DE102008042777A1 - Selektiver Lötstop - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Oberfläche auf einem Bauteil (200; 300), welche Bereiche mit einer unterschiedlichen Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel (230) aufweist. Das Verfahren umfasst ein Ausbilden einer ersten metallischen Schicht (210) auf dem Bauteil (200; 300), ein Ausbilden einer zweiten metallischen Schicht (220) auf der ersten metallischen Schicht (210), wobei die zweite metallische Schicht (220) eine Oxidation der ersten metallischen Schicht (210) verhindert. Das Verfahren umfasst weiter ein Entfernen der zweiten metallischen Schicht (220) mit Hilfe eines Lasers (290) in einem vorgegebenen Oberflächenbereich (285; 385; 386) zum Freilegen der ersten metallischen Schicht (210) und ein Oxidieren der freigelegten ersten metallischen Schicht (210) an der Oberfläche, wodurch eine Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel (230) in dem vorgegebenen Oberflächenbereich (285; 385; 386) geringer ist als in einem an den vorgegebenen Oberflächenbereich (285; 385; 386) angrenzenden Oberflächenbereich.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer Oberfläche auf einem Bauteil, welche Bereiche mit einer unterschiedlichen Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil über ein Lötmittel.
- Stand der Technik
- Ein gängiges Verfahren zum stoffschlüssigen Verbinden (Fügen) von Bauteilen ist das Lötverfahren. Hierbei werden die Bauteile über ein aufgeschmolzenes Metall bzw. eine Metallegierung, auch als Lötmittel oder Lot bezeichnet, miteinander verbunden. Um möglichst ausgasungs- bzw. rückstandsfreie Verbindungen herzustellen, wie dies beispielsweise im Bereich mikromechanischer Sensoren gefordert wird, werden flussmittelfreie Lote eingesetzt.
- Üblicherweise werden auf den Fügepartnern (welche häufig Stahl, Nickellegierungen, usw. aufweisen) reine Nickelschichten ausgebildet, da diese die Entstehung von stabilen intermetallischen Verbindungen ermöglichen. Problematisch ist jedoch, dass die Nickelschichten relativ stark zur Oberflächenoxidation neigen. Eine Oberflächenoxidation kann bereits bei Raumtemperatur auftreten und wird insbesondere durch einen erhöhten Feuchtigkeitsanteil bzw. eine erhöhte Temperatur begünstigt. Die Bildung einer Oxidschicht hat zur Folge, dass die Fließ- und Benetzungseigenschaften in Bezug auf ein (flussmittelfreies) Lot reduziert und dadurch die Ausbildung einer Lötverbindung gestört wird. Im Extremfall findet gar keine Anbindung des Lotes mehr statt. Um eine derartige Be einträchtigung zu vermeiden, wird eine Nickelschicht üblicherweise mit einem Oxidations- bzw. Anlaufschutz versehen. In der Regel wird hierbei eine Goldschicht auf der Nickelschicht ausgebildet, so dass eine Verringerung der Benetzbarkeit durch ein Lötmittel vermieden wird.
- Häufig ist der Oberflächenbereich auf einem Bauteil, der von einem Lot benetzt werden soll, definiert bzw. begrenzt. Herkömmlicherweise wird daher die Beschichtung der Bauteile mit Nickel und Gold selektiv durchgeführt, um die Benetzung des Lotes nur auf einen vorgesehenen Oberflächenbereich zu beschränken. Zu diesem Zweck wird vor Ausbilden der Nickelschicht eine strukturierte Maskierungsschicht auf dem betreffenden Bauteil ausgebildet, wodurch die Bildung der Nickel- und Goldschicht nur in Bereichen zwischen der Maskierungsschicht erfolgt. Diese Vorgehensweise ist jedoch relativ aufwändig und infolgedessen mit hohen Herstellungskosten verbunden.
