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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf einen anschlusslosen Baustein, eine Anordnung von anschlusslosen Bausteinen und auf ein Verfahren zur Herstellung eines anschlusslosen Bausteins.
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HINTERGRUND
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Anschlusslose Bausteine, insbesondere QFN-Bausteine (anschlusslose quadratische Flachgehäuse), werden typischerweise in großen Anordnungen oder Streifen hergestellt. Die individuellen anschlusslosen Bausteine werden danach mit Hilfe einer Zertrennsäge oder eines Lasers vereinzelt.
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1 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines anschlusslosen Bausteins 2 mit einem Halbleiterchip 4, der auf einem Leiterrahmen 6 angeordnet ist und der ferner durch mehrere Bonddrähte 8 mit den Kontakten 10 des Bausteins 2 verbunden ist. Die Kontakte 10 sind ein Teil des Leiterrahmens 6. Der Halbleiterchip 4, die Kontakte 10 und der Leiterrahmen 6 werden nach der Anordnung in einem Formmaterial 12 vergossen.
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2 ist eine vereinfachte Draufsicht eines beispielhaften Streifens 12 mit mehreren anschlusslosn Bausteinen 2, vorzugsweise QFN-Bausteinen, von unten. Die jeweiligen Leiterrahmen von benachbarten Bausteinen 2 sind über Kontaktbrücken miteinander verbunden, die sich über eine Trennebene S (durch gestrichelte Linien angegeben) erstrecken. Benachbarte Bausteine 2 teilen sich mehrere gemeinsame Kontaktbrücken, die – nach der Trennung – die jeweiligen Kontakte 10 der individuellen Bausteine 10 bilden.
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Um lötbare Kontaktflächen bereitzustellen, kann die untere Oberfläche der Kontakte 10 z. B. mit einem Stapel von Nickel-(Ni), Palladium-(Pd) und Gold-(Au)Schichten plattiert werden. Ferner schützt die Plattierung die jeweilige Kupferoberfläche (Cu-Oberfläche) der Kontakte 10 vor einer Oxidation, die ihre Lötfähigkeit verringern würde. Der Vereinzelungsprozess verursacht jedoch, dass die vertikalen Cu-Oberflächen 18 der Kontakte 10 freigelegt werden (siehe 1).
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3 ist eine vereinfachte Seitenansicht eines anschlusslosen Bausteins 2. Mehrere Kontakte 10, die in ein Formmaterial 12 eingebettet sind, sind an der Seitenfläche des Bausteins 2 sichtbar. Die Kontakte 10 weisen eine Queroberfläche 14 auf, die sich in einer Richtung einer unteren Oberfläche 16 des Bausteins 2 erstreckt. Diese untere Oberfläche 14 der Kontakte 10 ist vorzugsweise unter Verwendung einer Ni-Pd-Au-Plattierung 17 plattiert. Eine vertikale äußere Oberfläche 18 der Kontakte 10 erstreckt sich in einer Richtung der Seitenfläche des Bausteins 2, die in 3 die Papierebene ist. Nach der Vereinzelung liegt das blanke Cu der vertikalen Oberfläche 18 der Kontakte 10 frei und kann daher zur Oxidation neigen. Eine resultierende Oberflächenoxidschicht kann die Lötmittelbenetzbarkeit der jeweiligen vertikalen äußeren Oberfläche 18 der Kontakte 10 verringern.
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4 ist eine vereinfachte detaillierte Querschnittsansicht des anschlusslosen Bausteins 2 in 3 entlang der Linie IV-IV. Zusätzlich zu 3 ist der Baustein 2 an eine Kontaktfläche 20 einer gedruckten Leiterplatte (PCB) 21 gelötet. Das aufgebrachte Lötmittel 36 benetzt hauptsächlich die Queroberfläche 14 des Kontakts 10, d. h. die Queroberfläche 14 der Plattierung 17. Aufgrund von Oxidrückständen auf der vertikalen Seitenfläche 18 ist die Lötmittelbenetzung auf dieser Seite des Kontakts 10 ziemlich schlecht. Gemäß internationalen Standards ist die äußere vertikale Oberfläche 18 als nicht lötbare Oberfläche eingestuft. Trotzdem wollen Kunden eine Lötmittelbenetzung an der vertikalen äußeren Oberfläche 18 des Kontakts 10 sehen, um die Lötverbindung zwischen dem anschlusslosen Baustein 2 und der PCB 21 vielmehr durch optische Untersuchungstechniken als durch aufwendige und langsame Inline-Röntgenstrahluntersuchung untersuchen zu können.
