DE1752137A1 - Verfahren zum Loeten von mikrominiaturisierten Schaltkreisen und Flussmittel zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Loeten von mikrominiaturisierten Schaltkreisen und Flussmittel zur Durchfuehrung des VerfahrensInfo
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- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
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Description
IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH
Böblingen, 3. April 1968 ru-hn
Anmelde rin:
International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10 504
Amtliches Aktenzeichen:
Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket 14 476
Verfahren zum Löten von mikrominiaturisierten Schaltkreisen und Flußmittel zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten von mikrominiaturisierten
Schaltkreisen unter Verwendung eines Fluß- und eines Lötmittels sowie ein Flußmittel zur Durchführung des Verfahrens.
In den letzten Jahren hat sich die Schaltkreistechnik in der Rechenmaschinentechnik
dahin entwickelt, daß die einzelnen Schaltkreise immer dichter innerhalb des Aufbaus eines Rechners gepackt werden. Da die Netzwerke eines modernen
Hochleistungsrechners sehr komplex sind, bestehen derartige Netzwerke aus einer Zusammenschaltung bestimmter Grundschaltungen. Diese Grundschaltungen
werden gemeinsam mit Hilfe der Planartechnik auf ein Plättchen gebracht und diese Plättchen werden mit Hilfe von Lötstiften und Leitungen
untereinander verbunden.
109820/0664
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-Z-
Da diese mikrominiaturisierten Schaltkreise und Bauteile sehr dicht nebeneinander
liegen und außerdem gegen chemischen Einflüsse sehr empfindlich sind, ist es erforderlich, daß zum Lötvorgang Flußmittel verwendet
werden, die nach Beendigung des Lötvorgangs nur geringe Rückstände hinterlassen.
Es ist deshalb bisher bekannt, als Flußmittel Kofcphonium zu verwenden,
das in Isopropylalkohol gelöst ist. Die Verwendung von Isopropylalkohol wirft jedoch verschiedene Probleme auf, da Isopropylalkohol einen sehr
niedrigen Verdampfungsdruck aufweist. Durch die schnelle Verdampfung des Isopropylalkohols bildet sich auf der Oberfläche schon eine Schlacke,
bevor der Schmelzpunkt des Lotes erreicht ist. Fehlerhafte Einschlüsse
sowie unter Umständen agressive Rückstände, die die Lötstellen nachträglich chemisch angreifen können, sind die Folge.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grund-, ein Verfahren zum Löten
von mikrominiaturisierten Bauteilen bzw. Schaltungen zu schaffen, das die oben angeführten Nachteile beseitigt und in der Schaffung eines Flußmittels
mit sehr hohem Reinheitsgrad und wesentlich höherem Verdampfungsdruck.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß ein zu lötendes
Teil in eine 40-prozentige Lösung von Kolophonium in Benzylalkohol bis zu 10 Sekunden bei Raumtemperatur getaucht, anschließend bei 340 C
109820/0584 original inspected
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bis zu 10 Sekunden in ein Lötmittel, bestehend aus 10 % Zinn und 90 %
Blei, gebracht wird und danach zur Entfernung der Flußmittel-Rückstände
in einem Lösungsmittel gereinigt wird.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung besteht in einem Flußmittel, das
dadurch charakterisiert ist, daß das zu lösende Teil in eine 70-prozentige Lösung von Kolophonium in Benzylalkohol getaucht wird und danach in
einer bestimmten Zeiteinheit einen Wärmeofen durchläuft, der eine Durchschnittstemperatur
von ca. 300 C aufweist und daß danach die Entfernung der Flußmittelreste mit Per chlor äthylen vorgenommen wird.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahresn besteht darin, daß wegen
des höheren Siedepunktes des Benzylalkohols das Kolophonium wesentlich
langsamer zersetzt wird als in der Verbindung mit Isopropylalkohol, wodurch ein wirksamerer und leichter steuerbarer Fluß bei kritischen Temperaturen
sowie eine sehr leichte Entfernung von Flußmittelresten erreicht wird. Außerdem wird durch die neuen Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Flußmittels erreicht, daß die zu lötenden Stellen wesentlich besser benetzt werden, wodurch eine homogene Lötbarkeit erreicht wird. Außerdem besteht
ein wesentlicher Vorteil darin, daß das Flußmittel in einem pastenförmigen
Zustand ist, so daß es sich besonders für automatische Spender bei einem Automatisierungsprozeß innerhalb einer Lötstraße für elektronische
Schaltungen eignet.
109820/0564 original inspected
Auf Grund des hohen Siedepunktes und des niedrigen Dampfdruckes von
Benzylalkohol (205 C und lmm Quecksilbersäule bei 58 C) ist die Verwendung
dieses Alkohols zur Lösung des Kolophoniums gerade besonders geeignet.
Die erfindungsgemäßen Kolophonium-Flußmittel mit Benzylalkohol haben
eine sehr lange Lebensdauer und es bilden sich vor allem keine Schlacken an der Oberfläche beim Lötvorgang, wie das bei Kolophonium-Flußmitteln
mit Isopropylalkohollöeungen bisher der Fall war.
Wegen des höheren Siedepunktes von Benzylalkohol zersetzt sich das Kolophonium
wesentlich langsamer als in der Verbindung mit Isopropylalkohol.
Wie schon erwähnt, wird dadurch ein wirksamerer und leichter steuerbarer
Fluß bei kritischen Temperaturen erreicht und die Entfernung von Flußmittelresten wesentlich vereinfacht.
Bei der Verbindung von Schaltungskarten bzw. -plättchen mit elektrischen
Bauteilen in öfen innerhalb einer automatisierten Lötstraße wird die Bewegung und die Fehlauerichtung der einzelnen Schaltungsplättchen durch
die Verwendung des erfindungsgemäßen Flußmittels auf ein Minimum gesenkt.
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Der hohe Siedepunkt von Benzylalkohol stellt sicher, daß die Flußmittelzusammensetzung
als stabilisierendes Medium vor dem Fließen für längere Zeiträume erhalten bleibt als es bei den bisher bekannten Flußmitteln
mit Isopropanol möglich war.
Durch die gute Stabilität der Zusammensetzungen aus Benzylalkohol und
Kolophonium macht sich dieses Mittel besonders für die Verwendung als Lötpaste geeignet. Außerdem verwendet die ölige Beschaffenheit des Benzylalkohols
ein Kleben des erfindungsgemäßen Flußmittels in Behältern bzw. Zuführungsröhren, wodurch es sich besonders für automatische
Spender in Fertigungsstraßen eignet. Außerdem wird die nachträgliche Reinigung vom Flußmittel, die bei den bisher bekannten Flußmitteln erforderlich
war, stark reduziert bzw. ganz ausgeschaltet.
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel/fftteht die erfindungsgemäße
Zusammensetzung eines nicht korrodierenden Lötflußmittels im wesentlichen aus Kolophonium und Benzylalkohol, wobei sich der Anteil
der festen Kolophoniumteile zwischen 40 und 70 % bewegt.
Um die vorliegende Erfindung besser verstehen zu können, werden im
folgenden mehrere Beispiele angegeben, die besonders vorteilhafte Lötverfahren und Zusammensetzungen des Lötmittels zeigen.
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Ein zu verzinnendes Teil wird zuerst in eine 40-prozentige Lösung von
Kolophonium in Benzylalkohol 10 Sekunden lang bei Raumtemperatur getaucht» Anschließend wird das zu verzinnende Teil bei 330 C 10 Sekunden
lang in ein Lötbad getaucht, das ein Lötmittel aus 10 % Zinn und 90 % Blei enthält.
Im Anschluß daran wird das Teil zur Entfernung der Flußmittelrückstände
in Perchloräthylen getaucht und das verzinnte Teil enthält somit einen gut haftenden Überzug, der chemisch neutral ist.
Die einzelnen Verfahrens schritte sind hier dieselben wie nach Beispiel 1,
jedoch wird hierbei eine Lösung von 60 % Kolophonium in Benzylalkohol verwendet. Mit diesem Verfahren wurden ähnliche Ergebnisse wie nach
dem Verfahren nach Beispiel 1 erzielt.
Die elektrischen Schaltkreise werden auf einer geeigneten Unterlage, z.B.
einem kleinen Keramikplättchen mit aufgedruckten Leiterzügen; nach folgendem Verfahren aufgelötet:
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Eine 70-prozentige Lösung von Kolophonium in Benzylalkohol wird zunächst
auf die Unterlage aufgetragen und die Chips darauf befestigt. Danach durchlaufen diese so vorbereiteten Bauteilgruppen ungefähr 2 l/2
Minuten einen Ofen, der eine Durchschnittstemperatur von 300 C aufweist. Die Maximaltemperatur kann dabei bis 340 C steigen, ohne daß
nachteilige Veränderungen bemerkbar werden.
Zur Entfernung der Flußmittelreste wird die Bauteilgruppe dann in Perchloräthylen,
wie schon beschrieben, gereinigt.
Ein nach diesem. Verfahren aufgelötetes Schaltungsplättchen weist homogene
Lötverbindungen auf und zeigt keinerlei Beizungen durch das Flußmittel.
Durch das erfindungsgfemäße Lötflußmittel sind demnach Lötverfahren möglich,
die eine hohe Korrosionsbeständigkeit sowie eine gute Verteilung des Lötmittels und des Flußmittels ermöglichen.
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Claims (3)
1. Verfahren zum Löten von mikrominiaturisierten Schaltkreisen unter
Verwendung eines Fluß- und eines Lötmittels, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu lötendes Teil in eine 40-prozentige Lösung von Kolophonium
in Benzylalkohol bis zu 10 Sekunden bei Raumtemperatur getaucht, anschließend bei 340 C bis zu 10 Sekunden in ein Lötmittel,
bestehend aus 10 % Zinn und 90% Blei, gebracht wird und danach zur Entfernung der Flußmittel-Rückstände in einem Lösungsmittel
gereinigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu lötende
Teil in eine 70-prozentige Lösung von Kolophonium in Benzylalkohol getaucht wird und danach in einer bestimmten Zeiteinheit
einen Wärmeofen durchläuft, der eine Durchschnittstemperatur von ca. 300 C aufweist und daß danach die Entfernung der Flußmittelreste
mit Perchloräthylen vorgenommen wird.
3. Flußmittel zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansp rüchen 1
und 2, gekennzeichnet durch eine 40-bis 70-prozentige Lösung von Kolophonium in Benzylalkohol.
109820/0564
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E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |