DE10145826C1 - Verfahren zum Verbinden eines Bauelements mit einem Substrat und zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Vorratsbehälter und geeignetes Handhabungsgerät - Google Patents

Verfahren zum Verbinden eines Bauelements mit einem Substrat und zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneter Vorratsbehälter und geeignetes Handhabungsgerät

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verbinden eines mit Kontakten versehenen Bauelementes, insbesondere eines Flip-Chips auf einem Substrat mittels Reflowlötens, bei dem das Bauelement zusätzlich durch ein Unterfüllmaterial fixiert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, das Unterfüllmaterial (13) nicht durch Dispensen in den zwischen Bauelement und Substrat gebildeten Spalt einzuspritzen, sondern durch Tauchen des Bauelementes (18) in das Unterfüllmaterial (13) eine Benetzung der Unterseite des Bauelementes mit dem Unterfüllmaterial zu erreichen. Anschließend wird das Bauelement auf das Substrat aufgesetzt und ein Reflowlöten durchgeführt. Die Aushebebewegung (B) muss dabei so gestaltet sein, dass Scherkräfte an der Oberfläche (14) des Unterfüllmaterials zu einer Verringerung der Aushebekräfte führen, das das Beuelement (18) sonst nicht gehandhabt werden kann. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Einsparung des aufwendigen Schrittes des Dispensens des Unterfüllmaterials. Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Vorratsbehälter für das Unterfüllmaterial und Handhabungsgeräte für das Bauelement, welche Mittel zur Verringerung der Aushebekräfte aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines mit Kontakten versehenen Bauelementes, insbesondere eines Flip- Chips, mit Kontaktflächen eines Substrates unter Zwischenlage eines das Bauelement im Endzustand fixierenden Unterfüllmate­ rials mittels Reflowlötens, bei dem das Bauelement in einer Sollposition auf das Substrat aufgesetzt wird, wobei sich das Unterfüllmaterial in einem zwischen Bauelement und Substrat verbleibenden Spalt befindet und danach das Reflowlöten durchgeführt wird, wodurch Lötstellen zwischen den Kontakten des Bauelementes und den Kontaktflächen des Substrates gebil­ det werden.
Derartige Verfahren sind bekannt, um zuverlässige Kontakte zwischen dem Bauelement und dem mit Kontaktflächen versehenen Substrat herzustellen und durch das Unterfüllmaterial eine Erhaltung der Kontakte unabhängig von einer mechanischen Be­ anspruchung zu gewährleisten. Das Unterfüllmaterial dient al­ so zur mechanischen Fixierung des Bauelementes und wird zu­ sätzlich während des Fertigungsverfahrens für eine vorläufige Fixierung verwendet. Dabei werden die in der Berührungsfläche des Unterfüllmaterials zu den benachbarten Bauteilen wirken­ den Adhäsionskräfte einerseits und den im Inneren des Unter­ füllmaterials wirkenden Kohäsionskräften andererseits ausge­ nutzt.
Diese Unterfüllmaterialien werden insbesondere für die Monta­ ge sogenannter Flip-Chips verwendet, die im Zuge einer fort­ schreitenden Miniaturisierung der Leiterplattentechnik immer häufiger Verwendung finden. Ein solcher Flip-Chip ist bei­ spielsweise in der US-PS 5,811,317 erwähnt. Die Herstellung der Verbindung zwischen Flip-Chip und Substrat lässt sich den Fig. 3a bis c dieses Dokumentes entnehmen. Der Flip-Chip weist an seiner Bodenfläche mit Lotwerkstoff beschichtete Kontakte auf, welche auf korrespondierende Kontaktflächen des Substrates aufgesetzt werden. Durch einen Reflowlötvorgang wird der Lotwerkstoff aufgeschmolzen, wodurch eine endgültige Kontaktierung des Flip-Chips auf den Kontaktflächen des Sub­ strates erfolgt. Zur mechanischen Stabilisierung wird ein Un­ terfüllmaterial mit Hilfe der Wirkung von Kapillarkräften in dem Spalt zwischen Flip-Chip und Substrat gebracht. Dieser Vorgang wird als Dispensen bezeichnet, wobei das flüssige Un­ terfüllmaterial mittels einer Pipette zugeführt wird. An­ schließend wird das Unterfüllmaterial ausgehärtet.
Der Vorgang der Einbringung des Unterfüllmaterials kann ver­ einfacht werden, indem dieses vor dem Reflowlöten direkt auf das Substrat aufgebracht wird. Dieses Verfahren ist bei­ spielsweise in der US-Patentschrift mit der Nummer 6,234,379 offenbart. Die Fig. 3 bis 5 dieses Dokuments zeigen das erwähnte Verfahren schematisch. Das verwendete Unterfüllmate­ rial wird als "No flow-fluxing underfill" bezeichnet, da es gleichzeitig die Funktion eines Flussmittels übernimmt und daher die Einbringung von Flussmittel in die Lötverbindung vor dem Reflowlötvorgang nicht erforderlich ist. Nach Auf­ bringung des Unterfüllmaterials auf die Kontaktflächen des Substrates wird der Flip-Chip mit Hilfe eines Handhabungs­ werkzeuges auf das Substrat aufgesetzt und durch eine Wärme­ behandlung im Reflow­ lötofen sowohl eine endgültige Kontaktierung der Lötstellen als auch die Aushärtung des Unterfüllmaterials erreicht.
Zum Dispensen, also Aufbringen, des Unterfüllmaterials muss also die Dosiernadel nicht genau den Spalt zwischen Flip-Chip und Substrat treffen, sondern trägt die erforderliche Menge an Unterfüllmaterial direkt auf das Substrat an der für die Montage des Flip-Chips vorgesehenen Stelle auf. Dennoch ist die Verwendung und Positionierung einer Dosiernadel erforder­ lich, die sehr empfindlich und wartungsintensiv ist.
In internationalen Patentanmeldung WO 99/30362 sind Chip­ bauteile wie z. B. Flip-Chips offenbart, welche mit einer festen Beschichtung von Klebestoff versehen sind. Diese Be­ schichtung bedeckt auch die Kontaktflächen des Chipbauteils, wobei eine Kontakt­ bildung zu dem Substrat, auf dem das Chipbauteil montiert werden soll, durch eine spanende Bearbeitung der Klebstoff­ schicht unter Freilegung der Kontakte des Chipbauteils si­ chergestellt werden soll.