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Eine Gegenmaßnahme gegen dieses Problem ist eine ”Vertiefungs”-Version der Anschlüsse oder Kontakte. 5 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften anschlusslosen Bausteins 2 mit solchen Vertiefungskontakten 10. Ein Hohlraum ist in die Queroberfläche 14 der Kontakte 10 geätzt. Dieser Hohlraum erstreckt sich auf halbem Wege von der unteren Queroberfläche 14 der Kontakte 10 zu einer oberen Oberfläche 15, die zum Formmaterial 12 benachbart ist. Der Kontakt 10 und der Hohlraum können vor oder nach dem Umspritzen plattiert werden. Folglich erstreckt sich die Plattierung 17 nicht nur über einen Umfangsbereich der unteren Queroberfläche 14 und Teile der vertikalen äußeren Oberfläche 18 der Kontakte 10, sondern kleidet auch die innere Oberfläche des Hohlraums aus. Während der Vereinzelung der Bausteine 2 erstreckt sich die Trennebene S vertikal über den Hohlraum und die Zertrennsäge oder der Laser schneidet vertikal durch den Kontaktkörper 25, die Plattierung 17 und den Hohlraum.
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6 ist eine vereinfachte Querschnittsansicht des Bausteins 2 in 5 entlang der Ebene VI-VI. Ähnlich zu 4 ist der Baustein 2 an eine Kontaktfläche 20 einer PCB 21 gelötet. Die Lötmittelbenetzungsfähigkeit des Kontakts 10 ist dargestellt. Das Lötmittel 36 benetzt nicht nur die Querbodenfläche 14 der Plattierung 17, sondern auch eine plattierte innere Oberfläche 26 des Hohlraums.
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Die Lötmittelbenetzung des Kontakts 10 ist jedoch immer noch schlecht und die optische Untersuchung der Anschlussverbindungen kann unzuverlässig sein. Ferner kann Formmaterial 12 in den Hohlraum eintreten und derselbe kann mit der Formverbindung verstopft werden. Folglich kann die Lötfähigkeit des Kontakts zerstört werden.
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US 2004/0 195 661 A1 offenbart ein Package mit einem Kontakt, in den eine Durchgangsöffnung eingebracht ist, welche sich entlang der vollständigen vertikalen Länge des Kontaktes erstreckt. Um die Benetzbarkeit der Kontaktflächen zu verbessern, werden die Kontakte auf der Unterseite und auf den Innenwänden der Durchgangsöffnung mit einer Beschichtung versehen.
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Aus der
US 5 729 437 A ist ein Package bekannt, welches ein Substrat aufweist, durch welches sich die mit Lot gefüllte Durchgangsöffnung erstreckt. Bezüglich einer Veränderung der Kontakte eines substratlosen Bausteins, offenbart diese Druckschrift jedoch keine technische Lehre. Außerdem wird das Lot bei dem gezeigten Package in die Durchgangslöcher eingebracht, um ein Eintreten von Molding-Material beim Vergießen des Packages zu verhindern.
