DE19535622C1 - Solder bead application system for substrate termination surfaces - Google Patents

Solder bead application system for substrate termination surfaces

Info

Publication number
DE19535622C1
DE19535622C1 DE19535622A DE19535622A DE19535622C1 DE 19535622 C1 DE19535622 C1 DE 19535622C1 DE 19535622 A DE19535622 A DE 19535622A DE 19535622 A DE19535622 A DE 19535622A DE 19535622 C1 DE19535622 C1 DE 19535622C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solder
substrate
configuration
parts
molded parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19535622A
Other languages
German (de)
Inventor
Hans-Juergen Dipl Ing Hacke
Helmut Dipl Ing Korodi
Manfred Dipl Ing Wosler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19535622A priority Critical patent/DE19535622C1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19535622C1 publication Critical patent/DE19535622C1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/03—Metal processing
    • H05K2203/033—Punching metal foil, e.g. solder foil
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/0405—Solder foil, tape or wire
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/0415—Small preforms other than balls, e.g. discs, cylinders or pillars
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/08—Treatments involving gases
    • H05K2203/082—Suction, e.g. for holding solder balls or components

Abstract

The application system is used to apply a number of spherical solder beads to the flat termination surfaces to provide a ball grid array. Disc-shaped solder elements (LT) are stamped out from a solder foil. The elements are arranged so that they correspond to the termination surface configuration. The solder elements are then transferred to the surface using a multiple suction gripper (VSG) with respective openings for each of the solder elements. The solder elements applied to the termination surfaces are melted to convert them into spherical beads.

Description

Bei gekapselten integrierten Schaltkreisen (Ics) für die Oberflächenmontage führen die steigende Anschlußzahl und der Zwang zur Miniaturisierung zu immer kleinerem Anschlußraster. Hierdurch ergeben sich Schwierigkeiten mit der Montage vom definierten Auftrag der Lotpaste bis zum kurzschlußfreiem Lö­ ten mit dem Lötbügel.With encapsulated integrated circuits (Ics) for the Surface mounting lead the increasing number of connections and the Forcing miniaturization to a smaller and smaller connection grid. This creates difficulties with the assembly of defined application of the solder paste until short-circuit-free soldering with the soldering iron.

Im Hinblick auf die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten kom­ men zunehmend sowohl für Einzelchips, als auch für Multichip­ module sogenannte Ball Grid Arrays (BGAs) zum Einsatz, bei denen sich die Anschlüsse flächig verteilt und damit im we­ sentlich gröberen Raster als bei den konventionellen Bauele­ menteformen auf der Unterseite des Gehäuses befinden. Jede Anschlußfläche trägt kugelförmige Lothöcker, die sogenannten Balls, die in einem Aufschmelzprozeß für die Verbindung mit der Verdrahtung sorgen.In view of the difficulties mentioned above increasingly for both single chips and multichip so-called ball grid arrays (BGAs) are used for which the connections are distributed over a large area and thus in the we considerably rougher grid than with conventional components ment molds are located on the underside of the housing. Each The contact surface carries spherical solder bumps, the so-called Balls that are in a reflow process for connection with the wiring.

Die Herstellung der kugelförmigen Lothöcker bzw. Balls für Ball Grid Arrays erfolgt durch Siebdruck von Lotpaste auf die Anschlußflächen und ihr anschließendes Umschmelzen zu Lotku­ geln oder durch die Applikation von Kugeln, die ebenfalls nachfolgend umgeschmolzen werden. Es ist auch möglich, Lot durch galvanische Metallabscheidung auf die Anschlußflächen aufzubringen und anschließend umzuschmelzen.The production of the spherical solder bumps or balls for Ball grid arrays are made by screen printing solder paste onto the Pads and their subsequent remelting to Lotku gel or by the application of balls, which also subsequently remelted. It is also possible to solder by galvanic metal deposition on the connection surfaces apply and then remelt.