Gemäß der Offenlegungsschrift DE 199 08 625 A1 ist ein Ver­ fahren beschrieben, wie eine Klebstoffschicht beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens, durch Eintauchen auf Bauteile aufgebracht werden kann.
Aus der DE 100 46 296 A1 ist es bekannt, für eine Flip-Chip- Montage eine schmelzflüssige Klebstoffschicht durch Tauchbe­ schichten aufzubringen, jedoch werden damit keine Lötver­ bindungen sondern flächige Andruckkontakte hergestellt, um die Temperaturbelastung des Lötvorgangs zu vermeiden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Ver­ fahrens zur Montage eines Bauelementes auf einem Substrat un­ ter Zuhilfenahme eines Unterfüllmaterials, bei dem die Auf­ bringung des Unterfüllmaterials noch weiter vereinfacht ist.
Erfindungsgemäß wird die Lösung der Aufgabe dadurch erreicht, dass Unterfüllmaterial durch Tauchen zumindest eines Teils des Bauelementes in einen Vorrat von Unterfüllmaterial aufge­ bracht wird, bevor das Bauelement auf das Substrat aufgesetzt wird. Der eingetauchte Teil des Bauelementes weist die Kon­ takte auf, die nach dem Aufsetzen auf dem Substrat mit den Kontaktflächen korrespondieren. Diese Kontakte sind normaler­ weise an der Unterseite des Bauelementes angeordnet. Wenn also im Folgenden von der Unterseite des Bauelementes die Rede ist, ist damit die nach dem Einbau des Bauelementes dem Substrat zugewandte Seite gemeint. Die Kontakte des Bauele­ mentes werden mit den Kontaktflächen des Substrats durch Lö­ ten verbunden. Hierbei kommt bevorzugt das Verfahren des Reflowlötens oder des Lötens in der Dampfphase zum Einsatz.
Durch den Tauchvorgang kann die gesamte Unterseite des Bau­ elementes in kürzester Zeit mit dem Unterfüllmaterial benetzt werden, wobei auf die Verwendung einer Dosiernadel für das Dispensen vollständig verzichtet werden kann. Dadurch lässt sich beispielsweise bei der Flip-Chip-Montage ein für die Taktfrequenz wesentlicher Prozessschritt einsparen, wodurch eine enorme Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Flip-Chip- Montage erreicht werden kann.
Weiterhin kann der gesamte apparative Aufwand einer Dispen­ sereinrichtung eingespart werden. Anstelle dessen ist ledig­ lich die Bereitstellung eines Vorrats an Unterfüllmaterial notwendig. Das Bauelement kann mit Hilfe derjenigen Handha­ bungseinrichtung in den Vorrat des Unterfüllmaterials einge­ taucht werden, die auch zum Aufsetzen des Bauelementes auf das Substrat verantwortlich ist. Damit ist der im Zusammen­ hang mit der Aufbringung des Unterfüllmaterials anfallende apparative Aufwand vernachlässigbar gering.
Das Unterfüllmaterial in dem Vorrat befindet sich in einem fließfähigen Zustand. Hiermit ist eine Beschaffenheit ge­ meint, deren Viskosität ausreicht, um für eine vorläufige Fi­ xierung des Bauelementes auf dem Substrat vor dem Reflowlöten zu sorgen, damit dieses bei der Handhabung des Substrates während des Lötvorganges nicht verrutscht.
Das Unterfüllmaterial ist so ausgeführt, dass es bei dem Lö­ ten gleichzeitig als Flussmittel dient. Hierdurch kann die Verwendung der bereits erwähnten Standardflussmittel entfal­ len. Die Benetzung der Unterseite des Bauelementes mit Unter­ füllmaterial führt gleichzeitig zu einer Benetzung der Kon­ takte, wodurch die Funktion des Unterfüllmaterials als Fluss­ mittel ohne weiteres gewährleistet werden kann, sofern dieses dem Aufgabenprofil entsprechend ausgewählt wird. Unterfüllma­ terialien, die gleichzeitig als Flussmittel verwendet werden können, bietet z. B. die Firma Dexter unter dem Handelsnamen Hysol FF 2000 sowie die Firma Cookson unter der Handelsbe­ zeichnung NUF 2071 E an.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird auf das bevorratete Unterfüllmaterial Kohäsionskräfte vermin­ dernd eingewirkt, während das Bauelement nach dem Tauchvor­ gang aus dem Vorrat von Unterfüllmaterial entnommen wird. Die Viskosität, welche, wie bereits erwähnt, eine wichtige Vor­ aussetzung für die vorläufige Fixierung des Bauelementes auf dem Substrat vor dem Lötvorgang ist, wird durch die Kohä­ sionskräfte im Unterfüllmaterial beeinflusst. Während das Bauelement aus dem Vorrat an Unterfüllmaterial nach dem Tauchvorgang wieder entnommen wird, sind diese Kohäsionskräf­ te jedoch hinderlich, da sie die notwendige Aushebekraft für das Bauteil erhöhen. Die Verringerung der Kohäsionskräfte im Unterfüllmaterial während des Aushebevorgangs erlaubt vor­ teilhaft die Begrenzung der Aushebekraft (Entnahmekraft) un­ ter gleichzeitiger Verwendung von Unterfüllmaterialien mit optimalen Eigenschaften hinsichtlich einer vorläufigen Fixie­ rung auf dem Substrat und den hierzu notwendigen, hohen Kohä­ sionskräften.
Bei der Verringerung der Kohäsionskraft muss jedoch gleich­ zeitig beachtet werden, dass diese noch genügend groß ist, dass sich eine genügende Menge an Unterfüllmaterial an der Unterseite des Bauelementes anlagert. Diese Menge muss aus­ reichen, um den sich zwischen dem Bauelement und dem Substrat ausbildenden Spalt nach dem Aufsetzen des Bauelementes zumin­ dest teilweise auszufüllen. Allerdings wird die Benetzung der Unterseite des Bauelementes dadurch unterstützt, dass dieses mit den für den Lötvorgang vorbereiteten Kontakten versehen ist. Diese Kontakte ergeben eine verwinkelte Oberflächenbe­ schaffenheit der Unterseite des Bauelementes, wobei sich in den "Winkeln" das Unterfüllmaterial ansammeln kann.
Nach dem Ausheben des Bauelementes aus dem Vorrat an Unter­ füllmaterial muss dafür Sorge getragen werden, dass sich der ursprüngliche Betrag für die Kohäsionskräfte wieder ein­ stellt. Für die Verminderung sowie anschließende Erhöhung der Kohäsionskräfte werden nachfolgend beispielhaft verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Verminderung der Kohäsionskraft im Vorrat von Unterfüll­ material durch eine Erwärmung desselben bewirkt werden. So­ bald sich das Unterfüllmaterial abkühlt, steigt somit auch wieder die Kohäsionskraft im Unterfüllmaterial. Die Erwärmung des Unterfüllmaterials hat eine Verringerung von dessen Vis­ kosität zur Folge.
Die Erwärmung kann vorteilhaft beispielsweise durch eine di­ rekte Erwärmung des Vorrates an Unterfüllmaterial erfolgen. Sobald das Bauelement aus dem erwärmten Vorrat ausgetaucht wird, bewirkt dieses aufgrund eines Wärmeausgleiches in kur­ zer Zeit eine Abkühlung des Unterfüllmaterials, so dass letz­ teres die ursprüngliche Kohäsionskraft wieder erlangt. Dabei dürfen die auf das Bauelement wirkenden thermischen Belastun­ gen die zulässigen Werte für das Bauelement und das Unter­ füllmaterial nicht übersteigen.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit liegt in der Erwärmung des zu tauchenden Bauelementes. Das Unterfüllmaterial im Vor­ rat wird beim Eintauchen des im Vergleich zum Unterfüllmate­ rial wärmeren Bauelementes lediglich in einer Grenzschicht zwischen Bauelement und Unterfüllmaterial erwärmt, so dass in dem für das Ausheben des Bauelementes kritischen Bereich der Grenzschicht eine Verminderung der Kohäsionskraft erreicht wird. Dieses Verfahren birgt den Vorteil, dass der Vorrat an Unterfüllmaterial nicht dauerhaft erwärmt werden muss, was auf Dauer zu einer Beeinträchtigung der Eigenschaften des Un­ terfüllmaterials führen könnte.
Ein anderer vorteilhafter Weg, die Kohäsionskraft zu vermin­ dern, kann durch Einleitung von Scherkräften in die Grenz­ schicht zwischen Bauelement und Unterfüllmaterial beschritten werden. Die Scherkräfte wirken in ihrer Richtung in der Ebene der Grenzschicht, wodurch die Kohäsionskräfte vermindert wer­ den, da eine Ausbildung von intermolekularen Kräften zwischen dem Bauteil und dem Unterfüllmaterial in der Grenzschicht vermindert wird. Dadurch gelingt das Ausheben des Bauteils mit verminderten Aushebekräften.
Die Scherkräfte können vorteilhaft durch einen zu einem Flüs­ sigkeitsspiegel des Vorrats parallelen Bewegungsanteil der Tauchbewegung des Bauelementes erzeugt werden. Damit ist ge­ meint, dass sich das Bauelement unabhängig von anderen Bewe­ gungskomponenten relativ zum Unterfüllmaterial in der sich ausbildenden Grenzschicht zwischen Bauelement und Unterfüll­ material bewegt. Durch die ständige Bewegung werden dynami­ sche Scherkräfte erzeugt, welche zu der bereits beschriebenen Verringerung der Kohäsionskraft beitragen. Thermische Belas­ tungen von Bauelement oder Unterfüllmaterial können dabei vorteilhafterweise während des Tauchvorganges völlig vermie­ den werden.
Während des Tauchvorganges kann eine vertikale Bewegungskom­ ponente, welche zu einer Annäherung und anschließenden Ent­ fernung des Bauelementes von dem Vorrat an Unterfüllmaterial führt, beliebig ausgestaltet sein. Es ist beispielsweise eine bogenförmige Bewegung des Bauelementes möglich, bei der die Unterseite des Bauelementes parallel zum Flüssigkeitsspiegel des Vorrats bleibt und diesen Flüssigkeitsspiegel lediglich tangiert.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit der Erzeugung von dyna­ mischen Scherkräften besteht in der Einleitung einer Schwin­ gungsbewegung in das Bauelement während des Aushebevorganges des Bauelementes. Diese Schwingungsbewegung kann z. B. in ei­ nem Oszillieren oder auch einer Drehschwingung bestehen, wo­ bei das Bauteil gleichzeitig vertikal zum Flüssigkeitsspiegel des Vorrats hin- und anschließend wieder weggeführt wird. Die Schwingung kann dabei im Ultraschallbereich liegen. Die Aus­ richtung der Schwingbewegung kann bei kleinen Amplituden be­ liebig im Bezug auf den Flüssigkeitsspiegel des Unterfüllma­ terials sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Scherkräfte durch eine zu einem Flüssigkeits­ spiegel parallele Bewegung des Vorrats erzeugt werden. Die Bewegung des Vorrats führt zu dem schon beschriebenen Effekt einer Verringerung der Kohäsionskräfte in der Grenzschicht, die sich beim Eintauchen eines Bauelementes an dessen Unter­ seite bildet. Die Tauchbewegung des Bauelementes selbst kann dabei vorteilhaft auf einfache Weise z. B. rein vertikal ver­ laufen.
Das Unterfüllmaterial kann z. B. auf einem Drehteller unter­ gebracht sein, der sich unter einem Abstreifer dreht. Der Ab­ streifer kann somit die Höhe des geforderten Flüssigkeits­ spiegels des Vorrats genau einstellen. Diese Maßnahme ist notwendig, um Schwankungen im Flüssigkeitsspiegel des Unter­ füllmaterials zu vermeiden, wenn dieses sehr viskos ausge­ führt ist. Die Vermeidung von Schwankungen des Flüssigkeits­ spiegels ist notwendig, um bei einer vorgegebenen Tauchbewe­ gung des Bauelementes durch eine definierte Eintauchtiefe zu vorhersagbaren Ergebnissen hinsichtlich der Menge des angela­ gerten Unterfüllmaterials zu gelangen.
