CZ2017487A3 - Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky pomocí šablony a šablona k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky pomocí šablony a šablona k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2017487A3 CZ2017487A3 CZ2017-487A CZ2017487A CZ2017487A3 CZ 2017487 A3 CZ2017487 A3 CZ 2017487A3 CZ 2017487 A CZ2017487 A CZ 2017487A CZ 2017487 A3 CZ2017487 A3 CZ 2017487A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- template
- solder
- housing
- spherical
- preforms
- Prior art date
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 99
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 11
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 9
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 9
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 4
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- H01L2224/11001—Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate
- H01L2224/11005—Involving a temporary auxiliary member not forming part of the manufacturing apparatus, e.g. removable or sacrificial coating, film or substrate for aligning the bump connector, e.g. marks, spacers
Landscapes
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Abstract
Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů (10) na pouzdře (7) elektronické součástky, při kterým se používá šablona (1) s kruhovými otvory (5) pro uložení pájkových kulových preforem (6) na pájecí plošky (8) pouzdra. Podle vynálezu se tato šablona umístí do výšky 0 ≤ h ≤ 9/10 d, kde (d) je průměr pájkové kulové preformy (6), a pájení se provádí přímým ohřevem samotného tělesa šablony (1), od které se ohřívají preformy (6). Prostředek pro ohřev šablony (1) je tvořen např. topným elementem (2) nebo reaktivní vrstvou (12) na povrchu nebo uvnitř šablony (1).
Description
Oblast techniky
Vynález se týká montáže pouzder elektronických součástek na povrch desky plošného spoje tzv. pájením přetavením, konkrétně se týká vytvoření pájkových kulových vývodů na těchto pouzdrech.
Dosavadní stav techniky
Elektronické součástky se na povrch desek plošných spojů osazují tzv. povrchovou montáží, označenou zkratkou SMT (z angl. surface mount technology), kde se elektronické součástky pájením osazují přímo na povrch nebo na povrchy plošného spoje, který je zpravidla vícevrstvý. Tyto elektronické součástky se označují zkratkou SMD (z angl. surface mount device). SMD součástky jsou dodávány v různých velikostech v pouzdrech, jejichž tvar a velikost se liší podle druhu SMD součástek.
Tzv. BGA pouzdro (z angl. balí grid array) je typ pouzdra integrovaného obvodu pro povrchovou montáž SMT. Vyznačuje se tím, že spodní strana obvodu je pokryta kontakty do tvaru pravoúhlé mřížky. Tato mřížka nemusí být zcela pravidelná, některé části mohou být vynechány. Na jednotlivé kontakty resp. jejich pájecí plošky se napájí kuličky, což jsou pájkové preformy kulového tvaru, které tvoří pájkové kulové vývody BGA pouzdra a po zapájení tvoří vodič mezi plošným spojem a BGA pouzdrem. Výhoda tohoto typu pouzdra spočívá v úspoře místa. Veškeré spoje jsou pod pouzdrem.
Ktzv. pájení přetavením, které je označováno také jako reflow technologie, se používají různé postupy. Nejčastějším způsobem je ohřev infrazářením nebo konvekcí v průběžném pájecím zařízení. Desky plošných spojů, označované zkratkou PCB (z angl. printed circuit board) prochází na lineárním dopravníku přetavovací pecí, kde procházejí několika teplotními zónami. Ohřev je také možné provést pomocí speciální pájecí formy, která má tvarované výstupky dosedající na kontakty součástek a je odporově vyhřívaná. Ohřev se také provádí horkovzdušně, tzn. rozvodem ohřátého vzduchu systémem trysek přímo na místo pájení. Známé je také kondenzační pájeni, pájení laserem a jiné způsoby.
