circuit board and LED connecting method, involves reproducing light beam by imaging lens, and dividing beam into number of partial light beams such that partial light beams form number of discrete light spots - Google Patents

Printed circuit board and LED connecting method, involves reproducing light beam by imaging lens, and dividing beam into number of partial light beams such that partial light beams form number of discrete light spots Download PDF

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DE102006039623B3
DE102006039623B3 DE102006039623A DE102006039623A DE102006039623B3 DE 102006039623 B3 DE102006039623 B3 DE 102006039623B3 DE 102006039623 A DE102006039623 A DE 102006039623A DE 102006039623 A DE102006039623 A DE 102006039623A DE 102006039623 B3 DE102006039623 B3 DE 102006039623B3
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Abstract

The method involves reproducing a light beam e.g. laser light beam, by an imaging lens (1), and dividing the beam into a number of partial light beams (12a-12c) such that the partial light beams form a number of discrete light spots for producing a number of discrete, material-conclusive connection points between a printed circuit board (13) and an LED. An independent claim is also included for a device for connecting a printed circuit board and an LED.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Verbindung von Elementen, insbesondere durch stoffschlüssige Verbindung, ganz besonders bevorzugt durch Weichlöten, und betrifft insbesondere das Kontaktieren von elektronischen oder mikroelektronischen Bauelementen durch Weichlöten. Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft allgemein die Bearbeitung eines Substrats mit Laserstrahlen.The The present invention relates generally to the connection of elements, especially by cohesive Compound, most preferably by soft soldering, and in particular relates to the contacting of electronic or microelectronic Components by soldering. Another aspect of the present invention relates generally the processing of a substrate with laser beams.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

In der Elektronikfertigung müssen heutzutage 40.000 Bauelemente oder mehr pro Stunde gelötet werden. Deshalb findet in der Massenfertigung von elektronischen Geräten, insbesondere bei der Massenherstellung von bestückten Leiterplatinen, überwiegend das so genannte Reflow-Löten bzw. Wiederaufschmelzlöten Anwendung. Dabei handelt es sich um ein Weichlötverfahren zum Löten von SMD-Bauteilen. In einem ersten Schritt wird beim Reflow-Löten das Weichlot vor der Bestückung auf die Platine aufgetragen. In einem nächsten Schritt werden dann die Bauteile bestückt. Da die verwendete Lötpaste klebrig ist, werden die Bauteile bei der Bestückung direkt durch die Lötpaste gehalten. Sie müssen also nicht eigens aufgeklebt werden. Beim anschließenden Aufschmelzen des Lotes zentrieren sich die bestückten Bauelemente durch die Oberflächenspannung auf den Landepads und setzen sich ab.In of electronics manufacturing Today, 40,000 components or more are soldered per hour. Therefore, takes place in the mass production of electronic devices, in particular in the mass production of printed circuit boards, mainly the so-called reflow soldering or reflow soldering Application. This is a soft soldering process for soldering SMD components. In a first step, the reflow soldering on the solder before placement the board applied. Then in a next step the components are equipped. Because the solder paste used is sticky, the components are held by the solder paste during assembly. You need to So not be glued on specially. During the subsequent melting of the solder, the assembled components center themselves through the surface tension on the landing pads and sit down.

Zwar lässt sich durch Reflow-Löten eine hohe Stückzahl realisieren, doch bedingt das Reflow-Löten eine hohe thermische Belastung der zu lötenden Bauelemente. Mit zunehmender Integrationsdichte und Funktionalität steigt jedoch die Temperaturempfindlichkeit von mikroelektronischen Bauelementen. Dies gilt auch für mikroelektromechanische Systeme (MEMS). Erschwerend kommt hinzu, dass zum 1. Juli 2006 die Europäische Elektroschrottverordnung (WEEE) in Kraft tritt, was die Umstellung auf bleifreie Elektronikprodukte erforderlich macht. Das bleifreie Löten, wie zukünftig von der WEEE vorgeschrieben, bedingt jedoch im Normalfall höhere Löttemperaturen, die leicht um etwa 20° Celsius höher liegen können, was die thermische Belastung beim Löten weiter erhöht. Es besteht deshalb ein Bedarf an Lötverfahren in der Elektronikfertigung, die eine geringe thermische Belastung ermöglichen.Though let yourself by reflow soldering a high quantity realize, but requires the reflow soldering a high thermal load the one to be soldered Components. With increasing integration density and functionality is increasing however, the temperature sensitivity of microelectronic devices. This also applies to microelectromechanical systems (MEMS). To make matters worse, that on 1 July 2006 the European Waste Electrical and Electronic Equipment Regulation (WEEE) enters into force, causing the changeover on lead-free electronic products. The lead-free Soldering, as in the future prescribed by the WEEE, but normally requires higher soldering temperatures, easily by about 20 ° Celsius higher can, which further increases the thermal load during soldering. It exists therefore a need for soldering in electronics manufacturing, which has a low thermal load enable.

Für eine erhöhte Zugfestigkeit von Lötstellen werden Lote mit einem hohen Antimongehalt bevorzugt. Dies bedingt aufgrund der höheren Schmelztemperatur von Antimon (Sb) höhere Löttemperaturen, was die thermische Belastung von Bauelementen ebenfalls erhöht.For increased tensile strength of solder joints Solders with a high antimony content are preferred. This is due to the higher one Melting temperature of antimony (Sb) higher soldering temperatures, which is the thermal Load of components also increased.

Andere Lötverfahren, beispielsweise das so genannte Wellenlöten, schaffen hier ebenfalls keine Abhilfe.Other soldering, For example, the so-called wave soldering, create here as well no remedy.

Aus anderen technischen Gebieten ist das Laserstrahllöten bekannt. Dabei werden die Lötstellen mit einem Laserstrahl erhitzt, der punktgenau fokussiert werden kann und so viel Energie in die Lötstelle eintragen kann. Die Lötstelle wird somit räumlich sehr eng begrenzt erwärmt, was kurze Lötzeiten von beispielsweise weniger als 1 Sek. ermöglicht. Dadurch tritt an den Bauteilen nahezu keine thermische Belastung auf.Out other technical fields laser beam soldering is known. This will be the solder joints heated with a laser beam, which are focused precisely can and can enter so much energy in the solder joint. The soldered point becomes spatially heated very narrowly, what short soldering times of for example, less than 1 sec. This occurs to the Components almost no thermal load.

DE 20 2004 013 136 U1 offenbart eine modulare Lichtwellenoptik zur Verwendung bei Schweißrobotern zum Schweißen in der Automobilherstellung. Das optische Modul wird dabei von der Hand eines Industrieroboters gehalten, der durch Verfahren und Verschwenken den Lichtstrahl in geeigneter Geometrie entlang dem Fügespalt verfährt, um eine Schweißnaht auszubilden. DE 20 2004 013 136 U1 discloses a modular lightwave optic for use in welding robots for automotive welding. The optical module is held by the hand of an industrial robot, which moves the light beam in appropriate geometry along the joint gap by means of process and pivoting to form a weld.