Die Herstellung von kugelförmigen Lothöckern durch Lotpasten­ druck ist in Abhängigkeit vom Format und von der Struktur mit Toleranzen behaftet und erfordert den apparativen Aufwand für den Siebdruck. Außerdem ist die Lotpaste relativ teuer.The production of spherical solder bumps using solder pastes Printing is dependent on the format and structure Tolerances and requires the equipment for screen printing. In addition, the solder paste is relatively expensive.

Bei der beispielsweise aus der US-A 5,284,287 bekannten Ap­ plikation von Kugeln werden vorgefertigte Lotkugeln von einem Sauggreifer, dessen Saugöffnungen in der Konfiguration der aufzuneh­ menden Lotkugeln angeordnet sind, aufgenommen, in ein Flußmittel getaucht und dann auf den Anschlußflächen abgesetzt und umgeschmolzen. Auch hier muß mit Toleranzen der vorgefertigten Lotkugeln gerech­ net werden, deren Herstellung außerdem mit relativ hohen Ko­ sten verbunden ist.In the case of the Ap. Known from US Pat. No. 5,284,287, for example Plication of balls are prefabricated solder balls from one  Suction gripper, the suction openings in the configuration of which to pick up Menden solder balls are arranged, taken up, immersed in a flux and then deposited on the pads and remelted. Also here must be in line with the tolerances of the prefabricated solder balls be net, the production of which also with relatively high Ko most connected.

Aus der US-Z IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 34, Nr. 11, 1992, Seiten 449 bis 450 ist es auch bereits bekannt, mit einem ge­ eigneten Schnittwerkzeug aus einer Lotfolie scheibchenförmige Lotformteile in der Konfiguration der Anschlußflächen eines Substrats auszuschneiden und die Lotformteile am unteren Ende des Schnitthubes direkt auf die zugeordneten Anschlußflächen des Substrats aufzusetzen. Bei einem derartigen direkten Auf­ setzen der ausgeschnittenen Lotformteile auf die Anschlußflä­ chen wird jedoch ein starker Druck auf das Substrat ausgeübt, so daß diese Methode für empfindliche Substrate oder für be­ reits mit Bauelementen bestückte Substrate weniger geeignet ist.From US-Z IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 34, No. 11, 1992, Pages 449 to 450 it is also already known with a ge suitable cutting tool from a solder foil disc-shaped Solder molded parts in the configuration of the pads Cut out substrate and the solder molded parts at the lower end of the cutting stroke directly to the assigned pads of the substrate. With such a direct opening place the cut solder mold parts on the connecting surface However, strong pressure is exerted on the substrate so that this method for sensitive substrates or for be substrates already equipped with components are less suitable is.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu­ grunde, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zum Auf­ bringen von kugelförmigen Lothöckern bzw. Balls auf flächig verteilte Anschlußflächen eines Substrats zu schaffen, bei welchem die Lothöcker in verschiedenen Legierungen und mit definiertem Volumen erzeugt werden können. Das Verfahren soll insbesondere auch das Aufbringen von kugelförmigen Lothöckern bzw. Balls auf empfindliche Substrate oder auf bereits mit Bauelementen bestückte Substrate ermöglichen.The invention specified in claim 1 addresses the problem reasons, a simple and economical procedure for opening bring from spherical solder bumps or balls to flat to create distributed pads of a substrate which the solder bumps in different alloys and with defined volume can be generated. The procedure is supposed to in particular the application of spherical solder bumps or balls on sensitive substrates or on already with Enable components with assembled substrates.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß aus einer Lotfolie scheibchenförmige Lotformteile ausgeschnitten werden können, die nach ihrer Positionierung auf den Anschlußflächen des Substrats auf einfache Weise zu kugelförmigen Lothöckern oder Balls umgeschmolzen werden können. Die ausgeschnittenen Lotformteile werden dabei zunächst in der Konfiguration des gewünschten Anschlußmusters angeordnet, worauf diese Anord­ nung in der Gesamtheit der endgültigen Anschlußkonfiguration von einem Vielfach-Sauggreifer aufgenommen und auf die zuge­ ordneten Anschlußflächen des Substrats abgesetzt wird.The invention is based on the knowledge that from a Solder foil disk-shaped solder shaped parts are cut out can, according to their positioning on the pads of the substrate in a simple way to spherical solder bumps or balls can be remelted. The cut out Solder molded parts are initially in the configuration of the desired connection pattern arranged, whereupon this arrangement all of the final port configuration  picked up by a multiple suction pad and fed to the ordered pads of the substrate is deposited.