Durch die Drehung des Drehtellers unter dem Abstreifer hin­ durch wird gleichzeitig die oben erwähnte Relativbewegung zwischen dem Flüssigkeitsspiegel des Unterfüllmaterials und der Unterseite des Bauelementes erzeugt. Diese Relativbewe­ gung ist betragsmäßig jedoch durch die Funktion des Abstrei­ fers bestimmt und daher nicht geeignet, um die vorstehend be­ schriebenen Effekte beim Ausheben des Bauelementes in befrie­ digender Weise zu bewirken. Bei der genauen Einstellung der Kinematik des Aushebevorganges zur Erreichung eines optimalen Ergebnisses hinsichtlich der Benetzung des Bauteiles mit Un­ terfüllmaterial muss die Komponente der Drehbewegung des Drehtellers dann mit eingerechnet werden. Um besser vorher­ sehbare Ergebnisse hinsichtlich des Tauchvorganges des Bau­ teils zu erhalten, kann es sich auch als vorteilhaft erwei­ sen, die Drehbewegung des Tellers während des Tauchvorganges abzuschalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden die Scherkäfte durch eine Schwingungsbewegung des Vorrats er­ zeugt. Hierbei kann der gesamte Vorratsbehälter in Schwingun­ gen versetzt werden oder ein Schwingungsgenerator in das Un­ terfüllmaterial eingebracht werden. Die Schwingungen können dabei vorteilhafterweise im Ultraschallbereich liegen, jedoch sind auch andere Frequenzen denkbar. Bei kleinen Schwingungs­ amplituden kann eine beliebige Ausrichtung der Schwingung im Verhältnis zum Flüssigkeitsspiegel es Unterfüllmaterials ge­ wählt werden. Bei größeren Schwingungsamplituden, d. h. Schwingungsamplituden, welche im Verhältnis zu den Abmessun­ gen des eingetauchten Bauteils einen nennenswerten Betrag aufweisen, muss die Schwingung parallel zum Flüssigkeitsspie­ gel des Unterfüllmaterials ausgerichtet sein. Bei größeren Schwingungsamplituden würde sonst eine Ausrichtung der Schwingung zumindest teilweise senkrecht zum Flüssigkeits­ spiegel zu ständigen Schwankungen desselben führen, wodurch sich keine hinreichend genaue Eintauchtiefe des Bauelementes in das Unterfüllmaterial erreichen ließe. Damit würde auch ein vorhersagbares Ergebnis hinsichtlich der Benetzung des Bauelementes mit Unterfüllmaterial nicht erreichbar sein.
Ein wesentlicher Vorteil bei der Einleitung der Schwingungen in das Unterfüllmaterial liegt darin, dass das Handhabungsge­ rät für das Bauteil lediglich die Bewegungen für das Eintau­ chen und anschließende Ausheben des Bauelementes durchführen muss. Hierzu können standardisierte Handhabungsgeräte verwen­ det werden, wodurch sich eine kostengünstige Lösung ergibt. Alternativ kann die Schwingungseinleitung durch ein in den Vorrat integrierten Generator gewährleistet werden, wodurch eine ortsfeste Anbringung des Antriebs möglich wird. Die Mas­ seträgheit des mobilen Handhabungsgerätes kann in beiden fäl­ len auf ein Minimum begrenzt werden, wodurch sich die Präzi­ sion des Fügevorgangs bei gleichzeitiger Erhöhung der Handha­ bungsgeschwindigkeit verbessern lässt.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit, die Aushebekraft für das Bauelement zu verringern, wird dadurch erreicht, dass das Bauelement gegenüber dem Flüssigkeitsspiegel des Vorrats ge­ neigt entnommen wird. Gemeint ist damit ein Bewegungsablauf, welcher (eventuell in Überlagerung mit der Aushebebewegung) zu einer kontinuierlichen Ausbildung eines Luftspaltes zwi­ schen Flüssigkeitsspiegel und Bauelement führt. Diese Ausbil­ dung des Luftspaltes beginnt an einer Kante des Bauelementes und vergrößert sich dann keilförmig, so dass die beim Aushe­ ben entgegen der Kohäsionskräfte in der Grenzschicht wirken­ den Zugkräfte im Wesentlichen auf den Bereich beschränkt wer­ den, der an der Keilspitze des Spaltes liegt. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise die momentan wirkende Aushebekraft stark verringert werden, indem diese über einen längeren Zeitraum hin auf das Bauelement ausgeübt wird. Eine gleich­ zeitige Trennung der gesamten durch das Unterfüllmaterial be­ netzten Fläche des Bauelementes wird somit vermieden.
Diese Variante des Aushebens hat den Vorteil, dass die Kohä­ sionskräfte im Unterfüllmaterial als solche nicht herabge­ setzt werden müssen. Dadurch kann eine optimale Benetzung der Unterseite des Bauelementes gewährleistet werden und eine große Menge an Unterfüllmaterial an das Bauteil angelagert werden. Dieses Aushebeverfahren eignet sich daher für Bauele­ mente, bei deren Montage auf dem Substrat sich ein breiter Spalt ergibt, der durch das Unterfüllmaterial ausgefüllt wer­ den muss.
Durch Variation der Prozessparameter für das Ausheben des Bauteils aus dem Vorrat an Unterfüllmaterial kann durch Ver­ suche die für den Anwendungsfall optimale Menge der Benetzung eingestellt werden. Als Prozessparameter werden in diesem Zu­ sammenhang insbesondere eine eventuelle Beheizung bzw. die Kinematik der Aushebebewegung verstanden.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Aufbringen von Unterfüllmaterial.
Gemäß dem Abstract zu JP 3-233944 A ist ein Handhabungsgerät bekannt, welches ein Chipbauteil mittels einer dreidimen­ sional geführten Fügebewegung auf ein Substrat aufsetzt, wobei ein auf diesem Substrat befindlicher Klebstoffleck in dem Spalt zwischen dem Chipbauteil und dem Substrat verteilt wird. Weiterhin kann das Handhabungsgerät Schwingungen ausführen, um die Verteilung des Klebstoffs in besagtem Spalt zu verbessern.
Ein Vorratsbehälter für Flussmittel ist aus dem Abstact zu JP 7-321452 A bekannt. In diesen Behälter kann ein Bauelement derart eingetaucht werden, dass die zu verlötenden Kontakte durch das Flussmittel benetzt werden. An der Unterseite des Behälters ist ein Ultraschallgenerator angebracht, dessen Schwingungsfrequenz zur Verringerung der Oberflächenspannung des verwendeten Flussmittels geeignet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, eine Vor­ richtung zum Aufbringen von Unterfüllmaterial auf ein Bauele­ ment anzugeben, bei der eine gleichmäßige Aufbringung des Un­ terfüllmaterials auf vergleichsweise einfache Weise möglich ist.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht eine Vorrichtung zum Auf­ bringen von Unterfüllmaterial auf ein mit Kontakten versehens Bauelement durch Tauchen mit einem Vorratsbehälter für ein Tauchbad mit einem Antrieb zum Erzeugen einer kontinuierli­ chen Bewegung mit einer Bewegungskomponente in der Ebene des Flüssigkeitsspiegels des Tauchbades und mit einem Handha­ bungsgerät mit einer Haltevorrichtung zur vorübergehenden Fixierung des Bauelementes zum Eintauchen in das Tauchbad vor. Als kontinuierliche Bewegung wird im Sinne der Erfindung eine Bewegung verstanden, die über den gesamten Zeitraum der Erzeugung beibehalten wird. Anders, als bei der Einleitung von Schwingungen, bedeutet dies für die erste Ableitung der Bewegung nach der Zeit, dass diese immer ungleich Null ist. Diese erste Ableitung beschreibt die Geschwindigkeit.