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Dokument
US 7 098 081 B2 betrifft die Verbesserung der Benetzbarkeit im Bezug auf unerwünschte Oxidschichten. Vertikale Seitenflächen von Kontakten, d. h. die im Vereinzelungsprozess entstehenden Schnittkanten, zeigen gemäß dieser Druckschrift eine starke Tendenz zur Bildung einer Oxidschicht, was deren Benetzbarkeit für Lot verschlechtert. Die hier offenbarten ovalen Durchgangsöffnungen dienen dazu, die gut benetzbare Oberfläche der Kontakte zu vergrößern. Daher werden die Innenwände der Durchgangsöffnungen mit einer Beschichtung versehen. Um einen möglichst großen Anteil der seitlichen Stirnfläche gut benetzbar zu gestalten, wird vorgeschlagen, eine möglichst tiefe Durchgangsöffnung in die äußere Fläche einzubringen. Durch die vorgeschlagenen ovalen Durchgangsöffnungen kann der Anteil der seitlichen Stirnfläche, welcher gut benetzbar ist (also die Fläche der inneren Oberfläche der Durchgangsöffnung) im Vergleich zu z. B. einer halbrunden Durchgangsöffnung vergrößert werden.
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Aus der
US 6 608 366 B1 ist ein Gehäuserahmen (Lead-Frame) mit plattierten Leiterenden bekannt. Ferner sind Öffnungen auf dem Gehäuserahmen vorgesehen, die zur Aufnahme von Lot dienen.
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Keine der vorgenannten Lösungen vermag jedoch die Benetzbarkeit der Kontakte eines QFN-Packages ausreichend zu verbessern, so dass eine optische Untersuchung der Lötverbindungen zuverlässiger wird und eine weitere Untersuchung mittels Röntgenstrahlen entfallen kann.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen anschlusslosen Baustein, eine Anordnung von anschlusslosen Bausteinen und ein Verfahren zur Herstellung eines anschlusslosen Bausteins zu schaffen, die die optische Untersuchung von Lötverbindungen zwischen Kontakten des anschlusslosen Bausteins und einer gedruckten Leiterplatte mit größerer Deutlichkeit ermöglichen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 6 und 7 gelöst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein anschlussloser Baustein mit einem Leiterrahmen, der sich in einer Querebene des Bausteins erstreckt, geschaffen. Der Leiterrahmen kann in einem Formmaterial vergossen sein. Mehrere Kontakte, die vorzugsweise ein Teil des Leiterrahmens sind, können auch zumindest teilweise in dem Formmaterial vergossen sein. Die Kontakte oder Anschlüsse umfassen eine äußere Queroberfläche, die sich vorzugsweise in einer Richtung des Leiterrahmens erstreckt. Diese äußere Queroberfläche der Kontakte kann zu einer unteren Oberfläche des anschlusslosen Bausteins parallel sein und sich in dieser erstrecken. Die Kontakte umfassen ferner eine vertikale äußere Oberfläche, die sich vorzugsweise in einer zum Leiterrahmen senkrechten Richtung erstreckt. Diese vertikale äußere Oberfläche kann sich ferner in einer Richtung erstrecken, die zu einer Seitenfläche des Bausteins parallel ist. Ferner kann sich die vertikale äußere Oberfläche in einer Ebene der Seitenfläche des Bausteins erstrecken. Die Kontakte können ein Durchgangsloch umfassen, das in die vertikale Oberfläche des Kontakts mündet. Der Hohlraum kann sich entlang einer vertikalen Abmessung des Kontakts von der Queroberfläche an der Unterseite des Bausteins entlang einer vollständigen vertikalen Abmessung des Kontakts zu einer oberen Oberfläche davon erstrecken. Diese obere Oberfläche kann zum Formmaterial benachbart sein. Ferner kann das Durchgangsloch ein Lötmaterial umfassen.