US 2005/0082265 A1 offenbart ein Laserschweißverfahren zur Herstellung einer Steuerung für eine hydraulische Fahrzeug-Bremseinrichtung. Dabei werden Elemente aus Metall mit Elementen aus Kunststoff stoffschlüssig verbunden. Zur Ausbildung der erforderlichen geschlossenen Schweißlinie muss dabei ebenfalls der jeweilige Lasterstrahl verfahren werden.US 2005/0082265 A1 discloses a laser welding process for the production a controller for a hydraulic vehicle braking device. There are elements made of metal with plastic elements. To form the required closed welding line must while also the respective load beam are moved.

Die Verwendung von Robotern zur Strahlablenkung bedingt lange Schweiß- bzw. Lötzeiten, was einen Einsatz in der Elektronikfertigung unzweckmäßig macht.The Use of robots for beam deflection requires long welding or soldering times, which makes a use in electronics manufacturing impractical.

Alternativ können zur Strahlablenkung auch Galvanometerscanner eingesetzt werden, die aufgrund der nahezu trägheitslosen Strahlablenkung gegenüber den vorgenannten motorischen Strahlablenkungen einen deutlichen Geschwindigkeitsvorteil bieten. Dies ermöglicht grundsätzlich den Einsatz in der Elektronikfertigung.alternative can for beam deflection also galvanometer scanners are used, because of the almost inertia Beam deflection opposite the aforementioned motor beam deflections a clear Offer speed advantage. This basically allows the Use in electronics production.

US 2004/0190294 A1 offenbart ein Verfahren zum Laserlöten von Leistungs-LEDs. Dabei wird eine Vielzahl von Lötstellen entlang eines Linienverlaufs, nämlich eines kreisförmigen Linienverlaufs, gesetzt. Die Strahlablenkung wird dabei mithilfe eines Scanners mit zwei beweglichen Spiegeln bewerkstelligt. Die insgesamt erzielte Fertigungsgeschwindigkeit ist jedoch dennoch nicht ausreichend für die Elektronikfertigung mit hohen Stückzahlen, denn ein solcher Lötvorgang erfolgt weiterhin sequenziell und dauert mindestens etwa 0,5 Sek. bis etwa 2 Sek. (Transportprozesse noch nicht eingerechnet). Würde man die Anzahl von Scannern nach diesem Verfahren erhöhen, so würde dies einen sehr hohen Steuerungsaufwand erfordern, was höhere Fertigungskosten bedingen würde.US 2004/0190294 A1 discloses a method for laser soldering power LEDs. In this case, a plurality of solder joints along a line course, namely a circular line course, set. The beam deflection is accomplished by means of a scanner with two movable mirrors. However, the total production speed achieved is still not sufficient for high-volume electronics production, since such a soldering process continues to take place sequentially and takes at least about 0.5 sec. To about 2 sec. (Transport processes not yet included). Would you increase the number of scanners by this method hen this would require a very high control effort, which would require higher manufacturing costs.

Vergleichbare Probleme treten auch bei der Substratbearbeitung auf, beispielsweise beim gezielten Setzen einer Vielzahl von Durchgangslöchern, Sacklöchern und/oder Schwächungsbereichen in einer vorbestimmten geometrischen Anordnung.comparable Problems also occur in the substrate processing, for example when selectively setting a plurality of through holes, blind holes and / or weakened areas in a predetermined geometric arrangement.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Elementen mit Lichtstrahlen bereitzustellen, womit sich in einfacher Weise eine hohe Fertigungsgeschwindigkeit bei gleichzeitig geringer thermischer Belastung der zu verbindenden Elemente realisieren lässt. Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung soll dabei das Laserlöten von elektronischen, optoelektronischen oder mikroelektromechanischen (MEMS) Elementen betreffen.task It is the object of the present invention to provide a method and an apparatus for providing at least two elements with light rays, bringing in a simple way a high production speed at the same time low thermal load to be connected Realize elements. A preferred application of the invention is the laser soldering of electronic, optoelectronic or microelectromechanical (MEMS) elements.

Die vorgenannten sowie weitere Aufgaben werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.The The above and other objects are achieved by a method Claim 1 and solved by a device according to claim 10. Further advantageous embodiments are the subject of the referenced Dependent claims.

Bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung teilt eine Abbildungsoptik den Lichtstrahl, bevorzugt Laserlichtstrahl, gleichzeitig in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen, die auf die zu verbindenden Elemente abgebildet werden, wo diese eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken ausbilden. Diese bewirken durch den Energieeintrag erfindungsgemäß die Ausbildung einer Mehrzahl von diskreten, stoffschlüssigen Verbindungsstellen zwischen den zu verbindenden Elementen. Bevorzugt werden die Elemente an den Verbindungsstellen durch Schmelzen eines Weichlots miteinander verbunden. Die vorliegende Erfindung eignet sich jedoch grundsätzlich auch zum Hartlöten, Schweißen oder auch zum durch die Lichtflecken initiierten Fotohärten eines Klebstoffs.at a method according to the present invention Invention shares an imaging optics the light beam, preferably Laser light beam, simultaneously into a plurality of partial light beams, which are mapped to the elements to be connected, where these form a plurality of discrete spots of light. This effect by the energy input according to the invention the formation of a plurality of discrete, cohesive Connecting points between the elements to be connected. Prefers the elements are at the joints by melting a Soft solder interconnected. The present invention is suitable but in principle also for brazing, welding or to the initiated by the light spots photocuring of an adhesive.

Somit können erfindungsgemäß gleichzeitig mehrere stoffschlüssige Verbindungsstellen, insbesondere Lötstellen, ausgebildet werden. Eine zeit- und kostenaufwendige Strahlablenkung ist erfindungsgemäß nicht erforderlich. Bekanntermaßen können Lichtstrahlen in einfacher Weise in eine Vielzahl von Teillichtstrahlen geteilt werden. Da zur stoffschlüssigen Verbindung von Elementen, insbesondere zum Löten, je Verbindungsstelle ein gewisse Mindestleistung erforderlich ist, unterliegt das erfindungsgemäße Verfahren praktisch nur der Beschränkung, dass die jeweiligen Teillichtstrahlen noch eine ausreichende Intensität bzw. Leistung aufweisen müssen. Dies lässt sich durch geeignete Ausgestaltung des Strahlteilers sowie durch geeignete Wahl der Lichtleistung des Eingangslichtstrahls in nahezu beliebiger Weise realisieren.Consequently can according to the invention several at cohesive Connecting points, in particular solder joints are formed. A time-consuming and expensive beam deflection is not according to the invention required. As is known, light rays divided in a simple manner into a plurality of partial light beams become. As for cohesive Connection of elements, in particular for soldering, each connection point certain minimum power is required, subject to the inventive method practically only of restriction, that the respective partial light beams still have sufficient intensity or power must have. This leaves by suitable design of the beam splitter and by suitable choice of the light output of the input light beam in almost any desired Realize way.

Erfindungsgemäß werden die Teillichtstrahlen unmittelbar von der Abbildungsoptik geeignet abgebildet und abgelenkt, um gleichzeitig eine Mehrzahl von Verbindungsstellen auszubilden. Als besonders zweckmäßig zur geeigneten Strahlteilung hat sich die Verwendung eines der Abbildungsoptik zugeordneten diffraktiven optischen Elements (DOE) erwiesen, da hierdurch auch hohe Lichtintensitäten nahezu verlustfrei und mit geeignetem Strahlprofil der Teillichtstrahlen geteilt werden können. Insbesondere lässt sich mit diffraktiven optischen Elementen auch eine weitere Strahlformung einfach realisieren, insbesondere in Bezug auf den Strahlquerschnitt, die Intensität, Form bzw. Strahlprofil und/oder Divergenz der jeweiligen Teillichtstrahlen.According to the invention the partial light beams are suitable directly from the imaging optics imaged and deflected to simultaneously a plurality of connection points train. As particularly useful for suitable beam splitting has become the use of one of the imaging optics associated diffractive optical element (DOE) proved, as this high light intensities almost lossless and with a suitable beam profile of the partial light rays can be shared. In particular, lets With diffractive optical elements also a further beam shaping easy to realize, especially with respect to the beam cross section, the intensity, Shape or beam profile and / or divergence of the respective partial light beams.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Verbindungsstellen in einer vorbestimmten Anordnung vorgegeben. Dies kann beispielsweise durch die Ausgestaltung der zu verbindenden Elemente und/oder durch deren geometrische Anordnung, beispielsweise auf einer Halteinrichtung zur Positionierung der zu verbindenden Elemente während des Prozesses, bedingt sein. Erfindungsgemäß ist das diffraktive optische Element so ausgebildet und ausgelegt, dass die Teillichtstrahlen in Entsprechung zu dieser vorbestimmten Anordnung von Verbindungsstellen erzeugt und in entsprechende Richtungen gerichtet und abgebildet werden. Vorteilhaft ist, dass eine weitere aufwendige Ablenkung der Teillichtstrahlen nicht erforderlich ist. Zur Umstellung des Verfahrens auf eine andere geometrische Anordnung der Verbindungsstellen kann das diffraktive optische Element dabei austauschbar sein, beispielsweise in einer Revolvereinheit oder einer anderen Dreh- bzw. Wechseleinrichtung gehalten werden.According to one another embodiment the connection points are predetermined in a predetermined arrangement. This can be achieved for example by the design of the Elements and / or by their geometric arrangement, for example on a holding device for positioning the to be connected Elements during of the process, be conditional. According to the invention, the diffractive optical Element designed and designed so that the partial light rays in correspondence with this predetermined arrangement of joints generated and directed in corresponding directions and mapped become. It is advantageous that a more elaborate distraction the partial light rays is not required. To convert the Procedure for a different geometric arrangement of the joints the diffractive optical element can be exchangeable, for example in a revolver unit or other turning or changing device being held.

Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass der Abbildungsoptik mehrere diffraktive optische Elemente zugeordnet sind, beispielsweise unmittelbar in dieser gehalten sind, um den Eingangs-Lichtstrahl geeignet in eine Vielzahl von Teillichtstrahlen zu teilen. Bevorzugt wird jedoch gemäß einer weiteren Ausführungsform ein einzelnes diffraktives optischen Element verwendet, das insgesamt von dem Eingangs-Teillichtstrahl durchsetzt wird und eine Mehrzahl von diffraktiven optischen Zonen bzw. aktiven Zonen aufweist, deren Anordnung und Auslegung abgestimmt sind auf die vorgenannte vorbestimmte Anordnung von Verbindungsstellen. Somit weist das diffraktive optische Element eine oder mehrere diffraktive optische Zonen bzw. aktiven Zonen auf, die beispielsweise in Gestalt von alternierenden erhabenen und vertieften linien-, kreis- oder ellipsenförmigen Zonen oder von alternierenden Bereichen mit unterschiedlichem Brechungsindex oder in anderer Weise, als geeignet Licht beugende Strukturen ausgebildet sind. Diese aktiven Zonen sind bevorzugt auf einem einzelnen, für den Eingangs-Lichtstrahl transparenten Substrat vorgesehen, das zu diesem Zweck auch wechselbar im Strahlengang des Eingangs-Lichtstrahls gehalten sein kann.In principle it can be provided that the imaging optics are associated with a plurality of diffractive optical elements, for example, are held directly in this, to divide the input light beam suitable in a plurality of partial light beams. Preferably, however, according to a further embodiment, a single diffractive optical element is used, which is penetrated overall by the input partial light beam and has a plurality of diffractive optical zones or active zones whose arrangement and design are matched to the aforementioned predetermined arrangement of joints. Thus, the diffractive optical element has one or more diffractive optical zones or active zones, for example in the form of alternating raised and recessed line, circle or elliptical zones or of alternating regions with different refractive indices or in others Way, are designed as suitable light-diffractive structures. These active zones are preferably provided on a single, transparent to the input light beam substrate, which may be held for this purpose also changeable in the beam path of the input light beam.

Gemäß einem bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist jede der diffraktiven optischen Zonen des diffraktiven optischen Elements ausgelegt, um dem zugeordneten Teillichtstrahl eine geeignete Intensität, einen geeigneten Strahlquerschnitt, eine geeignete Strahlform und/oder Strahldivergenz aufzuprägen. Somit können die einzelnen diffraktiven optischen Zonen in beliebiger Weise unterschiedlich ausgelegt sein.According to one preferred aspect of the present invention is each of designed diffractive optical zones of the diffractive optical element, around the associated partial light beam a suitable intensity, a suitable beam cross-section, a suitable beam shape and / or Impose beam divergence. Thus, you can the individual diffractive optical zones differ in any way be designed.

Insbesondere lassen sich so auch Teillichtstrahlen mit unterschiedlichen Intensitäten in einfacher Weise realisieren, so dass stoffschlüssige Verbindungsstellen, wie beispielsweise Lötstellen, gleichzeitig mit unterschiedlichem Energieeintrag aus einem einzigen Eingangs-Lichtstrahl erzeugt werden können.Especially Thus, partial light beams with different intensities can also be made easier Realize manner, so that material connection points, such as for example, solder joints, at the same time be generated with a different energy input from a single input light beam can.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfasst die Abbildungsoptik zumindest eine Eingangslinse und eine dazu in Strahlrichtung beabstandete Ausgangslinse, so dass damit durch Variieren des Abstands ein größerer oder kleinerer Durchmesser des Laserstrahls eingestellt werden kann. Bei Verwendung eines Lichtwellenleiters, insbesondere einer Glasfaser, zur Einkopplung des Eingangslichtstrahls in die Abbildungsoptik kann ferner der Abstand der Eingangslinse zur Ausgangsseite des Lichtwellenleiters variiert werden, was weitere Freiheitsgrade eröffnet.According to one Another aspect of the present invention includes the imaging optics at least an input lens and a spaced apart in the beam direction Output lens, so that by varying the distance a larger or smaller diameter of the laser beam can be adjusted. When using an optical waveguide, in particular a glass fiber, for coupling the input light beam into the imaging optics Furthermore, the distance of the input lens to the output side of Fiber optic can be varied, which opens up more degrees of freedom.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das diffraktive optische Element zwischen der vorgenannten Eingangslinse und Ausgangslinse angeordnet, was eine Justierung erleichtert und Justagetoleranzen mindert. Gleichzeitig kann das diffraktive optische Element gemeinsam mit der Eingangs- und Ausgangslinse in einer modularen Optikeinheit abgedichtet eingehäust sein. Das Gehäuse der Abbildungsoptik kann dabei ausgelegt sein, um einen Wechsel des diffraktiven optischen Elements zur Ausbildung einer anderen Anordnung von Verbindungsstellen zu ermöglichen, beispielsweise mittels einer Revolvereinheit oder einer anderen Dreh- bzw. Wechseleinheit, worin mehrere unterschiedlich ausgebildete diffraktive optische Elemente gehalten sind.According to one Another aspect of the present invention is the diffractive optical element between the aforementioned input lens and output lens arranged, which facilitates adjustment and adjustment tolerances decreases. At the same time, the diffractive optical element together with the input and output lens in a modular optical unit sealed housed be. The housing The imaging optics can be designed to be a change of the diffractive optical element for forming another Arrangement of joints to allow, for example by means a revolver unit or another rotary or exchange unit, wherein several differently formed diffractive optical Elements are kept.

Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens betrifft das Weichlöten von elektronischen oder optoelektronischen Bauelementen, von mikroelektromechanischen Elementen oder Verbindungssteckern auf einen Träger, beispielsweise eine Leiterplatine. Bei diesen Anwendungen können erfindungsgemäß gleichzeitig mehrere Lötstellen gesetzt werden, und zwar durch geeignete Aufteilung eines Lichtstrahls, bevorzugt Laserstrahls, in mehrere Teillichtstrahlen unter gleichzeitiger geeigneter Ablenkung und Abbildung derselben auf die Lötstellen, die durch die Ausgestaltung der Elemente und/oder durch deren geometrische Anordnung bedingt sind. Ein aufwendiges sequentielles Ablenken eines Laserstrahls mittels einer Scanneroptik ist erfindungsgemäß nicht erforderlich. Somit lassen sich hohe Bearbeitungsgeschwindigkeiten erzielen. Gleichzeitig ist die thermische Belastung der zu lötenden Elemente vernachlässigbar. Das zu verwendende diffraktive optische Element kann dabei so ausgelegt sein, dass gleichzeitig eine Vielzahl von Elementen gelötet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich somit auch für die Elektronikfertigung in hoher Stückzahl. Die Teillichtstrahlen können dabei insbesondere mit unterschiedlichen Intensitäten bzw. Leistungen erzeugt werden, so dass gleichzeitig Lötstellen mit unterschiedlicher Auslegung gesetzt werden können, beispielsweise zur elektrischen Kontaktierung der Elemente selbst, zur Kontaktierung von Verbindungssteckern oder auch von Zugentlastungen für Elemente oder Verbindungsstecker.A preferred application of the method relates to the soft soldering of electronic or optoelectronic devices, of microelectromechanical Elements or connectors on a carrier, such as a printed circuit board. at these applications can according to the invention simultaneously several solder joints be set, by appropriate division of a light beam, preferably Laser beam, in several partial light beams under simultaneous suitable deflection and imaging of the same on the solder joints, by the design of the elements and / or by their geometric Arrangement are conditional. A complex sequential distraction of a Laser beam by means of a scanner optics is not according to the invention required. Thus, high processing speeds can be achieve. At the same time, the thermal load of the elements to be soldered negligible. The The diffractive optical element to be used can be designed in this way be that at the same time a variety of elements are soldered can. The inventive method is also suitable for the electronics production in high quantity. The partial light rays can in particular with different intensities or Services are generated, so that at the same time solder joints can be set with different interpretation, for example, the electrical Contacting the elements themselves, for contacting connectors or also of strain reliefs for Elements or connectors.

FigurenübersichtLIST OF FIGURES

Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteile und zu lösende Aufgaben ergeben werden. Es zeigen:following the invention will be described by way of example and with reference on the attached Drawings are described, resulting in more features, benefits and to be solved Tasks will result. Show it:

1 in einer schematischen Darstellung eine Anlage zum Laserlöten von elektronischen Bauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung; 1 in a schematic representation of a system for laser soldering electronic components according to the present invention;

2 in einer vergrößerten Schnittansicht eine Abbildungsoptik der Anlage gemäß der 1; 2 in an enlarged sectional view of an imaging optics of the system according to the 1 ;

3 in einem schematischen Teilschnitt ein Verfahren zum Laserlöten einer LED gemäß der vorliegenden Erfindung; 3 in a schematic partial section, a method for laser soldering an LED according to the present invention;

4a in einer schematischen Draufsicht die Verteilung von Lötstellen zur elektrischen Kontaktierung eines Verbindungssteckers auf einem Träger, beispielsweise einer Leiterplatine; und 4a in a schematic plan view of the distribution of solder joints for electrically contacting a connector on a carrier, such as a printed circuit board; and

4b in einer schematischen Draufsicht und in einem Ausschnitt ein Substrat, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet wurde. 4b in a schematic plan view and in a section of a substrate which has been processed by the method according to the invention.

In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleich wirkende Elemente oder Elementgruppen.In the figures denote identical reference numerals identical or Substantially equal elements or groups of elements.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen der ErfindungFull Description of exemplary embodiments the invention

Gemäß der 1 wird der Laserstrahl eines Diodenlasers 8 in eine Glasfaser 9 eingekoppelt und zur Anlage weitergeleitet, wo ein Bearbeitungskopf eine Abbildungsoptik 1 mit einem zugeordneten diffraktiven optischen Element (DOE) 5 trägt. Durch die Abbildungsoptik 1 wird der Eingangs-Lichtstrahl 10 in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen 12a12c geteilt. Gleichzeitig werden diese geeignet fokussiert. Der Abstand zwischen dem Bearbeitungskopf und der Leiterplatine 13 wird deshalb in Entsprechung zur erzielten Brennweite der Abbildungsoptik 1 und zum gewünschten Durchmesser der Strahlflecken auf der Leiterplatine 13 gewählt. Beispielhaft wurde ein Abstand zwischen dem Bearbeitungskopf und dem zu bearbeitenden Werkstück von der Großenordnung von etwa 10cm bis etwa 50cm realisiert. Gemäß der 1 sind auf der Leiterplatine 13 mehrere Bauelemente (nicht dargestellt) in einer regelmäßigen Anordnung positioniert, von denen nur jeweils drei Kontaktpins 14a, 14b, 14c zur elektrischen Kontaktierung dargestellt sind. Die Kontaktpins werden beispielsweise auf Lötpads, Lötaugen oder dergleichen der Leiterplatine 13 in geeigneter geometrischer Anordnung, wie beispielsweise durch ein Schaltungslayout vorgegeben, positioniert. In der Ebene der Leiterplatine 13 kann die geometrische Anordnung der Kontaktpins bzw. Lötstellen dabei nahezu beliebig sein. Zur geeigneten Abbildung und Ablenkung der Teillichtstrahlen 12a12c braucht nur die Abbildungsoptik 1 und das diffraktive optische Element 5 geeignet ausgelegt werden, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben.According to the 1 becomes the laser beam of a diode laser 8th in a fiberglass 9 coupled and forwarded to the plant, where a processing head an imaging optics 1 with an associated diffractive optical element (DOE) 5 wearing. Through the imaging optics 1 becomes the input light beam 10 in a plurality of partial light rays 12a - 12c divided. At the same time they are properly focused. The distance between the machining head and the printed circuit board 13 is therefore in accordance with the achieved focal length of the imaging optics 1 and the desired diameter of the beam spots on the printed circuit board 13 selected. By way of example, a distance between the machining head and the workpiece to be machined of the order of magnitude of about 10 cm to about 50 cm has been realized. According to the 1 are on the circuit board 13 several components (not shown) positioned in a regular array, of which only three contact pins 14a . 14b . 14c are shown for electrical contact. The contact pins are, for example, on solder pads, pads or the like of the printed circuit board 13 in a suitable geometric arrangement, as predetermined by a circuit layout, positioned. In the plane of the printed circuit board 13 the geometric arrangement of the contact pins or solder joints can be almost arbitrary. For suitable imaging and deflection of the partial light rays 12a - 12c only needs the imaging optics 1 and the diffractive optical element 5 be designed suitably, as described in more detail below.

Zur Verstellung der Abbildungsoptik 1 ist eine Versteileinrichtung 4 vorgesehen, die insbesondere, wie in der 2 gezeigt, den Abstand z1 der Eingangslinse 2 der Abbildungsoptik 1 zur Ausgangsseite der Glasfaser 9 und/oder den Abstand z2 zwischen der Eingangslinse 2 und der zugeordneten Ausgangslinse 3 der Abbildungsoptik 1 geeignet variieren kann, um so den Durchmesser des Eingangs-Lichtstrahls 10 und der Teillichtstrahlen 12a12c sowie der Lichtflecken geeignet vorzugeben.For adjusting the imaging optics 1 is an adjusting device 4 provided, in particular, as in the 2 shown, the distance z1 of the input lens 2 the imaging optics 1 to the exit side of the fiber 9 and / or the distance z2 between the input lens 2 and the associated output lens 3 the imaging optics 1 may vary suitably to the diameter of the input light beam 10 and the partial light rays 12a - 12c as well as the light spots suitable to specify.

Gemäß der 1 kann das DOE 5 in einer manuell oder motorisch antreibbaren Wechseleinrichtung 7 gelagert sein, beispielsweise einer Revolvereinheit oder einer vergleichbaren Dreheinrichtung. Durch Betätigen der Wechseleinrichtung 7 kann das DOE gewechselt werden, um eine andere geeignete geometrische Anordnung von Lötstellen zu setzen.According to the 1 can the DOE 5 in a manually or motor driven driveable device 7 be stored, for example, a revolver unit or a comparable rotating device. By pressing the changer 7 For example, the DOE can be changed to set another suitable geometric arrangement of solder joints.

Gemäß der 1 ist die Leiterplatine 13 auf einer Translationseinrichtung 15, beispielsweise einem Transportband oder einem x-/y-Verschiebetisch, gelagert, die von einem Antrieb 16 angetrieben ist.According to the 1 is the printed circuit board 13 on a translation device 15 , For example, a conveyor belt or a x- / y-displacement table, stored by a drive 16 is driven.

Bei dem Verfahren sind die auf die Leiterplatine 13 aufzulötenden Bauteile bevorzugt in einer regelmäßigen, wiederkehrenden Anordnung positioniert. Während eines ersten Prozessschrittes werden in einem ersten Bereich der Leiterplatine 13 gleichzeitig mehrere Lötstellen gesetzt, beispielsweise an den dargestellten Kontaktpins 14a14c. Diese Lötstellen können sich an einem Bauelement befinden, können jedoch auch an unterschiedlichen Bauelementen gesetzt werden, die in dem ersten Prozessschritt aufgrund der Strahlteilung in die mehreren Teil-Lichtstrahlen 12a12c gleichzeitig ausgebildet werden können. Anschließend wird die Verstelleinrichtung 15 betrieben und wird ein benachbarter Satz von Elementen in derselben geometrischen Anordnung in den Arbeitsbereich der Abbildungsoptik 1 und des DOE 5 gefahren, und zwar dergestalt, dass die Teillichtstrahlen 12a12c in derselben Weise, wie bei dem ersten Prozessschritt, auf die entsprechenden Lötstellen abgebildet werden, beispielsweise auf die mit dem Apostroph gekennzeichneten Kontaktpins 14a', 14b' und 14c'. Dies bildet den zweiten Prozessschritt, der in entsprechender Weise beliebig oft wiederholt werden kann. Zwischen den Prozessschritten wird das Substrat dabei um einen stets gleichen Verfahrweg verfahren, der durch den Abstand zwischen den einzelnen regelmäßigen Anordnung der Bauelemente auf dem Substrat vorgegeben ist.In the process, those are on the printed circuit board 13 components to be soldered preferably positioned in a regular, recurring arrangement. During a first process step, in a first area of the printed circuit board 13 simultaneously set a plurality of solder joints, for example on the illustrated contact pins 14a - 14c , These solder joints can be located on a component, but can also be set to different components that in the first process step due to the beam splitting into the multiple partial light beams 12a - 12c can be trained simultaneously. Subsequently, the adjustment 15 operated and becomes an adjacent set of elements in the same geometric arrangement in the working area of the imaging optics 1 and the DOE 5 driven, in such a way that the partial light rays 12a - 12c in the same way as in the first process step, are mapped to the corresponding solder joints, for example, on the marked with the apostrophe contact pins 14a ' . 14b ' and 14c ' , This forms the second process step, which can be repeated as often as desired. Between the process steps, the substrate is thereby moved by an always identical travel path, which is predetermined by the distance between the individual regular arrangement of the components on the substrate.

Zur Steuerung der Laserlötanlage gemäß der 1 ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, beispielsweise eine CPU (nicht dargestellt), welche insbesondere die Verstelleinrichtung 4, die Wechseleinrichtung 7, die Translationseinrichtung 15 mit dem zugeordneten Antrieb 16 sowie die Laserdiode 8 in geeigneter Weise steuert.To control the laser soldering according to the 1 a control device is provided, for example a CPU (not shown), which in particular the adjusting device 4 , the changing device 7 , the translation device 15 with the assigned drive 16 as well as the laser diode 8th controlled appropriately.

Weitere Einzelheiten der Abbildungsoptik 1 sind der 2 entnehmbar. Zwischen den entlang der optischen Achse 11 beabstandet zueinander angeordneten Linsen 2, 3 ist ein DOE 5 angeordnet, das den Eingangslichtstrahl 10 durch Lichtbeugung in die dargestellten Teillichtstrahlen 12a12c teilt. Durch die Abbildungseigenschaften der Linsen 2, 3 und/oder des DOE 5 werden die Teillichtstrahlen 12a12c geeignet fokussiert bzw. abgebildet. Durch unterschiedliche Beugung in Teilbereichen 6a6c des DOE 5 werden die Teillichtstrahlen 12a12c in geeignete Richtungen abgelenkt. Gemäß der 2 können auf den DOE 5 mehrere unterschiedlich ausgelegte diffraktive optische Zonen 6a6c vorgesehen sein, welche den Teillichtstrahlen 12a12c unterschiedliche Intensitäten, Strahlquerschnitte, Strahlprofile bzw. Strahlformen und/oder Divergenzen aufprägen. Dem Fachmann auf diesem Gebiet wird eine geeignete Ausgestaltung des DOE 5 sowie der diffraktiven optischen Zonen 6a6c ohne weiteres möglich sein. Wie dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein wird, können durch geeignete Aufweitung des Eingangslichtstrahls 10 und geeignete Bereitstellung von diffraktiven optischen Zonen 6a6c sehr viele Teillichtstrahlen 1212c gleichzeitig geeignet ausgebildet werden.Further details of the imaging optics 1 are the 2 removable. Between the along the optical axis 11 spaced apart lenses 2 . 3 is a DOE 5 arranged, which the input light beam 10 by light diffraction in the partial light rays shown 12a - 12c Splits. By the imaging properties of the lenses 2 . 3 and / or the DOE 5 become the partial light rays 12a - 12c appropriately focused or imaged. By different diffraction in partial areas 6a - 6c of the DOE 5 become the partial light rays 12a - 12c deflected in suitable directions. According to the 2 can on the DOE 5 several differently designed diffractive optical zones 6a - 6c be provided, which the partial light rays 12a - 12c imprint different intensities, beam cross sections, beam profiles or beam shapes and / or divergences. Those skilled in the art will appreciate a suitable embodiment of the DOE 5 and the diffractive optical zones 6a - 6c be possible without further ado. As the skilled person readily apparent Lich can be, by suitable expansion of the input light beam 10 and suitable provision of diffractive optical zones 6a - 6c very many partial light rays 12 - 12c be designed to be suitable at the same time.

Die 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Laserlöten einer LED 20. Diese umfasst einen Sockel 21, auf dem ein Lichtemitter 23 positioniert ist, der über einen Bonddraht 24 kontaktiert ist. Auf dem Sockel 21 befindet sich ferner ein optisches Linsenelement 22 zur Strahlformung des emittierten Lichtstrahls. Der Lichtemitter 23 sitzt auf einer Wärmesenkung 25 von hoher Wärmeleitfähigkeit, um die thermische Belastung des Lichtemitters 23 zu minimieren. Gemäß der 3 sind durch den Sockel 21 Kontaktpins 14a, 14b geführt, die der elektrischen Kontaktierung der p- und n-Seite des Lichtemitters 23 dienen. Die LED 20 ist auf einer Leiterplatine 13 positioniert. Wie in der 3 dargestellt, wird mittels einer Abbildungsoptik, wie vorstehend anhand der 1 und 2 beschrieben, ein Laserstrahl in zwei Teillichtstrahlen L1, L2 geteilt und auf die Kontaktpins 14a, 14b so abgebildet, dass in diesen Bereichen ein Weichlot geschmolzen und so die dargestellten Lötstellen 17a, 17b in Entsprechung zur Geometrie der Kontaktpins 14a und 14b ausgebildet werden. Selbstverständlich können auf diese Weise in einem Prozessschritt gleichzeitig auch mehrere LEDs gelötet werden.The 3 schematically shows a method according to the invention for laser soldering an LED 20 , This includes a pedestal 21 on which a light emitter 23 is positioned over a bonding wire 24 is contacted. On the pedestal 21 is also an optical lens element 22 for beam shaping of the emitted light beam. The light emitter 23 sits on a heat sink 25 of high thermal conductivity to the thermal load of the light emitter 23 to minimize. According to the 3 are through the pedestal 21 contact pins 14a . 14b guided, the electrical contacting of the p- and n-side of the light emitter 23 serve. The LED 20 is on a printed circuit board 13 positioned. Like in the 3 is represented by means of an imaging optics, as described above with reference to 1 and 2 described a laser beam divided into two partial light beams L1, L2 and on the contact pins 14a . 14b imaged so that a soft solder melted in these areas and so the solder joints shown 17a . 17b in correspondence with the geometry of the contact pins 14a and 14b be formed. Of course, several LEDs can be soldered in this way in one process step at the same time.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch zur Kontaktierung von Verbindungssteckern, mikroelektromechanischen Bauelementen oder dergleichen, wie beispielhaft anhand der 4a beschrieben. Gemäß der 4a weist der Verbindungsstecker 30 in Draufsicht insgesamt drei Kontaktpins 14a14c sowie zwei einer Zugentlastung dienende Zungen 18a, 18b auf, die mittels der dargestellten Lötstellen 17a17e kontaktiert bzw. verbunden sind. Zur Verbindung der Zugentlastungszungen 18a, 18b kann eine höhere Laserleistung erforderlich sein. Dies wird durch geeignete Strahlteilung mittels des DOE der Abbildungsoptik bewerkstelligt. Beim Teilen des Eingangslichtstrahls lassen sich grundsätzlich beliebige Strahlteilungsverhältnisse realisieren. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 kann zur Kontaktierung bzw. Fixierung der Wärmesenkung 25 eine höhere Laserleistung bzw. Laserintensität erforderlich sein.The inventive method is also suitable for contacting of connectors, microelectromechanical components or the like, as exemplified by the 4a described. According to the 4a has the connector 30 in plan view a total of three contact pins 14a - 14c and two tongues serving a strain relief 18a . 18b on, by means of the solder joints shown 17a - 17e contacted or connected. For connecting the strain relief tongues 18a . 18b may require a higher laser power. This is accomplished by appropriate beam splitting by means of the DOE of the imaging optics. When splitting the input light beam, basically any desired beam splitting ratios can be realized. Also in the embodiment according to the 3 can for contacting or fixing the heat reduction 25 a higher laser power or laser intensity may be required.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich grundsätzlich auch zur Substratbearbeitung durch gleichzeitige Bearbeitung eines Substrats an einer Vielzahl von Stellen. Zu diesem Zweck wird in der vorstehend beschriebenen Weise ein Eingangslichtstrahl in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen unterteilt, die gemäß der 4b auf dem Werkstück 40 eine Mehrzahl von diskreten Bearbeitungsstellen 41 ausbilden, beispielsweise von Durchgangslöchern, Sacklöchern und/oder Schwächungsbereichen. Das Verfahren eignet sich zur Bearbeitung beliebiger Substrate, beispielsweise von Papier- oder Pappbögen, Kunststoffmaterialien oder Metallblechen. Die Mehrzahl von Bearbeitungsstellen 41 kann gemäß der 4b entlang eines beliebigen Linienverlaufs 42 angeordnet sein.The inventive method is basically also suitable for substrate processing by simultaneous processing of a substrate at a plurality of sites. For this purpose, an input light beam is divided into a plurality of partial light beams in the manner described above, which according to the 4b on the workpiece 40 a plurality of discrete processing stations 41 form, for example, through holes, blind holes and / or weakening areas. The method is suitable for processing any substrates, for example paper or cardboard sheets, plastic materials or metal sheets. The majority of processing points 41 can according to the 4b along any line course 42 be arranged.

Zusammenfassend wird somit gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung auch ein Verfahren zur Substratbearbeitung bereitgestellt, bei welchem Verfahren ein Lichtstrahl, insbesondere ein Laser-Lichtstrahl, bereitgestellt wird und eine Abbildungsoptik den Lichtstrahl derart abbildet und in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen teilt, dass diese eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken ausbilden, die eine Bearbeitung des jeweiligen Substrats bewirken.In summary Thus, according to another Another aspect of the present invention is a method for Substrate processing provided, in which method a light beam, In particular, a laser light beam is provided and a Imaging optics images the light beam in such a way and in a plurality Partial light rays say that these are a plurality of discrete ones Forming light spots that cause a processing of the respective substrate.

Dabei können die Lichtflecken Durchgangslöcher, Sacklöcher und/oder Schwächungsbereiche in einer durch die Ausgestaltung des diffraktiven optischen Elements vorgegebenen geometrischen Anordnung ausbilden.there can the light spots through holes, blind holes and / or weakening areas in one by the design of the diffractive optical element form predetermined geometric arrangement.

Wie dem Fachmann beim Studium der vorliegenden Anmeldung ohne weiteres ersichtlich sein wird, können die diskreten Verbindungs- bzw. Bearbeitungsstellen durchaus auch teilweise überlappen. Die Teillichtstrahlen können dabei in beliebiger Weise von einer Vorderseite und/oder einer Rückseite eines Trägers auf die Verbindungs- bzw. Bearbeitungsstellen gerichtet werden. Zu diesem Zweck können auch in dem Träger Durchgangslöcher vorgesehen sein oder kann dieser zumindest abschnittsweise transparent ausgestaltet sein, um einen optischen Zugang zu den Verbindungs- bzw. Bearbeitungsstellen zu ermöglichen. Zu weiteren Einzelheiten betreffend das Laserlöten von optoelektronischen Bauelementen, wie beispielsweise Leistungs-LEDs oder Leistungs-Diodenlasern, sei Bezug genommen auf die US 2004/0190294 A1, deren Inhalt hiermit ausdrücklich im Wege der Bezugnahme mit aufgenommen sei, insbesondere was die Ausgestaltung der Leiterplatine zur elektrischen Kontaktierung anbelangt.As the expert in studying the present application readily can be seen the discrete connection or processing points certainly also partially overlap. The Partial light rays can in any way from a front and / or a back a carrier be directed to the connection or processing points. For this purpose can also in the carrier Through holes be provided or this at least partially transparent be designed to provide optical access to the connection or machining points to allow. For further details regarding the laser soldering of optoelectronic Devices, such as power LEDs or power diode lasers, Reference is made to US 2004/0190294 A1, the content of which is hereby incorporated by reference expressly by reference, in particular as regards the As regards the design of the printed circuit board for electrical contacting.

11
Abbildungsoptikimaging optics
22
Eingangslinse/-optikInput lens / optics
33
Ausgangslinse/-optikOutput lens / optics
44
Verstelleinrichtungadjustment
55
diffraktives optisches Elementdiffractive optical element
6a. 6c6a. 6c
diffraktives optisches Element/diffraktive optische Zonendiffractive optical element / diffractive optical zones
77
Wechseleinrichtungchanger
88th
Lichtquelle (Laserdiode, LED)light source (Laser diode, LED)
99
LichtquellenleiterLight source conductor
1010
Eingangs-LichtstrahlInput light beam
1111
optische Achseoptical axis
12a–12c12a-12c
Keil-LichtstrahlenWedge light beams
1313
Leiterplatineprinted circuit board
14a–14c14a-14c
Kontaktpins contact pins
1515
Translationseinrichtungtranslation device
1616
Antriebdrive
17a–17e17a-17e
Lötstellensolder joints
18a–18d 18a-18d
ZugentlastungszungenZugentlastungszungen
2020
LEDLED
2121
Sockelbase
2222
Linselens
2323
Haltleiterbauelement/LichtemitterHalt state device / light emitters
2424
Bonddrahtbonding wire
2525
Wärmesenkeheat sink
3030
Verbindungssteckerconnector
3131
Sockelbase
4040
Werkstückworkpiece
4141
Perforation/SchwächungsbereichPerforation / weakening region
4242
Linieline

Claims (16)

