DD206608A1

DD206608A1 - PROCESS FOR FLUX-FREE LOETING

Info

Publication number: DD206608A1
Application number: DD24200582A
Authority: DD
Inventors: Ruediger Uhlmann; Annelies Mueller
Original assignee: Mikroelektronik Zt Forsch Tech
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1982-07-28
Publication date: 1984-02-01

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN ZUM FLUSSMITTELFREIEN LOETEN UNTER SCHUTZGAS, DAS INSBESONDERE MITTELS DURCHLAUF- ODER CHARGIEROEFEN DURCHGEFUEHRT WIRD UND VORWIEGEND FUER DAS LOETEN VON HALBLEITER- UND ANDEREN ELEKTRONISCHEN BAUELEMENTEN ZUR ANWENDUNG KOMMT. ZIEL DER ERFINDUNG IST ES, EIN LOETVERFAHREN ZU SCHAFFEN, BEI DEM LOETFEHLER DURCH RESTSUERSTOFF IM SCHUTZGAS VERMIEDEN WERDEN, OHNE, DASS AUFWENDIGE GERAETETECHNISCHE MASSNAHMEN UND SICHERHEITSVORKEHRUNGEN ERFORDERLICH SIND. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIE AUFGABE DADURCH GELOESST, DASS DEM SCHUTZGAS DAEMPFE EINER BEI LOETTEMPERATUR MIT SAUERSTOFF CHEMISCH REAGIERENDEN SUBSTANZ ZUGEFUEHRT WERDEN, WOBEI ES SICH IM VORLIEGENDEN FALL UM 2% AETHANOL ALS ZUSATZ ZU DEM ALS SCHUTZGAS FUNGIERENDEN STICKSTOFF HANDELT.THE INVENTION CONCERNS A PROCESS FOR FLUX-FREE LOOSE UNDER PROTECTIVE GAS CARRIED OUT, IN PARTICULAR BY MEANS OF PASSING OR CHARGING OVEN, AND ESSENTIAL FOR USE IN THE LOADING OF SEMICONDUCTOR AND OTHER ELECTRONIC COMPONENTS. THE OBJECTIVE OF THE INVENTION IS TO OBTAIN A LOOSING PROCESS IN WHICH LOAD FAULTS ARE AVOIDED BY RESIN NOZZLE WITHOUT REQUIREMENT OF NECESSARY EQUIPMENT MEASURES AND SAFETY PRECAUTIONS. BY THE PURPOSE OF THE INVENTION, THE TASK IS DELIVERED THAT THE DUST IS TO BE DELIVERED TO A TEMPERATURE OF A CHEMICALLY RESPONSIBLE SUBSTANCE AT LOET TEMPERATURE, WHICH IN THE PRESENT CASE IS 2% AETHANOL AS AN ADDITION TO NITROGEN ACID AS A PROTECTIVE GAS.

Description

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Verfahren sum flußmittelfreien LötenProcedure for flux-free soldering

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zürn flußmittelfreien Löten unter Schutsgas, das insbesondere mittels Durchlauf- oder Chargieröfen durchgeführt wird und vorwiegend für das Löten von Halbleiter- und anderen elektrischen Bauelementen zur Anwendung kommt·The invention relates to a method for flux-free soldering under protective gas, which is carried out in particular by means of continuous or charging furnaces and is used predominantly for the soldering of semiconductor and other electrical components.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Dem allgemeinen Stand der Technik entsprechend gibt es mehrere Verfahren zum flußmittelfreien Löten, So kann man direkt unter Schutzgas, z.B. Stickstoff, löten. Es können Gase mit chemischer Reduktionswirkung, z.B. Wasserstoff, eingesetzt werden; oder auch Gemische aus Schutzgasen und Gasen mit chemischer Reduktionswirkung, z.B. Stickstoff mit Y/asserstoff₀ According to the general state of the art, there are several methods for fluxless soldering, so you can directly under inert gas, such as nitrogen, solder. Gases with a chemical reduction effect, eg hydrogen, can be used; or mixtures of shielding gases and gases with a chemical reduction effect, eg nitrogen with Y / oxygen ₀