Da sich Unterfüllmaterialien grundsätzlich durch hervorra­ gende Hafteigenschaften auszeichnen, ist es, anders als bei Flussmitteln, nicht notwendig, eine Verbesserung der Benet­ zung des zu tauchenden Bauelementes durch Verringerung der Oberflächenspannung des Unterfüllmaterials zu erzeugen. Den­ noch ist der Tauchvorgang in das Unterfüllmaterial nicht ohne weiteres durchführbar, da die Viskosität des Unterfüllmate­ rials aufgrund der im Unterfüllmaterial wirkenden Kohäsions­ kräfte zu erhöhten Aushebekräften des Bauelementes aus dem Unterfüllmaterial führen, welche prozesstechnisch schwer be­ wältigt werden können. Erfindungsgemäß zielt die Auslegung des Antriebs daher auf die Verringerung der im Unterfüllmate­ rial wirkenden Kohäsionskräfte. Dies gelingt besonders gut durch die Einleitung einer kontinuierlichen Bewegung. Da die Geschwindigkeit der Teilchen im Unterfüllmaterial immer un­ gleich Null ist. Wird ein Bauelement in das Unterfüllmaterial getaucht, werden die Kohäsionskräfte in der Grenzschicht des Unterfüllmaterials am eingetauchten Bauelement durch die ent­ stehende Relativbewegung wirksam herabgesetzt, da die Rela­ tivbewegung durch die Bewegung des Vorratsbehälters hervorge­ rufen wird und somit ebenfalls immer ungleich Null ist.
Der optimale Bewegungsablauf ist dabei von dem verwendeten Unterfüllmaterial sowie von dem gewünschten Tauchergebnis des Bauelementes abhängig und muss durch geeignete Versuche er­ mittelt werden. Als Tauchergebnis wird in diesem Zusammenhang insbesondere die Ausdehnung einer Benetzungsfläche des Unter­ füllmaterials auf dem Bauelement sowie die Menge des am Bau­ element angelagerten Unterfüllmaterials verstanden. Die Opti­ mierung des Tauchergebnisses wird dabei einerseits von einer möglichst geringen Aushebekraft, andererseits von der gefor­ derten Menge an Unterfüllmaterial am Bauelement bestimmt. Zur Verringerung der Aushebekräfte muss eine möglichst starke Verringerung der Kohäsionskräfte im Unterfüllmaterial ange­ strebt werden, wobei dies auch zu einer Verminderung der an­ gelagerten Menge an Unterfüllmaterial am Bauelement führt.
Besonders vorteilhaft ist dabei eine zum Flüssigkeitsspiegel vollkommen parallele Bewegung, d. h. die zum Flüssigkeits­ spiegel senkrechte Bewegungskomponente ist Null. Hierdurch kann der Flüssigkeitsspiegel relativ zum zu tauchenden Bau­ element konstant gehalten werden, wodurch präzise Ergebnisse des Tauchvorganges erzielt werden können. Weiterhin kann der Antrieb dabei besonders einfach ausgeführt werden, da ledig­ lich eine Bewegung des Behälters in horizontaler Richtung notwendig ist. Die Erfordernisse einer vertikalen Relativbe­ wegung zwischen Bauelement und Unterfüllmaterial, die den Tauchvorgang bewirkt, kann vorteilhaft durch ein Handhabungs­ gerät erfolgen, welches zum Tauchen und anschließenden Mon­ tieren des Bauelements vorgesehen werden muss.
Ein Antrieb, der eine Bewegung des Tauchbades ermöglicht, lässt sich durch einfache Komponenten, wie z. B. einen Elek­ tromotor und ein Getriebe verwirklichen. Daher ist diese Lö­ sung besonders kostengünstig. Als Vorratsbehälter kann bei­ spielsweise ein Drehteller verwendet werden, welcher auf einer zentralen Antriebswelle gelagert ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Erfindung weist das Handhabungsgerät einen Antrieb zur Erzeugung von auf das Bauelement übertragbaren Schwingungen auf. Die Übertragung der Schwingungen auf das Bauelement kann direkt erfolgen, indem der Antrieb als Schwingungsgenerator ausgeführt ist, welcher gleichzeitig die Aufnahmevorrichtung für das Bauelement aufweist. Durch die direkte Einleitung der Schwingungen in das Bauelement ist es möglich, die in Schwin­ gungen zu versetzende Masse klein zu halten. Hierdurch ent­ stehen geringe Schwingungsbelastungen, außerdem wirkt sich dies vorteilhaft auf die Dimensionierung des Antriebs aus. Damit kann die Gesamtmasse des Handhabungsgerätes klein gehalten werden, wodurch hohe Handhabungsgeschwindigkeiten und gleichzeitig präzise Handhabungsbewegungen gewährleistet werden.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch den Antrieb Teile des Handhabungsgerätes zu Schwingungen anzuregen, wel­ che auf das Bauelement übertragen werden. Diese Anordnung ge­ währleistet einen einfachen Aufbau der Handhabungsvorrichtung und eignet sich daher hervorragend zur Nachrüstung. Dadurch lassen sich die Investitionskosten in die Anlagentechnik vor­ teilhafterweise klein halten.
Der Antrieb kann auf die Erzeugung von solchen Schwingungen ausgelegt werden, deren Frequenz und Amplitude zu einer opti­ malen Verringerung von Kohäsionskräften in dem als Unterfüll­ material für elektronische Bauelemente ausgeführten Tauchbad führt, sobald das elektronische Bauelement mit dem Tauchbad in Kontakt kommt. Eine solche Auslegung des Antriebs bewirkt ei­ ne besondere Eignung bei Tauchvorgängen von elektronischen Bauelementen in Unterfüllmaterial. Bei der Auslegung sind die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Vorratsbe­ hälter aufgeführten Randbedingungen zu beachten. Einerseits sollen die Kohäsionskräfte im Unterfüllmaterial möglichst weitgehend verringert werden, um die Aushebekräfte für das Bauelement zu verringern, andererseits dürfen die Kohäsions­ kräfte im Unterfüllmaterial nur soweit verringert werden, dass genügend Unterfüllmaterial an das Bauelement angelagert wird. Durch die Anpassung des Handhabungsgerätes an den Tauchvorgang in das Unterfüllmaterial wird vorteilhaft eine kostengünstige Aufbringungsmöglichkeit für Unterfüllmateria­ lien eröffnet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Bei­ spielen näher erläutert, wobei dies keine Einschränkung der Erfindung auf diese Beispiele bedeutet.