-ZPro pouzdra integrovaných obvodů, např. pro BGA pouzdra, se používá několik známých postupů vytváření pájkových kulových vývodů. Jedním ze známých způsobů je použití šablony s kruhovými otvory, popsané např. ve zveřejněné přihlášce vynálezu US 2005/0189401 A1. Šablona má kruhové resp. válcové otvory pro osazení pájkových kulových preforem na požadované pozice a v požadovaném rastru odpovídajícím typu pouzdra a počtu a poloze kontaktů resp. pájecích plošek na pouzdře. Průměr otvorů je větší než průměr pájkových preforem, takže kulička šablonou projde až na pájecí plošku. Šablony slouží jak pro přesné osazení kulových preforem před pájením, tak i pro fixaci preforem a zabránění zkratu a posunutí preforem během vlastního procesu pájení.
Proces vytvoření pájkových kulových vývodů probíhá v několika krocích. V prvním kroku se umístí šablona s kruhovými otvory do fixačního přípravku s ohraničujícím rámem. Tento rám slouží pro zabránění pájkovým kulovým preformám dostat se do polohy mimo šablonu. Pod šablonu se umístí pouzdro BGA bez kulových vývodů tak, aby poloha pájecích plošek na pouzdře odpovídala umístění kruhových otvorů v šabloně. Druhým krokem je nasypání pájkových kulových preforem do prostoru rámu. Pomocí nástroje nebo periodickým pohybem rámu dojde k umístění pájkových kulových preforem do všech otvorů šablony tak, že je každý otvor zaplněn právě jednou pájkovou kulovou preformou. Následně projde pouzdro se šablonou osazenou pájkovými kulovými preformami pájecím procesem, při kterém se nepřímo ohřívá celá sestava. Nepřímý ohřev šablony včetně BGA pouzdra je zpravidla horkovzdušný, ale může být realizován i jinou známou formou pájení přetavením. Po zapájení pájkových kulových preforem se šablona opatrně odstraní. Výsledkem celého procesu je vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře BGA.
Nevýhoda tohoto známého způsobu a zařízení spočívá v tom, že proces je energeticky náročný a vtom, že tepelné zátěži je vystaveno i vlastní pouzdro BGA, což je nežádoucí.
Zveřejněná přihláška vynálezu KR 20050011454 A navrhuje pro osazení vývodů namísto šablony nanesení pájkových preforem pomocí tiskové technologie, přičemž * · • · » · • · • · • · · neřeší problém přesného osazení pouzder. Ohřev je nepřímý, tzn. ohřívá se celá sestava, stejně jako u výše popsaného stavu techniky.
Zveřejněná přihláška vynálezu KR^0050063858 používá k osazení kulových vývodů BGA pouzder výše popsanou šablonu, která je opatřena polohovacím zařízením pro nastavení její polohy v horizontálním a vertikálním směru, a magnety pro fixaci nastavené polohy. Ohřev celé sestavy je nepřímý.
Úkolem vynálezu je odstranit výše uvedené nedostatky řešení známých ze stavu techniky, a vytvořit způsob a zařízení pro vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdrech elektronických součástek, jehož předností by byla malá spotřeba energie a snížená tepelná zátěž vlastního pouzdra, resp. elektronické součástky spojené s pouzdrem.
Podstata vynálezu
Tento úkol je vyřešen novým způsobem vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky a šablonou k provádění tohoto způsobu, podle předloženého vynálezu.
Při vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky se postupuje tak, že se nejprve nad pouzdro umístí šablona s kruhovými otvory tak, aby polohy otvorů odpovídaly polohám pájecích plošek na pouzdře. Následně se do otvorů vpraví pájkové kulové preformy, a nakonec se ohřevem a připájením pájkových kulových preforem na pájecí plošky vytvoří pájkové kulové vývody pouzdra. Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že šablona se umístí do výšky 0 ž h £ 9/10 d nad pájecími ploškami pouzdra, kde d je průměr pájkové kulové preformy. Ohřev a pájení pájkových kulových preforem se následně provádí přímým ohřevem samotného tělesa šablony nad teplotu tavení pájky v rozmezí od 30 do 3000 °C, přičemž dochází k roztavení pájkových kulových preforem se sníženým tepelným ovlivněním elektronické součástky v pouzdře. Tepelné zatížení pouzdra je oproti dosavadním způsobům ohřevu nižší i v případě, že šablona je položena přímo na pouzdře. V důsledku toho, že se ohřívá jen vlastní těleso šablony, je také dosaženo celkově —- *-γ * · « · · · · · « · ’ · · t ♦ ····· ·· ·« · · · * ·· ··· e e ··· ··· · · nižší spotřeby energie při pájení. Ohřev šablony může být prováděn několika výhodnými způsoby.