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Während eines Vereinzelungsschritts wird vorzugsweise das mit Lötmittel gefüllte Durchgangsloch der Länge nach, d. h. in einer vertikalen Richtung, geschnitten. Vorteilhafterweise kann eine vorgelötete Seitenflächenbehandlung des Kontakt- oder Verbindungsstifts vorgesehen sein. Mit anderen Worten, die vertikale äußere Oberfläche des Kontakts umfasst eine vorgelötete Fläche, die sich entlang der vollständigen vertikalen Abmessung des Kontakts erstreckt. Einiges Kupfer ist an den vertikalen Kontaktkanten sichtbar, Lötmittel vom Durchgangsloch schmilzt jedoch mit Lötmittel von der Queroberfläche des Kontakts leicht auf. Ein zuverlässiger Lötmittelsteg wird vorgesehen, der durch optische Untersuchungstechniken, vorzugsweise in einem automatischen Untersuchungsschritt, untersucht werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann eine seitliche Querschnittsabmessung des Durchgangslochs in einer Richtung, die zur vertikalen äußeren Oberfläche senkrecht ist, im Vergleich zu einer Richtung, die zur vertikalen und Queroberfläche des Kontakts parallel ist, größer sein. Mit anderen Worten, von der vertikalen Oberfläche des Kontakts betrachtet ist die Tiefe des Durchgangslochs größer als seine Breite in einer Richtung des Leiterrahmens, d. h. in einer zur vertikalen Ausdehnung des Durchgangslochs senkrechten Richtung. Ein solches tiefes Durchgangsloch ermöglicht das Schaffen einer großen Menge an Lötmaterial, das für den Aufschmelzprozess zur Verfügung steht. Je mehr Lötmaterial am Lötmittelaufschmelzprozess teilnimmt, desto mehr Lötmittel kann durch optische Untersuchung detektiert werden. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der optischen Untersuchung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Innenwand des Durchgangslochs mit einer Plattierung plattiert und vorzugsweise ist mindestens ein Teil der inneren Oberfläche des Durchgangslochs mit Lötmaterial bedeckt. Wenn eine Lötkugelanordnung und ein anschließendes Rückflusslöten zum Füllen des Durchgangslochs mit Lötmaterial angewendet werden, ist kein Flussmittel erforderlich, wenn ein plattierter Leiterrahmen (und ein plattiertes Durchgangsloch) angewendet wird. Vorzugsweise kann das Durchgangsloch unter Verwendung einer Ni-Pd-Au-Oberflächenbehandlung plattiert werden. Vorteilhafterweise kann das Durchgangsloch vollständig mit Lötmaterial gefüllt werden. Ferner kann der anschlusslose Baustein ein QFN-Baustein sein.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anordnung von anschlusslosen Bausteinen mit einem gemeinsamen Leiterrahmen geschaffen. Der Leiterrahmen erstreckt sich vorzugsweise in einer Querebene der Anordnung von Bausteinen und die Anordnung kann in einem Formmaterial vergossen sein. Eine Unterseite der Anordnung kann mehrere Kontaktbrücken umfassen, die ein Teil des gemeinsamen Leiterrahmens sein können. Vorzugsweise erstrecken sich die Kontaktbrücken senkrecht zu einer Trennebene zwischen benachbarten Bausteinen auf beiden Seiten der Trennebene. Eine Vereinzelung der Bausteine ist vorzugsweise so festgelegt, dass sie entlang der Trennebene stattfindet, und ein jeweiliger Abschnitt der Kontaktbrücke kann zu einem Teil eines jeweiligen benachbarten Bausteins werden. Ein Durchgangsloch kann in den Kontaktbrücken vorhanden sein, wobei sich das Durchgangsloch vorzugsweise von der unteren Oberfläche der Kontaktbrücken vollständig durch die Kontaktbrücken zu einer oberen Oberfläche davon erstreckt, die vorzugsweise zum Formmaterial benachbart ist. Vorteilhafterweise erstreckt sich das Durchgangsloch über die Trennebene und umfasst ein Lötmaterial.