Der Vielfach-Sauggreifer kann in der Konfiguration seiner Saugöffnungen auf die jeweilige Anwendung abgestimmt sein oder alle im Raster möglichen Saugöffnungen enthalten und spezielle Konfigurationen durch Zu- oder Abschalten speziel­ ler Saugkreisläufe realisieren. Der Vielfach-Sauggreifer kann ferner als eine Lochplatte oder eine Lochplatte mit einge­ setzten Saugnadeln ausgebildet sein. Jedenfalls hängen nach der Übernahme alle benötigten Lotformteile durch Saugluft in ihrer Position und werden zu ihrer Positionierung auf die zu­ geordneten Anschlußflächen des Substrats abgesetzt. Das Ab­ setzen der Lotformteile kann sehr schonend durch leichten An­ druck und Abschalten der Saugluft oder mit Unterstützung durch Druckluft erfolgen. Damit ist das erfindungsgemäße Ver­ fahren insbesondere für empfindliche Substrate oder solche Substrate geeignet, die auf der Oberseite bereits mit erhabe­ nen Bauelementen bestückt sind.The multiple suction cup can be configured in its Suction openings must be matched to the respective application or contain all possible suction openings in the grid and special configurations by switching on or off special Realize suction circuits. The multiple suction cup can further as a perforated plate or a perforated plate with set suction needles be formed. Anyway, lag behind the takeover of all required soldered parts by suction in their position and are positioning themselves towards the ordered pads of the substrate. The Ab The soldering parts can be set very gently by lightly pressure and switching off the suction air or with support done by compressed air. Thus, the Ver drive especially for sensitive substrates or such Suitable substrates that already have on the top NEN components are equipped.

Es ist auch möglich, die Lotformteile in einer Konfiguration anzuordnen, die nur einem Teil der Konfiguration der An­ schlußflächen des Substrats entspricht. In diesem Fall werden die Schritte der Bereitstellung der Lotformteile in einer Teilkonfiguration, der Übernahme der Teilkonfiguration und der Positionierung der Teilkonfiguration auf dem Substrat zwei- oder mehrfach durchgeführt.It is also possible to have the solder molded parts in one configuration to arrange, which is only part of the configuration of the An end faces of the substrate corresponds. In this case the steps of providing the solder molded parts in one Partial configuration, the transfer of the partial configuration and positioning the sub-configuration on the substrate performed two or more times.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Un claims specified.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ermöglicht durch die Kombi­ nation zylindrischer Schnittstempel mit kreisrunden Schnitt­ plattenlöchern die Herstellung sehr genauer Lotformteile. Das hält gleichzeitig die Werkzeugkosten gering, da die Schnitt­ platte des Schnittwerkzeugs auf einfache Weise durch Bohren hergestellt werden kann. The embodiment according to claim 2 enables the combination nation cylindrical die with circular cut plate holes for the production of very precise solder molded parts. The at the same time keeps tool costs low as the cut plate of the cutting tool in a simple manner by drilling can be manufactured.  