První výhodný způsob ohřevu spočívá v tom, že ohřev šablony se provádí pomocí alespoň jednoho topného elementu uspořádaného uvnitř šablony nebo na jejím povrchu. Topným elementem může být např. tlustovrstvá elektricky vodivá pasta nebo jiný vhodný topný prostředek.
Druhý výhodný způsob ohřevu spočívá v tom, že šablona je z elektricky vodivého materiálu, s výhodou z nerezové oceli, a nahřátí šablony se provádí průchodem elektrického proudu materiálem šablony. Těleso šablony tak samo funguje jako odporový topný element.
Další výhodný způsob ohřevu spočívá v tom, že na povrchu nebo uvnitř šablony je reaktivní vrstva, vyvolávající katalytickou exotermickou reakci ve styku s topným plynem, a reaktivní vrstva je tímto topným plynem ofukována.
Další výhodný způsob ohřevu je takový, že šablona je z elektricky vodivého materiálu, s výhodou z nerezové oceli, a nahřátí šablony se provádí elektrickou indukcí, kdy kolem šablony je umístěna indukční cívka napájená střídavým proudem o vysoké frekvenci.
Pro správné umístění pájkových kulových preforem je výhodné, že šablona je umístěna ve výšce h < 1/3 d nad pájecími ploškami pouzdra, kde je vzdálenost šablony optimální pro vedení preforem a přenos tepla.
Předmětem vynálezu je také šablona pro vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky, která je opatřena prostředkem pro ohřev tělesa šablony nad teplotu tavení pájky pájkových kulových preforem, přičemž tento prostředek je tvořen alespoň jedním topným elementem uspořádaným uvnitř šablony nebo na jejím povrchu, nebo je tento prostředek tvořen elektricky vodivým materiálem šablony a zdrojem elektrického proudu připojeným k tělesu šablony, nebo je tento prostředek tvořen reaktivní vrstvou uspořádanou uvnitř šablony nebo na jejím povrchu pro katalytickou exotermickou reakci ve styku s topným plynem, nebo je tento prostředek tvořen elektricky vodivým materiálem šablony a indukční cívkou uspořádanou vně šablony.
V jednom výhodném provedení šablony je na jejím horním povrchu odnímatelně připevněna nebo položena krycí deska tak, aby zakrývala shora kruhové otvory pro pájkové kulové preformy v šabloně, přičemž krycí deska je vytvořena ze stejného materiálu jako šablona nebo z materiálu odolávajícímu teplotám nad teplotou tavení pájky v rozmezí od 30 do 3000 °C. Krycí deska brání odvodu tepla nad šablonou a zadržuje teplo v oblasti šablony s pájkovými kulovými preformami. Zároveň omezuje přístup vzduchu resp. kyslíku.
V jiném výhodném provedení šablony je krycí deska opatřena soustavou odvětrávacích otvorů, jejichž poloha odpovídá polohám kruhových otvorů v šabloně. Odvětrávací otvory slouží k odvodu odpařeného tavidla při procesu pájení. Odvětrávací otvory jsou s výhodou kruhového tvaru a jejich průměr je menší než průměr kruhových otvorů šablony.
Předmětem vynálezu je rovněž sestava pouzdra elektronické součástky určeného pro osazení pájkovými kulovými vývody a šablony pro vytvoření pájkových kulových vývodů, jejíž podstata spočívá v tom, že šablona je nad pouzdrem umístěna ve výšce 0 h < 9/10 d, kde (d) je průměr pájkových kulových preforem.