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Vorteilhafterweise ist der Leiterrahmen der Anordnung von anschlusslosen Bausteinen gemäß Aspekten der Erfindung in einer solchen Weise ausgelegt, dass in einer Position der Trennebene, d. h. der Ebene, wo der Vereinzelungsprozess stattfindet, ein Durchgangsloch im Leiterrahmen vorhanden ist. Dieses Durchgangsloch kann mit Lötmaterial vorzugsweise unter Verwendung von entweder Lötpastendrucken oder Aufschmelzlöten mit Lötkugelanordnung gefüllt werden. Vorzugsweise wird der Lötmittelaufschmelzprozess vor dem Umformen des Leiterrahmens durchgeführt. Dies verhindert eine Verstopfung des Durchgangslochs mit Formmaterial. Vorteilhafterweise ist zum Füllen des Durchgangslochs unter Verwendung von Lötkugelanordnung kein Flussmittel erforderlich, wenn ein mit Ni-Pd-Au plattierter Leiterrahmen angewendet wird. In einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist der Leiterrahmen mit Lötkugeln beladen und wird für den Aufschmelzprozess auf einer Keramikplatte angeordnet.
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Das Lötmittel befestigt sich dann an der Wand des Durchgangslochs oder füllt – in Abhängigkeit von der zugeführten Masse der Lötkugel – das Durchgangsloch vollständig mit Lötmaterial auf. Während eines Vereinzelungsschritts, wenn z. B. die Vereinzelungssäge die mit Lötmittel gefüllten Durchgangslöcher des Leiterrahmens durchschneidet, weisen die resultierenden vertikalen äußeren Oberflächen der Kontakte eine vorgelötete Seitenflächenbehandlung auf. Dies ist vorteilhaft, wenn der jeweilige anschlusslose Baustein an eine PCB gelötet wird. Die Lötverbindung kann durch optische Verfahren untersucht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines anschlusslosen Bausteins aus einer Anordnung von anschlusslosen Bausteinen geschaffen. Die Anordnung weist einen gemeinsamen Leiterrahmen auf, der sich vorzugsweise in einer Querebene der Anordnung erstreckt. Der Leiterrahmen kann mehrere Kontaktbrücken umfassen, die sich senkrecht zu einer Trennebene zwischen benachbarten Bausteinen auf beiden Seiten der Trennebene erstrecken können. Das Verfahren umfasst den Schritt des Einführens eines Durchgangslochs in die Kontaktbrücke des Leiterrahmens. Das Durchgangsloch kann sich von der unteren Oberfläche vollständig durch die Kontaktbrücke zu einer oberen Oberfläche der Kontaktbrücke erstrecken, die so festgelegt sein kann, dass sie im Formmaterial vergossen wird. Mit anderen Worten, diese obere Oberfläche kann nach dem Umformungsschritt zum Formmaterial benachbart sein. Das Durchgangsloch wird vorzugsweise entweder durch chemisches Ätzen oder durch einen Stanzprozess eingeführt. Das Einführen des Durchgangslochs kann zusammen mit der Ausbildung des Leiterrahmens oder danach durchgeführt werden. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Einführens von Lötmaterial in das Durchgangsloch umfassen. Lötmaterial kann im Durchgangsloch unter Verwendung von entweder Lötpastendrucken oder Lötkugelanordnung und einen anschließenden Aufschmelzprozess angeordnet werden. Überdimensionierte Lötkugeln können verwendet werden, die höher sind als die Dicke des Kontakts. Ein optionaler Pressprozess kann das Lötmittel vor dem Aufschmelzschritt in das Durchgangsloch schieben. Schließlich kann der Leiterrahmen in ein Formmaterial eingebettet werden. Vorzugsweise umfasst eine Unterseite der Anordnung mehrere Kontaktbrücken des gemeinsamen Leiterrahmens. Mit anderen Worten, die untere Oberfläche der Kontraktbrücken kann sich in einer Ebene der unteren Oberfläche der Anordnung von anschlusslosen Bausteinen erstrecken. Vorteilhafterweise findet das Lötmittelfüllen vor dem Umformen der Anordnung von Leiterrahmen statt, um zu verhindern, dass Formmaterial die Durchgangslöcher verstopft.
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Vorteilhafterweise kann das Verfahren den Schritt des Vereinzelns der anschlusslosen Bausteine von der Anordnung von anschlusslosen Bausteinen entlang einer Trennebene umfassen. Vorzugsweise erstreckt sich die Trennebene durch die mit Lötmittel gefüllten Durchgangslöcher und der Vereinzelungsschritt findet nach dem Schritt der Einführung von Lötmaterial in die Durchgangslöcher statt.
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Diese oder ähnliche Vorteile, die bereits mit Bezug auf den anschlusslosen Baustein und die Anordnung von anschlusslosen Bausteinen erwähnt wurden, gelten auch für das Verfahren zur Herstellung des anschlusslosen Bausteins.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Aspekte und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Beispielausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen
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1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines QFN-Bausteins gemäß dem Stand der Technik ist,
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2 eine vereinfachte Ansicht einer Unterseite einer Anordnung von anschlusslosen Bausteinen, die auf einem Band angeordnet sind, gemäß dem Stand der Technik ist,
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3 und 5 vereinfachte Seitenansichten eines anschlusslosen Bausteins gemäß dem Stand der Technik sind,
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4 und 6 vereinfachte Querschnittsansichten der anschlusslosen Bausteine von 3 bzw. 5, die auf einer PCB angebracht sind, gemäß dem Stand der Technik sind,
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7 eine vereinfachte detaillierte Ansicht einer Unterseite einer Anordnung von anschlusslosen Bausteinen nach einem Vereinzelungsschritt gemäß Aspekten der Erfindung ist,
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8 eine vereinfachte Seitenansicht des anschlusslosen Bausteins von 7 gemäß Aspekten der Erfindung ist,
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9 bis 13 vereinfachte detaillierte Ansichten einer Unterseite einer Anordnung von anschlusslosen Bausteinen vor einem Vereinzelungsschritt gemäß Aspekten der Erfindung sind,
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14 eine vereinfachte Querschnittsansicht eines anschlusslosen Bausteins, der an eine PCB gelötet ist, gemäß weiteren Aspekten der Erfindung ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEISPIELAUSFÜHRUNGSFORM
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7 ist eine vereinfachte detaillierte Ansicht einer unteren Oberfläche 16 einer Anordnung von anschlusslosen Bausteinen 2 nach einem Vereinzelungsschritt. Kontakte 10, die ein Teil einer Kontaktbrücke waren, die ferner ein Teil eines gemeinsamen Leiterrahmens 6 sein kann, erstrecken sich auf beide Seiten einer Trennebene S. Die anschlusslosen Bausteine 2, vorzugsweise QFN-Bausteine, wurden unter Verwendung eines Lasers oder einer Zertrennsäge vereinzelt. Jeder der Kontakte 10 umfasst einen Basiskörper 25 (siehe auch 6), der vorzugsweise aus Cu besteht, und ein Durchgangsloch 28. Die untere Oberfläche 14 und die innere Oberfläche der Durchgangslöcher 28 der Kontakte 10 sind vorzugsweise mit einer Plattierung 17 plattiert, um ihre Lötfähigkeit zu verbessern. Vorteilhafterweise kann eine Ni-Pd-Au-Plattierung aufgebracht werden. Da die Plattierung nicht nur die untere Oberfläche 14 der Kontakte 10, sondern auch die Innenwand des Durchgangslochs 28 bedeckt, ist der Durchmesser des letzteren aufgrund der Plattierung 17 verringert. Folglich ist die ursprüngliche Abmessung des Durchgangslochs 28, d. h. vor dem Plattieren, durch die gestrichelte Linie angegeben. Das Durchgangsloch 28 erstreckt sich über die Trennebene B und weist gemäß der Ausführungsform einen ovalen Querschnitt auf. Andere bevorzugte Querschnitte sind jedoch möglich, z. B. rechteckig, rund usw. Die Durchgangslöcher 28 können mit einem Lötmaterial 24 gefüllt werden. Vorzugsweise kann eine Lötpaste in die Durchgangslöcher 28 durch Lötpastendrucken oder durch Lötkugelanordnung und anschließendes Aufschmelzlöten eingeführt werden. Die Kontakte 10 sind ferner von einem Formteil 12 umgeben.