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ermöglicht es gezielt, ku­ gelförmige Anschlußhöcker bzw. Balls mit einem genau defi­ nierten Volumen bzw. Durchmesser zu erzeugen. So sind bei­ spielsweise Lote unterschiedlicher Legierungen als eng tole­ rierte Folien in verschiedenen Stärken in Bandform erhältlich oder können mit einfachen Mitteln zu solchen kalibriert wer­ den. Damit ist selbst bei nur einem Durchmesser der Schnitt­ stempel schon ein Spektrum späterer Lothöcker bzw. Balls ver­ schiedenen Durchmessers möglich.The training according to claim 3 enables targeted, ku gel-shaped connection bumps or balls with an exactly defi generated volume or diameter. So are at for example solders of different alloys as tight toles Film in various thicknesses is available in tape form or can be calibrated to such with simple means the. This makes the cut even with only one diameter stamp a spectrum of later solder bumps or balls different diameters possible.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 ermöglicht mit einfachen Mitteln die Bereitstellung von scheibchenförmigen Lotformtei­ len in einer gewünschten Konfiguration. Die benötigte Menge an Lotformteilen wird dabei in die Aufnahme-Löcher einer Ra­ sterplatte eingerüttelt, so daß sie dort locker im Raster der späteren Anordnung vorliegen und von dem Vielfach-Sauggreifer im gleichen Raster übernommen und auf das Substrat übertragen werden können.The embodiment according to claim 4 enables simple Means the provision of disk-shaped solder mold len in a desired configuration. The needed amount on solder molded parts is in the receiving holes of a Ra disk shaken so that it loosely there in the grid of later arrangement and from the multiple suction cup transferred in the same grid and transferred to the substrate can be.

Die besonders bevorzugte Weiterbildung nach Anspruch 5 begün­ stigt die Übertragung der ausgeschnittenen Lotformteile von dem Vielfach-Sauggreifer auf die zugeordneten Anschlußflä­ chen, da die Lotformteile am dort aufgebrachten Flußmittel lagerichtig kleben bleiben.Begün the particularly preferred training according to claim 5 starts the transfer of the cut solder form parts from the multiple suction cup on the assigned connection surface Chen, since the solder molded parts on the flux applied there stick in the correct position.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail below.

Es zeigenShow it

Fig. 1 ein Schnittwerkzeug zur Herstellung von scheibchen­ förmigen Lotformteilen, Fig. 1 shows a cutting tool for the production of disc-shaped solder preforms,

Fig. 2 das Einrütteln der gemäß Fig. 1 hergestellten Lot­ formteile in eine Rasterplatte, Fig. 2, the shaking in the FIG. 1 Lot moldings produced in a grid plate,

Fig. 3 die Übernahme sämtlicher in der Rasterplatte gemäß Fig. 2 bereitgestellten Lotformteile mit einem Viel­ fach-Sauggreifer, Fig. 3 shows the takeover of all solder preforms provided in the grid plate of FIG. 2 with a multi-vacuum gripper,

Fig. 4 das Positionieren der von dem Vielfach-Sauggreifer gemäß Fig. 3 aufgenommenen Lotformteile auf den zugeordne­ ten Anschlußflächen eines Substrats und Fig. 4, the positioning of the multiple suction pads according to FIG. 3 solder molded parts on the assigned pads of a substrate and

Fig. 5 das Substrat gemäß Fig. 4 mit den auf die Anschluß­ flächen abgesetzten und anschließend zu kugelförmigen Lothöckern umgeschmolzenen Lotformteilen. Fig. 5 shows the substrate of FIG. 4 with the soldered on the connection surfaces and then remelted into spherical solder bumps.

Fig. 1 zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstel­ lung einen Längsschnitt durch ein Schnittwerkzeug SW, welches aus einer Vielzahl von in einem Stempelhalter SH befestigten, zylindrischen Schnittstempeln SS und einer mit kreisrunden Löchern versehenen Schnittplatte SP besteht. Zwischen den Schnittstempeln SS und der Schnittplatte SP befindet sich ei­ ne bandförmige Lotfolie LF, die nach jedem Schnitthub in Richtung des Pfeiles PF1 vorwärts getaktet wird. Die Durch­ messer der Schnittstempel SS sind mit d bezeichnet, während die Stärke der Lotfolie LF mit s bezeichnet ist. Die in Viel­ fachanordnung mit engem Abstand angeordneten Schnittstempel SS schneiden bei jedem durch einen Doppelpfeil DPF1 angedeu­ teten Schnitthub eine Vielzahl von scheibchenförmigen Lot­ formteilen LT der Lotfolie LF aus. Die Lotformteile LT werden also bei guter Materialausnutzung mit geringen Materialkosten hergestellt. Fig. 1 shows a highly simplified schematic presen- tation of a longitudinal section through a cutting tool SW, which consists of a plurality of fixed in a punch holder SH, cylindrical cutting dies SS and a cutting plate SP provided with circular holes. Between the cutting punches SS and the cutting plate SP is a band-shaped solder foil LF, which is clocked forward in the direction of arrow PF1 after each cutting stroke. The diameter of the cutting punch SS is denoted by d, while the thickness of the solder foil LF is denoted by s. The cut punches SS arranged in multiple compartments with a narrow spacing cut out a multiplicity of disk-shaped solder molded parts LT of the solder foil LF for each cut stroke indicated by a double arrow DPF1. The solder molded parts LT are thus produced with good material utilization at low material costs.

