DE102014105957B3 - Method for producing a solder joint - Google Patents

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Christof Klos
Ulrich Wilke
Felix Schmitt
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Abstract

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen einem Träger (2) und einem Lötpartner (1). Hierzu werden ein Träger (2), ein Lötpartner (1) und ein Lot (41) bereitgestellt. Der Träger (2) weist eine lötfähige Oberfläche (211) auf, auf der eine stoffschlüssig mit dieser verbundene Haltevorrichtung (3) erzeugt wird. Das Lot (41) wird in der Haltevorrichtung (3) angeordnet und der Lötpartner (1) wird auf das Lot (41) aufgelegt. Zwischen dem Träger (2) und dem Lötpartner (1) wird eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt, indem das Lot (41) zu einem flüssigen Lot (42) aufgeschmolzen und dieses nachfolgend bis unter seinen Schmelzpunkt abgekühlt wird. Die Haltevorrichtung (3) ist dabei so ausgebildet, dass sie bis zum Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung (43) ein Verrutschen des Lötpartners (1) relativ zum Träger (2) begrenzt.One aspect of the invention relates to a method for producing a solder joint between a carrier (2) and a solder partner (1). For this purpose, a carrier (2), a soldering partner (1) and a solder (41) are provided. The carrier (2) has a solderable surface (211) on which a retaining device (3) connected in a materially connected manner to it is produced. The solder (41) is arranged in the holding device (3) and the soldering partner (1) is placed on the solder (41). Between the carrier (2) and the soldering partner (1) a cohesive connection is made by the solder (41) is melted to a liquid solder (42) and this is subsequently cooled to below its melting point. The holding device (3) is designed so that it limits slipping of the soldering partner (1) relative to the carrier (2) until the material connection (43) is produced.

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Figure DE102014105957B3_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung. Bei der Herstellung von Lötverbindungen, beispielsweise wenn bei der Herstellung von Leistungshalbleitermodulen ein Halbleiterchip mit einem Schaltungsträger-Substrat oder ein Schaltungsträger-Substrat mit einer Bodenplatte verlötet wird, werden häufig vorgeformte Lotplättchen (”Preform Lot”) verwendet. Die Lotplättchen werden zwischen die miteinander zu verbindenden Teile eingelegt. Die miteinander zu verbindenden Teile mit dem Lotplättchen dazwischen liegen dabei vor dem Lötvorgang einen Stapel bildend lose aufeinander. Hierdurch besteht die Gefahr, dass die Teile und das Lotplättchen relativ zueinander verrutschen, was beispielsweise beim Transport auftreten kann, z. B. wenn der Stapel in eine Lötanlage eingefahren wird. Generell kann es bei einem Verrutschen zu Montagefehlern kommen, und/oder zu einer Beschädigung der Teile.The invention relates to a method for producing a solder joint. In the manufacture of solder joints, for example, when soldering a semiconductor chip to a circuit carrier substrate or a circuit substrate to a bottom plate in the manufacture of power semiconductor modules, preformed solder wafers are often used. The solder plates are inserted between the parts to be joined together. The parts to be joined together with the solder plate in between are loosely forming a stack before the soldering process. As a result, there is a risk that the parts and the solder plate slip relative to each other, which may occur, for example during transport, z. B. when the stack is moved into a soldering machine. In general, slippage can lead to assembly errors and / or damage to the parts.

Um ein Verrutschen zu vermeiden, werden üblicherweise Lötschablonen oder Lötformen verwendet, die aufwändig sind in der Herstellung und die Verschleiß unterliegen, was zu einem hohen Wartungsaufwand bzw. zu hohen Kosten für die Wartung oder den Austausch führt.In order to avoid slippage, usually solder stencils or soldering dies are used, which are expensive to manufacture and subject to wear, which leads to high maintenance or high costs for maintenance or replacement.

Die WO 90/04 912 A1 betrifft ein Verfahren zum Anlöten von Anschlussstiften eines SMD-Bauteils an Kontaktflächen einer Leiterplatte. Hierbei wird auf die Leiterplatte zunächst ein Formteil geklebt, das im Bereich der Kontaktflächen Ausnehmungen aufweist, die zusammen mit den Kontaktflächen Vertiefungen bilden. In diese Vertiefungen werden die Anschlussstifte eingesetzt. Hierdurch erfolgt zum einen eine korrekte Positionierung des SMD-Bauteils, zum anderen wird ein Verrutschen des SMD-Bauteils während des Lötens verhindert.The WO 90/04 912 A1 relates to a method for soldering pins of an SMD component to contact pads of a printed circuit board. Here, a molded part is first glued to the circuit board, which has recesses in the region of the contact surfaces, which form depressions together with the contact surfaces. In these wells, the pins are used. On the one hand this results in a correct positioning of the SMD component, on the other hand slipping of the SMD component during soldering is prevented.

Aus der EP 1 975 993 A1 ist es bekannt, einen um eine Lötfläche herum gebondeten Draht als Lötstoppmittel zu verwenden.From the EP 1 975 993 A1 It is known to use a wire bonded around a soldering surface as a solder resist.

Die US 2004/0 011 856 A1 beschreibt ein Lötverfahren, mit dem sich eine Lotschicht einer definierten Dicke erzeugen lässt. Hierzu wird an einer Oberfläche eines Substrats, auf dem später die Lötung erfolgt, Erhebungen durch Prägen erzeugt. Ein mit dem Substrat zu verlötendes Bauelement liegt während des Lötvorgangs auf den Erhebungen auf, so dass ein zwischen dem Bauelement und dem Substrat befindlicher Bereich mit Lot gefüllt wird und eine Lotschicht definierter Dicke entsteht.The US 2004/0 011 856 A1 describes a soldering process with which a solder layer of a defined thickness can be produced. For this purpose, elevations are produced by embossing on a surface of a substrate on which the soldering is carried out later. A component to be soldered to the substrate rests on the elevations during the soldering process, so that an area located between the component and the substrate is filled with solder and a solder layer of defined thickness is formed.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung bereitzustellen, das ein zielgenaues und wirtschaftliches Verlöten zweier Teile ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.The object of the invention is to provide a method for producing a solder joint, which enables a precise and economical soldering of two parts. This object is achieved by a method for producing a solder joint according to claim 1. Embodiments and developments of the invention are the subject of dependent claims.

Bei dem Verfahren wird eine Lötverbindung zwischen einem Träger und einem Lötpartner hergestellt. Hierzu werden ein Träger, ein Lötpartner, sowie ein Lot bereitgestellt. Der Träger weist eine lötfähige Oberfläche auf. Auf dieser wird, durch eines der Verfahren Laserauftragsschweißen, Sprühkompaktieren, Plasmabeschichten, selektives Laserschmelzen, eine mit der lötfähigen Oberfläche stoffschlüssig verbundene Haltevorrichtung erzeugt, in der dann das Lot angeordnet wird. Außerdem wird der Lötpartner auf das in der Haltevorrichtung befindliche Lot aufgelegt.The method produces a solder joint between a carrier and a solder partner. For this purpose, a carrier, a solder partner, and a solder are provided. The carrier has a solderable surface. On this, by one of the methods laser deposition welding, spray compacting, plasma coating, selective laser melting, a cohesively connected to the solderable surface holding device is generated, in which then the solder is placed. In addition, the soldering partner is placed on the solder located in the holding device.