Výhody způsobu a zařízení podle vynálezu spočívají zejména v tom, že při pájení se neohřívá celá sestava pouzdra a šablony, takže se snižuje energetická náročnost celého procesu, a také v tom, že při ohřevu samotného tělesa šablony dochází k menšímu tepelnému zatížení pouzdra resp. elektronické součástky v pouzdře, než je tomu u známých způsobů pájení pájkových kulových preforem. Další výhoda spočívá v tom, že pro pájecí proces není potřeba pořizovat drahé zařízení pro kontinuální nepřímý ohřev.
-G•β «··· ··» • c · · ·· a • · · · · · ·· • a · · ·· ·· ··· ··· · ·
Objasnění výkresů
Vynález bude blíže objasněn pomocí výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 nárys šablony s topným elementem na povrchu šablony, obr. 2 řez sestavou pouzdra a šablony s topným elementem podle obr. 1, obr. 3 řez sestavou pouzdra a šablony s krycí deskou a s topným elementem podle obr. 1, obr. 4 nárys krycí desky s odvětrávacími otvory, obr. 5 řez sestavou pouzdra, šablony a krycí desky s odvětrávacími otvory, obr. 6 nárys šablony s prostředkem pro ohřev tělesa šablony, tvořeným reaktivní vrstvou, obr. 7 řez sestavou pouzdra a šablony s reaktivní vrstvou, se znázorněním přívodu topného plynu, obr. 8 nárys šablony s topným elementem uspořádaným uvnitř šablony, obr. 9 řez šablonou podle obr. 8, obr. 10 řez hotovými pájkovými kulovými vývody na pájecích ploškách pouzdra, obr. 11 nárys šablony s indukční cívkou, obr. 12 řez šablonou podle obr. 11.
Příklady uskutečnění vynálezu
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní případy uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoliv jako omezení vynálezu na uvedené příklady. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zajistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.
Na obr. 1 a obr. 2 je znázorněna základní sestava pouzdra 7 elektronické součástky, konkrétně BGA pouzdra, které je opatřeno pájecími ploškami 8. Nad pouzdrem 7 je pomocí nezobrazeného polohovacího systému uspořádána šablona 1 z keramického materiálu, která je umístěna ve výšce h nad pouzdrem 7. Šablona 1 je opatřena kruhovými otvory 5 s průměrem dk, jejichž poloha a rozmístění odpovídá polohám a « >
• · • · • « » tm «9 · » 9 · ·
9»· • · • 9 · • 9 · 9 · rozmístění pájecích plošek 8. V kruhových otvorech 5 jsou osazeny pájkové kulové preformy 6 s průměrem d dosedající na pájecí plošky 8, ke kterým se připájí, jakmile se šablona 1 ohřeje nad teplotu tavení pájky, přičemž k přenosu tepla ze šablony 1 na pájkové kulové preformy 6 dochází radiací, nenucenou konvencí a v místě dotyku i kondukcí ze stěn kruhových otvorů 5, ve kterých jsou pájkové kulové preformy 6 osazeny.
Šablona je v příkladu provedení zobrazeném na obr. 1 a obr. 2 opatřena prostředkem pro ohřev tvořeným topným elementem 2 uspořádaným na povrchu šablony 1. Topný element 2 je tvořen odporovou tlustovrstvou vrstvou, která vykazuje elektrický odpor a je připojena pomocí kontaktů 3 a přívodních vodičů 4 k nezobrazenému zdroji elektrického proudu (I). Odporová vrstva má složení RuO2 + skelná frita, nebo jiné odborníkovi známé a vhodné složení. Topný element 2 může být tvořen i elektricky vodivou tlustovrstvou pastou, která se běžně používá jako materiál pro vodivé kontakty, např. z materiálu Ag + skelná frita, Au + skelná frita, AgPd + skelná frita, a jiné. Je potřeba počítat s tím, že vodivá pasta má menší elektrický odpor než odporová vrstva, a podle toho dimenzovat geometrii topného elementu 2 i výkon zdroje. Kromě past mohou být jako topné elementy 2 využity i elektricky vodivé vrstvy nanášené vakuovanými technologiemi jako napařování a naprašování. Šablona 1 může být vyrobena z materiálu SiC nebo z jiného vhodného materiálu.
