DE1807615A1 - Verfahren zur Formung und Befestigung von Befestigungspunkten auf Werkstuecken - Google Patents

Verfahren zur Formung und Befestigung von Befestigungspunkten auf Werkstuecken

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DE1807615A1
DE1807615A1 DE19681807615 DE1807615A DE1807615A1 DE 1807615 A1 DE1807615 A1 DE 1807615A1 DE 19681807615 DE19681807615 DE 19681807615 DE 1807615 A DE1807615 A DE 1807615A DE 1807615 A1 DE1807615 A1 DE 1807615A1
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metal
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Dominick Jun Anthony Joseph
Slemmons John Whittier
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Boeing North American Inc
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North American Rockwell Corp
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Description

North American Rockwell Corporation, El Segundo, Calif./USA
Verfahren zur Formung und Befestigung von Befestigungspunkten auf Werkstücken
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Formung und Befestigung von Verbindungspunkten auf einem Werkstück.
Frühere Versuche, integrierte Stromkreisplättchen auf Dünnschicht-Grundplatten zu befestigen, benötigten ein direktes Verlöten der Ansdiüsse der integrierten Stromkreisplättchen mit den auf den Dünnschicht-Grundplatten ausgebildeten Dünnschichtleiterstücken. Da keine Möglichkeit bestand, die einmal erstellten Verbindungen hinsichtlich ihrer Wirksamkeit und mechanischen Festigkeit zu untersuchen, war dieses Verfahren für die Herstellung von mikroelektronischen Elementen mit geringer Störanfälligkeit nicht geeignet.
-2-
909832/0870
Durch die Verwendung von relativ dicken Verbindungspunkten können die integrierten Stromkreisplattchen jedoch über das Substrat angehoben werden, so daß die Verbindungen besser sichtbar werden. Ein Verfahren zur Herstellung von dicken Verbindungspunkten besteht beispielsweise darin, eine für die Befestigung einer Mehrzahl von Plättchen dienende Siliziumgrundplatte mit Glas zu beschichten, anschließend zum Freilegen der Stromkreisanschlüsse in das Glas Löcher einzuätzen, diese freigeleg- w ten Stellen dann mit Lötzinn zu überziehen und schließlich durch Erwärmen des Lötzinns kleine Kugeln an diesen Stellen festzulöten. Die Stromkreisplattchen werden dann auf der Grundplatte befestigt, indem die mit Lötzinn beschichteten Teile der Grundplatte erwärmt werden.
Andere Verfahren zur Herstellung von Verbindungspunkten an den Anschlußstellen von integrierten Stromkreisplattchen verwenden Ätz- und/oder Beschichtungsverfahren. Diese Verfahren sind jedoch einerseits teuer, andererseits ergeben sie schlechte und störanfällige Verbindungspunkte, da dieselben hinsichtlich ihrer Größe, ihrer Zusammensetzung und ihrer Textur ungleichmäßig sind.
Die bisher bekannten Verfahren schließen alle die Herstellung der Verbindungspunkte in dem Herstellungsprozeß zur Erzeugung der integrierten Stromkreisplattchen ein. Solche Verfahren sind jedoch nicht durchführbar, wenn es notwendig oder wünschenswert erscheint, die erst nach Vollendung der integrierten Stromkreisplattchen an der Oberfläche angeordneten Verbindungspuakte an denselben anzubringen.
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In jenen Fällen, in welchen Hybrid-Dünnschicht-Mikroatromkreise aus von verschiedensten Herstellern stammenden integrierten Stromkreisplättchen zusammengesetzt werden, wird ferner die Störunanfälligkeit und Wirtschaftlichkeit der Herstellung stark erhöht, wenn die auf der Oberfläche angeordneten Verbindungspunkte gleichmäßig unter Verwendung eines einzigen Verfahrens auf den Stromkreisplättchen befestigt werden. Diese Tatsache ergibt sich daraus, daß bisher ein Systemhersteller, der von verschiedenen Bauteilherstellern stammende integrierte Stromkreisplättchen mit verschiedenartigen Verbindungspunkten verwenden wollte, bei dem Zusammenbau eines Dünnschicht-Mikroschaltsystems jeweils das Verfahren zur Oberflächenbefestigung den von verschiedenen Bauteilherstellern erzeugten Verbindungspunkten anpassen mußte, was eine sehr umständliche Prozedur darstellt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Oberflächenbefestigung von Verbindungspunkten an Stromkreisplättchen zu schaffen, das diesen oben genannten Nachteil nicht aufweist und das eine sehr gleichmäßige Herstellung der Verbindungspunkte auf verschiedene Arten von integrierten Stromkreisplättchen bei der Herstellung von Hybrid-Dünnschicht-Mikroschaltelementen ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Werkstück auf den Tisch eines mit einem konkaven Werkzeug versehenen Gerätes gelegt wird, daß eine vorgegebene Menge von Metall in die Spitze dieses konkaven Werkzeugs eingebracht wird, daß dieses konkave Werkzeug mit dem darin befindlichen Metall in Berührung mit der Oberfläche des Werkstückes gebracht wird und daß eine Energiequelle an dem Werkzeug angelegt wird, wodurch die Formung eines Verbin-
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dungspunktes und seine Befestigung an dem Werkstück erfolgt.
Weitere Einzelheiten des erfindungagemäßen Verfahrens sollen im folgenden anhand eines Ausführungsbeipiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigern
k Fig. 1 eine schematische seitliche Ansicht eines integrierten Stromkreisplättchens oberhalb welchem ein Metallstreifen und ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienendes konisches Werkzeug angeordnet sind,
Fig. 2 eine Schnittansicht entsprechend Fig. 1 zur Darstellung eines in dem iägenden auf der Oberfläche eines Leiterstückes von einem integrierten Stromkreisplättchen ausgebildeten Verbindungspunktes.
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten integrierten Stromkreisplättchens mit auf den Leiterstücken auf
gebrachten Verbindungspunkten und
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht eines aus zwei
Metallschichten mit verschiedenen Verformungseigenschaften bestehenden Verbindungspunktes gemäß der Erfindung.
In dem folgenden soll auf Fig. 1 Bezug genommen werden, in welcher schematisch ein integriertes Stromkreisplättchen dargestellt ist, welches auf dem stationären Tisch eines
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Gerätes, beispielsweise eines Ultraschallgerätes gelagert ist. Das integrierte Stromkreisplättchen 10 weist eine Mehrzahl von geringfügig gegenüber der Oberfläche des Stromkreisplättchens 10 erhabenen Leiterstücken 14 auf. Eine streifenförmige Metallschicht 16 ist darüber angeordnet und bedeckt das integrierte Stromkreisplättchen 10.
Ein mit einem nicht gezeigten Befestigungsgerät verbundenesBefestigungswerkzeug 18 ist - wie dargestellt oberhalb der streifenförmigen Metallschicht 16 angeordnet.
Die Spitze 20 des Werkzeugs 18 weist eine im wesentlichen konisch konkave Form auf. Um auf einem Leiterstück I^ einen erhabenen Verbindungspunkt zu bilden* muß das Werkzeug 18 direkt oberhalb des Leiterstückes I^ angeordnet sein.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das konkave Werkzeug 18 unter großem Druck in Berührung mit der Metallschicht 16 gebracht, wodurch das untere Ende des Werkzeugs 18 im wesentlichen bis auf die Oberfläche des Leiterstückes Ib gedrückt wird. Die Metallschicht 16 kann aus einem beliebigen weichen Metall - beispielsweise Aluminium, Lötzinn, Silber oder Gold - bestehen. Sobald das Werkzeug 18 gegen die Metallschicht 16 und damit gegen das LeiterStückchen lA gedrückt ist, wird eine nicht gezeigte Energiequelle angelegt und der im Bereich der Berührstelle 20 des Werkzeugs 18 liegende Teil des Metallstreifens 16 mit dem Leiterstück Ib verbunden .
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Pig. 2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines mittels des konkaven Werkzeuges 18 geformten und in der oben beschriebenen Art und Weise an dem Leiterstück lA befestigten Verbindungspunktes 22. Nachdem das konkave Werkzeug über einem anderen Leiterstück angeordnet worden ist, wird das bereits beschriebene Verfahren wiederholt, wodurch ein weiterer Verbindungspunkt gebildet wird. Auf diese Weise wird an jedem Lelterstück des integrierten Stromkreisplättchens 10 ein Verbindungspunkt aufgebracht.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Festschweißen der einzelnen Verbindungspunkte an den verschiedenen Leiterstücken mittels Ultraschallenergie erfolgt, wodurch im Vergleich zu thermischer Energie - die selbstverständlich auch verwendet werden kann - eine etwas raschere Betriebsweise erreicht werden kann. Ferner wird dadurch die Gefahr eliminiert, daß aufgrund von Hitze Schaden an dem integrierten Stromkreisplättchen auftreten kann.
Fig. 3 zeigt eine Darstellung eines integrierten Stromkreisplättchens 10 mit einer Mehrzahl darauf befestigter Leiterstücke 3Λ. Auf jedem dieser Leiterstücke lA ist ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugter Verbindungspunkt 22 angeordnet. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Verbindungspunkten 22 kann in Verbindung mit beliebigen, von verschiedenen Bauteilherstellern erzeugten integrierten Stromkreisplättchen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ferner die Herstellung von Verbindungspunkten 22, die hinsichtlich ihrer Größe, Form und Zusammensetzung äußerst konstant sind. Bei
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der Herstellung von Hybrid-Dünnfilm-Stromkre is sy steinen ergibt dieses hohe Maß an Gleichmäßigkeit eine geringe Störanfälligkeit.
Es soll bemerkt sein, daß das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren nicht nur auf die Formung und Befestigung von Befestigungspunkten auf integrierten Stromkreis plättchen beschränkt ist. In manchen Fällen mag es wünschenswert sein, Befestigungspunkte auf Leiterstücken von Grundplatten auszubilden. Die Grundplatte müßte in diesem Fall mit einer spiegelbildlichen Leiterführung versehen werden, auf welcher nach der Ausbildung der Verbindungspunkte gemäß der Erfindung die einzelnen Stromkreisplättchen anschließend befestigt werden.
Im folgenden soll auf Fig. ^ Bezug genommen werden, in welcher in vergrößerter Darstellung ein auf einem Leiterstück 32 eines integrierten Stromkreisplättchens 3^ angeordneter Verbindungspunkt 30 gezeigt ist. In diesem Fall wird der Verbindungspunkt 30 mittels eines Metallstreifens gebildet, der aus zwei Schichten von verschiedenen weichen Metallen besteht. Die untere Hälfte 36 des Verbindungspunktes 30 besteht vorzugsweise aus einem Metall - wie Aluminium - das sich wesentlich weniger verformt als dasjenige der oberen Hälfte 38, welches beispielsweise Indium sein kann. In jenen Fällen, in welchen thermische Energie zum Verschweißen verwendet wird, kann die untere Hälfte 36 aus einem Lot mit einer relativ hohen Schmelztemperatur bestehen, während die obere Hälfte 38 aus einem Lot mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt bestehen kann.
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Bei der Herstellung von Verbindungspunkten mittels eines aus zwei verschiedenen Metallen bestehenden Metallstreifens kann somit die Größe dessen Verformung bei der Befestigung auf einem dünnen Stromkreisplättöhen innerhalb sehr enger Grenzen gesteuert werden.
Wenn ein integriertes Stromkreisplättchen 3^ auf einer Dünnschichtgrundplatte befestigt wird, wird das durch das obere Teilstück 38 gebildete weiche Metall stark verformt, ψ wodurch sich eine sehr gute Verbindung mit dem Leiter der Grundplatte ergibt. In dem Fall, daß die Spitzen der Verbindungspunkte aus irgendwelchen Gründen nicht in einer Ebene liegen, werden diese Variationen beim Befestigen des Stromkreisplättchens auf der Dünnschichtgrundplatte durch Verformung der oberen Hälfte kompensiert. Durch die Verwendung eines etwas härteren leitenden Metalls als Basis 36 der Verbindungspunkte 30 wird erreicht, daß das integrierte Stromkreisplättchen 3^ in einem gewissen Abstand von der Dünnschichtgrundplatte gehalten wird. Es ist einleuchtend, daß - sollten die Umstände es erforderlich machen - eine beliebige Anzahl von Metallschichten für die Ausbildung der Verbindungspunkte verwendet werden kann.
Anhand obiger Berohreibung wurde das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung einer Metallschicht 16 zur Abgabe von Metall in die Spitze eines gemäß Pig. I ausgebildeten konkaven Werkzeugs 18 erörtert. Es soll jedoch verstanden sein, daß es auch andere Möglichkeiten gibt, um eine geeignete Menge von Metall in den Bereich eines Leiterstückes 1Λ eines Stromkreisplättchens l6 oder einer Grundplatte zu bringen. Ein derartiges Verfahren bestände beispielsweise darin, einen Metalldraht durch eine in der konkaven Spitze eines Werkzeugs befindliche Bohrung hin-
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durchzuführen, das Ende dieses Drahtes mittels einer Flamme in eine Kugel zu verformen und dann gemäß obiger Beschreibung auf dem Leiterstück 14 einen Verbindungspunkt 22 auszubilden.
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Claims (7)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Formung und Befestigung von Verbindungspunkten auf einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet , daß das Werkstück (10) auf den Tisch (12) eines mit einem konkaven Werkzeug (18) versehenen Gerätes gelegt wird, daß eine vorgegebene Menge von Metall in die Spitze (20) dieses konkaven Werkzeugs (18) eingebracht wird, daß dieses konkave Werkzeug (18) mit dem darin befindlichen Metall in Berührung mit der Oberfläche (1*0 des Werkstückes (10) gebracht wird und daß eine Energiequelle an dem Werkzeug (18) angelegt wird, wodurch die Formung eines VerbindungsPunktes (22, 30) und seine Befestigung an dem Werkstück (10) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Verbindungspunktes (22, 30) an dem Werkstück (10) mittels mechanischer Schwingungen zwischen 60 und 400.000 Hz erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Verbindungspunktes (22, 30) an dem Werkstück (10) mittels Ultraschall erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Verbindungspunktes (22, 30) an dem Werkstück (10) mittels Wärme erfolgt,
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,daß&as Einbringen des Metalls in die Spitze des Werkzeugs durch Verwendung
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einer zwischen der Spitze (22) des Werkzeuges (18) und der Oberfläche des Werkstückes (10) eingesetzten Metallschicht
(16) erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (16) aus zwei oder mehreren Schichten besteht.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennze i chnet , daß das Werkstück ein Halbleiterplattchen (10) oder eine der Herstellung von Hybrid-Dünnschicht-Mikrostromkreisen dienende Grundplatte ist, auf welcher eine Mehrzahl von Halbleiterplattchen (10) befestjgoar ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996024950A1 (de) * 1995-02-11 1996-08-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur formung von anschlusshöckern auf elektrisch leitenden mikroelektronischen verbindungselementen zum lothöckerfreien tab-bonden

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3706126A (en) * 1971-02-23 1972-12-19 Western Electric Co Fusion bonding
US3926357A (en) * 1973-10-09 1975-12-16 Du Pont Process for applying contacts
US3976240A (en) * 1973-10-09 1976-08-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Apparatus for applying contacts
US3908743A (en) * 1974-01-21 1975-09-30 Gould Inc Positive displacement casting system employing shaped electrode for effecting cosmetically perfect bonds
US4139140A (en) * 1976-09-21 1979-02-13 G. Rau Method for producing an electrical contact element
DE2642339C3 (de) * 1976-09-21 1980-07-24 Fa. G. Rau, 7530 Pforzheim Kontaktkörper und Herstellungsverfahren hierzu
DE2642323A1 (de) * 1976-09-21 1978-03-23 Rau Fa G Kontaktkoerper und herstellungsverfahren hierzu
US4319708A (en) * 1977-02-15 1982-03-16 Lomerson Robert B Mechanical bonding of surface conductive layers
US4155499A (en) * 1978-04-12 1979-05-22 Branson Ultrasonics Corporation Method of welding metallic conductors using vibratory energy
FR2523335A1 (fr) * 1982-03-10 1983-09-16 Flonic Sa Procede pour surelever les plages de contact electrique d'une carte a memoire
US4627565A (en) * 1982-03-18 1986-12-09 Lomerson Robert B Mechanical bonding of surface conductive layers
JPS6345826A (ja) * 1986-08-11 1988-02-26 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン 半導体集積回路装置の接続構造
US5134460A (en) * 1986-08-11 1992-07-28 International Business Machines Corporation Aluminum bump, reworkable bump, and titanium nitride structure for tab bonding
JPS63119552A (ja) * 1986-11-07 1988-05-24 Sharp Corp Ｌｓｉチツプ
JPS63304636A (ja) * 1987-06-05 1988-12-12 Hitachi Ltd はんだキヤリア及びその製法並びにこれを用いた半導体装置の実装方法
US5076486A (en) * 1989-02-28 1991-12-31 Rockwell International Corporation Barrier disk
US5071787A (en) * 1989-03-14 1991-12-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device utilizing a face-down bonding and a method for manufacturing the same
JP2631013B2 (ja) * 1989-04-17 1997-07-16 株式会社新川 バンプ形成方法
JP2662131B2 (ja) * 1991-12-26 1997-10-08 松下電器産業株式会社 ボンディング装置
US5244143A (en) * 1992-04-16 1993-09-14 International Business Machines Corporation Apparatus and method for injection molding solder and applications thereof
DE19748288A1 (de) * 1997-10-31 1999-05-06 Kloeckner Moeller Gmbh Schaltkontaktstück für Niederspannungs-Schaltgeräte
JP3347295B2 (ja) * 1998-09-09 2002-11-20 松下電器産業株式会社 部品実装ツールとそれによる部品実装方法および装置
US20060003548A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Kobrinsky Mauro J Highly compliant plate for wafer bonding
JP2012192413A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Yazaki Corp 超音波接合方法
US10981245B2 (en) * 2019-09-24 2021-04-20 GM Global Technology Operations LLC Apparatus for ultrasonic welding of polymers and polymeric composites

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2703997A (en) * 1950-03-08 1955-03-15 Gen Electric Co Ltd Means for and method of cold pressure welding
US2882588A (en) * 1954-03-10 1959-04-21 Metal Specialty Company Simultaneous pressure welding and pressure forming
US3113376A (en) * 1958-07-22 1963-12-10 Texas Instruments Inc Alloying
NL301740A (de) * 1963-01-02 1900-01-01
US3367809A (en) * 1964-05-08 1968-02-06 Branson Instr Sonics
US3319984A (en) * 1964-10-26 1967-05-16 Sonobond Corp Welds
US3330026A (en) * 1964-12-02 1967-07-11 Corning Glass Works Semiconductor terminals and method
US3440118A (en) * 1965-12-17 1969-04-22 Branson Instr Method and apparatus for bonding together a plurality of insulated electrical conductors by sonic energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996024950A1 (de) * 1995-02-11 1996-08-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur formung von anschlusshöckern auf elektrisch leitenden mikroelektronischen verbindungselementen zum lothöckerfreien tab-bonden

Also Published As

Publication number Publication date
GB1250469A (de) 1971-10-20
US3531852A (en) 1970-10-06
FR1591045A (de) 1970-04-20
NL6816524A (de) 1969-07-17

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