- Offenbarung der Erfindung
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Erzeugen einer Oberfläche auf einem Bauteil mit Bereichen mit einer unterschiedlichen Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel, sowie ein entsprechendes Verfahren zum Verbinden von zwei Bauteilen anzugeben.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Erzeugen einer Oberfläche auf einem Bauteil vorgeschlagen, welche Bereiche mit einer unterschiedlichen Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel aufweist. Das Verfahren umfasst ein Ausbilden einer ersten metallischen Schicht auf dem Bauteil und ein Ausbilden einer zweiten metallischen Schicht auf der ersten metallischen Schicht, wobei die zweite metallische Schicht eine Oxidation der ersten metallischen Schicht verhindert. Das Verfahren umfasst weiter ein Entfernen der zweiten metallischen Schicht mit Hilfe eines Lasers in einem vorgegebenen Oberflächenbereich zum Freilegen der ersten metallischen Schicht, und ein Oxidieren der freigelegten ersten metallischen Schicht an der Oberfläche, wodurch eine Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel in dem vorgegebenen Oberflächenbereich geringer ist als in einem an den vorgegebenen Oberflächenbereich angrenzenden Oberflächenbereich.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Erzeugen einer Oberfläche auf dem Bauteil mit Bereichen mit einer unterschiedlichen Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel. Anstatt eine Maskierungsschicht einzusetzen, wird ein Oberflächenbereich mit einer reduzierten Benetzbarkeit durch selektives Entfernen der zweiten metallischen Schicht und Oxidieren der in diesem Bereich freigelegten ersten metallischen Schicht erzeugt. Hierbei kann beispielsweise ein gängiger Beschriftungslaser zum Einsatz kommen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste metallische Schicht Nickel auf. Auf diese Weise eignet sich das Bauteil zur Herstellung einer relativ stabilen Lötverbindung. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die zweite metallische Schicht Gold aufweist. Hierdurch wird einerseits ein zuverlässiger Oxidationsschutz des darunter liegenden Nickels erzielt und andererseits eine hohe Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel ermöglicht.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der vorgegebene Oberflächenbereich, in welchem die zweite Schicht entfernt wird, die Form einer Linie auf. Auf diese Weise kann auf der Oberfläche des Bauteils relativ schnell ein mit einem Lötmittel zu benetzender Oberflächenbereich definiert werden, welcher durch die Linie von einem weiteren Oberflächenbereich, auf welchem keine Benetzung erfolgen soll, getrennt ist.
- Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird eine Oberfläche auf dem ersten Bauteil durch Durchführen eines der vorstehend beschriebenen Verfahren erzeugt, wobei die Oberfläche einen mit einem Lötmittel zu benetzenden Lötbereich aufweist, welcher an den eine geringere Benetzbarkeit aufweisenden vorgegebenen Oberflächenbereich angrenzt. Auf den Lötbereich wird ein Lötmittel aufgebracht und aufgeschmolzen. Das erste und zweite Bauteil werden einander angenähert, um das erste und zweite Bauteil über das Lötmittel zu verbinden.