Eine weitere Variante besteht im Löten unter Vakuum. Da Schutzgase stets Restsauerstoff enthalten, können beim Löten unter Schutzgas Lötfehler auftreten. Beim Einsatz von V/asserstoff sind infolge der damit verbundenen Explosionsgefahr aufwendige Sicherheitsvorkehrungen erforderlich· Die Anwendung von Vakuum setzt hohen gerätetechnischen Aufwand für Pump- und Schleusensysteme voraus und verursacht geringe Produktivität, wobei außerdem Restsauerstoff nicht vermieden v/erden kann. Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur Montage von Halbleiter-Bauelementen, bei welchem die Bauelemente vor dem Löten kurzzeitig in Äthanol getaucht werden, um eine benetsungsfehlerfreie Lötschicht zu erreichen (WP 13433DeAnother variant consists in soldering under vacuum. Since protective gases always contain residual oxygen, brazing defects can occur during brazing under protective gas. The use of vacuum requires complex safety precautions as a result of the explosion hazard associated with this. · The use of vacuum requires a high level of equipment complexity for pumping and lock systems and low productivity, and, in addition, residual oxygen can not be avoided. Also known is a method for assembling semiconductor components, in which the components are immersed in ethanol for a short time prior to soldering, in order to achieve a soldering layer free from wetting (WP 13433De

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Bei diesem Verfahren ist der gerätetechnisehe Aufwand zur Anpassung an Durchgangsöfen unvertretbar hoch,,In this method, the device-specific effort to adapt to passage ovens is unreasonably high ,,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, ein Lötverfahren zu schaffen, bei dem Lötfehler durch Restsauerstoff im Schutzgas vermieden werden, ohne, daß aufwendige gerätetechnische Maßnahmen und Sicherheitsvorkehrungen erforderlich sind,The aim of the invention is to provide a soldering method in which soldering errors are avoided by residual oxygen in the protective gas, without that complex equipment measures and safety precautions are required,

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung beinhaltet die Lösung der Aufgabe, ein Verfahren zum flußmittelfreien Löten unter Schutzgas zu schaffen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Schutzgas Dämpfe einer organischen Substanz zugeführt werden, die bei Löttemperatur mit dem Restsauerstoff des Schutzgases reagieren und diesen somit bindet. Durch die Zuführung von 2 % Äthanol zum Schutzgas (Stickstoff) wird eine sauerstofffreie Schutzgasatmosphäre geschaffen.The invention includes the solution of the problem to provide a method for fluxless soldering under inert gas. According to the invention the object is achieved in that the protective gas vapors of an organic substance are supplied, which react at soldering temperature with the residual oxygen of the protective gas and thus binds this. By supplying 2 % ethanol to the protective gas (nitrogen), an oxygen-free protective gas atmosphere is created.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In einem Durchlaufofen werden Einzelteile von Keramik-Halbleiter- Bauelementen mit dem Lot AuSn 80/20 (Schmelztemperatur 280⁰C) flußmittelfrei verlötet. Die Löttemperatur beträgt 36O⁰C. Als Atmosphäre wird Stickstoff mit einer Sauerstoffverunreinigung von 30..., 100 ppm verwendet. Diesem Stickstoff v/erden, beim Durchströmen einer Teilmenge durch eine Gaswaschflasche, 2 % Äthanol zuge*- setzt. Im heißen Ofenraum wird der Restsauerstoff durch das Äthanol chemisch gebunden, so daß eine sauerstofffreie Atmosphäre wirksam wird und Lötfehler nur noch in stark reduziertem Umfang auftreten.In a continuous furnace, individual parts of ceramic-semiconductor components with solder AuSn 80/20 (melting temperature 280 ⁰ C) soldered flux free. The soldering temperature is 36O ⁰ C. The atmosphere used is nitrogen with an oxygen impurity of 30..., 100 ppm. 2 % of ethanol is added to this nitrogen as it flows through a partial quantity through a gas washing bottle. In the hot furnace chamber, the residual oxygen is chemically bound by the ethanol, so that an oxygen-free atmosphere is effective and soldering faults occur only to a greatly reduced extent.

Claims

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Erfindimgsanspruch

1. Process sura flux-free soldering under inert gas, characterized in that the protective gas vapors supplied at soldering temperature with oxygen chemically reactive organic substance v / earth.

2. The method according to item 1, characterized in that the protective gas atmosphere consists of nitrogen and about 2 % ethanol vapor.

3o method according to item 1 and 2, characterized in that a partial amount of the nitrogen introduced during dea liiiströmss a gas washing bottle is enriched with ethanol ·