Fig. 2 zeigt ebenfalls in stark vereinfachter schematischer Darstellung das Einrütteln der Lotformteile LT in die Aufnah­ me-Löcher einer mit RP bezeichneten Rasterplatte. Die im dar­ gestellten Beispiel in Form eines Haufens auf einer Platte P bereitgestellten Lotformteile LT fallen auf die vorstehend bereits erwähnte Rasterplatte RP, die zusammen mit einer Un­ terlage U in Richtung des Pfeiles PF2 einseitig angehoben ist und in Richtung des Doppelpfeiles DPF2 hin- und herbewegt wird. Durch die Schwingungen werden die Lotformteile LT in die Aufnahme-Löcher der Rasterplatte RP eingerüttelt, so daß sie dort locker im gesamten Anschlußraster eines herzustel­ lenden Ball Grid Arrays vorliegen. Die überschüssigen Lot­ formteile LT rutschen nach unten und können von Zeit zu Zeit wieder auf die Platte P gelegt werden. Fig. 2 also shows a highly simplified schematic representation of shaking the solder mold parts LT in the Aufnah me holes of a grid plate labeled RP. The solder mold parts LT provided in the example presented in the form of a heap on a plate P fall on the above-mentioned grid plate RP, which is raised on one side together with an underlay U in the direction of the arrow PF2 and moves back and forth in the direction of the double arrow DPF2 becomes. Due to the vibrations, the solder mold parts LT are shaken into the receiving holes of the grid plate RP, so that they are loosely present in the entire connection grid of a ball grid array to be manufactured. The excess solder molded parts LT slide down and can be put back on the plate P from time to time.

Anschließend wird gemäß Fig. 3 die Rasterplatte RP zusammen mit der Unterlage U wieder horizontal ausgerichtet, so daß die in den Aufnahme-Löchern bereitgestellen Lotformteile LT in der Gesamtheit des endgültigen Musters von einem Vielfach-Saug­ greifer VSG aufgenommen werden können. Die Saugöffnungen SO des Vielfach-Sauggreifers sind dabei in der Konfiguration der aufzunehmenden Lotformteile LT bzw. der Anschlußkonfigu­ ration des herzustellenden Ball Grid Arrays angeordnet. Die durch einen Pfeil PF3 angedeutete Saugluft bewirkt, daß an jeder einzelnen Saugöffnungen SO ein Lotformteil LT hängen­ bleibt und sämtliche Lotformteile LT unter Beibehaltung die­ ser Konfiguration transportiert werden können. Fig raster plate RP is then compounded. 3 again aligned horizontally with the base U, so that the ready frames into the receiving holes solder preforms LT can be included claw in the entirety of the final pattern of a multiple suction VSG. The suction openings SO of the multiple suction gripper are arranged in the configuration of the solder mold parts to be accommodated LT or the connection configuration of the ball grid array to be produced. The suction air indicated by an arrow PF3 causes a solder molded part LT to get caught at each individual suction opening SO and all solder molded parts LT can be transported while maintaining this configuration.