Hierbei zeigen
Fig. 1a bis d eine mögliche Ausbildung der verschiedenen Handhabungsschritte des Verfahrens zum Ein­ tauchen in Unterfüllmaterial und Reflowlöten eines Bauelementes,
Fig. 2a bis e schematisch durch Pfeile angedeutete Varian­ ten von Tauchbewegungen für ein Bauelement in das Unterfüllmaterial,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Vorratsbehäl­ ters mit einem Antrieb zur Einleitung von Be­ wegungen in das Unterfüllmaterial und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für ein Handhabungs­ gerät mit einem Antrieb zur Einleitung von Schwingungen in ein durch die Handhabungsvor­ richtung gehaltenes Bauelement.
In Fig. 1a ist ein Drehteller 11 schematisch dargestellt, der sich um eine Achse 12 entsprechend des angedeuteten Pfeils langsam dreht. In den Drehsteller ist ein fließfähiges Unterfüllmaterial 13 eingefüllt, welches entlang eines Flüs­ sigkeitsspiegels 14 durch die Drehung des Drehtellers 11 un­ ter einem ortsfest angebrachten Abstreifer 15 entlanggeführt wird, wodurch sich der Flüssigkeitsspiegel durch den Abstrei­ fer genau einstellen lässt.
Mit Hilfe eines Handhabungsgeräts 16, welches über eine mit einer Dichtlippe 17 versehene Öffnung ein Bauelement (im Aus­ führungsbeispiel einen Flip-Chip 18) angesaugt hat (angedeu­ tet durch Δp), wird auf eine Unterseite 19 des Flip-Chips das Unterfüllmaterial 13 dadurch aufgebracht, dass dieser mit dem Flüssigkeitsspiegel 14 des Unterfüllmaterials in Kontakt gebracht wird. Die Adhäsionskraft des Unterfüllmaterials führt dabei zu einer vollständigen Benetzung der Unterseite 19, wobei die Anlagerung des Unterfüllmaterials durch eine Oberflächenvergrößerung, bewirkt durch Kontakte 20 in der Un­ terseite des Flip-Chips 18, unterstützt wird.
Wie in Fig. 1b dargestellt ist, bleibt nach dem Ausheben des Flip-Chips 18 Unterfüllmaterial an der Unterseite 19 haften, welches auch die Kontakte 20 vollständig einschließt. Das Un­ terfüllmaterial 13 in dem Drehteller 11 gemäß Fig. 1a bildet dabei einen Vorrat 21, der durch Ausheben des Flip-Chips 18 verringert wird. Um den Flüssigkeitsspiegel 14 zu halten, muss also regelmäßig Unterfüllmaterial in den Drehteller nachgefüllt werden.
Um die Kohäsionskräfte im Unterfüllmaterial während des Aus­ hebevorganges zu verringern, kann eine Beheizung stattfinden, welche durch angedeutete Heizspulen 22a, b erzeugt werden kann. Die Heizspule 22a befindet sich im Vorrat 21 an Unter­ füllmaterial, wodurch die Temperatur des gesamten Unterfüll­ materials im Vorrat erhöht werden kann. Nach dem Ausheben findet dann eine Abkühlung des Unterfüllmaterials an der Un­ terseite des Flip-Chips statt. Eine andere Möglichkeit be­ steht darin, mittels der Heizspule 22b, die in das Handha­ bungsgerät 16 integriert ist, den Flip-Chip zu erwärmen. Auf diese Weise wird durch die Heizspule 22b das Unterfüllmateri­ al 13 in einer Grenzschicht 23, welches sich in Nachbarschaft der Unterseite 19 des Flip-Chips bildet, indirekt erwärmt, wodurch die Kohäsionskräfte im Unterfüllmaterial 13 lokal verringert werden können.
In beiden dargestellten Beispielen für die Beheizung mittels der Heizspulen 22a, b ist also ein Temperaturgradient ΔT zwischen dem Flip-Chip und dem Unterfüllmaterial zu verzeich­ nen. Im Falle der Heizspule 22b ist der Flip-Chip wärmer als das Unterfüllmaterial, im Fall der Heizspule 22a ist es umge­ kehrt.
Der Flip-Chip 18 gemäß Fig. 1b wird mit Hilfe des Handha­ bungsgerätes 16 auf ein Substrat 24 abgesetzt. Der Zustand des auf diese Weise vormontierten Flip-Chips ist in Fig. 1c dargestellt. Das Handhabungsgerät ist bereits entfernt und der Flip-Chip ist positionsgenau auf dem Substrat 24 abgesetzt worden, so dass dessen Kontakte 20 mit korrespondierenden Kontaktflächen 25 des Substrates in Berührung kommen. Hierbei entsteht ein Spalt 26, welcher vollständig durch das Unter­ füllmaterial 13 ausgefüllt ist. Das Unterfüllmaterial umgibt Kontakte sowie Kontaktflächen vollständig, sorgt aufgrund der Adhäsionskräfte an den spaltbildenden Wänden von Flip-Chip 18 und Substrat 24 und der im Unterfüllmaterial wirkenden Kohä­ sionskräfte für eine genügende Fixierung des Flip-Chips in der gewünschten Positionierung und wird aufgrund der Oberflä­ chenspannung und der im Spalt wirkenden Kapillarkräfte am Montageort gehalten.
Die Menge des Unterfüllmaterials an der Unterseite 19 des Flip-Chips ist derart eingestellt, dass dieses an den Seiten­ kanten des Flip-Chips aus dem Spalt herausquillt. Hierdurch wird nach Durchführung eines Reflowlötens eine beanspru­ chungsgerechte Gestalt entsprechend Fig. 1d für eine Rand­ fläche 27 des Unterfüllmaterials an der Kante des Flip-Chips erreicht, welche einer geschweißten Kehlnaht entspricht. Hierdurch ergibt sich bei mechanischer Beanspruchung des Ver­ bandes zwischen Substrat 24 und Flip-Chip 18 ein günstiger Kraftfluss in dem Verband, woraus eine gleichmäßige Beanspru­ chung des Unterfüllmaterials resultiert. Spannungsspitzen im Unterfüllmaterial können weitgehend vermieden werden, wodurch eine Rissbildung mit der Folge des Abschälens des Unterfüll­ materials oder eines Lösens der Kontakte von den Kontaktflä­ chen vermieden werden kann.
In Fig. 1d ist weiterhin zu erkennen, dass durch das Reflow­ löten ein Lotwerkstoff, der auf den Kontakten 20 des Flip- Chips 18 aufgebracht war, geschmolzen wurde und mit den Kon­ taktflächen 25 des Substrates 24 in Verbindung getreten ist. Auf diese Weise werden Lötstellen 28 gebildet, wobei dieser Prozess durch zusätzliche Flussmitteleigenschaften des Unter­ füllmaterials unterstützt wird.
Die Fig. 2a bis e zeigen verschiedene Bewegungsabläufe für den Tauchvorgang des Flip-Chips in einheitlicher Darstel­ lungsweise. Dargestellt ist der Vorrat 21 an Unterfüllmateri­ al 13, wobei der Flip-Chip 18 mit seiner Unterseite 19 mit dem Flüssigkeitsspiegel in Kontakt gebracht und anschließend wieder entfernt wird. Dabei werden unterschiedliche Kinemati­ ken des Handhabungsvorganges realisiert, welche durch breite Pfeile A, B, C angedeutet sind. Die dargestellten Kinematiken sollen exemplarisch verschiedene Möglichkeiten für die Ver­ ringerung der Aushebekraft aufzeigen. Dabei ist eine Kombina­ tion der dargestellten Bewegungsabläufe möglich, wodurch eine Überlagerung der Effekte zur Verringerung der Aushebekraft zu günstigen Ergebnissen führen kann. In den verschiedenen An­ wendungsfällen muss dabei gleichzeitig beachtet werden, dass eine definierte Menge an Unterfüllmaterial an die Unterseite des Flip-Chips angelagert wird, um ein Resultat gemäß Fig. 1d mit den Randflächen 27 oder eine andere gewünschte Geomet­ rie des Unterfüllmaterials erzeugen zu können.
Im Folgenden werden die Bewegungsabläufe anhand der Pfeile näher erläutert.
Fig. 2a:
  • 1. A: der Flip-Chip wird senkrecht auf den Flüssigkeitsspiegel 14 aufgesetzt,
  • 2. B: anschließend wird der Flip-Chip translatorisch bewegt, so dass durch die Relativbewegung zwischen Unterfüllmaterial 13 und Unterseite 19 des Flip-Chips Scherkräfte in der Grenzschicht zu einer Verringerung der Kohäsionskraft und daraus folgend zu einer Verringerung der Aushebkraft füh­ ren. Daher schließt sich die Aushebebeewegung direkt an die genannte translatorische Bewegung an.
Fig. 2b:
  • 1. A: Es wird eine Bewegung vorgesehen, die kontinuierlich bo­ genförmig verläuft. Die Eintauchbewegung geht somit über­ gangslos in eine translatorische Bewegung zu Verminderung der Kohäsionskräfte nach dem Mechanismus gemäß Fig. 2a ü­ ber und endet in einer Aushebebewegung. Dabei tangiert die Unterseite 19 zwischenzeitig grade den Flüssigkeitsspiegel 14.
Fig. 2c:
  • 1. A: Der Flip-Chip 18 wird entsprechend des zur Fig. 2a ge­ schilderten Vorgangs auf den Flüssigkeitsspiegel 14 aufge­ setzt.
  • 2. B: Nachdem eine vollständige Benetzung der Unterseite 18 so­ wie der Kontakte 20 erfolgt ist, wird eine gezielte Kipp­ bewegung durchgeführt, welche durch eine Drehachse 29a, (senkrecht zu der Zeichnebene von Fig. 2c und durch ein Kreuz angedeutet) definiert ist. Die Drehachse bewirkt die Ausbildung eines keilförmigen Spaltes, ausgehend von einer der Drehachse 29a gegenüberliegenden Kante des Flip-Chips 18, wodurch die hierzu notwendige Aushebekraft lediglich jeweils nur die Kohäsionskraft in der Spitze des Spaltes überwinden muss. Der Spalt breitet sich dabei bis zur Kan­ te des Flip-Chips mit der Drehachse 29a kontinuierlich aus.
  • 3. C: Nun findet die endgültige Aushebebewegung statt, wobei diese ausgeführt wird, wenn die Spitze des keilförmigen Spaltes die Kante des Flip-Chips an der Drehachse 29a er­ reicht hat.
Fig. 2d:
  • 1. A: Der Flip-chip 18 wird schräg in das Unterfüllmaterial 13 eingeführt, wobei dafür Soge zu tragen ist, dass das Un­ terfüllmaterial nicht auf eine Oberseite 30 des Flip-Chips gerät. Die Seitenkanten des Flip-Chips können jedoch teil­ weise oder ganz mit dem Unterfüllmaterial benetzt werden, da ein Ergebnis gemäß Fig. 1d gewünscht ist, bei dem die Seitenkanten des Flip-Chips durch die Randfläche 27 des Unterfüllmaterials eingeschlossen sind.
  • 2. B: Abschließend wird eine Kippbewegung des Flip-Chips durch­ geführt, wobei hierbei der zur Fig. 2c geschilderte Ef­ fekt einer Ausbildung eines keilförmigen Spaltes genutzt werden kann. Dieser keilförmige Spalt muss sich jedoch nicht auf der ganzen Unterseite 19 des Flip-chips erstre­ cken bevor die Aushebebewegung begonnen wird. Eine Dreh­ achse 29b liegt dabei, wie angedeutet, in der Symmetrie­ achse des Flip-Chips 18.
  • 3. C: Nach der Kippbewegung wird wieder eine schräge Aushebebe­ wegung angeschlossen, wobei der keilförmige Spalt die Aus­ hebekraft verringert und weiterhin der Bewegungsanteil der Ausgebebewegung, welcher parallel zu Grenzfläche verläuft, über die sich ausbildenden Scherkräfte zu einer Veringe­ rung der Kohäsionskräfte im Unterfüllmaterial und daraus folgend zu einer weiteren Verringerung der Aushebekraft führt.
Fig. 2e:
  • 1. A: Der Flip-Chip 18 wird entsprechend Fig. 2a auf den Flüs­ sigkeitsspiegel 14 des Unterfüllmaterials 13 aufgesetzt.