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In einem Vereinzelungsschritt wird die Anordnung von anschlusslosen Bausteinen in mehrere separate anschlusslose Bausteine entlang der Trennebene S geschnitten. Das mit Lötmittel gefüllte Durchgangsloch 28 wird in zwei separate Durchgangslöcher 28 mit einer ungefähr halbzylindrischen Form geschnitten, die in die vertikale Seitenfläche 18 hinaus führen. Aufgrund der Tatsache erstreckt sich das Durchgangsloch 28 über eine vollständige vertikale Abmessung des Kontakts 10, die Durchgangslöcher 28 münden ferner in eine untere und eine obere Oberfläche 14, 15 des Kontakts 10. Dies ist in 8 dargestellt, die eine vereinfachte detaillierte Ansicht einer vertikalen Seitenfläche 18 von einem der anschlusslosen Bausteine 2 in 7 ist.
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In der Seitenansicht von 8 erstreckt sich die vertikale Seitenfläche 18 der Kontakte 10 in der Papierebene. Die Kontakte 10 umfassen ein Durchgangsloch 28, das vollständig mit Lötmaterial 24 gefüllt ist, wobei sich das Durchgangsloch 28, d. h. das Lötmaterial 24, über eine vollständige vertikale Ausdehnung H des Kontakts 10 erstreckt. Das Durchgangsloch 28 führt einerseits in eine obere Oberfläche 15 des Kontakts 10 hinaus, die zur Form 12 benachbart ist, und führt andererseits ferner zu einer unteren Oberfläche 14 hinaus, die sich vorzugsweise in einer unteren Oberfläche 16 des anschlusslosen Bausteins 2 erstreckt. Die innere Oberfläche des Durchgangslochs 28 erstreckt sich im Cu-Basiskörper 25 des Kontakts 10 und ist zumindest teilweise mit einer Plattierung 17, vorzugsweise einer Ni-Pd-Au-Plattierung, plattiert. Diese Plattierung 17 erstreckt sich über einen Teil der vertikalen Seitenfläche 18 sowie über einen Teil der unteren Oberfläche 14 (siehe 7) des Kontakts 10.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung gibt es verschiedene Verfahren zum Füllen des Durchgangslochs 28 mit Lötmittel 24, die mit Bezug auf 9 bis 13 erläutert werden.
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9 ist eine vereinfachte detaillierte Ansicht einer unteren Oberfläche 16 einer Anordnung von anschlusslosen Bausteinen vor der Vereinzelung, die entlang einer Trennebene S stattfindet. Die Trennebene ist in 9 nur aus Klarheitsgründen dargestellt; sie ist in der Ausführungsform von 10 bis 13 ebenfalls in einer ähnlichen Position angeordnet.
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Die Kontakte 10 umfassen einen plattierten Basiskörper 25. In den Draufsichten von unten von 9 bis 13 ist nur die Plattierung 17 an der unteren Queroberfläche 14 der Kontakte 10 sichtbar. Der Querschnitt des Durchgangslochs 28 ist durch eine gestrichelte Linie angegeben.
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Lötkugeln 30 können in den Durchgangslöchern 28 angeordnet werden, wie in der vereinfachten detaillierten Ansicht von unten von 10 dargestellt ist. Alternativ können überdimensionierte Lötkugeln 30 auf den Durchgangslöchern 28 angeordnet werden (siehe vereinfachte detaillierte Ansicht von unten von 11). In einem Aufschmelzschritt, der vorzugsweise durch Anordnen der Anordnung von anschlusslosen Bausteinen 2 auf einer Keramikheizplatte durchgeführt wird, kann das Lötmaterial 24 der Lötkugeln 30 in die Durchgangslöcher 28 abgegeben werden. Für die überdimensionierten Lötkugeln in 11 kann ein optionaler Pressprozess die Lötkugeln 30 vor dem Aufschmelzschritt in die Durchgangslöcher 28 schieben. Das Ergebnis des Füllprozesses kann eine vollständige Füllung der Hohlräume 28 sein, wie in der vereinfachten detaillierten Ansicht von unten von 13 dargestellt ist. Alternativ kann das Lötmaterial 24 die inneren Oberflächen des Durchgangslochs 28 überziehen, d. h. eine Benetzung der inneren Oberfläche der Plattierung 17, die die Wände des Durchgangslochs 28 bedeckt, wie in der beispielhaften Ausführungsform von 12 gezeigt ist.