V konkrétním příkladu provedení pro průměr pájkových kulových preforem 6 d = 0,25 mm je šablona 1 umístěna ve výšce h = 0,08 až 0,09 mm.
Horní hranice pro umístění šablony 1 je h = 9/10 d, ale optimálně je šablona 1 umístěna ve výšce h < 1/3 d nad pouzdrem 7, tj. ve výšce 0,083 mm, protože v této výšce dochází k optimálnímu poměru přesnosti umístění preformy 6 a přenosu tepla při pájení.
Stejné výškové poměry pak platí i u dalších níže popsaných příkladů uskutečnění vynálezu.
Na obr. 3 je znázorněn příklad provedení s topným elementem 2 na povrchu šablony 1, stejně jako na obr. 1 a obr. 2, ale na povrchu topného elementu 2 je navíc položena krycí deska 9, vytvořená také z keramického materiálu, která zakrývá kruhové otvory • * ♦ 9 • » • 9 9 · s pájkovými kulovými preformami 6 a brání úniku tepla při procesu pájení, případně vyskočení pájkových kulových preforem 6 při ohřevu.
Na obr. 4 a obr. 5 je znázorněna krycí deska 9 s odvětrávacími otvory 11, které jsou při uložení krycí desky 9 na šablonu 1 rozmístěny nad kruhovými otvory 5 s preformami 6. Kruhové otvory 5 mají průměr dk = 0,03 mm, ale v zásadě mohou mít různé průměry. Výhodné je, když platí do < dk, protože pak odvětrávací otvory 11 dobře plní svou funkci při odvodu odpařeného tavidla, ale zároveň brání nadměrnému úniku tepla z pájecího prostoru.
Na obr. 6 a obr. 7 je znázorněn jiný příklad provedení prostředku pro ohřev šablony 1, a to pomocí reaktivní vrstvy 12 vykazující katalytickou exotermickou reakci při styku s topným plynem 13. Reaktivní vrstva 12 je nanesena na povrchu šablony 1 a z přívodu 14 je veden topný plyn 13 směrem na povrch šablony 1., kde v důsledku probíhající exotermické reakce vzniká teplo, šablona 1 se ohřívá a probíhá proces pájení. Jako reaktivní vrstvu 12 lze využít např. platinovou vrstvu, jako topný plyn 13 např. metan.
Na obr. 8 a obr. 9 je znázorněn příklad prostředku pro ohřev šablony 1 s topným elementem 2 uspořádaným uvnitř tělesa šablony l Šablona 1 je z keramického korundového materiálu a je vytvořena jako třívrstvý sendvič, kde topný element 2 tvoří prostřední vrstvu. Šablona 1 je opatřena kontakty 3 pro přívod elektrického proudu I. Šablona 1 může být také z nerezového materiálu. Topný element 2 může být tvořen např. odporovou tlustovrstvou vrstvou nebo elektricky vodivou vrstvou jako na obr. 1 a obr. 2, reaktivní vrstvou 12 jako na obr. 6 a obr. 7, nebo jakýmkoli vhodným topným tělesem, které lze integrovat do tělesa šablony 1..
V jiném znázorněném příkladu provedení je šablona 1. vyrobena z elektricky vodivého materiálu, např. z nerezové oceli. K šabloně 1 jsou připojeny kontakty 3 a přívody 4 od zdroje elektrického proudu I. Průchodem elektrického proudu I se ohřívá vlastní těleso šablony 1 na teplotu potřebnou k pájení pájkových kulových preforem 6. Toto řešení je vhodné hlavně jako zjednodušené provedení šablony 1 z pohledu ceny a procesních kroků při výrobě. Také je toto řešení výhodné z pohledu zavedené výroby šablon z nerezového materiálu pro vytváření pájkových kulových vývodů 10 na elektronických pouzdrech 7 z pájkových kulových preforem.
-9• ·
Na obr. 11a obr. 12 je znázorněn ještě další příklad provedení prostředku pro ohřev šablony 1, kde šablona 1 je také z elektricky vodivého materiálu, např. z nerezové oceli. Kolem šablony 1. je vedeno vinutí indukční cívky 15, která je pomocí přívodů 16 připojena k nezobrazenému zdroji střídavého elektrického proudu I. Šablona 1 se ohřívá elektrickou indukcí.