Zwischen dem Träger und dem Lötpartner wird durch Aufschmelzen des Lotplättchens zu einem flüssigen Lot sowie durch nachfolgendes Abkühlen des Lotes unter seinen Schmelzpunkt eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Träger und dem Lötpartner erzeugt. Dabei ist die Haltevorrichtung so ausgebildet, dass sie bis zum Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung ein Verrutschen des Lötpartners relativ zum Träger begrenzt.Between the carrier and the soldering partner, a cohesive connection between the carrier and the soldering partner is produced by melting the solder platelet into a liquid solder and by subsequent cooling of the solder below its melting point. In this case, the holding device is designed so that it limits slipping of the soldering partner relative to the carrier until the material connection is produced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1A bis 1F verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Lötverbindung, bei dem der Träger als Schaltungsträger-Substrat ausgebildet ist, und der Lotpartner als Halbleiterchip. 1A to 1F Various steps of a method for producing a solder joint, in which the carrier is designed as a circuit substrate, and the solder partner as a semiconductor chip.

2A bis 2F verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Lötverbindung, bei dem der Träger als Bodenplatte für ein Leistungshalbleitermodul ausgebildet ist, und der Lotpartner als Schaltungsträger-Substrat. 2A to 2F Various steps of a method for producing a solder joint, in which the carrier is designed as a bottom plate for a power semiconductor module, and the solder partner as a circuit carrier substrate.

3A bis 3E verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Lötverbindung, bei dem ein Abstandhalter auf die lötfähige Oberfläche aufgebracht wird. 3A to 3E Various steps of a method for producing a solder joint, wherein a spacer is applied to the solderable surface.

4A bis 4G verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer Lötverbindung, bei dem die Haltevorrichtung durch Selektives Laseraufschmelzen erzeugt wird. 4A to 4G Various steps of a method for producing a solder joint, wherein the holding device is produced by selective laser melting.

5 einen Querschnitt durch unterschiedlich geformte Haltevorrichtungen. 5 a cross section through differently shaped holding devices.

Soweit nicht anders angegeben, bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleichwirkende Elemente.Unless otherwise indicated, like reference characters designate like or equivalent elements.

1A zeigt einen Querschnitt durch einen Träger 2, der lediglich beispielhaft als Schaltungsträger-Substrat ausgebildet ist, auf dem ein oder mehrere elektronische Bauelement verbaut werden können. 1A shows a cross section through a carrier 2 , which is formed by way of example only as a circuit substrate, on which one or more electronic component can be installed.

Der Träger 2 weist einen dielektrischen Isolationsträger 20 auf, sowie eine auf diesen aufgebrachte obere Metallisierungsschicht 21, und eine optionale untere Metallisierungsschicht 22, die an der der oberen Metallisierungsschicht 21 abgewandten Seite des Isolationsträgers 20 auf diesen aufgebracht ist. Zur Realisierung eines gewünschten Schaltungs-Layouts kann die obere Metallisierungsschicht 21 bei Bedarf zu Leiterbahnen und/oder Leiterflächen strukturiert sein. Soweit eine untere Metallisierungsschicht 22 vorhanden ist, kann diese optional durch den Isolationsträger 20 elektrisch von der oberen Metallisierungsschicht 21 isoliert sein. Die obere Metallisierungsschicht 21 und/oder die untere Metallisierungsschicht 22 können, unabhängig voneinander, mittelbar oder unmittelbar auf den Isolationsträger 20 aufgebracht sein.The carrier 2 has a dielectric insulation carrier 20 on, as well as applied to this upper metallization 21 , and an optional lower metallization layer 22 at the top of the metallization layer 21 opposite side of the insulation support 20 is applied to this. To realize a desired circuit layout, the upper metallization layer 21 If necessary, be structured to strip conductors and / or conductor surfaces. As far as a lower metallization layer 22 is present, this can be optional through the insulation support 20 electrically from the upper metallization layer 21 be isolated. The upper metallization layer 21 and / or the lower metallization layer 22 can, independently of each other, indirectly or directly on the insulating support 20 be upset.

Die obere Metallisierungsschicht 21 und/oder die untere Metallisierungsschicht 22 können z. B. vollständig oder zu wenigstens 90 Gew.% (Gewichtsprozent) aus Kupfer bestehen, oder vollständig oder zu wenigstens 90 Gew.% aus Aluminium. Optional können die obere Metallisierungsschicht 21 und/oder die untere Metallisierungsschicht 22 zumindest auf ihren dem Isolationsträger 20 abgewandten Seiten eine oder mehrere dünne metallische Beschichtungen aufweisen, beispielsweise um dort die Lötbarkeit oder die Sinterfähigkeit zu verbessern. Geeignete Materialien für derartige metallische Beschichtungen sind z. B. Nickel, Silber, Gold, Palladium.The upper metallization layer 21 and / or the lower metallization layer 22 can z. B. completely or at least 90 wt.% (Weight percent) consist of copper, or completely or at least 90 wt.% Of aluminum. Optionally, the upper metallization layer 21 and / or the lower metallization layer 22 at least on their the isolation carrier 20 facing away from one or more thin metallic coatings, for example, there to improve the solderability or sinterability. Suitable materials for such metallic coatings are, for. Nickel, silver, gold, palladium.

Bei dem Isolationsträger 20 kann es sich beispielsweise um ein dielektrisches Keramikplättchen, z. B. aus Aluminiumoxid (Al2O3), Aluminiumnitrid (AlN) oder Zirkoniumoxid (ZrO2), handeln. Der Schaltungsträger 2 kann beispielsweise als DCB-Substrat (DCB = Direct Copper Bonding), als DAB-Substrat (DAB = Direct Aluminum Bonding), als AMB-Substrat (AMB = Active Metal Brazing) oder als IMS-Substrat (IMS = Insulated Metal Substrate) ausgebildet sein.At the insulation carrier 20 it may, for example, a dielectric ceramic plate, z. Example of alumina (Al2O3), aluminum nitride (AlN) or zirconium oxide (ZrO2), act. The circuit carrier 2 For example, it can be formed as a DCB substrate (DCB = Direct Copper Bonding), as a DAB substrate (DAB = Direct Aluminum Bonding), as an AMB substrate (AMB = Active Metal Brazing) or as an IMS substrate (IMS = Insulated Metal Substrate) be.

Die obere und/oder die untere Metallisierungsschicht 21 bzw. 22 können jeweils eine Dicke im Bereich von 0,05 mm bis 2,5 mm aufweisen. Die Dicke des Isolationsträgers 20 kann z. B. im Bereich von 0,1 mm bis 2 mm liegen. Größere oder kleinere als die angegebenen Dicken sind jedoch ebenfalls möglich.The upper and / or the lower metallization layer 21 respectively. 22 may each have a thickness in the range of 0.05 mm to 2.5 mm. The thickness of the insulation carrier 20 can z. B. in the range of 0.1 mm to 2 mm. However, larger or smaller than the specified thicknesses are also possible.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Trägers 2 weist dieser eine frei liegende, lötfähige Oberfläche 211 auf. Diese wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die dem Isolationsträger 20 abgewandte Seite der oberen Substratmetallisierung 21 gebildet.Regardless of the specific design of the carrier 2 this has an exposed, solderable surface 211 on. This is in the present embodiment by the isolation carrier 20 opposite side of the upper substrate metallization 21 educated.

Wie weiterhin in 1B gezeigt ist, wird auf der lötfähigen Oberfläche 211 eine Haltevorrichtung 3 erzeugt, die mit der lötfähigen Oberfläche 211 stoffschlüssig verbunden ist. Dies kann prinzipiell auf beliebige Weise erfolgen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird hierzu ein Metallpulver 40 über eine Pulverdüse 5 auf die lötfähige Oberfläche 211 aufgebracht und im Fokus 60 eines Laserstrahls 6 aufgeschmolzen und dabei stoffschlüssig mit der lötfähigen Oberfläche 211 verbunden. Durch Bewegen der Pulverdüse 5 und des Laserstrahls 6 relativ zu der lötfähigen Oberfläche 211 kann auf dieser eine wallförmige Haltevorrichtung 3 mit nahezu beliebigem Verlauf erzeugt werden. Der Pulverstrahl und der Laserstrahl können dabei koaxial verlaufen oder auch nicht.As continues in 1B is shown on the solderable surface 211 a holding device 3 generated with the solderable surface 211 is connected cohesively. This can be done in principle in any way. In the present embodiment, this is a metal powder 40 via a powder nozzle 5 on the solderable surface 211 upset and in focus 60 a laser beam 6 melted while cohesively with the solderable surface 211 connected. By moving the powder nozzle 5 and the laser beam 6 relative to the solderable surface 211 can on this a wall-shaped holding device 3 be generated with almost any course. The powder jet and the laser beam can be coaxial or not.

Unabhängig vom Verfahren zur Erzeugung der Haltevorrichtung 3 kann ein Lot 41 in Form eines vorgeformten Lotplättchens (d. h. ein ”Preform Lot”) in die Haltevorrichtung 3 eingelegt werden, was im Ergebnis in 1C gezeigt ist. Die Haltevorrichtung 3 und das Lotplättchen 41 sind so aufeinander abgestimmt, dass die Haltevorrichtung 3 ein Verrutschen des Lotplättchens 41 relativ zum Träger 2 parallel zur der lötbaren Oberfläche 211 verhindert oder nur innerhalb akzeptabler Toleranzen zulässt. Die Haltevorrichtung 3 bildet damit eine integrierte Lötschablone, die auf dem Träger 2 verbleiben kann.Regardless of the method for producing the holding device 3 can a lot 41 in the form of a preformed solder platelet (ie a "preform solder") into the fixture 3 be inserted, which results in 1C is shown. The holding device 3 and the solder plate 41 are coordinated so that the holding device 3 a slipping of the Lotplättchens 41 relative to the carrier 2 parallel to the solderable surface 211 prevented or only within acceptable tolerances. The holding device 3 thus forms an integrated soldering template, which on the support 2 can remain.

Wie in 1D gezeigt ist, wird außerdem der Fügepartner 1, hier lediglich beispielhaft ein Halbleiterchip, auf das Lotplättchen 41 aufgelegt. Bei dem gezeigten Beispiel wird der Fügepartner 1 auf das bereits in die Haltevorrichtung 3 eingelegte Lötplättchen 41 gelegt. Alternativ könnte aber auch zunächst der Fügepartner 1 auf das noch nicht in die Haltevorrichtung 3 eingelegte Lötplättchen 41 gelegt und dann zusammen mit diesem in die Haltevorrichtung 3 eingelegt werden. In jedem Fall liegt der Fügepartner 1 im Ergebnis lose auf dem lose in die Haltevorrichtung 3 eingelegten Lotplättchen 41 auf. Die Haltevorrichtung 3 und der Fügepartner 1 sind nun so aufeinander abgestimmt, dass die Haltevorrichtung 3 ein Verrutschen des Fügepartners 1 relativ zum Träger 2 parallel zur der lötbaren Oberfläche 211 verhindert oder nur innerhalb akzeptabler Toleranzen zulässt.As in 1D is shown is also the joining partner 1 , here only by way of example a semiconductor chip, on the solder plate 41 hung up. In the example shown, the joining partner 1 on the already in the holding device 3 inserted soldering pads 41 placed. Alternatively, but could also be the joining partner first 1 not yet in the fixture 3 inserted soldering pads 41 placed and then together with this in the holding device 3 be inserted. In any case, the joining partner lies 1 as a result, loose on the loose in the fixture 3 inserted Lotplättchen 41 on. The holding device 3 and the joining partner 1 are now coordinated so that the holding device 3 a slippage of the joining partner 1 relative to the carrier 2 parallel to the solderable surface 211 prevented or only within acceptable tolerances.

In diesem Zustand wird zwischen dem Träger 2 und dem Lötpartner 1 eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt, indem das Lotplättchen 41 zunächst, wie im Ergebnis in 1E gezeigt ist, zu einem flüssigen Lot 42 aufgeschmolzen wird. Nachfolgend wird das aufgeschmolzene Lot 42 unter seinen Schmelzpunkt abgekühlt, so dass zwischen dem Träger 2 und dem Lötpartner 1 eine feste Verbindungsschicht 43 entsteht, durch die der Träger 2 mit dem Fügepartner 1 stoffschlüssig und fest verbunden ist. 1F zeigt den fertigen Verbund mit dem Träger 2, dem Fügepartner 1 und der zwischen diesen befindlichen Verbindungsschicht 43. Die Haltevorrichtung 3 sichert den Fügepartner 1 während des gesamten Lötprozesses gegenüber einem Verrutschen relativ zum Träger 2 parallel zu der lötbaren Oberfläche 211.In this state is between the wearer 2 and the solder partner 1 made a cohesive connection by the solder plate 41 first, as a result in 1E is shown, to a liquid solder 42 is melted. Subsequently, the melted solder 42 cooled below its melting point, leaving between the carrier 2 and the solder partner 1 a solid tie layer 43 arises through which the carrier 2 with the joining partner 1 cohesive and firmly connected. 1F shows the finished composite with the carrier 2 , the joining partner 1 and the connection layer located between them 43 , The holding device 3 secures the joining partner 1 during the entire soldering process against slipping relative to the carrier 2 parallel to the solderable surface 211 ,

Anstelle durch Laserauftragsschweißen kann eine Haltevorrichtung 3 auch durch ein anderes Verfahren, z. B. selektives Laserschmelzen oder Sprühkompaktieren oder Plasmabeschichten, auf der lötbaren Oberfläche 211 aufgebaut werden (d. h. durch eines dieser oder eines beliebigen anderen generativen Aufbauverfahrens). Geeignet sind zum Beispiel so genannte Rapid-Prototyping Verfahren. In jedem Fall kann das Erzeugen der Haltevorrichtung 3 so erfolgen, dass es bei dem generativen Aufbau nicht zu einem Abtrag des Trägers 2 kommt. Dadurch kann unter anderem sichergestellt werden, dass die Stromtragfähigkeit des Trägers 2 nicht beeinträchtigt wird.Instead of laser deposition welding, a holding device 3 also by another method, for. As selective laser melting or spray compacting or plasma coating, on the solderable surface 211 be built (ie by one of these or any other generative building method). For example, so-called rapid prototyping methods are suitable. In any case, generating the holding device 3 so done that it does not lead to a removal of the carrier in the generative structure 2 comes. This can, inter alia, ensure that the current carrying capacity of the carrier 2 is not affected.

Wie im Weiteren unter Bezugnahme auf die 2A bis 2F erläutert wird, lässt sich auf dieselbe Weise auch eine Lötverbindung zwischen einem Träger 7 herstellen, der als Bodenplatte für ein Leistungshalbleitermodul ausgebildet ist, und einem Fügepartner 2, der als Schaltungsträger-Substrat ausgebildet ist.As further below with reference to the 2A to 2F is explained in the same way, a solder joint between a carrier 7 manufacture, which is designed as a base plate for a power semiconductor module, and a joining partner 2 which is designed as a circuit carrier substrate.

2A zeigt zunächst eine Bodenplatte 7 für ein Leistungshalbleitermodul. Die Bodenplatte 7 kann z. B. aus Metall bestehen, oder aus einem Metallmatrix-Kompositmaterial. Ihre Dicke kann zum Beispiel wenigstens 2 mm oder wenigstens 3 mm betragen. Sie kann beispielsweise im Wesentlichen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehen. Optional kann sie eine sehr dünne Beschichtung aufweisen, beispielsweise aus Nickel, um die Lötbarkeit zu verbessern. In jedem Fall weist die Bodenplatte 7 eine lötbare Oberfläche 711 auf. 2A first shows a bottom plate 7 for a power semiconductor module. The bottom plate 7 can z. B. made of metal, or of a metal matrix composite material. Its thickness may be, for example, at least 2 mm or at least 3 mm. For example, it may consist essentially of copper or a copper alloy. Optionally, it may have a very thin coating, such as nickel, to improve solderability. In any case, the bottom plate points 7 a solderable surface 711 on.

Wie in 2B dargestellt ist, wird auf dieser lötbaren Oberfläche 711 eine Haltevorrichtung 3 erzeugt. Dies kann auf dieselbe Weise erfolgen wie die bezugnehmend auf 1B erläuterte Herstellung einer Haltevorrichtung 3 auf der lötbaren Oberfläche 211.As in 2 B is shown on this solderable surface 711 a holding device 3 generated. This can be done in the same way as referring to 1B explained production of a holding device 3 on the solderable surface 211 ,

Wie weiterhin in 2C und im Ergebnis in 2D gezeigt ist, werden ein Lotplättchen 41 und das Schaltungsträger-Substrat 2 in die Haltevorrichtung 3 eingelegt. Das Schaltungsträger-Substrat 2 kann dabei so ausgebildet sein, wie es unter Bezugnahme auf 1A erläutert wurde. Das Schaltungsträger-Substrat 2 weist eine untere Metallisierungsschicht 22 auf, an der es mit der lötbaren Oberfläche 711 verlötet werden soll.As continues in 2C and as a result in 2D is shown, become a Lotplättchen 41 and the circuit substrate 2 in the holding device 3 inserted. The circuit carrier substrate 2 can be designed as described with reference to 1A was explained. The circuit carrier substrate 2 has a lower metallization layer 22 on top of it with the solderable surface 711 should be soldered.

Das Schaltungsträger-Substrat 2 liegt im Ergebnis, wie in 2D dargestellt ist, lose auf dem lose in die Haltevorrichtung 3 eingelegten Lotplättchen 41 auf. Die Haltevorrichtung 3 und das Lotplättchen 41 sind wiederum so aufeinander abgestimmt, dass die Haltevorrichtung 3 ein Verrutschen des Lotplättchens 41 relativ zur Bodenplatte 7 parallel zur der lötbaren Oberfläche 711 verhindert oder nur innerhalb akzeptabler Toleranzen zulässt. Außerdem sind die Haltevorrichtung 3 und das Schaltungsträger-Substrat 2 so aufeinander abgestimmt, dass die Haltevorrichtung 3 ein Verrutschen des Schaltungsträger-Substrats 2 relativ zur Bodenplatte 7 parallel zur der lötbaren Oberfläche 711 verhindert oder nur innerhalb akzeptabler Toleranzen zulässt.The circuit carrier substrate 2 lies in the result, as in 2D is shown, loose on the loose in the fixture 3 inserted Lotplättchen 41 on. The holding device 3 and the solder plate 41 are in turn so matched to each other that the holding device 3 a slipping of the Lotplättchens 41 relative to the bottom plate 7 parallel to the solderable surface 711 prevented or only within acceptable tolerances. In addition, the holding device 3 and the circuit substrate 2 matched so that the holding device 3 slippage of the circuit substrate 2 relative to the bottom plate 7 parallel to the solderable surface 711 prevented or only within acceptable tolerances.

In diesem Zustand wird zwischen der Bodenplatte 7 und dem Schaltungsträger-Substrat 2 eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt, indem das Lotplättchen 41 zunächst, wie im Ergebnis in 2E gezeigt ist, zu einem flüssigen Lot 42 aufgeschmolzen wird. Nachfolgend wird das aufgeschmolzene Lot 42 unter seinen Schmelzpunkt abgekühlt, so dass zwischen der Bodenplatte 7 und dem Schaltungsträger-Substrat 2 eine feste Verbindungsschicht 43 entsteht, durch die die Bodenplatte 7 mit dem Schaltungsträger-Substrat 2 stoffschlüssig und fest verbunden ist. 2F zeigt den fertigen Verbund mit der Bodenplatte 7, dem Schaltungsträger-Substrat 2 und der zwischen diesen befindlichen Verbindungsschicht 43. Die Haltevorrichtung 3 sichert das Schaltungsträger-Substrat 2 während des gesamten Lötprozesses gegenüber einem Verrutschen relativ zur Bodenplatte 7 parallel zu deren lötbarer Oberfläche 711.In this condition is between the bottom plate 7 and the circuit substrate 2 made a cohesive connection by the solder plate 41 first, as a result in 2E is shown, to a liquid solder 42 is melted. Subsequently, the melted solder 42 cooled below its melting point, leaving between the bottom plate 7 and the circuit substrate 2 a solid tie layer 43 emerges, through which the bottom plate 7 with the circuit carrier substrate 2 cohesive and firmly connected. 2F shows the finished composite with the bottom plate 7 , the circuit carrier substrate 2 and the connection layer located between them 43 , The holding device 3 secures the circuit carrier substrate 2 during the entire soldering process against slipping relative to the bottom plate 7 parallel to their solderable surface 711 ,

Sofern bei einem Lötverfahren eine Verbindungsschicht 43 mit einer vorgegebenen Dicke erzielt werden soll, kann hierzu ein Abstandhalter verwendet werden, was nachfolgend unter Bezugnahme auf die 3A bis 3E anhand des bereits bezugnehmend auf die 1A bis 1F erläuterten Verfahrens dargelegt wird.If in a soldering a bonding layer 43 can be achieved with a predetermined thickness, a spacer can be used for this purpose, which hereinafter with reference to the 3A to 3E with reference already to the 1A to 1F explained method is explained.

Wie in 3A dargestellt ist, wird auf der lötbaren Oberfläche 211 nicht nur eine Haltevorrichtung 3 sondern auch ein Abstandhalter 8 erzeugt. Die Reihenfolge von deren Herstellung ist dabei beliebig. So kann beispielsweise zunächst die Haltevorrichtung 3 und danach der Abstandhalter 8 hergestellt werden, es kann aber auch umgekehrt zunächst der Abstandhalter 8 und danach die Haltevorrichtung 3 erzeugt werden. Ebenso ist es möglich, zunächst einen Teil der Haltevorrichtung 3 zu erzeugen, dann einen Teil des Abstandhalters 8 und danach einen weiteren Teil der Haltevorrichtung 3, oder aber zunächst einen Teil des Abstandhalters 8 zu erzeugen, dann einen Teil der Haltevorrichtung 3, und danach einen weiteren Teil des Abstandhalters 8.As in 3A is shown on the solderable surface 211 not just a holding device 3 but also a spacer 8th generated. The order of their production is arbitrary. For example, first the holding device 3 and then the spacer 8th However, it can also be reversed first, the spacer 8th and then the holding device 3 be generated. It is also possible, initially a part of the holding device 3 to generate, then a part of the spacer 8th and then another part of the holding device 3 , or at first a part of the spacer 8th to produce, then a part of the holding device 3 , and then another part of the spacer 8th ,

Die Herstellung des Abstandhalters 8 kann nach demselben Verfahren erfolgen wie die Herstellung der Haltevorrichtung 3, aber auch mit einem anderen der zur Herstellung der Haltevorrichtung 3 erläuterten Verfahren. The manufacture of the spacer 8th can be done by the same method as the preparation of the holding device 3 , but also with another of the manufacture of the holding device 3 explained method.

Im Weiteren wird das Lotplättchen 41, wie im Ergebnis in 3B gezeigt, derart in die Haltevorrichtung 3 eingelegt, dass es auf dem Abstandhalter 8 aufliegt. Außerdem wird der Fügepartner 1 auf das Lotplättchen 41 aufgelegt, was im Ergebnis in 3C dargestellt ist. Bei dem gezeigten Beispiel wird der Fügepartner 1 auf das bereits in die Haltevorrichtung 3 eingelegte Lötplättchen 41 gelegt. Alternativ könnte aber auch zunächst der Fügepartner 1 auf das noch nicht in die Haltevorrichtung 3 eingelegte Lötplättchen 41 gelegt und dann zusammen mit diesem in die Haltevorrichtung 3 eingelegt und auf den Abstandhalter 8 aufgelegt werden. In jedem Fall liegt der Fügepartner 1 im Ergebnis lose auf dem lose in die Haltevorrichtung 3 eingelegten und lose auf den Abstandhalter 8 aufgelegten Lotplättchen 41 auf. Die Haltevorrichtung 3 und der Fügepartner 1 sind so aufeinander abgestimmt, dass in diesem Zustand die Haltevorrichtung 3 ein Verrutschen des Fügepartners 1 relativ zum Träger 2 parallel zur der lötbaren Oberfläche 211 verhindert oder nur innerhalb akzeptabler Toleranzen zulässt.In the following, the Lotplättchen 41 , as a result in 3B shown in the holding device 3 inserted it on the spacer 8th rests. In addition, the joining partner 1 on the solder tile 41 hung up what is in result 3C is shown. In the example shown, the joining partner 1 on the already in the holding device 3 inserted soldering pads 41 placed. Alternatively, but could also be the joining partner first 1 not yet in the fixture 3 inserted soldering pads 41 placed and then together with this in the holding device 3 inserted and on the spacer 8th be hung up. In any case, the joining partner lies 1 as a result, loose on the loose in the fixture 3 inserted and loose on the spacer 8th applied solder platelets 41 on. The holding device 3 and the joining partner 1 are coordinated so that in this state the holding device 3 a slippage of the joining partner 1 relative to the carrier 2 parallel to the solderable surface 211 prevented or only within acceptable tolerances.

Zwischen dem Träger 2 und dem Lötpartner 1 wird nun eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt, indem das Lotplättchen 41 zunächst, wie im Ergebnis in 3D gezeigt ist, zu einem flüssigen Lot 42 aufgeschmolzen wird. Hierdurch fließt Lot 42 seitlich neben den Abstandhalter 8, so dass der Lötpartner 1 auf dem Abstandhalter 8 aufliegt. Abstand zwischen dem Lötpartner 1 und der lötbaren Oberfläche 211 ist somit im Wesentlichen durch die Höhe h8 des Abstandhalters 8 gegeben. Allerdings kann sich noch eine sehr dünne Schicht des flüssigen Lotes 42 zwischen dem Abstandhalter 8 und dem Lötpartner 1 befinden. Entsprechend bewirkt der Abstandhalter 8 auch, dass die Dicke d0 der nach dem Abkühlen und Erstarren des Lotes 42 vorliegenden, festen Verbindungsschicht 43 mindestens der Höhe h8 des Abstandhalters 8 entspricht, was aus 3E hervorgeht.Between the carrier 2 and the solder partner 1 Now a cohesive connection is made by the solder plate 41 first, as a result in 3D is shown, to a liquid solder 42 is melted. As a result, solder flows 42 laterally next to the spacer 8th so the solder partner 1 on the spacer 8th rests. Distance between the solder partner 1 and the solderable surface 211 is thus essentially by the height h8 of the spacer 8th given. However, there may still be a very thin layer of liquid solder 42 between the spacer 8th and the solder partner 1 are located. The spacer causes accordingly 8th also, that the thickness d0 of the after cooling and solidification of the solder 42 present, solid compound layer 43 at least the height h8 of the spacer 8th matches what's out 3E evident.

Auf dieselbe, anhand der 3A bis 3E erläuterte Weise lässt sich ein Abstandhalter 8 auch bei dem Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung gemäß den 2A bis 2F auf der lötbaren Oberfläche 711 erzeugen.On the same, on the basis of 3A to 3E explained way can be a spacer 8th also in the process for producing a solder joint according to the 2A to 2F on the solderable surface 711 produce.

Im Weiteren wird nun bezugnehmend auf die 4A bis 4G erläutert, wie sich auf einer lötfähigen Oberfläche 211 bzw. 711 eine Haltevorrichtung 3 und optional auch ein Abstandhalter 8 durch selektives Laserschmelzen aus einem Pulverbett erzeugen lässt.In the following, reference is now made to the 4A to 4G explains how to work on a solderable surface 211 respectively. 711 a holding device 3 and optionally also a spacer 8th can be generated by selective laser melting of a powder bed.