Verfahren zum Verbinden von wenigstens zwei Elementen (13, 20), bei welchem Verfahren ein Lichtstrahl (10), insbesondere ein Laser-Lichtstrahl, bereitgestellt wird und eine Abbildungsoptik (1, 5) den Lichtstrahl derart abbildet und in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen (12a12c) teilt, dass diese eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken zur Erzeugung einer Mehrzahl von diskreten, stoffschlüssigen Verbindungsstellen (17a17e) zwischen den wenigstens zwei Elementen (13, 20) ausbilden.Method for connecting at least two elements ( 13 . 20 ), in which method a light beam ( 10 ), in particular a laser light beam, is provided and an imaging optics ( 1 . 5 ) images the light beam in such a way and into a plurality of partial light beams ( 12a - 12c ) discloses that it has a plurality of discrete spots of light to produce a plurality of discrete, integral joints ( 17a - 17e ) between the at least two elements ( 13 . 20 ) train. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abbildungsoptik ein diffraktives optisches Element (5) umfasst, das den Lichtstrahl (10) durch Lichtbeugung in die Mehrzahl von Teillichtstrahlen teilt.Method according to Claim 1, in which the imaging optics comprise a diffractive optical element ( 5 ) comprising the light beam ( 10 ) is divided by light diffraction into the plurality of partial light rays. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Verbindungsstellen (17a17e) in einer vorbestimmten Anordnung ausgebildet werden, die durch die Ausgestaltung der zu verbindenden Elemente (13, 20) und/oder durch deren geometrische Anordnung vorgegeben wird, und bei dem das diffraktive optische Element (5) in Entsprechung zu der vorbestimmten Anordnung von Verbindungsstellen in die Teillichtstrahlen (12a12c) teilt und in unterschiedliche Richtungen richtet.Method according to Claim 2, in which the connection points ( 17a - 17e ) are formed in a predetermined arrangement, which by the design of the elements to be connected ( 13 . 20 ) and / or by its geometric arrangement is given, and in which the diffractive optical element ( 5 ) corresponding to the predetermined arrangement of connection points in the partial light beams ( 12a - 12c ) and directed in different directions. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das diffraktive optische Element (5) eine Mehrzahl von diffraktiven optischen Zonen (6a6c) in Entsprechung zu der vorbestimmten Anordnung von Verbindungsstellen aufweist.Method according to Claim 3, in which the diffractive optical element ( 5 ) a plurality of diffractive optical zones ( 6a - 6c ) in correspondence with the predetermined arrangement of joints. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die diffraktiven optischen Zonen (6a6c) eine(n) unterschiedliche(n) Intensität, Strahlquerschnitt, Form und/oder Divergenz der Teillichtstrahlen (12a12c) bewirken.Method according to Claim 4, in which the diffractive optical zones ( 6a - 6c ) a different intensity, beam cross-section, shape and / or divergence of the partial light beams ( 12a - 12c ) cause. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem der Lichtstrahl (10) von einem Lichtwellenleiter (9) abgestrahlt wird und die Abbildungsoptik eine Eingangslinse (2) und eine Ausgangslinse (3) umfasst, wobei durch Variieren des Abstands (Z1) der Eingangslinse zum Lichtwellenleiter und/oder des Abstands (Z2) der Linsen zueinander ein Strahldurchmesser des Lichtstrahls (10) oder der Teillichtstrahlen (12a12c) angepasst wird.Method according to one of Claims 2 to 5, in which the light beam ( 10 ) of an optical waveguide ( 9 ) and the imaging optics is an input lens ( 2 ) and an exit lens ( 3 ), wherein by varying the distance (Z1) of the input lens to the optical waveguide and / or the distance (Z2) of the lenses to each other a beam diameter of the light beam ( 10 ) or partial light rays ( 12a - 12c ) is adjusted. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das diffraktive optische Element (5) zwischen der Eingangslinse (2) und der Ausgangslinse (3) angeordnet ist.Method according to Claim 6, in which the diffractive optical element ( 5 ) between the input lens ( 2 ) and the exit lens ( 3 ) is arranged. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die stoffschlüssigen Verbindungsstellen durch Löten, Schweißen oder durch Fotohärten eines Klebstoffs ausgebildet werden.Method according to one of the preceding claims, in the cohesive one Joints by soldering, welding or by photohardening an adhesive can be formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verbindungsstellen an Kontaktpins (14a14c) von zumindest einem elektronischen oder optoelektronischen Bauelement (20) oder von zumindest einem Verbindungsstecker (30) durch Schmelzen eines Lots ausgebildet werden, um diese mit einem Träger, insbesondere einer Leiterplatine (13), zu verbinden.Method according to one of the preceding claims, in which the connection points on contact pins ( 14a - 14c ) of at least one electronic or optoelectronic component ( 20 ) or at least one connector ( 30 ) are formed by melting a solder, in order to connect these with a carrier, in particular a printed circuit board ( 13 ), connect to. Vorrichtung zum Verbinden von wenigstens zwei Elementen (13, 20), umfassend: eine Halteeinrichtung (15) zum Positionieren der Elemente oder des Substrats; eine Lichtquelle (8), die einen Lichtstrahl (10), insbesondere einen Laser-Lichtstrahl bereitstellt; und eine Abbildungsoptik (1, 5), die den Lichtstrahl derart abbildet und in eine Mehrzahl von Teillichtstrahlen (12a12c) teilt, dass diese eine Mehrzahl von diskreten Lichtflecken ausbilden, die eine Verbindung der wenigstens zwei Elemente (13, 20) an einer Mehrzahl von diskreten, stoffschlüssigen Verbindungsstellen (17a17e) bewirken.Device for connecting at least two elements ( 13 . 20 ), comprising: a holding device ( 15 ) for positioning the elements or the substrate; a light source ( 8th ), which has a light beam ( 10 ), in particular providing a laser light beam; and an imaging optics ( 1 . 5 ), which images the light beam in such a way and into a plurality of partial light beams ( 12a - 12c ) that they form a plurality of discrete spots of light which are a compound of the at least two elements ( 13 . 20 ) at a plurality of discrete, cohesive connection points ( 17a - 17e ) cause. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Abbildungsoptik ein diffraktives optisches Element (5) umfasst, das den Lichtstrahl (10) durch Lichtbeugung in die Mehrzahl von Teillichtstrahlen teilt.Device according to Claim 10, in which the imaging optics comprise a diffractive optical element ( 5 ) comprising the light beam ( 10 ) is divided by light diffraction into the plurality of partial light rays. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Halteeinrichtung (15) die Elemente (13, 20) in einer vorbestimmten Anordnung positioniert und das diffraktive optische Element (5) die Teillichtstrahlen (17a17c) in Entsprechung zu der vorbestimmten Anordnung erzeugt und in unterschiedliche Richtungen richtet.Apparatus according to claim 11, wherein the holding device ( 15 ) the Elements ( 13 . 20 ) is positioned in a predetermined arrangement and the diffractive optical element ( 5 ) the partial light beams ( 17a - 17c ) in correspondence with the predetermined arrangement and directed in different directions. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der das diffraktive optische Element (5) eine Mehrzahl von diffraktiven optischen Zonen (6a6c) in Entsprechung zu der vorbestimmten Anordnung von Verbindungsstellen aufweist.Device according to Claim 12, in which the diffractive optical element ( 5 ) a plurality of diffractive optical zones ( 6a - 6c ) in correspondence with the predetermined arrangement of joints. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die diffraktiven optischen Zonen (6a6c) eine(n) unterschiedliche(n) Intensität, Strahlquerschnitt, Form und/oder Divergenz der Teillichtstrahlen (12a12c) bewirken.Device according to Claim 13, in which the diffractive optical zones ( 6a - 6c ) a different intensity, beam cross-section, shape and / or divergence of the partial light beams ( 12a - 12c ) cause. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, weiterhin umfassend einen Lichtwellenleiter (9), wobei die Abbildungsoptik eine Eingangslinse (2) und eine Ausgangslinse (3) umfasst, so dass durch Variieren des Abstands (Z1) der Eingangslinse zum Lichtwellenleiter und/oder des Abstands (Z2) der Linsen (2, 3) zueinander ein Strahldurchmesser des Lichtstrahls (10) oder der Teillichtstrahlen (12a12c) angepasst wird.Device according to one of claims 11 to 14, further comprising an optical waveguide ( 9 ), wherein the imaging optics an input lens ( 2 ) and an exit lens ( 3 ), such that by varying the distance (Z1) of the input lens to the optical waveguide and / or the distance (Z2) of the lenses ( 2 . 3 ) to each other a beam diameter of the light beam ( 10 ) or partial light rays ( 12a - 12c ) is adjusted. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der das diffraktive optische Element (5) zwischen der Eingangslinse (2) und der Ausgangslinse (3) angeordnet ist.Device according to Claim 15, in which the diffractive optical element ( 5 ) between the input lens ( 2 ) and the exit lens ( 3 ) is arranged.
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