Gemäß Fig. 4 werden die vom Vielfach-Sauggreifer VSG aufge­ nommenen Lotformteile LT auf die mit einem Flußmittel be­ schichteten Anschlußflächen eines Substrats S abgesetzt. Das Absetzen auf die Anschlußflächen wird dabei sehr schonend mit Unterstützung durch Druckluft vorgenommen, die durch einen Pfeil PF4 angedeutet ist. Wird nun der Vielfach-Sauggreifer VSG angehoben, so bleiben die Lotformteile LT an dem auf die Anschlußflächen aufgebrachten Flußmittel kleben. In diesem Zustand ist das Substrat S bzw. der Gehäuseboden des Einzel­ chips oder des Multichipmoduls bereit zum Umschmelzen der Lotformteile LT. Das Aufbringen der zum Umschmelzen der Lot­ formteile LT erforderlichen Wärme kann beispielsweise über Laser, Infrarotenergie oder im Ofen erfolgen. Wichtig ist da­ bei lediglich, daß für eine gute Benetzung die Anschlußflä­ chen des Substrats S die Schmelztemperatur des Lotes errei­ chen. Beim Umschmelzen der Lotformteile LT nehmen diese gemäß Fig. 4 die Form von kugelförmigen Lothöckern LH an, die meist auch als Balls bezeichnet werden und das gewünschte Ball Grid Array BGA auf dem Substrat S bilden.According to FIG. 4, the set of the multi-vacuum gripper VSG recessed solder preforms are deposited on the LT be with a flux-coated pads of a substrate S. The deposit on the connection surfaces is carried out very gently with the help of compressed air, which is indicated by an arrow PF4. If the multiple suction cup VSG is now raised, the solder molded parts LT stick to the flux applied to the connection surfaces. In this state, the substrate S or the housing base of the individual chip or the multichip module is ready for remelting the solder molded parts LT. The application of the heat required for remelting the solder molded parts LT can take place, for example, using lasers, infrared energy or in the oven. The only important thing is that for a good wetting, the connection surfaces of the substrate S reach the melting temperature of the solder. Remelting the solder preforms LT take this as shown in FIG. 4, the form of spherical solder bumps to LH, which are usually also referred to as ball and the desired ball grid array BGA formed on the substrate S.

Bei dem vorstehend anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterten Verfahren zum Aufbringen von kugelförmigen Lothöckern LH auf flächig verteilte Anschlußflächen eines Substrats S wird das Volumen der Lothöcker LH durch die Stärke s der Lotfolie LF und/oder durch den Durchmesser d der Schnittstempel SS defi­ niert. Bei den nach dem geschilderten Verfahren herstellbaren Ball Grid Arrays BGA kommt man mit einer Rasterplatte RP und einem Vielfach-Sauggreifer VSG je Rastermaß aus, wobei Raster von 2 mm, von 1,5 mm und von 1,27 mm üblich sind.In the method explained above with reference to FIGS. 1 to 4 for applying spherical solder bumps LH to areally distributed connection surfaces of a substrate S, the volume of the solder bumps LH is defined by the thickness s of the solder foil LF and / or by the diameter d of the cutting stamp SS . The Ball Grid Arrays BGA that can be produced according to the described method can be used with a grid plate RP and a multiple suction pad VSG per grid dimension, grids of 2 mm, 1.5 mm and 1.27 mm being common.

Claims (5)