Zunächst wird, wie in 4A dargestellt ist, eine erste Schicht 91 aus einem Metallpulver auf die lötbare Oberfläche 211 bzw. 711 aufgebracht. Dann wird das Metallpulver, wie in 4B gezeigt ist, in bestimmten Bereichen 3 1, 8 1 aufgeschmolzen, was beispielsweise dadurch erfolgen kann, dass es im Fokus 60 eines Laserstrahls 6 vorübergehend aufgeschmolzen wird. Nach dem Abkühlen unter den Schmelzpunkt liegen metallische Abschnitte 3 2 und 8 2 vor, was in 4C gezeigt ist. Das Aufschmelzen und Abkühlen erfolgt dabei derart, dass die erzeugten metallischen Abschnitte 3 2 und 8 2 mit der lötbaren Oberfläche 211 bzw. 711 stoffschlüssig verbunden sind.First, as in 4A is shown, a first layer 91 from a metal powder on the solderable surface 211 respectively. 711 applied. Then the metal powder, as in 4B shown in certain areas 3 1 , 8th 1 melted, which can be done, for example, that it is in focus 60 a laser beam 6 is temporarily melted. After cooling below the melting point are metallic sections 3 2 and 8th 2 ago, what in 4C is shown. The melting and cooling takes place in such a way that the generated metallic sections 3 2 and 8th 2 with the solderable surface 211 respectively. 711 are connected cohesively.

Nun kann, wie in 4D dargestellt ist, eine zweite Schicht 92 aus einem Metallpulver auf die dem Träger 2 bzw. 7 abgewandte Seite der ersten Schicht 91 und der darin eingebetteten Abschnitte 3 2 und 8 2 aufgebracht werden. Nun wird das Metallpulver der zweiten Schicht 92, wie in 4E gezeigt ist, in bestimmten Bereichen 3 3 aufgeschmolzen und danach abgekühlt, so dass nach dem Abkühlen unter den Schmelzpunkt metallische Abschnitte 3 4 vorliegen, was in 4F dargestellt ist. Das Aufschmelzen und Abkühlen erfolgt dabei derart, dass die erzeugten metallischen Abschnitte 3 4 jeweils unmittelbar mit einem der darunter liegenden Abschnitte 3 2 stoffschlüssig verbunden sind. Zwischen jedem der Abschnitte 3 4 und dem lötbaren Oberfläche 211 bzw. 711 ist also einer der Abschnitte 3 2 angeordnet und verbindet diese stoffschlüssig miteinander.Well, as in 4D is shown, a second layer 92 from a metal powder on the carrier 2 respectively. 7 opposite side of the first layer 91 and the sections embedded therein 3 2 and 8th 2 are applied. Now, the metal powder of the second layer 92 , as in 4E shown in certain areas 3 3 melted and then cooled, so that after cooling below the melting point metallic sections 3 4 , which is in 4F is shown. The melting and cooling takes place in such a way that the generated metallic sections 3 4 each directly with one of the underlying sections 3 2 are materially connected. Between each of the sections 3 4 and the solderable surface 211 respectively. 711 is one of the sections 3 2 arranged and connects them cohesively with each other.

Danach werden diejenigen Bestandteile des Metallpulvers der Schichten 91, 92, das nicht durch Aufschmelzen und nachfolgendes Abkühlen mit dem Träger 2 bzw. 7 verbunden wurde, entfernt, was im Ergebnis in 4G gezeigt ist. Die zurückbleibenden Abschnitte 3 2 und 3 4 bilden eine Haltevorrichtung 3, und die optional erzeugten Abschnitte 8 2 einen Abstandhalter 8. Bei dem vorliegenden Beispiel wurde gezeigt, wie sich aus zwei übereinander erzeugten Abschnitten 3 2 und 3 4 eine Struktur aufbauen lässt. Auf entsprechende Weise lässt sich eine Struktur auch mit Hilfe von drei oder mehr aufeinander aufgebrachten Metallpulverschichten erzeugen, die abschnittweise aufgeschmolzenen und danach wieder bis zur Verfestigung abgekühlt werden. Entsprechend könnte also auch ein Abstandhalter aus zwei oder mehr übereinander liegenden Abschnitten aufgebaut werden.After that, those components of the metal powder of the layers become 91 . 92 not by melting and subsequent cooling with the carrier 2 respectively. 7 was connected, removed what resulted in 4G is shown. The remaining sections 3 2 and 3 4 form a holding device 3 , and the optionally generated sections 8th 2 a spacer 8th , In the present example, it was shown how two sections produced one above the other 3 2 and 3 4 build a structure. In a corresponding manner, a structure can also be produced with the aid of three or more metal powder layers applied to one another, which are melted in sections and then cooled again until solidification. Accordingly, therefore, a spacer could be constructed from two or more superimposed sections.

Unabhängig davon, nach welchem Verfahren eine Haltevorrichtung 3 und ein zugehöriger Abstandhalter 8 hergestellt wurden, kann die Höhe h3 der Haltevorrichtung 3 größer gewählt werden als die Höhe h8 des Abstandhalters 8.Regardless of which method a holding device 3 and an associated spacer 8th have been manufactured, the height h3 of the holding device 3 greater than the height h8 of the spacer 8th ,

Indem in den unterschiedlichen Schichten 91, 92 sowie eventueller weitere Metallpulverschichten übereinander liegende Abschnitte mit unterschiedlichen lateralen (d. h. parallel zu der lötbaren Oberfläche 211 bzw. 711) Ausdehnungen aufgeschmolzen werden, lassen sich für eine Haltevorrichtung 3 bzw. für einen Abstandhalter 8 verschieden Querschnitte erzeugen. Als Beispiel hierfür zeigt 5 einen stufigen Querschnitt (links), einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt (Mitte), sowie einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt (rechts). Auf entsprechende Weise könnten sogar Überhänge erzeugt werden.By being in different layers 91 . 92 and any other metal powder layers superimposed sections with different lateral (ie parallel to the solderable surface 211 respectively. 711 ) Expansions can be melted, can be used for a holding device 3 or for a spacer 8th produce different cross sections. As an example of this shows 5 a stepped cross section (left), a substantially semicircular cross section (center), and a substantially rectangular cross section (right). In a similar way even overhangs could be created.

6A zeigt eine Draufsicht auf eine lötbare Oberfläche 211 bzw. 711 eines Trägers 2 bzw. 7, auf die eine Haltevorrichtung 3 aufgebracht wurde, sowie ein optionaler Abstandhalter 8. Wie in 6A zu erkennen ist, kann die Haltevorrichtung 3 als geschlossener Ring ausgebildet sein. Ein solcher kann, muss aber nicht notwendigerweise rotationssymmetrisch sein. Sofern ein Abstandhalter 8 vorhanden und die Haltevorrichtung 3 als geschlossener Ring ausgebildet ist, umschließt die Haltevorrichtung 3 den Abstandhalter 8 ringförmig. 6B zeigt die Anordnung gemäß 6A nach dem Einlegen eines Lotplättchens (verdeckt) und eines Lötpartners 1 bzw. 2 in die Haltevorrichtung 3. Durch eine als geschlossener Ring ausgebildete Haltevorrichtung 3 kann das aufgeschmolzene Lot 42 innerhalb des geschlossenen Rings gehalten werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass das aufgeschmolzene Lot 42 in Bereich vordringt, in denen es die Funktion der hergestellten Baugruppe beeinträchtigt. 6A shows a plan view of a solderable surface 211 respectively. 711 a carrier 2 respectively. 7 on which a holding device 3 was applied, as well as an optional spacer 8th , As in 6A it can be seen, the holding device 3 be formed as a closed ring. Such may but need not necessarily be rotationally symmetric. Unless a spacer 8th present and the fixture 3 is formed as a closed ring encloses the holding device 3 the spacer 8th annular. 6B shows the arrangement according to 6A after inserting a solder plate (hidden) and a solder partner 1 respectively. 2 in the holding device 3 , By a trained as a closed ring holding device 3 can the molten solder 42 be kept within the closed ring. This can prevent the molten solder 42 penetrates into areas where it affects the function of the manufactured assembly.

Sofern es darauf, wie beispielhaft in 7 gezeigt ist, nicht ankommt, muss eine Haltevorrichtung 3 aber nicht zwangsweise als geschlossener Ring ausgebildet sein. Es ist lediglich erforderlich, dass sie bis zum Herstellen der stoffschlüssigen Lötverbindung 43 ein Verrutschen des Lötpartners 1 bzw. 2 relativ zum Träger 2 bzw. 7 begrenzt. In diesem Fall kann eine Haltevorrichtung 3 zwei oder mehr als zwei paarweise voneinander beabstandete Segmente aufweisen, die vor dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung lediglich über den Träger 2 bzw. 7 fest miteinander verbunden sind.Unless it matters, as exemplified in 7 shown, does not arrive, needs a holding device 3 but not necessarily be designed as a closed ring. It is only necessary that they are up to the production of the cohesive solder joint 43 a slipping of the soldering partner 1 respectively. 2 relative to the carrier 2 respectively. 7 limited. In this case, a holding device 3 have two or more than two pairs spaced apart segments, the only over the carrier prior to making the cohesive connection 2 respectively. 7 are firmly connected.

Bei sämtlichen Ausgestaltungen der Erfindung kann eine Haltevorrichtung 3 elektrisch leitend sein und beispielsweise aus Metall bestehen oder Metall aufweisen. Unabhängig davon gilt Entsprechendes auch für einen Abstandhalter 8. Geeignete Metalle sind beispielsweise aber nicht abschließend Kupfer, Nickel, Silber, Aluminium, oder deren Legierungen. Das Metall kann dabei aus dem Metall oder der Legierung bestehen, durch das die lötfähige Oberfläche gebildet ist, aber auch aus einem davon verschiedenen Metall.In all embodiments of the invention, a holding device 3 be electrically conductive and consist for example of metal or metal. Regardless, the same applies to a spacer 8th , Suitable metals include but are not limited to copper, nickel, silver, aluminum, or their alloys. The metal may consist of the metal or the alloy through which the solderable surface is formed, but also from a different metal.

Bei sämtlichen Varianten der Erfindung muss das Lot 41 nicht zwingend in Form eines vorgefertigten Lotplättchens in die Haltevorrichtung 3 eingelegt werden, sondern es kann auch mittels eines beliebigen Auftragsverfahrens auf einen innerhalb der Haltevorrichtung 3 befindlichen Abschnitt 30 (siehe die 1B, 2B und 4G) der lötfähigen Oberfläche 211 bzw. 711 aufgetragen werden, beispielsweise indem das Lot 41 auf dem Abschnitt 30 sukzessive als Schicht aufgebaut wird, die unmittelbar auf dem Abschnitt 30 aufliegt. Geeignete Verfahren sind z. B. Laserauftragsschweißen, selektives Laserschmelzen, Sprühkompaktieren, Plasmabeschichten oder ein beliebigen anderes generatives Aufbauverfahren.In all variants of the invention, the solder 41 not necessarily in the form of a prefabricated Lotplättchens in the holding device 3 can be inserted, but it can also by means of any application method to a within the holding device 3 located section 30 (see the 1B . 2 B and 4G ) of the solderable surface 211 respectively. 711 be applied, for example by the solder 41 on the section 30 successively built as a layer, which is directly on the section 30 rests. Suitable methods are for. Laser deposition welding, selective laser melting, spray compacting, plasma coating, or any other generative buildup process.

Für sämtliche Ausgestaltungen der Erfindung können, unabhängig von einander, folgende Kriterien gelten:
Gemäß einem ersten Kriterium kann die Höhe h3 der Haltevorrichtung 3 wenigstens 100 μm und/oder höchstens 800 μm betragen.For all embodiments of the invention, the following criteria can apply independently of each other:
According to a first criterion, the height h3 of the holding device 3 at least 100 microns and / or at most 800 microns.

Gemäß einem zweiten Kriterium kann die Höhe h8 eines optional vorhandenen Abstandhalters 8 wenigstens 50 μm und/oder höchstens 300 μm betragen unter der Nebenbedingung, dass die Höhe h8 des Abstandhalters 8 geringer ist als die Höhe h3 der Haltevorrichtung 3.According to a second criterion, the height h8 of an optionally available spacer 8th at least 50 microns and / or at most 300 microns are under the constraint that the height h8 of the spacer 8th is less than the height h3 of the holding device 3 ,

Die Höhen h3 und h8 sind dabei jeweils bezüglich der lötfähigen Oberfläche 211 bzw. 711 und senkrecht zu dieser zu ermitteln.The heights h3 and h8 are each with respect to the solderable surface 211 respectively. 711 and perpendicular to this determine.

Gemäß einem dritten Kriterium kann der Abstand d0 zwischen dem Lötpartner 1 bzw. 2 und dem Träger 2 bzw. 7 nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung 43 beispielweise wenigstens 50 μm und/oder höchstens 600 μm betragen.According to a third criterion, the distance d0 between the solder partner 1 respectively. 2 and the carrier 2 respectively. 7 after producing the cohesive connection 43 For example, be at least 50 microns and / or at most 600 microns.

Gemäß einem vierten Kriterium kann der in die Haltevorrichtung 3 eingelegte und auf das Lot 41 aufgelegte Lötpartner 1 bzw. 2 vor dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung 43 relativ zum Träger 2 bzw. 7 und parallel zu der lötfähigen Oberfläche 211 bzw. 711 ein Spiel d3 von maximal 500 μm aufweisen.According to a fourth criterion can in the holding device 3 pickled and put on the lot 41 launched solder partner 1 respectively. 2 before producing the cohesive connection 43 relative to the carrier 2 respectively. 7 and parallel to the solderable surface 211 respectively. 711 have a game d3 of a maximum of 500 microns.

Gemäß einem fünften Kriterium die Haltevorrichtung 3 einen Schmelzpunkt aufweisen, der höher ist (z. B. um wenigstens 50°C) als der Schmelzpunkt des Lotes 41. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Haltevorrichtung 3 beim Aufschmelzen des Lotes 41 mit aufschmilzt.According to a fifth criterion, the holding device 3 have a melting point higher (e.g., at least 50 ° C) than the melting point of the solder 41 , This can be prevented that the holding device 3 when melting the solder 41 with melted.

Claims (14)

Verfahren zur Herstellung einer Lötverbindung zwischen einem Träger (2) und einem Lötpartner (1) mit den Schritten: Bereitstellen eines Trägers (2), der eine lötfähige Oberfläche (211) aufweist; Bereitstellen eines Lötpartners (1); Bereitstellen eines Lotes (41); Erzeugen einer mit der lötfähigen Oberfläche (211) stoffschlüssig verbundenen Haltevorrichtung (3) auf der lötfähigen Oberfläche (211) durch eines der folgenden Verfahren: Laserauftragsschweißen; Sprühkompaktieren; Plasmabeschichten; selektives Laserschmelzen; Anordnen des Lotes (41) in der Haltevorrichtung (3); Auflegen des Lötpartners (1) auf das in der Haltevorrichtung (3) befindliche Lot (41); Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Träger (2) und dem Lötpartner (1) durch Aufschmelzen des Lotes (41) zu einem flüssigen Lot (42), sowie durch nachfolgendes Abkühlen des flüssigen Lotes (42) unter seinen Schmelzpunkt; wobei die Haltevorrichtung (3) so ausgebildet ist, dass sie bis zum Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung ein Verrutschen des Lötpartners (1) relativ zum Träger (2) begrenzt.Method for producing a solder connection between a carrier ( 2 ) and a solder partner ( 1 ) comprising the steps of providing a carrier ( 2 ), which has a solderable surface ( 211 ) having; Provision of a soldering partner ( 1 ); Providing a solder ( 41 ); Creating one with the solderable surface ( 211 ) cohesively connected holding device ( 3 ) on the solderable surface ( 211 ) by one of the following methods: laser deposition welding; Spray forming; Plasma coating; selective laser melting; Arranging the solder ( 41 ) in the holding device ( 3 ); Placing the soldering partner ( 1 ) on the in the holding device ( 3 ) Lot ( 41 ); Producing a material connection between the carrier ( 2 ) and the soldering partner ( 1 ) by melting the solder ( 41 ) to a liquid solder ( 42 ), and by subsequent cooling of the liquid solder ( 42 ) below its melting point; the holding device ( 3 ) is formed so that it until the production of the cohesive connection slipping of the soldering partner ( 1 ) relative to the carrier ( 2 ) limited. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der in die Haltevorrichtung (3) eingelegte und auf das Lot (41) aufgelegte Lötpartner (1) vor dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung relativ zum Träger (2) und parallel zu der lötfähigen Oberfläche (211) ein Spiel (d3) von maximal 500 μm aufweist.Method according to Claim 1, in which the device (in 3 ) and on the Lot ( 41 ) launched solder partners ( 1 ) prior to making the integral connection relative to the carrier ( 2 ) and parallel to the solderable surface ( 211 ) has a clearance (d3) of a maximum of 500 μm. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Haltevorrichtung (3) unmittelbar mit der lötfähigen Oberfläche (211) verbunden ist.Method according to Claim 1 or 2, in which the holding device ( 3 ) directly with the solderable surface ( 211 ) connected is. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Haltevorrichtung (3) aus Metall besteht und/oder elektrisch leitend ist.Method according to one of the preceding claims, in which the holding device ( 3 ) consists of metal and / or is electrically conductive. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Haltevorrichtung (3) als geschlossener Ring ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, in which the holding device ( 3 ) is designed as a closed ring. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Haltevorrichtung (3) und die Menge des Lotes (41) so aufeinander abgestimmt sind, dass das flüssige Lot (42) innerhalb des geschlossenen Rings gehalten wird.Method according to Claim 5, in which the holding device ( 3 ) and the amount of the solder ( 41 ) are coordinated so that the liquid solder ( 42 ) is held within the closed ring. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Haltevorrichtung (3) mindestens zwei voneinander beabstandete Segmente aufweist, die vor dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung lediglich über den Träger (2) fest miteinander verbunden sind.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the holding device ( 3 ) has at least two spaced-apart segments which, prior to the production of the integral connection, only via the carrier ( 2 ) are firmly connected. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Haltevorrichtung (3) bezüglich der lötfähigen Oberfläche (211) eine Höhe (h3) von wenigstens 100 μm aufweist.Method according to one of the preceding claims, in which the holding device ( 3 ) with regard to the solderable surface ( 211 ) has a height (h3) of at least 100 μm. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche mit dem Schritt: Erzeugen eines mit der lötfähigen Oberfläche (211) stoffschlüssig verbundenen Abstandhalters (8) auf der lötfähigen Oberfläche (211).Method according to one of the preceding claims, comprising the step of producing one with the solderable surface ( 211 ) cohesively connected spacer ( 8th ) on the solderable surface ( 211 ). Verfahren Anspruch 9, bei dem der Lötpartner (1) nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung aufgrund des Abstandhalters (8) von der lötfähigen Oberfläche (211) beabstandet ist.Process according to claim 9, in which the soldering partner ( 1 ) after establishing the integral connection due to the spacer ( 8th ) from the solderable surface ( 211 ) is spaced. Verfahren Anspruch 9 oder 10, bei dem der Lötpartner (1) und der Träger (2) nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung (43) einen Abstand (d0) von wenigstens 50 μm aufweisen.Process according to claim 9 or 10, wherein the soldering partner ( 1 ) and the carrier ( 2 ) after producing the material connection ( 43 ) have a distance (d0) of at least 50 μm. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem das Erzeugen des Abstandhalters (8) durch eines der folgenden Verfahren erfolgt: Laserauftragsschweißen; Sprühkompaktieren; Plasmabeschichten; selektives Laserschmelzen.Method according to one of claims 9 to 11, wherein the production of the spacer ( 8th ) by one of the following methods: laser deposition welding; Spray forming; Plasma coating; selective laser melting. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Anordnen des Lotes (41) in der Haltevorrichtung (3) dadurch erfolgt, dass es als vorgefertigtes Lotplättchen in die Haltevorrichtung (3) eingelegt wird; oder sukzessive als Schicht auf der lötfähigen Oberfläche (211) aufgebaut wird.Method according to one of the preceding claims, in which the placing of the solder ( 41 ) in the holding device ( 3 ) takes place in that it as prefabricated Lotplättchen in the holding device ( 3 ) is inserted; or successively as a layer on the solderable surface ( 211 ) is constructed. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Lötpartner (1) als Halbleiterchip ausgebildet ist, oder als Keramiksubstrat, das eine dielektrische Keramikschicht aufweist, die mit wenigstens einer Metallisierung versehen ist; der Träger als Metallplatte (7) oder als Metallmatrixkompositplatte ausgebildet ist, oder als Keramiksubstrat, das eine dielektrische Keramikschicht aufweist, die mit wenigstens einer Metallisierung (21, 22) versehen ist.Method according to one of the preceding claims, in which the soldering partner ( 1 ) is formed as a semiconductor chip, or as a ceramic substrate, which has a dielectric ceramic layer which is provided with at least one metallization; the carrier as a metal plate ( 7 ) or as a metal matrix composite plate, or as a ceramic substrate having a dielectric ceramic layer, which is provided with at least one metallization ( 21 . 22 ) is provided.
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