Šablona 1 a krycí deska 9 může být vyrobena rovněž z keramických materiálů nebo z nerezové oceli, případně z jiného pro pájku nesmáčivého materiálu nebo smáčivého materiálu, který je opatřen povrchovou úpravou z materiálu nesmáčivého pro pájku, např. teflonu, povrchového oxidu vznikajícího na povrchu oceli, apod.
Při vytvoření pájkových kulových vývodů 10, které jsou znázorněny na obr. 10, se postupuje tak, že se nejprve nad pouzdro 7 elektronické součástky umístí šablona 1 do předem zvolené polohy a výšky h pomocí nezobrazeného polohovacího systému, aby byla splněna podmínka 0 h 9/10 d. Následně se do kruhových otvorů 5 v šabloně 1 vpraví běžným postupem pájkové kulové preformy 6, a případně se na šablonu 1 umístí krycí deska 9 plná nebo opatřená odvětrávacími otvory 11.. Ohřev a pájení pájkových kulových preforem 6 na pájecí plošky 8 se provádí přímým ohřevem samotného tělesa šablony 1 nad teplotu tavení pájky v rozmezí od 30 do 3000 °C, podle druhu použité pájky. Připájením pájkových kulových preforem 6 na pájecí plošky 8 dojde k vytvoření pájkových kulových vývodů 10 na pouzdře 7 elektronické součástky.
Přímý ohřev šablony 1 se provádí některým z výše popsaných prostředků pro ohřev. Následně se opatrně sejme šablona 1, případně šablona 1 s krycí deskou 9 z pouzdra
7.
Průmyslová využitelnost
Způsob a šablonu podle vynálezu lze využít v oblasti přípravy pouzder elektronických součástek pro montáž na povrch desky plošného spoje tzv. pájením přetavením,
konkrétně pro vytvoření a umístění pájkových kulových vývodů na těchto pouzdrech do správných míst.
IQ
-11• · ·· • ·· · • 9
Přehled vztahových značek na výkresech šablona topný element kontakty topného elementu přívodní vodiče topného elementu otvory v šabloně pájková kulová preforma pouzdro elektronické součástky pájecí ploška krycí deska pájkový kulový vývod odvětrávací otvor exotermní vrstva topný plyn přívod topného plynu indukční cívka přívod střídavého proudu
I elektrický proud d průměr pájkové kulové preformy do průměr odvětrávacích otvorů v krycí desce dk průměr kruhových otvorů v šabloně
Claims (11)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů (10) na pouzdře (7) elektronické součástky, při kterém se nad pouzdro (7) umístí šablona (1) s kruhovými otvory (5) tak, aby polohy otvorů (5) odpovídaly polohám pájecích plošek (8) na pouzdře (7), následně se do otvorů (5) vpraví pájkové kulové preformy (6), a nakonec se ohřevem a připájením pájkových kulových preforem (6) na pájecí plošky (8) vytvoří pájkové kulové vývody (10) pouzdra (7), vyznačující se tím, že šablona (1) se umístí do výšky (h) nad pájecími ploškami (8) pouzdra (7), přičemž platí 0 £ h < 9/10 d, kde (d) je průměr pájkové kulové preformy (6), a ohřev a pájení pájkových kulových preforem (6) se provádí přímým ohřevem samotného tělesa šablony (1) nad teplotu tavení pájky v rozmezí od 30 do 3000 °C, při kterém dochází k roztavení pájkových kulových preforem (6) za sníženého tepelného ovlivnění elektronické součástky v pouzdře (7).
- 2. Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů podle nároku 1, vyznačující se tím, že ohřev šablony (1) se provádí pomocí alespoň jednoho topného elementu (2) uspořádaného uvnitř šablony (1) nebo na jejím povrchu.
- 3. Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů podle nároku 1, vyznačující se tím, že šablona (1) je z elektricky vodivého materiálu, s výhodou z nerezové oceli, a ohřev šablony (1) se provádí průchodem elektrického proudu materiálem šablony (1).