  • 2. B: Das Handhabungswerkzeug leitet in den Flip-Chip 18 eine Schwingungsbewegung ein, die parallel zum Flüssigkeits­ spiegel 14 ausgebildet ist und auf diese Weise die Scher­ kräfte auf die Grenzschicht ausübt. Dadurch kann die Kohä­ sionskraft im Unterfüllmaterial verringert werden. Mit der Einleitung der Schwingungsbewegung kann begonnen werden, wenn eine Benetzung der Unterseite 19 des Flip-Chips be­ reits erfolgt ist oder auch schon während der Eintauchbe­ wegung A. Sie wird mindestens solange beibehalten, wie ei­ ne Verringerung der Kohäsionskräfte während des Aushebe­ vorganges gewünscht ist. Durch den Zeitraum der Einleitung der Schwingungsbewegung kann auch die Menge des angelager­ ten Unterfüllmaterials beeinflusst werden, je früher die Schwingungsbewegung eingestellt wird, desto mehr wachsen die Aushebekräfte an, desto mehr Unterfüllmaterial wird jedoch auch an der Unterseite 19 des Flip-Chips angela­ gert.
  • 3. C: Die Aushebebewegung erfolgt ebenfalls senkrecht.
  • 4. D: Alternativ zur Schwingung B kann auch eine Schwingung D in das Unterfüllmaterial 13 eingeleitet werden, wodurch die unter B beschriebenen Effekte gleichermaßen erzielt wer­ den.
In Fig. 3 ist ein Vorratsbehälter 31 dargestellt, in dem das Unterfüllmaterial 13 eingefüllt ist. Hierbei handelt es sich um einen Drehteller, welcher drehbar gelagert ist und ent­ sprechend des angedeuteten Pfeils in Drehung versetzt werden kann. Hierzu ist als Antrieb ein Motor M vorgesehen. Wird während der Drehung ein nicht dargestelltes Bauelement in das Unterfüllmaterial eingetaucht, so entsteht aufgrund der Dre­ hung des Unterfüllmaterials 13 eine Relativbewegung der Teil­ chen des Unterfüllmaterials im Bezug auf das eingetauchte Bauelement. Die in einer Grenzschicht an das Bauelement ange­ lagerten Teilchen machen die Bewegung des Unterfüllmaterials jedoch nicht mit, weil sie am Bauelement anhaften, wodurch in der Grenzschicht Scherkräfte entstehen, die die Kohäsions­ kräfte in diesem Bereich des Unterfüllmaterials verringern.
In Fig. 4 ist eine Haltevorrichtung 34 dargestellt. Diese weist einen durch zwei Bohrungen 35 gebildeten Druckanschluss auf, in dem ein Unterdruck Δp erzeugt werden kann und der in einer Haltefläche 36 zur vorübergehenden Fixierung eines nicht dargestellten Bauelementes mit Hilfe des Unterdruckes mündet. Die Haltefläche ist Bestandteil eines Schwingungsge­ nerators 32a, welcher mit Hilfe einer elektrischen Energie­ quelle 37 angetrieben werden kann und auf einer elastischen Bettung 38 aufgebracht ist, um eine Übertragung der Schwin­ gungen des Schwingungsgenerators auf die Haltevorrichtung zu minimieren. Die Übertragung der Schwingung erfolgt hauptsäch­ lich auf das nicht dargestellte Bauelement, welches über die Haltefläche 36 kraftschlüssig mit dem Schwingungsgenerator 32a verbunden werden kann. Das Handhabungsgerät weist weiter­ hin eine Schnittstelle 39 auf, die zur Anbringung desselben am Handhabungsgerät, beispielsweise an einem Greifarm, dient.

Claims (12)

1. Verfahren zum Verbinden eines mit Kontakten (20) versehe­ nen Bauelementes (18) mit Kontaktflächen (25) eines Substra­ tes (24) unter Zwischenlage eines das Bauelement im Endzu­ stand fixierenden Unterfüllmaterials (13) mittels Lötens, bei dem
das Bauelement in einer Sollposition auf das Substrat auf­ gesetzt wird, wobei sich das Unterfüllmaterial in einem zwischen Bauelement und Substrat (24) verbleibenden Spalt befindet, und danach
das Löten durchgeführt wird, wodurch Lötverbindungen (28) zwischen den Kontakten (20) des Bauelementes (18) und den Kontaktflächen (25) des Substrates (24) gebildet werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Unterfüllmaterial durch Tauchen zumindest eines Tei­ les des Bauelementes in einen Vorrat (21) von Unterfüllmate­ rial auf des Bauelement aufgebracht wird, bevor das Bauele­ ment auf das Substrat aufgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf das bevorratete Unterfüllmaterial Kohäsionskräfte vermindernd eingewirkt wird, während das Bauelement (18) nach dem Tauchvorgang aus dem Vorrat (21) von Unterfüllmaterial entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verminderung der Kohäsionskräfte im Vorrat (21) von Unterfüllmaterial durch Erwärmung desselben bewirkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorrat (21) von Unterfüllmaterial durch das Bauele­ ment (18) erwärmt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verminderung der Kohäsionskräfte durch die Einlei­ tung von Scherkräften in die Grenzschicht zwischen Bauelement (18) und Unterfüllmaterial bewirkt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherkräfte durch einen zu einem Flüssigkeitsspiegel (14) des Vorrats (21) parallelen Bewegungsanteil der Aushebe­ bewegung des Bauelementes (18) erzeugt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherkräfte durch eine Schwingungsbewegung des Bau­ elementes (18) erzeugt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Scherkräfte durch eine zu einem Flüssigkeitsspiegel (14) des Vorrats (21) parallele Bewegung des Vorrats erzeugt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherkräfte durch eine Schwingungsbewegung des Vor­ rats (21) erzeugt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement gegenüber einem Flüssigkeitsspiegel (14) des Vorrats (21) geneigt entnommen wird.
11. Vorrichtung zum Aufbringen von Unterfüllmaterial auf ein mit Kontakten versehenes Bauelement durch Tauchen mit
  • - einem Vorratsbehälter (31) für ein Tauchbad mit einem An­ trieb zum Erzeugen einer kontinuierlichen Bewegung mit einer Bewegungskomponente in der Ebene des Flüssigkeits­ spiegels des Tauchbades und
  • - einem Handhabungsgerät (16) mit einer Haltevorrichtung (34) zur vorübergehenden Fixierung des Bauelements zum Eintauchen in das Tauchbad.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Handhabungsgerät einen weiteren Antrieb zur Erzeugung von auf das Bauelement übertragenen Schwingungen aufweist.
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