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14 ist eine vereinfachte detaillierte Querschnittsansicht des anschlusslosen Bausteins 2 von 8 entlang der Ebene XIV-XIV. Der anschlusslose Baustein 2 ist an einer PCB 21 angebracht. Der Kontakt 10 ist in ein Formmaterial 12 eingebettet. Die obere Oberfläche 15 des Basiskörpers 25 des Kontakts ist zum Formteil 12 benachbart. Die entgegengesetzte untere Oberfläche 32 des Basiskörpers 25 sowie die vertikale Oberfläche 34 des Basiskörpers 25 des Kontakts 10 sind mit einer Plattierung 17 plattiert, die vorzugsweise aus einer Ni-Pd-Au-Legierung besteht.
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Das Lötmittel 24 vom Durchgangsloch 28 ist einem Aufschmelzprozess mit schabloniertem Lötmittel 36 unterzogen worden, das an der Kontaktfläche 20 der PCB 21 vorgesehen ist. Das Lötmaterial, das durch die schraffierte Fläche angegeben ist, stammt von dem schablonierten Lötmittel 36 an der unteren Queroberfläche 14 des Kontakts 10 plus dem Lötmaterial 24 vom Durchgangsloch 28.
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Die vorherige Position der vertikalen äußeren Oberfläche 18 (d. h. vor dem Aufschmelzen zwischen dem schablonierten Lötmittel 36 und dem Lötmittel 24 vom Durchgangsloch 28), die vorher durch das Lötmittel 24 im Durchgangsloch 28 bereitgestellt wurde, ist durch eine gestrichelte Linie angegeben. Ein hoher Prozentsatz der vertikalen Oberfläche 34 der Plattierung 17 des Kontakts 10 ist mit Lötmaterial 24 bedeckt, das vom Durchgangsloch 28 stammt. Die Bedeckung ist jedoch nicht 100% und aufgrund der Tatsache fließt das Lötmaterial 24 vom Durchgangsloch 28 in einer Richtung der PCB 21, die obere Kante des Lötmaterials im geschnittenen Durchgangsloch 28 senkt sich ab. Folglich wird in 14 die Plattierung 17, die die innere Oberfläche des geschnittenen Durchgangslochs 28 bedeckt, am oberen Teil des Durchgangslochs 28 sichtbar.
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Vorteilhafterweise ist ein Aufschmelzen des Lötmaterials 24 an der vertikalen äußeren Oberfläche 18 des Kontakts 10 vernünftig und ein hoher Grad dieser vertikalen Oberfläche 34 ist mit Lötmittel 28 bedeckt. Vorteilhafterweise ermöglicht die Plattierung 17 des Kontakts 10 eine flussmittelfreie Lötung zwischen der Plattierung 17 des Kontakts 10 und der Kontaktfläche 20 der PCB 21.
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Der Rückfluss zwischen dem Lötmittel 28 vom Durchgangsloch des Kontakts 10 und dem Lötmittel 36 zwischen der Kontaktfläche 20 der PCB 21 und der unteren Queroberfläche 14 führt zur Anwesenheit eines Lötmittelausläuferabschnitts 38. Dieser Ausläufer 38 gibt einen erfolgreichen Lötprozess an und kann leicht durch optische Untersuchungstechniken untersucht und interpretiert werden. Folglich kann auf eine kostenintensive und technisch anspruchsvolle Inline-Röntgenstrahluntersuchung verzichtet werden.