- 4. Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů podle nároku 1, vyznačující se tím, že ohřev šablony (1) se provádí tak, že na povrchu nebo uvnitř šablony (1) je reaktivní vrstva (12), vykazující katalytickou exotermickou reakci ve styku s topným plynem (13), a reaktivní vrstva (12) je tímto topným plynem (13) ofukována.
- 5. Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů podle nároku 1, vyznačující se tím, že šablona (1) je z elektricky vodivého materiálu, s výhodou z nerezové oceli,-13· · · ·· · * . . . -·· ···· • · · · · · ·· * · • · · ·· · · •· ··· ·· ··· ··· «· a ohřev šablony (1) se provádí elektrickou indukcí, kdy kolem šablony (1) je umístěna indukční cívka (15) napájená střídavým proudem o vysoké frekvenci.
- 6. Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů podle nároku 1, vyznačující se tím, že šablona (1) je umístěna ve výšce 0 á h š 1/3 d nad pájecími ploškami (8) pouzdra (7).
- 7. Šablona (1) pro vytvoření pájkových kulových vývodů (10) na pouzdře (7) elektronické součástky způsobem podle některého z nároků 1 až 6, opatřená soustavou kruhových otvorů (5) pro umístění pájkových kulových preforem (6) do poloh odpovídajících polohám pájkových plošek (8) na pouzdře (7), vyznačující se tím, že je opatřena prostředkem pro ohřev tělesa šablony (1) nad teplotu tavení pájky pájkových kulových preforem (6), přičemž tento prostředek je tvořen alespoň jedním topným elementem (2) uspořádaným uvnitř šablony (1) nebo na jejím povrchu, nebo je tento prostředek tvořen elektricky vodivým materiálem šablony (1) a zdrojem elektrického proudu (I) připojeným k tělesu šablony (1), nebo je tento prostředek tvořen reaktivní vrstvou (12) uspořádanou uvnitř šablony (1) nebo na jejím povrchu pro katalytickou exotermickou reakci ve styku s topným plynem (13), nebo je tento prostředek tvořen elektricky vodivým materiálem šablony (1) a indukční cívkou (15) uspořádanou vně šablony (1).
- 8. Šablona (1) podle nároku 7, vyznačující se tím, že na jejím horním povrchu je odnímatelně připevněna nebo položena krycí deska (9) tak, aby zakrývala shora kruhové otvory (5) pro pájkové kulové preformy (6) v šabloně (1), přičemž krycí deska (9) je vytvořena ze stejného materiálu jako šablona (1) nebo z materiálu odolávajícímu teplotám nad teplotou tavení pájky v rozmezí od 30 do 3000 °C.
- 9. Šablona (1) podle nároku 7, vyznačující se tím, že na jejím horním povrchu je odnímatelně připevněna nebo položena krycí deska (9), opatřená soustavou odvětrávacích otvorů (11), jejichž poloha odpovídá polohám kruhových otvorů (5) v šabloně (1).I ti í-I1/i I 9 t i l · « « < ««« · · 4 * < 4 f < « 4 » ·< * « 4 t t < < · i· • < t · * *· < tc< << 4 4 ť » · »»·
- 10. Šablona (1) podle nároku 9, vyznačující se tím, že odvětrávací otvory (11) jsou kruhového tvaru a jejich průměr (do) je menší než průměr (dk) kruhových otvorů (5) šablony (1).
- 11. Sestava pouzdra (7) elektronické součástky určeného pro osazení pájkovými kulovými vývody (10) a šablony (1) podle některého z nároků 7 až 10, kde šablona (1) je opatřena kruhovými otvory (5) pro pájkové kulové preformy (6), polohovacím systémem pro umístění šablony (1) nad pouzdrem (7) v takové poloze, kde polohy kruhových otvorů (5) odpovídají polohám pájecích plošek (8) na pouzdře (7), vyznačující se tím, že šablona (1) je nad pouzdrem (7) umístěna ve výšce 0 š h < 9/10 d, kde (d) je průměr pájkových kulových preforem (6).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-487A CZ307441B6 (cs) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky pomocí šablony a šablona k provádění tohoto způsobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-487A CZ307441B6 (cs) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky pomocí šablony a šablona k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2017487A3 true CZ2017487A3 (cs) | 2018-08-22 |
| CZ307441B6 CZ307441B6 (cs) | 2018-08-22 |
Family
ID=63165610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-487A CZ307441B6 (cs) | 2017-08-25 | 2017-08-25 | Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky pomocí šablony a šablona k provádění tohoto způsobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307441B6 (cs) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5431332A (en) * | 1994-02-07 | 1995-07-11 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for solder sphere placement using an air knife |
| JP4255161B2 (ja) * | 1998-04-10 | 2009-04-15 | 株式会社野田スクリーン | 半田バンプ形成装置 |
| KR20050011454A (ko) * | 2003-07-23 | 2005-01-29 | 주식회사 팬택앤큐리텔 | Ｓｍｄ 프린트 방식의 리볼링 방법 |
| KR20050063858A (ko) * | 2003-12-23 | 2005-06-29 | 강석두 | 비지에이 패키지의 리볼링 장치 및 방법 |
| KR20090076050A (ko) * | 2008-01-07 | 2009-07-13 | 세크론 주식회사 | 솔더 범프들을 형성하기 위한 템플릿, 이를 제조하는 방법및 이를 이용하여 솔더 범프들을 검사하는 방법 |
| JP2009212388A (ja) * | 2008-03-05 | 2009-09-17 | Nec Saitama Ltd | 電子回路パッケージ及びその加熱方法 |
-
2017
- 2017-08-25 CZ CZ2017-487A patent/CZ307441B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ307441B6 (cs) | 2018-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100702544B1 (ko) | 회로 기판의 배치 및 납땜 방법과, 이러한 방법을 위한 회로 기판 및 리플로우 오븐 | |
| CN101483978B (zh) | 电子器件的修复方法和修复系统以及电路板单元及其生产方法 | |
| CN102271456B (zh) | 一种导热陶瓷基印刷电路板及其制备方法 | |
| RU2484607C2 (ru) | Электронная плата с встроенным нагревательным сопротивлением | |
| CN102922070B (zh) | Fr-1纸质pcb无铅smt焊接工艺及专用隔热治具 | |
| US20060065431A1 (en) | Self-reflowing printed circuit board and application methods | |
| CN105436825B (zh) | 一种led恒流源驱动电路模块的制作方法 | |
| WO2001019139A1 (fr) | Plaque chauffante en ceramique | |
| CZ2017487A3 (cs) | Způsob vytvoření pájkových kulových vývodů na pouzdře elektronické součástky pomocí šablony a šablona k provádění tohoto způsobu | |
| US9296056B2 (en) | Device for thermal management of surface mount devices during reflow soldering | |
| CN201440757U (zh) | 印刷电路板翘曲校正治具 | |
| JP5278371B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0428288A (ja) | 電子部品をプリント回路基板上に位置決めし半田付けする方法 | |
| TW552833B (en) | Method and apparatus of manufacturing electronic circuit module, and method and apparatus of manufacturing semiconductor module | |
| WO2020250427A1 (ja) | 回路基板及び実装方法 | |
| CN206005025U (zh) | 一种pcba板卡维修预加热装置 | |
| JPH10224024A (ja) | 部品実装方法 | |
| KR20120002440A (ko) | 소자의 접합 구조 및 접합 방법 | |
| JPS61141199A (ja) | チツプ部品の実装方法 | |
| JP2007299816A (ja) | 電子部品実装基板及び電子部品実装基板の製造方法 | |
| CN201950323U (zh) | 一种回流焊空气控温装置 | |
| JPH01278967A (ja) | 電子部品リードの予備はんだ付け方法 | |
| JP2008021840A (ja) | 回路基板および回路基板の実装方法 | |
| CN206361559U (zh) | 发光模块以及照明器具 | |
| JP2011187691A (ja) | ピン端子の接合方法及び装置、並びにピン端子付きパワー基板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230825 |