- Dieses Verfahren ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Herstellen einer Lötverbindung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil. Durch das Vorsehen des Oberflächenbereichs mit einer geringeren Benetzbarkeit ist die Möglichkeit gegeben, die Benetzung mit dem Lötmittel lediglich auf den Lötbereich zu beschränken.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Fügeverbindung zwischen zwei Bauteilen über ein Lot in einer vergrößerten seitlichen Schnittdarstellung; -
2 bis4 die Herstellung einer Lötverbindung zwischen zwei Bauteilen inklusive des Erzeugens eines selektiven Lötstops, jeweils in einer Aufsichts- und einer seitlichen Schnittdarstellung; -
5 eine weitere Lötverbindung zwischen zwei Bauteilen in einer Aufsichts- und einer seitlichen Schnittdarstellung; und -
6 bis8 die Herstellung einer Lötverbindung zwischen zwei weiteren Bauteilen, jeweils in einer Aufsichts- und einer seitlichen Schnittdarstellung. - Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt die Struktur einer Fügeverbindung zwischen einem ersten Bauteil100 und einem zweiten Bauteil150 über ein Lot130 in einer seitlichen Schnittdarstellung (ohne Darstellung der intermetallischen Phasen). Bei dem Bauteil100 kann es sich beispielsweise um ein metallisches Bauteil handeln, welches beispielsweise Stahl aufweist. Das Bauteil150 kann beispielsweise Glas aufweisen. - Um das Bauteil
100 mit dem Bauteil150 zu verbinden, ist auf dem Bauteil100 ein Schichtenstapel aus einer Nickelschicht110 und einer Goldschicht120 vorgesehen. Die Nickelschicht110 ermöglicht hierbei die Herstellung einer relativ stabilen Lötverbindung. Durch die Goldschicht120 wird eine Oberflächenoxidation der Nickelschicht110 verhindert, wodurch eine hohe Anbindung bzw. Benetzbarkeit in Bezug auf das Lot130 ermöglicht wird. Zur Beschichtung des Bauteils100 können zum Beispiel galvanische oder chemische (außenstromlose) Abscheideverfahren zum Einsatz kommen. Alternativ können die Schichten110 ,120 mit einem Kathodenzerstäubungsverfahren, auch als „Sputtern” bezeichnet, erzeugt werden. Sofern die Nickelschicht110 durch chemische Abscheidung hergestellt wird, kann die Nickelschicht110 einen Phosphoranteil aufweisen. Dieser liegt insbesondere an einer Oberfläche der Nickelschicht110 in einer höheren Konzentration vor, wie in1 anhand des Bereichs115 angedeutet ist. - Auch auf dem Bauteil
150 ist eine Oberflächenbeschichtung aus einer Nickelschicht160 und einer Goldschicht170 vorgesehen, wodurch eine stabile Verbindung ermöglicht und eine hohe Benetzbarkeit im Hinblick auf das Lot130 gewährleistet ist. Die Schichten160 ,170 können ebenfalls mittels eines galvanischen oder chemischen Abscheideverfahrens bzw. mit Hilfe eines Sputterverfahrens erzeugt werden. Um eine ausreichende Haftung der Nickelschicht160 auf dem Glasmaterial des Bauelements150 zu erzielen, wird das Bauelement150 ferner vor dem Ausbilden der Nickelschicht160 mit einer Haftvermittlerschicht155 versehen. Die Haftvermittlerschicht155 kann beispielsweise Chrom aufweisen. - Zum Herstellen der in
1 dargestellten Fügeverbindung kann das Lot130 in flüssiger bzw. aufgeschmolzener Form auf wenigstens einem der Bauteile100 ,150 bzw. deren Goldschichten120 ,170 vorgesehen werden, sowie die Bauteile100 ,150 aneinander angenähert werden, um die Ausbildung intermetallischer Verbindungen zwischen den Schichten110 ,120 des Bauteils100 bzw. den Schichten160 ,170 des Bauteils150 und dem Lot130 hervorzurufen. Bei dem Lot130 kann es sich um ein flussmittelfreies Lot handeln, wodurch die Fügeverbindung ausgasungs- bzw. rückstandsfrei ist. - Sofern die beiden Bauteile
100 ,150 großflächig mit den Schichten110 ,120 bzw. den Schichten155 ,160 ,170 versehen sind, kann das Lot130 die Bauteile100 ,150 bzw. eines der Bauteile100 ,150 entsprechend großflächig benetzen. In der Regel wird jedoch nur eine lokal begrenzte Anbindung des Lotes130 angestrebt. Anstatt zu diesem Zweck eine strukturierte Maskierungsschicht auszubilden, was mit einem relativ hohen Aufwand verbunden ist, ist erfindungsgemäß der Einsatz eines Lasers zum selektiven Erzeugen einer reduzierten Benetzbarkeit auf einer Bauteiloberfläche vorgesehen. Dieses Vorgehen wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. - Die
2 bis4 zeigen die Herstellung einer Fügeverbindung zwischen zwei Bauteilen200 ,250 , jeweils in einer Aufsichtsdarstellung (linke Seite) und einer seitlichen Schnitt darstellung (rechte Seite). Bei dem Bauteil200 kann es sich beispielsweise um ein metallisches Bauteil handeln, welches zum Beispiel Stahl oder eine Nickellegierung aufweist. Auch das Bauteil250 kann ein metallisches Bauteil darstellen oder alternativ Glas aufweisen. - Auf dem bereitgestellten Bauteil
200 wird wie in2 dargestellt eine Oberflächenbeschichtung ausgebildet. Hierzu wird eine Nickelschicht210 auf das Bauteil200 , und auf die Nickelschicht210 eine Goldschicht220 aufgebracht. Beide Schichten210 ,220 können jeweils mit Hilfe eines galvanischen oder chemischen Abscheideverfahrens bzw. mit Hilfe eines Kathodenzerstäubungsverfahrens erzeugt werden. Um die Goldschicht einfach und kostengünstig auszubilden, wird die Goldschicht220 vorzugsweise durch chemische Abscheidung auf der Nickelschicht210 erzeugt. Zu dem gleichen Zweck wird die Goldschicht bevorzugt mit einer relativ geringen Dicke von weniger als einem Mikrometer hergestellt. Durch die Goldschicht220 ist die Nickelschicht210 zuverlässig vor einem Anlaufen bzw. Oxidieren geschützt. - Nachfolgend wird, wie in
3 dargestellt, ein Laser290 eingesetzt, um die Goldschicht220 in einem vorgegebenen Oberflächenbereich285 zu entfernen bzw. zu verdampfen, und dadurch die Nickelschicht210 selektiv freizulegen. Hierzu wird ein von dem Laser290 emittierter Laserstrahl280 auf die Oberflächenbeschichtung des Bauteils200 gerichtet und auf dieser entlang geführt. Die freigelegte Nickelschicht210 wird des weiteren an der Oberfläche oxidiert, so dass in dem Oberflächenbereich285 eine Oxidschicht215 gebildet wird. Aufgrund der Oxidschicht215 sind die Fließ- und Benetzungseigenschaften in Bezug auf ein Lötmittel in dem Bereich285 gegenüber einem an den Bereich285 angrenzenden Oberflächenbereich reduziert. Der vorgegebene Bereich285 kann wie in3 dargestellt in Form einer geschlossenen Linie ausgebildet werden, und wird daher im Folgenden als Lötstoplinie285 bezeichnet. Die Lötstoplinie285 umschließt dabei einen mit einem Lötmittel zu benetzenden Lötbereich auf der durch die Beschichtungen210 ,220 bereitgestellten Oberfläche des Bauteils200 . - Der Einsatz des Lasers
290 ermöglicht eine genaue und schnelle Herstellung der Lötstoplinie285 . Hierzu sind bereits gängige Beschriftungslaser geeignet. Eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit lässt sich insbesondere bei einer geringen Dicke der Goldschicht220 von weniger als einem Mikrometer erzielen. Bei einer solchen Dicke kann die Lötstoplinie285 ferner mit einer relativ geringen Laserleistung290 erzeugt werden. Der Laser290 kann hierbei derart betrieben werden, dass neben dem selektiven Entfernen der Goldschicht220 auch ein entsprechender Energie- oder Wärmeeintrag in die freigelegte Nickelschicht210 hervorgerufen wird. Sofern das Bauteil200 beim Einsatz des Lasers290 einer Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt ist, kann der Energieeintrag des Laser290 die Bildung der Oxidschicht215 bewirken. - Eine Oberflächenoxidation findet nur bei dem freigelegten Anteil der Nickelschicht
210 statt, wohingegen der von der Goldschicht220 bedeckte Anteil der Nickelschicht210 einer Oxidation nicht zugänglich ist. Die geometrische Ausdehnung der Lötstoplinie215 wird daher ausschließlich durch das Entfernen der Goldschicht220 festgelegt. Auf diese Weise kann die Lötstoplinie285 mit einer hohen Genauigkeit und gegebenenfalls einer geringen Breite erzeugt werden. - Anstelle die Oxidation aufgrund eines Energieeintrags des Lasers
290 zu bewirken, kann das (vollständige) Ausbilden der Oxidschicht215 auch erst im Anschluss an das selektive Entfernen der Goldschicht220 erfolgen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein zusätzlicher Temperaturschritt zum Aufheizen des Bauteils200 durchgeführt und/oder das Bauteil200 einer sauerstoffhaltigen bzw. -reichen Atmosphäre ausgesetzt werden. - Nach dem Ausbilden der Lötstoplinie
285 wird das Bauteil200 wie in4 dargestellt mit dem weiteren Bauteil250 über ein Lot230 verbunden. Die laterale Ausdehnung des Bauteils250 ist dabei kleiner als der von der Lötstoplinie285 umschlossene Lötbereich. Auch auf dem weiteren Bauteil250 wird eine Oberflächenbeschichtung umfassend eine Nickelschicht260 und eine Goldschicht270 ausgebildet. Gegebenenfalls kann vor dem Ausbilden der Nickelschicht260 das Bauteil250 mit einer Haftvermittlerschicht (zum Beispiel aus Chrom) beschichtet werden, um eine ausreichende Haftung der Nickelschicht260 zu ermöglichen. - Zum stoffschlüssigen Verbinden der Bauteile
200 ,250 kann das Lot230 auf die Goldschicht220 des Bauteils200 in dem von der Lötstoplinie285 umschlossenen Lötbereich aufgebracht und durch einen Temperaturschritt aufgeschmolzen werden. Nachfolgend werden die Bauteile200 ,250 aneinander angenähert, um die Ausbildung intermetallischer Verbindungen zwischen den Oberflächenbeschichtungen der Bauteile200 ,250 und dem Lot230 zu bewirken. Bei dem Lot230 kann es sich um ein flussmittelfreies Lot handeln, wodurch die Fügeverbindung ausgasungs- bzw. rückstandsfrei ist. Das Lot230 kann hierbei Metalle wie zum Beispiel Kupfer, Zinn, Silber, Indium, Blei aufweisen. - Das Lot
230 kann beispielsweise in Form eines festen Plättchens auf den Lötbereich des Bauteils200 aufgebracht und nachfolgend aufgeschmolzen werden. Alternativ ist der Einsatz einer Lotpaste vorstellbar, welche beispielsweise aufgedruckt oder im Rahmen eines Dispense-Verfahrens aufgebracht wird. Nach dem Aufbringen der Lotpaste können die Bauteile200 ,250 angenähert und anschließend die Lotpaste zum Herstellen der intermetallischen Verbindungen aufgeschmolzen werden. Die Lotpaste kann auch vor dem Annähern der Bauteile200 ,250 aufgeschmolzen werden. Durch die Lötstoplinie285 bzw. die Oxidschicht215 wird verhindert, dass das Lot230 (bei entsprechend definierter Lotmenge) die Goldschicht220 des Bau teils200 in einem Oberflächenbereich außerhalb des von der Lötstoplinie285 umschlossenen Lötbereichs benetzt. -
5 zeigt eine Lötverbindung gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel. Das Bauteil200 ist hierbei mit einem Bauteil251 über das Lot230 verbunden, wobei die laterale Ausdehnung des Bauteils251 im Gegensatz zu dem Bauteil250 größer ist als der von der Lötstoplinie285 umschlossene Lötbereich. Um entsprechend dem Bauteil200 auch auf der Oberfläche bzw. Oberflächenbeschichtung260 ,270 des Bauteils251 nur eine lokal definierte Benetzung durch das Lot230 zu erzielen, weist das Bauteil251 ebenfalls eine durch eine Nickeloxidschicht265 gebildete Lötstoplinie auf. Die Lötstoplinie265 kann ebenfalls durch selektives Entfernen der Goldschicht270 mit Hilfe eines Lasers und Oxidieren der freigelegten Nickelschicht260 hergestellt werden. Auf diese Weise kann die Benetzung mit dem Lot230 auf einen Lötbereich auf dem Bauteil251 eingeschränkt werden, welcher durch die Lötstoplinie265 definiert bzw. umschlossen wird. Zum Herstellen der Lötverbindung kann das Lot230 wiederum auf den Lötbereich des Bauteils200 , oder zusätzlich bzw. ausschließlich auf den Lötbereich des Bauteils251 aufgebracht werden. - Die
6 bis8 zeigen die Herstellung einer Lötverbindung zwischen zwei weiteren Bauteilen300 ,350 , jeweils in einer Aufsichtsdarstellung (links) und einer seitlichen Schnittdarstellung (rechts). Bei dem Bauteil300 handelt es sich um einen metallischen Sockel für eine TO-Zelle eines mikromechanischen Drucksensors. Das Bauteil350 stellt einen Glaskörper dar, auf welchem ein Sensorchip (nicht dargestellt) aufbringbar ist. - Der Sockel
300 weist eine in der Aufsicht im Wesentlichen kreisförmige Form auf, wobei in der Mitte eine im Wesentlichen quadratische Vertiefung301 zum Aufnehmen des Bauteils350 vorgesehen ist. Beide Bauteile300 ,350 weisen die Bauteile300 ,350 durchdringende Löcher302 ,352 auf. Die Löcher302 ,352 kommen übereinander zu liegen, um einen definierten Druck an einen auf das Bauteil350 aufgebrachten Sensorchip anzulegen. Der Sockel300 kann ferner Durchkontaktierungen zum Anschließen des Sensorchips aufweisen (nicht dargestellt). - Auf den bereitgestellten Sockel
300 wird wie in6 dargestellt eine großflächige Oberflächenbeschichtung310 aufgebracht. Die Beschichtung310 umfasst eine auf den Sockel300 aufgebrachte Nickelschicht und eine auf die Nickelschicht aufgebrachte Goldschicht. Die Beschichtung310 kann dabei auch die Seitenwände des Loches302 bedecken (nicht dargestellt). - Um eine Benetzung der Beschichtung
310 mit einem Lötmittel lediglich im Bereich der Vertiefung301 zu erzielen, werden, wie in7 dargestellt, eine am Rand der Vertiefung301 angeordnete Lötstoplinie385 und eine um das Loch302 herum angeordnete Lötstoplinie386 erzeugt. Zu diesem Zweck wird ein Laser290 eingesetzt, welcher einen Laserstrahl280 zum Entfernen der Goldschicht bzw. Freilegen der Nickelschicht der Beschichtung310 aussendet. Durch den Energieeintrag des Lasers290 können die freigelegte Nickelschicht an der Oberfläche oxidiert und auf diese Weise die Benetzungseigenschaften reduziert werden. Durch die Lötstoplinien385 ,386 wird ein Lötbereich in der Vertiefung301 definiert. - Nachfolgend wird ein flussmittelfreies Lot
230 (beispielsweise in Form eines Plättchens) auf den Lötbereich in der Vertiefung301 aufgebracht und aufgeschmolzen. Weiter wird das Bauteil350 , welches mit einer Oberflächenbeschichtung360 aus einer Haftvermittlerschicht, einer Nickelschicht und einer Goldschicht (entsprechend dem Bauteil150 von1 ) versehen ist, in die Vertiefung301 eingebracht, so dass sich der in8 dargestellte Aufbau ergibt. Durch die Lötstoplinien385 ,386 wird das Lot230 davon abgehalten, auf die Oberfläche bzw. Oberflächenbeschichtung310 des Bauteils300 außerhalb der Vertiefung zu fließen sowie die Seitenwände des Loches302 zu benetzen. - Die anhand der Figuren erläuterten Verfahren stellen mögliche Ausführungsformen der Erfindung dar. Darüber hinaus lassen sich weitere Verfahren verwirklichen, welche Abwandlungen bzw. Kombinationen der beschriebenen Verfahren darstellen. Beispielsweise können auf einer Oberfläche eines Bauteils mehrere, von Lötstoplinien definierte oder umschlossene Lötbereiche ausgebildet werden. Des Weiteren kann eine Lötstoplinie anstelle einer geschlossenen auch eine offene Form aufweisen, um als Barriere ein Fliessen eines Lötmittels von einem vorgegebenen Lötbereich auf einen anderen Oberflächenbereich zu verhindern. Ein Oberflächenbereich mit einer reduzierten Benetzbarkeit kann ferner mit einer anderen Form als einer Linienform, beispielsweise (groß) flächig mithilfe eines Lasers ausgebildet werden.
- Anstelle der angegebenen Materialien lassen sich alternativ andere Materialien einsetzen. Beispielsweise kann anstatt der Goldschicht als Anlaufschutz eine andere Edelmetallschicht, zum Beispiel eine Platinschicht, verwendet werden. Auch anstelle der Nickelschicht kann alternativ eine andere lötfähige Schicht, zum Beispiel eine Kupfer- oder eine Titanschicht zum Einsatz kommen. Anstelle von Schichten mit nur einem chemischen Element sind Schichten mit mehreren Elementen oder auch Legierungen vorstellbar.
Claims (9)
- Verfahren zum Erzeugen einer Oberfläche auf einem Bauteil (
200 ;300 ), welche Bereiche mit einer unterschiedlichen Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel (230 ) aufweist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Ausbilden einer ersten metallischen Schicht (210 ) auf dem Bauteil (200 ;300 ); Ausbilden einer zweiten metallischen Schicht (220 ) auf der ersten metallischen Schicht (210 ), wobei die zweite metallische Schicht (220 ) eine Oxidation der ersten metallischen Schicht (210 ) verhindert; Entfernen der zweiten metallischen Schicht (220 ) mit Hilfe eines Lasers (290 ) in einem vorgegebenen Oberflächenbereich (285 ;385 ;386 ) zum Freilegen der ersten metallischen Schicht (210 ); und Oxidieren der freigelegten ersten metallischen Schicht (210 ) an der Oberfläche, wodurch eine Benetzbarkeit in Bezug auf ein Lötmittel (230 ) in dem vorgegebenen Oberflächenbereich (285 ;385 ;386 ) geringer ist als in einem an den vorgegebenen Oberflächenbereich (285 ;385 ;386 ) angrenzenden Oberflächenbereich. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste metallische Schicht (
210 ) Nickel aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite metallische Schicht (
220 ) Gold aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite metallische Schicht (
220 ) eine Dicke von weniger als einem Mikrometer aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Oberflächenbereich, in welchem die zweite metallische Schicht (
220 ) entfernt wird, die Form einer Linie (285 ;385 ;386 ) aufweist. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der ersten metallischen Schicht (
210 ) mit Hilfe eines der folgenden Prozesse durchgeführt wird: elektrolytische Abscheidung; außenstromlose Abscheidung; und Kathodenzerstäubung. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden der zweiten metallischen Schicht (
220 ) mit Hilfe eines der folgenden Prozesse durchgeführt wird: elektrolytische Abscheidung; außenstromlose Abscheidung; und Kathodenzerstäubung. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidieren der freigelegten ersten metallischen Schicht (
210 ) durch einen Energieeintrag des Lasers (290 ) in die erste Schicht (210 ) bewirkt wird. - Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils (
200 ;300 ) mit einem zweiten Bauteil (250 ;350 ), gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Erzeugen einer Oberfläche auf dem ersten Bauteil (200 ;300 ) durch Durchführen eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche einen mit einem Lötmittel (230 ) zu benetzenden Lötbereich aufweist, welcher an den eine geringere Benetzbarkeit aufweisenden vorgegebenen Oberflächenbereich (285 ;385 ;386 ) angrenzt; Aufbringen eines Lötmittels (230 ) auf den Lötbereich; Aufschmelzen des Lötmittels (230 ); und Annähern des ersten und zweiten Bauteils (200 ;300 ;250 ;350 ), um das erste und zweite Bauteil (200 ;300 ;250 ;350 ) über das Lötmittel (230 ) zu verbinden.
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