1. Verfahren zum Aufbringen von kugelförmigen Lothöckern (LH) auf flächig verteilte Anschlußflächen eines Substrats (S), insbesondere zur Herstellung von Ball Grid Arrays (BGA) mit folgenden Schritten:
  • a) Ausschneiden von scheibchenförmigen Lotformteilen (LT) aus einer Lotfolie (LF);
  • b) Bereitstellung der scheibchenförmigen Lotformteile (LT) in einer Konfiguration, die zumindest einem Teil der Kon­ figuration der Anschlußflächen des Substrats (S) ent­ spricht;
  • c) Übernahme sämtlicher im Schritt b) bereitgestellten Lot­ formteile (LT) mit einem Vielfach-Sauggreifer (VSG), des­ sen Saugöffnungen (SO) in der Konfiguration der aufzuneh­ menden Lotformteile (LT) angeordnet sind;
  • d) Positionieren der im Schritt c) übernommenen Lotformtei­ le (LT) auf den zugeordneten Anschlußflächen des Substrats (S);
  • e) Umschmelzen der Lotformteile (LT) zu kugelförmigen Lothöckern (LH).
1. Method for applying spherical solder bumps (LH) to areally distributed connection surfaces of a substrate (S), in particular for the production of ball grid arrays (BGA) with the following steps:
  • a) cutting out disk-shaped solder molded parts (LT) from a solder foil (LF);
  • b) providing the disk-shaped solder mold parts (LT) in a configuration which speaks at least part of the configuration of the connection surfaces of the substrate (S);
  • c) Takeover of all solder parts (LT) provided in step b) with a multiple suction gripper (VSG), whose suction openings (SO) are arranged in the configuration of the solder parts (LT) to be taken up;
  • d) positioning the solder form parts (LT) taken over in step c) on the assigned connection surfaces of the substrate (S);
  • e) remelting the solder molded parts (LT) to spherical solder bumps (LH).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausschneiden der scheibchenförmigen Lotformteile (LT) ein Schnittwerkzeug (SW) verwendet wird, das zylindrische Schnittstempel (SS) und eine Schnittplatte (SP) mit kreisrun­ den Löchern besitzt.2. The method according to claim 1, characterized, that for cutting out the disk-shaped solder molded parts (LT) a cutting tool (SW) is used, the cylindrical Cutting stamp (SS) and a cutting plate (SP) with circular run the holes. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der kugelförmigen Lothöcker (LH) durch die Stärke (s) der Lotfolie (LF) und/oder den Durchmesser (d) der Schnittstempel (SS) beeinflußt wird.3. The method according to claim 2, characterized, that the volume of the spherical solder bumps (LH) by the Thickness (s) of the solder foil (LF) and / or the diameter (d) of the Cutting stamp (SS) is affected. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotformteile (LT) im Schritt b) in die Aufnahme-Löcher einer Rasterplatte (RP) eingerüttelt werden, deren Lochkonfiguration zumindest einem Teil der Konfiguration der Anschlußflächen des Substrats (S) entspricht.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized,  that the solder molded parts (LT) in step b) in the receiving holes a grid plate (RP), whose Hole configuration at least part of the configuration of the Pads of the substrate (S) corresponds. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lotformteile (LT) im Schritt d) auf den zuvor mit Flußmittel beschichteten Anschlußflächen des Substrats (S) abgesetzt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the solder molded parts (LT) in step d) with the previously Flux-coated pads of the substrate (S) be dropped off; be discontinued; be deducted; be dismissed.
DE19535622A 1995-09-25 1995-09-25 Solder bead application system for substrate termination surfaces Expired - Fee Related DE19535622C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19535622A DE19535622C1 (en) 1995-09-25 1995-09-25 Solder bead application system for substrate termination surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19535622A DE19535622C1 (en) 1995-09-25 1995-09-25 Solder bead application system for substrate termination surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19535622C1 true DE19535622C1 (en) 1996-09-12

Family

ID=7773130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19535622A Expired - Fee Related DE19535622C1 (en) 1995-09-25 1995-09-25 Solder bead application system for substrate termination surfaces

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19535622C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19754874A1 (en) * 1997-12-10 1999-06-24 Siemens Ag Converting substrate with edge contacts into ball grid array
DE19739481C2 (en) * 1997-04-11 2001-02-22 Fraunhofer Ges Forschung Device and method for simultaneously applying and remelting a plurality of solder balls to a substrate
EP2047725A1 (en) * 2006-08-03 2009-04-15 Showa Denko K.K. Production method of solder circuit board
US8109432B2 (en) 2005-07-11 2012-02-07 Showa Denko K.K. Method for attachment of solder powder to electronic circuit board and solder-attached electronic circuit board
US8123111B2 (en) 2005-03-29 2012-02-28 Showa Denko K.K. Production method of solder circuit board
CN105035402A (en) * 2015-05-26 2015-11-11 杭州娃哈哈集团有限公司 Multi-sucker boxing mechanism for canned drink

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5284287A (en) * 1992-08-31 1994-02-08 Motorola, Inc. Method for attaching conductive balls to a substrate

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5284287A (en) * 1992-08-31 1994-02-08 Motorola, Inc. Method for attaching conductive balls to a substrate

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IBM TDB, 1992, Vol. 34, Nr. 11, S. 449-450 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19739481C2 (en) * 1997-04-11 2001-02-22 Fraunhofer Ges Forschung Device and method for simultaneously applying and remelting a plurality of solder balls to a substrate
DE19754874A1 (en) * 1997-12-10 1999-06-24 Siemens Ag Converting substrate with edge contacts into ball grid array
US8123111B2 (en) 2005-03-29 2012-02-28 Showa Denko K.K. Production method of solder circuit board
US8109432B2 (en) 2005-07-11 2012-02-07 Showa Denko K.K. Method for attachment of solder powder to electronic circuit board and solder-attached electronic circuit board
EP2047725A1 (en) * 2006-08-03 2009-04-15 Showa Denko K.K. Production method of solder circuit board
EP2047725A4 (en) * 2006-08-03 2010-05-26 Showa Denko Kk Production method of solder circuit board
CN105035402A (en) * 2015-05-26 2015-11-11 杭州娃哈哈集团有限公司 Multi-sucker boxing mechanism for canned drink

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69133558T2 (en) Semiconductor chip assembly and method for its manufacture
DE102006004788B4 (en) Semiconductor device and manufacturing process for this
DE2601765A1 (en) MICROBALL MADE OF SOLDER MATERIAL WITH A METALLIC CORE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME
EP1747706A2 (en) Support with solder globule elements and a method for assembly of substrates with globule contacts
DE102006024213A1 (en) Chip e.g. pure silicon wafer, manufacturing method for use during e.g. assembly of ball grid array component, involves providing chip with contact surface, applying contact bump on contact surface, and applying soldering material on bump
EP0358867A1 (en) Flip-chip mounting with a solder barrier layer made from oxidisable metal
DE1807615A1 (en) Process for forming and fastening fastening points on workpieces
DE102008011631A1 (en) Electronic device and assembly process for electronic components
DE102020122929A1 (en) BALL GRID ARRANGEMENT (BGA) HOUSING WITH VARIATED BALLS
EP0948813B1 (en) Chip module and method for producing the same
EP2361001A1 (en) Soldering mask for wave soldering and method for selective soldering of individual components of a circuit board in a wave soldering machine
DE60207282T2 (en) CAPTURE THE CONNECTION LOT TO MAINTAIN THE ACCURACY OF THE CONNECTION POSITION
DE19535622C1 (en) Solder bead application system for substrate termination surfaces
EP3850924A1 (en) Method for producing a circuit board assembly, and circuit board assembly
DE19702014A1 (en) Chip module and method for producing a chip module
DE2221886A1 (en) Connection piece for semiconductor circuit components and method for connecting a semiconductor circuit component
DE19920445B4 (en) Ultra-high-density integrated circuit semiconductor device stacking device and method of making the same
DE4410179C1 (en) Method for accommodating an electrical component
WO2021219538A1 (en) Assembly with an electronic component which is arranged on a printed circuit board, and method for producing such an assembly
DE19807279C2 (en) Method for manufacturing an electronic component
DE10341186A1 (en) Method and device for contacting semiconductor chips
DE4333956A1 (en) Method for attaching integrated circuit chips with a TAB structure to a substrate
DE102019125262A1 (en) METHOD FOR PRODUCING AN ELECTRONIC BOARD AND ASSEMBLY FILM
DE10117797C2 (en) Mounting device and method for building an electronic component
DE1945899A1 (en) Semiconductor device and method for making the same

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee