DE19838532A1 - Process for placing number of solder-material shaped pieces on connecting surface arrangement of substrate and for melting them onto surfaces - Google Patents
Process for placing number of solder-material shaped pieces on connecting surface arrangement of substrate and for melting them onto surfacesInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plazierung einer Mehrzahl von Lotmaterialformstücken auf einer eine Mehrzahl von Anschlußflächen aufweisenden Anschlußflächenanordnung eines Substrats und zum anschließenden Umschmelzen der Lotmaterialform stücke auf den Anschlußflächen. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrich tung.The present invention relates to a method for placing a A plurality of solder material moldings on a plurality of Terminal pads arrangement of a Substrate and for subsequent remelting of the solder material shape pieces on the pads. In addition, the present concerns Invention a Vorrich suitable for performing this method tung.
Verfahren der eingangs genannten Art werden beispielsweise beim sogenannten "Wafer Bumping", bei der Herstellung von sogenannten "Chip-Size-Packages" oder auch bei der Herstellung von "Ball Grid Array's" eingesetzt. Grundsätzlich geht es bei den vorgenannten Verfah ren darum, eine Vielzahl von einheitlich ausgebildeten Anschlußflächen- oder Kontaktmetallisierungen in vorgegebener Verteilungsordnung auf einer Substratoberfläche herzustellen. Hierzu werden bislang Verfahren eingesetzt, bei denen entweder die Plazierung oder Anordnung von Lotmaterialdepots auf den Anschlußflächen in einem Einzelplazierungs verfahren und das nachfolgende Umschmelzen durch eine separate Beauf schlagung der Lotmaterialdepots oder Lotmaterialformstücke mit Wärme energie, beispielsweise Laserenergie, erfolgt, oder bei denen beispiels weise in einem Maskenauftragsverfahren Lotmaterialdepots als pastöses Material aufgetragen werden und das anschließende Umschmelzen in einem Ofen für alle Lotmaterialdepots gleichzeitig durchgeführt wird.Methods of the type mentioned at the outset are used, for example, in so-called "wafer bumping" in the manufacture of so-called "Chip-size packages" or in the production of "Ball Grid Array's "is used. Basically, the aforementioned procedure to ensure that a large number of uniformly or contact metallizations in a predetermined distribution order to produce a substrate surface. So far, there are procedures for this used in which either the placement or arrangement of Solder material depots on the pads in a single placement process and the subsequent remelting by a separate Beauf hitting the solder material depots or solder material fittings with heat energy, for example laser energy, takes place, or for example as a pasty in a mask application process Material are applied and the subsequent remelting in a furnace for all solder material depots is carried out simultaneously.
Ein besonderer Vorteil des erstgenannten Verfahrens besteht darin, daß durch die vereinzelte Beaufschlagung der Lotmaterialdepots bzw. Lot materialformstücke mit Wärmeenergie, insbesondere in dem Fall der Verwendung von Laserenergie, eine möglichst geringe Wärmebeanspru chung für das Substrat ermöglicht. Andererseits erweist sich dieses Verfahren aber auch als entsprechend langwierig in der Durchführung. Mit dem zweitgenannten Verfahren sind insbesondere aufgrund des schnell ablaufenden Umschmelzverfahren große Durchsätze mit entspre chend hohen Stückzahlen in der Fertigung möglich. Jedoch sind mit der Durchführung eines derartigen Verfahrens, insbesondere aufgrund des hohen apparativen Aufwands, hohe Herstellungskosten verbunden. Zudem ergeben sich je nach Art der derart behandelten Substrate Probleme aufgrund der hohen Temperaturbelastung.A particular advantage of the first method is that through the occasional loading of the solder material depots or solder material fittings with thermal energy, especially in the case of Use of laser energy, the lowest possible heat stress chung for the substrate. On the other hand, this turns out However, the procedure is also correspondingly lengthy to carry out. With the second method, in particular due to the fast-running remelting process with large throughputs high numbers in production possible. However, with the Implementation of such a method, in particular due to the high equipment costs, high manufacturing costs. In addition Problems arise depending on the type of substrates treated in this way due to the high temperature load.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver fahren der eingangs genannten Art bzw. eine zur Durchführung eines derartigen Verfahrens geeignete Vorrichtung vorzuschlagen, das bzw. die die Plazierung und das nachfolgende Umschmelzen einer Mehrzahl von Lotmaterialformstücken auf Anschlußflächen eines Substrats möglichst kostengünstig und dennoch mit einer möglichst geringen thermischen Substratbeanspruchung ermöglicht.The present invention is therefore based on the object, a Ver drive of the type mentioned or one to carry out a to propose such a suitable device, the the placement and subsequent remelting of a plurality of Solder material shaped pieces on pads of a substrate if possible inexpensive and yet with the lowest possible thermal Allows substrate stress.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 oder 15 gelöst.This task is accomplished by a process with the characteristics of the An claim 1 or a device with the features of claim 10 or 15 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt zunächst die Anordnung einer Schabloneneinrichtung mit einer Mehrzahl von Schablonenöffnun gen zur Aufnahme von Lotmaterialformstücken gegenüber einem mit einer Anschlußflächenanordnung versehenen Substrat, derart, daß die Lotmaterialformstücke den einzelnen Anschlußflächen zugeordnet sind, und anschließend eine Beaufschlagung der in den Schablonenöffnungen aufgenommenen Lotmaterialformstücke mit einer rückwärtig zur Scha bloneneinrichtung angeordneten Lasereinrichtung, derart, daß die Lot materialformstücke durch die Schabloneneinrichtung hindurch mit Laser energie beaufschlagt werden.In the method according to the invention, the arrangement is carried out first a stencil device with a plurality of stencil openings gene for receiving solder material fittings compared to one a pad arrangement substrate, such that the Solder material shaped pieces are assigned to the individual connection surfaces, and then an exposure to the stencil openings recorded solder material pieces with a back to the Scha bloneneinrichtung arranged laser device, such that the solder material shaped pieces through the template device with laser energy are applied.
Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert demnach ein zur Durchfüh rung eines besonders zeitsparenden Plazierungsvorgangs geeignetes Schablonenverfahren mit einem für das Substrat hinsichtlich einer ther mischen Beanspruchung besonders schonenden Laserumschmelzverfahren.The method according to the invention accordingly combines one for implementation a particularly time-saving placement process Stencil process with one for the substrate with regard to ther mix stresses particularly gentle laser remelting processes.
Bei einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens erfolgt die zur Applikation der einzelnen Lotmaterialformstücke notwendige Vereinze lung in der Schabloneneinrichtung selbst aus einer Menge von in der Schabloneneinrichtung aufgenommenen Lotmaterialformstücken durch eine Befüllung der in einer Lochscheibe der Schabloneneinrichtung angeordneten Schablonenöffnungen. Bei dieser Verfahrensvariante dient die Schabloneneinrichtung selbst als Reservoir für die Lotmaterialform stücke, so daß eine gesonderte Beschickungseinrichtung zur Beschickung der Schabloneneinrichtung mit Lotmaterialformstücken nicht notwendig ist.In a particularly preferred variant of the method, the Application of the individual pieces of solder material necessary development in the template device itself from a quantity of in the Stencil device recorded solder material fittings filling in a perforated disc of the template device arranged stencil openings. Serves in this process variant the template device itself as a reservoir for the solder material shape pieces, so that a separate loading device for loading the template device with solder material fittings is not necessary is.
Bei einer ebenfalls sehr vorteilhaften Variante des Verfahrens erfolgt eine Vereinzelung der Lotmaterialformstücke durch die Schablonenein richtung durch Entnahme von Lotmaterialformstücken aus einer außerhalb der Schabloneneinrichtung angeordneten Menge von Lotmaterialform stücken, derart, daß bei der Entnahme die in einer Lochscheibe angeord neten Schablonenöffnungen der Schabloneneinrichtung befüllt werden.In a likewise very advantageous variant of the method, this is done a separation of the solder material shaped pieces by the templates direction by removing solder material fittings from an outside the template device arranged amount of solder material form pieces, such that the arranged in a perforated disc during removal neten stencil openings of the stencil device are filled.
Hierbei dient die Schabloneneinrichtung selbst als Entnahmeeinrichtung, so daß eine separate Vorrichtung zur Entnahme und Zuführung von Lotmaterialformstücken zur Schabloneneinrichtung nicht notwendig ist.Here, the template device itself serves as a removal device, so that a separate device for removing and feeding Solder material shaped pieces for template installation is not necessary.
Unabhängig von der Wahl der vorgenannten Varianten erweist es sich als vorteilhaft, wenn vor Beaufschlagung der Lotmaterialformstücke mit Laserenergie eine Abtastung der Schablonenöffnungen mit einer opti schen Abtasteinrichtung zur Detektierung von Lotmaterialformstücken erfolgt.Regardless of the choice of the aforementioned variants, it proves to be advantageous if before loading the solder material fittings with Laser energy a scan of the template openings with an opti rule scanning device for the detection of solder material fittings he follows.
Hierdurch ist es zum einen möglich, Fehlstellen sehr frühzeitig, also noch vor einer etwaigen dem Umschmelzvorgang nachfolgenden Qualitätsprü fung zu erkennen. Zum anderen kann die Lasereinrichtung in Abhängig keit von dem Vorhandensein des Lotmaterialformstücks auf der betref fenden Anschlußfläche ausgelöst werden, so daß eine thermische Schädi gung des Substrats infolge einer unmittelbaren Laserbeaufschlagung der Anschlußfläche ausgeschlossen werden kann.This makes it possible, on the one hand, to correct defects very early, ie still before any quality check following the remelting process detection. On the other hand, the laser device can be dependent the presence of the solder material molding on the subject fenden pad are triggered, so that a thermal damage supply of the substrate as a result of direct laser exposure to the Pad can be excluded.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich auch, wenn die Beaufschlagung der Lotmaterialformstücke mit Laserenergie über die optische Abtastein richtung erfolgt, die auch bereits zur Detektierung von Lotmaterialform stücken verwendet wird.It also proves to be particularly advantageous if the application of the solder material pieces with laser energy via the optical scanning stone direction is also used to detect the shape of solder material pieces is used.
Bei Durchführung der Verfahrensvariante, bei der, wie vorstehend er wähnt, die Schabloneneinrichtung selbst als Reservoir für die Lotmateri alformstücke dient, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Befüllung der in einer Lochscheibe der Schabloneneinrichtung angeordneten Scha blonenöffnungen mittels einer über die Lochscheibe hinweg bewegbaren und zur Lochscheibe hin geöffneten Füllkammer erfolgt.When carrying out the process variant in which, as above, he thinks the template device itself as a reservoir for the solder material Alformstücke serves, it proves to be advantageous if the filling the Scha arranged in a perforated disc of the template device blonenöffnungen by means of a movable over the perforated disc and filling chamber open towards the perforated disc.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit bei Durchführung der Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Schabloneneinrichtung selbst als Reservoir für die Lotmaterialformstücke dient, besteht darin, die Befüllung der in einer Lochscheibe der Schabloneneinrichtung angeord neten Schablonenöffnungen mittels einer parallel zur Oberfläche der Lochscheibe bewegbaren, um ihre Bewegungsachse rotierenden Flügel radeinrichtung durchzuführen.Another advantageous possibility when performing the variant of inventive method, in which the template device itself serves as a reservoir for the solder material fittings, consists in the Filling the arranged in a perforated disc of the template device stencil openings by means of a parallel to the surface of the Perforated disc movable wing rotating about its axis of movement carry out wheel device.
Bei Durchführung der vorbeschriebenen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Schabloneneinrichtung selbst als Entnahmeein richtung zur Entnahme der Lotmaterialformstücke aus einem Reservoir für Lotmaterialformstücke dient, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Befüllung der in einer Lochscheibe der Schabloneneinrichtung angeord neten Schablonenöffnungen mittels Unterdruck erfolgt.When performing the above-described variant of the invention Process in which the template device itself is a removal Direction for removing the solder material fittings from a reservoir serves for solder material fittings, it proves to be advantageous if the Filling the arranged in a perforated disc of the template device neten stencil openings by means of negative pressure.
Unabhängig von den vorbeschriebenen Varianten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in jedem Fall ein auf die in den Schablonenöffnungen aufgenommenen Lotmaterialformstücke ausgeübter Anpreßdruck zur Erzeugung eines Berührungskontakts mit den An schlußflächen mittels eines in der Schabloneneinrichtung ausgebildeten Überdrucks erzeugt werden. Auch ist es möglich, den Berührungskontakt über einen mechanischen Anpreßdruck der Schabloneneinrichtung selbst zu erzeugen.Regardless of the variants described above for carrying out the The method according to the invention can in any case be based on that in the Stencil openings recorded solder material pieces exercised Contact pressure to create a contact with the contact end surfaces by means of a formed in the template device Overpressure are generated. It is also possible to use the touch contact via a mechanical contact pressure of the template device itself to create.
Bei der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeigneten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Schabloneneinrich tung mit einem Aufnahmebehälter zur Aufnahme einer Menge von Lot materialformstücken vorgesehen, wobei der Aufnahmebehälter eine als Lochscheibe ausgebildete Behälterwandung zur Übergabe von Lotmateri alformstücken auf die Anschlußflächenanordnung aufweist, und die Lochscheibe mit einer Vereinzelungseinrichtung versehen, derart, daß aus der Menge von Lotmaterialformstücken vereinzelte und einzelnen An schlußflächen der Anschlußflächenanordnung zugeordnet in Schablonen öffnungen der Lochscheibe aufgenommene Lotmaterialformstücke expo niert angeordnet werden und mittels einer Lasereinrichtung rückwärtig mit Laserenergie beaufschlagbar sind.In particular for the implementation of the method according to the invention a suitable device according to the invention is a stencil device with a receptacle for holding a lot of solder Material molded pieces provided, the receiving container being a Perforated disc designed container wall for the transfer of solder material Alformstücke on the pad arrangement, and the Provide perforated disc with a separating device, such that from the amount of solder material fittings, individual and individual end faces of the pad arrangement assigned in templates Openings of the perforated disk soldered material expo be arranged and rearwards by means of a laser device are exposed to laser energy.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Vereinzelungsein richtung über die Lochscheibe hinweg bewegbar ausgebildet. Dabei kann die Vereinzelungseinrichtung als eine über die Lochscheibe hinwegbe wegbare und zur Lochscheibe hin geöffnete Füllkammer ausgebildet sein. Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die Vereinzelungs einrichtung als eine über die Lochscheibe hinweg bewegbare Flügel radeinrichtung mit von Flügeln eines Flügelrades der Flügelradeinrich tung begrenzten, radial offenen Transportkammerabteilungen auszubil den. According to an advantageous embodiment, the separation is direction movable across the perforated disc. It can the separating device as one over the perforated disk movable filling chamber open towards the perforated disc. Another advantageous option is the singulation device as a wing movable over the perforated disc wheel device with vanes of an impeller of the impeller device training limited, radially open transport chamber departments the.
Wenn die Vereinzelungseinrichtung unabhängig von ihrer Ausbildung in einem durch die Schabloneneinrichtung gebildeten abgeschlossenen Raum aufgenommen ist, dessen der Lochscheibe gegenüberliegend angeordnete Rückwand transparent ausgeführt ist, ist es möglich, der Applikation der vereinzelten Lotmaterialformstücke auf die Anschlußflächen der An schlußflächenanordnung des Substrats oder auch den Umschmelzvorgang mit einem Überdruck zu überlagern. Besonders vorteilhaft erweist es sich in diesem Zusammenhang, wenn zur Erzeugung des Überdrucks eine Schutzgasatmosphäre verwendet wird.If the separating facility is independent of its training in a closed space formed by the template device is included, which is arranged opposite the perforated disc Is transparent, it is possible to apply the isolated pieces of solder material on the pads of the An end surface arrangement of the substrate or the remelting process overlaid with an overpressure. It proves to be particularly advantageous in this context if a Protective gas atmosphere is used.
Bei einer alternativen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Schabloneneinrichtung selbst als Vereinzelungseinrichtung ausgebil det und weist ein Gehäuse mit einer Lochscheibe auf, die mit einer Mehrzahl von Schablonenöffnungen zur Aufnahme von Lotmaterialform stücken versehen ist, und gegenüberliegend der Lochscheibe eine transpa rente Rückwand.In an alternative embodiment of the device according to the invention trained the template device itself as a separating device det and has a housing with a perforated disc, which with a A plurality of template openings for receiving solder material form pieces is provided, and a transpa opposite the perforated disc pension back wall.
Eine derartig ausgebildete Schabloneneinrichtung kann mit Unterdruck beaufschlagt selbst als Vereinzelungs- und/oder Entnahmeeinrichtung zur Entnahme von Lotmaterialformstücken aus einem Reservoir von Lotmate rialformstücken dienen, wobei dann sich aufgrund der Entnahme der Lotmaterialformstücke aus dem Reservoir eine durch die Unterdruckbe aufschlagung ermöglichte, selbsttätige Befüllung der Schablonenöffnun gen ergibt.Such a stencil device can be under vacuum acts as a separation and / or removal facility Removal of solder material fittings from a reservoir of Lotmate rialformteile serve, then due to the removal of Solder material fittings from the reservoir through the vacuum opening enabled the template openings to be filled automatically gene results.
Wenn die in der Lochscheibe ausgebildeten Schablonenöffnungen im Durchmesser kleiner sind als der kleinste Durchmesser der Lotmaterial formstücke, ist es möglich, bei einer Unterdruckbeaufschlagung die Lotmaterialformstücke gegen die Öffnungsquerschnitte der Schablonen öffnungen zu saugen, so daß sich gleichzeitig mit der Vereinzelung auch eine exponierte Anordnung der Lotmaterialformstücke ergibt, die es ermöglicht, die Lotmaterialformstücke über die Schabloneneinrichtung mechanisch gegen die Anschlußflächen der Anschlußflächenanordnung zu drücken. If the template openings formed in the perforated disc in Diameters are smaller than the smallest diameter of the solder material fittings, it is possible to apply the Solder material fittings against the opening cross sections of the templates to suck openings, so that at the same time with the separation also an exposed arrangement of the solder material moldings that it enables the solder material fittings over the template device mechanically against the pads of the pad assembly to press.
Wenn die in der Lochscheibe ausgebildeten Schablonenöffnungen im Durchmesser größer sind als der größte Durchmesser der Lotmaterial formstücke und ein zwischen der Lochscheibe und der Rückwand ausge bildete Abstand kleiner ist als der kleinste Durchmesser der Lotmaterial formstücke, ist es möglich, die Lotmaterialformstücke unter Aufrechter haltung der vereinzelten Anordnung im Innern der Schabloneneinrichtung anzuordnen, um den nachfolgenden Umschmelzvorgang weitestgehend innerhalb der Schabloneneinrichtung durchführen zu können.If the template openings formed in the perforated disc in Diameters are larger than the largest diameter of the solder material fittings and one between the perforated disc and the rear wall distance formed is smaller than the smallest diameter of the solder material fittings, it is possible to erect the solder material fittings keeping the isolated arrangement inside the template device to arrange the subsequent remelting process as much as possible to be able to perform within the template.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Lochscheibe und/oder Seitenwände der über die Lochscheibe hinwegbewegbaren Füllkammer einen quer zur Flächenausdehnung der Lochscheibe flexiblen Wandaufbau aufweisen. Hierdurch ist es möglich, auch bei etwaiger unebener Ausbil dung der Substratoberfläche eine weitestgehend sich an die Substratober fläche anschmiegende Ausbildung der Lochscheibe zu erreichen.It proves to be particularly advantageous if the perforated disc and / or Side walls of the filling chamber that can be moved over the perforated disc a flexible wall structure transverse to the surface area of the perforated disc exhibit. This makes it possible, even with any uneven training formation of the substrate surface as far as possible to the substrate surface to achieve surface-conforming formation of the perforated disc.
Hierzu kann der Wandaufbau zumindest drei Schichten mit einer zwi schen zwei verschleißfest ausgeführten Oberflächenschichten angeordne ten und nachgiebig ausgebildeten Kompressionsschicht aufweisen. Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn die Kompressions schicht au einem Kunststoff und die Oberflächenschichten aus Metall ausgebildet sind.For this purpose, the wall structure can have at least three layers with a twi arranged two wear-resistant surface layers th and resiliently formed compression layer. As It proves to be particularly advantageous if the compression layer of plastic and the surface layers of metal are trained.
Nachfolgend werden bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie dabei zum Einsatz kommende bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred variants of the invention are described below Process as well as preferred versions used here the device according to the invention with reference to the drawings explained. Show it:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Variante des erfindungsgemä ßen Verfahrens; Fig. 1 is a schematic representation of a variant of the inventive method SEN;
Fig. 2 eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Ver wendung einer mit einer Füllkammer versehenen Schablonenein richtung vor der Anordnung auf einer Substratoberfläche und Durchführung des Umschmelzvorgangs; Fig. 2 shows a variant of the method according to the invention using a Schablonenein device provided with a filling chamber before being arranged on a substrate surface and carrying out the remelting process;
Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Schabloneneinrichtung nach An ordnung auf der Substratoberfläche; Fig. 3, the stencil device shown in Figure 2 to order on the substrate surface.
Fig. 4 eine Draufsicht auf die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Schabloneneinrichtung; Fig. 4 is a plan view of the template device shown in Figs. 2 and 3;
Fig. 5 eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung einer mit einer Flügelradeinrichtung versehenen Schabloneneinrichtung vor Anordnung auf einer Substratoberfläche und Durchführung des Umschmelzvorgangs;5 shows a further variant of the process according to the invention using a template means provided with an impeller prior to assembly on a substrate surface and carry out the remelting.
Fig. 6 die in Fig. 5 dargestellte Schabloneneinrichtung nach An ordnung auf der Substratoberfläche; . Fig. 6 is shown in Fig template means 5 represented by an arrangement, on the substrate surface;
Fig. 7 die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Schabloneneinrichtung in Draufsicht; Fig. 7, the stencil device shown in Figures 5 and 6 in plan view.
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer Schabloneneinrichtung nach Aufnahme von Lotmaterialformstücken; Fig. 8 shows a further embodiment of a template means after ingestion of solder material;
Fig. 9 die in Fig. 8 dargestellte Schabloneneinrichtung nach Auf nahme von Lotmaterialformstücken; Fig. 9, the stencil device shown in Fig. 8 after taking solder material fittings;
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform der Schabloneneinrichtung vor Anordnung einer Substratoberfläche; Fig. 10 shows a further embodiment of the template means prior to assembly of a substrate surface;
Fig. 11 die in Fig. 10 dargestellte Schabloneneinrichtung nach An ordnung auf einer Substratoberfläche; . Fig. 11 is shown in Fig template means 10 shown by an arrangement, on a substrate surface;
Fig. 12 eine Teilunteransicht der in den Fig. 10 und 11 dargestell ten Schabloneneinrichtung mit Darstellung von Schablonenöffnun gen; FIG. 12 is a partial bottom view of the gene in Figures 10 and 11 dargestell th template means showing of Schablonenöffnun.
Fig. 13 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer Schablonenöff nung gemäß Schnittlinienverlauf XIII-XIII in Fig. 12; Fig. 13 is an enlarged sectional view of a stencil opening according to section line XIII-XIII in Fig. 12;
Fig. 14 eine Ausführungsform einer Schabloneneinrichtung in Draufsicht mit einer Mehrzahl von Schablonensegmenten; Figure 14 is an embodiment of a stencil device in plan view with a plurality of template segments.
Fig. 15 eine Schnittdarstellung einer in Fig. 14 dargestellten Füll kammer; Fig. 15 is a sectional view of a filling chamber shown in Fig. 14;
Fig. 16 eine Schnittdarstellung durch ein in Fig. 14 dargestelltes Schablonensegment gemäß Schnittlinienverlauf XVI-XVI in Fig. 14; FIG. 16 shows a sectional illustration through a template segment shown in FIG. 14 along the section line XVI-XVI in FIG. 14;
Fig. 17 eine ausschnittsweise Vergrößerung der in Fig. 16 darge stellten Schnittdarstellung; Fig. 17 is a fragmentary enlargement of the section shown in Figure 16 Darge;
Fig. 18 eine Variante der in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Flü gelradeinrichtung. Fig. 18 shows a variant of the wing wheel device shown in Figs. 5, 6 and 7.
Fig. 1 zeigt in einer Prinzipdarstellung eine Möglichkeit zur Durchfüh rung eines Verfahrens zur Plazierung von Lotmaterialformstücken 20 für einen nachfolgenden Umschmelzvorgang. Hierzu ist eine Schablonenein richtung 21 vorgesehen, die ein Gehäuse 22 aus einer gegenüberliegend einem Substrat 23 angeordneten Lochscheibe 24, einer der Lochscheibe 24 gegenüberliegend angeordneten transparenten Rückwand 25 und einem die Rückwand 25 mit der Lochscheibe 24 verbindenden Seitenwandrah men 26 aufweist. Fig. 1 shows a schematic representation of a way to implement a method for placing solder material fittings 20 for a subsequent remelting process. For this purpose, a Schablonenein device 21 is provided which has a housing 22 made of a perforated disk 24 arranged opposite a substrate 23 , a transparent rear wall 25 arranged opposite the perforated disk 24 and a side wall frame 26 connecting the rear wall 25 to the perforated disk 24 .
Die Lochscheibe 24 weist Schablonenöffnungen 27 auf, in denen die Lotmaterialformstücke 20 so angeordnet sind, daß sie sich jeweils in Berührungskontakt mit zugeordneten Anschlußflächen 28 einer Anschluß flächenanordnung 29 des Substrats 23 befinden.The perforated disk 24 has template openings 27 , in which the solder material fittings 20 are arranged so that they are each in contact with associated pads 28 of a connection surface arrangement 29 of the substrate 23 .
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Schabloneneinrichtung 21 mit einem Druckanschluß 30 versehen, der eine Beaufschlagung eines Innenraums 31 der Schabloneneinrichtung 21 mit einem Gasdruck ermöglicht. In der in Fig. 1 dargestellten Konfiguration werden die Lotmaterialformstücke 20 durch einen im Innenraum 31 ausgebildeten Überdruck beaufschlagt, so daß sich ein Berührungskontakt zwischen den Lotmaterialformstücken 20 und den zugeordneten Anschlußflächen 28 des Substrats 23 einstellt. In dieser Konfiguration kann ein nachfolgend erläuterter Umschmelzvor gang eingeleitet werden. As can be seen from FIG. 1, the stencil device 21 is provided with a pressure connection 30 , which enables an interior 31 of the stencil device 21 to be subjected to a gas pressure. In the configuration shown in FIG. 1, the solder material shaped pieces 20 are acted upon by an overpressure formed in the interior 31 , so that a contact is made between the solder material shaped pieces 20 and the associated connection surfaces 28 of the substrate 23 . In this configuration, a remelting process explained below can be initiated.
Zur Durchführung des Umschmelzvorgangs ist, wie in Fig. 1 beispielhaft dargestellt, oberhalb der transparenten Rückwand 25 der Schablonenein richtung 21 eine optische Abtasteinrichtung 32 angeordnet, die einen Schwenkspiegel 33 umfaßt, der in einem Abtaststrahlengang 34 angeord net ist. Im vorliegenden Fall ist im Abtaststrahlengang 34 eine als Prisma ausgebildete Strahlumlenkeinrichtung 35 angeordnet, die eine Auskopp lung eines Detektorstrahlengangs 36 aus dem Abtaststrahlengang 34 ermöglicht. Der Detektorstrahlengang 36 stellt je nach Drehstellung des Schwenkspiegels 33 die optische Verbindung zwischen den einzelnen Lotmaterialformstücken 20 bzw. den zugeordneten Anschlußflächen 28 des Substrats 23 her. Am Ende des Detektorstrahlengangs 36 befinden sich im vorliegenden Fall ein Infrarotdetektor 37 sowie ein beispielswei se als CCD-Kamera ausgebildeter Lotmaterialdetektor 38. Am Ende des Abtaststrahlengangs 34 befindet sich eine Lasereinrichtung 39, die je nach Drehstellung des Schwenkspiegels 33 eine Beaufschlagung der einzelnen Lotmaterialformstücke 20 mit Laserenergie ermöglicht.To carry out the remelting process, as shown in FIG. 1 by way of example, above the transparent rear wall 25 of the Schablonenein device 21, an optical scanning device 32 is arranged, which comprises a pivoting mirror 33 , which is angeord net in a scanning beam path 34 . In the present case designed as a beam deflecting prism 35 is arranged in the scanning beam 34, a Auskopp development of a detector beam path 36 from the scanning beam 34 permits. Depending on the rotational position of the swivel mirror 33, the detector beam path 36 establishes the optical connection between the individual solder material shaped pieces 20 or the associated connection surfaces 28 of the substrate 23 . In the present case, at the end of the detector beam path 36 there is an infrared detector 37 and a solder material detector 38, for example a CCD camera. At the end of the scanning beam path 34 there is a laser device 39 which, depending on the rotational position of the pivoting mirror 33, enables the individual shaped pieces of solder material 20 to be exposed to laser energy.
Obwohl aus Gründen der vereinfachten Darstellung in Fig. 1 nicht darge stellt, verfügt der Schwenkspiegel 33 nicht nur über eine quer zur Zei chenebene verlaufende Schwenkachse, sondern auch über eine in der Zeichenebene verlaufende Schwenkachse, so daß eine insgesamt flächige Abtastung der Schabloneneinrichtung 21 bzw. der darin aufgenommenen Lotmaterialformstücke 20 möglich ist.Although not shown for the sake of the simplified illustration in FIG. 1, the swivel mirror 33 has not only a swivel axis running transversely to the plane of the drawing, but also a swivel axis running in the plane of the drawing, so that an overall flat scanning of the template device 21 or of the solder material shaped pieces 20 accommodated therein is possible.
Zur Durchführung des Umschmelzvorgangs erfolgt, ausgelöst durch den Lotmaterialdetektor 38, ein Stop der zweiachsigen Schwenkbewegung des Schwenkspiegels 33 und ebenfalls ausgelöst durch den Lotmaterialde tektor 38 eine Aktivierung der Lasereinrichtung 39 zur Beaufschlagung des jeweils detektierten Lotmaterialformstücks 20 mit Laserenergie. Beim Betrieb der Lasereinrichtung 39 ermöglicht der Infrarot-Detektor 37 eine Temperaturüberwachung mit gegebenenfalls in Abhängigkeit davon durchgeführten Änderungen der Einstellwerte der Lasereinrichtung 39.To carry out the remelting process, triggered by the solder material detector 38 , a stop of the biaxial pivoting movement of the pivoting mirror 33 and also triggered by the solder material detector 38 activates the laser device 39 to act upon the respectively detected solder material molding 20 with laser energy. During operation of the laser device 39 of the infrared detector 37 allows a temperature control with optional depending on changes made to the setting values of the laser device. 39
Fig. 2 zeigt eine Schabloneneinrichtung 40, die analog der in Fig. 1 dargestellten Schabloneneinrichtung 21 mit einer Lochscheibe 41, einer transparenten Rückwand 42, einem Seitenwandrahmen 43 und einem Druckanschluß 44 versehen ist. In einem Innenraum 45 befindet sich eine hier aus vier Seitenwänden 46 gebildete Füllkammer 47, die im vorlie genden Fall nach oben und unten durch die Rückwand 42 bzw. die Loch scheibe 41 begrenzt wird. In der Füllkammer 47 ist eine Vielzahl von Lotmaterialformstücken 20 angeordnet, die zur Befüllung von Schablo nenöffnungen 48 in der Lochscheibe 41 dienen. FIG. 2 shows a template device 40 which, like the template device 21 shown in FIG. 1, is provided with a perforated disk 41 , a transparent rear wall 42 , a side wall frame 43 and a pressure connection 44 . In an interior 45 there is a filling chamber 47 formed here from four side walls 46 , which is limited in the vorlie case up and down by the rear wall 42 or the perforated disc 41 . In the filling chamber 47 , a plurality of solder material fittings 20 are arranged, which are used to fill stencil openings 48 in the perforated disc 41 .
Unterhalb der in Fig. 2 dargesellten Schabloneneinrichtung 40 befindet sich ein Substrat 49, das im vorliegenden Fall eine Oberflächenkrümmung mit einer Durchbiegung d aufweist.Below the template device 40 shown in FIG. 2 is a substrate 49 , which in the present case has a surface curvature with a deflection d.
Wie Fig. 3 zeigt, schmiegt sich bei Anordnung der Schabloneneinrichtung 40 auf der Oberfläche des Substrats 49 die Lochscheibe 41 an die Ober fläche des Substrats 49 an. Nach Erreichung dieses angeschmiegten Zustands wird die Füllkammer 47 translatorisch über die Lochscheibe 41 hinwegbewegt, wobei aus der in der Füllkammer 47 angeordneten Menge von Lotmaterialformstücken 20 Lotmaterialformstücke 20 in die Schablo nenöffnungen 48 der Lochscheibe 41 vereinzelt werden.As Fig. 3 shows, the template means the perforated disc is nestled in the arrangement 40 on the surface of the substrate 49 to the upper surface 41 of the substrate 49 at. After reaching this conformed state, the filling chamber 47 is moved translationally over the perforated disc 41 , 20 solder material fittings 20 being separated into the stencil openings 48 of the perforated disc 41 from the amount of solder material moldings 20 arranged in the filling chamber 47 .
Dieser Vorgang ist in Fig. 4 in einer Draufsicht der Schabloneneinrich tung 40 dargestellt, wobei die transparente Rückwand 42 den Blick in den Innenraum 45 der Schabloneneinrichtung 40 freigibt.This process is shown in FIG. 4 in a top view of the stencil device 40 , the transparent rear wall 42 exposing the interior 45 of the stencil device 40 .
Die in Fig. 4 dargestellte Draufsicht zeigt deutlich, daß sich infolge der Translationsbewegung der Füllkammer 47 eine Befüllung der Schablo nenöffnungen 48 in der Lochscheibe 41 einstellt. Nach vollständiger Befüllung der Lochscheibe 41 und Rückbewegung der Füllkammer 47 in die in Fig. 2 dargestellte Ausgangslage kann nun eine Beaufschlagung der einzelnen Lotmaterialformstücke 20 mit Laserenergie, wie unter Bezug nahme auf Fig. 1 beschrieben, erfolgen. Dabei kann über den im Seiten wandrahmen 43 vorgesehenen Druckanschluß 44 der Innenraum 45 mit einer Inertgasatmosphäre beaufschlagt werden, die neben einem oxydati onsfreien Umschmelzvorgang auch den gewünschten Anpreßdruck der Lotmaterialformstücke 20 gegen Anschlußflächen 50 des Substrats 49 ermöglicht (Fig. 3). The top view shown in Fig. 4 clearly shows that due to the translational movement of the filling chamber 47, a filling of the stencil openings 48 in the perforated disc 41 is set. After the perforated disc 41 has been completely filled and the filling chamber 47 has moved back into the starting position shown in FIG. 2, laser energy, as described with reference to FIG. 1, can now be applied to the individual shaped pieces of solder material 20 . In this case, the interior 45 can be charged with an inert gas atmosphere via the pressure connection 44 provided in the side wall frame 43 , which, in addition to an oxydation-free remelting process, also enables the desired contact pressure of the solder material fittings 20 against connection surfaces 50 of the substrate 49 ( FIG. 3).
Fig. 5 zeigt eine Schabloneneinrichtung 51, die in Übereinstimmung mit der in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Schabloneneinrichtung 40 eine Loch scheibe 41, eine Rückwand 42, einen Seitenwandrahmen 43 und einen Druckanschluß 44 aufweist. Fig. 5 shows a stencil device 51 which, in accordance with the stencil device 40 shown in FIGS . 2 to 4, has a perforated disc 41 , a rear wall 42 , a side wall frame 43 and a pressure connection 44 .
Abweichend von der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Schabloneneinrich tung 40 ist die Schabloneneinrichtung 51 mit einer Flügelradeinrichtung 52 versehen, die die bei der Schabloneneinrichtung 40 zur Anwendung kommende Füllkammer 47 ersetzt. Die Flügelradeinrichtung 52 weist ein Flügelrad 53 mit Flügeln 54 auf, die sich, wie insbesondere aus Fig. 7 ersichtlich, über die Breite des Innenraums 45 erstrecken. Wie ferner aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich, wird die Flügelradeinrichtung 52 zur Befül lung der Schablonenöffnungen 48 in der Lochscheibe 41 translatorisch und mit einer Rotation überlagert über die Lochscheibe 41 hinwegbewegt. Dabei treibt die Flügelradeinrichtung 52 die Menge von Lotmaterialform stücken 20 vor sich her, wobei gleichzeitig mit den vorzugsweise ela stisch ausgebildeten Flügeln 54 Lotmaterialformstücke 20 in die Scha blonenöffnungen 48 gedrängt werden.Deviating from the stencil device 40 shown in FIGS. 2 to 4, the stencil device 51 is provided with an impeller device 52 which replaces the filling chamber 47 used in the stencil device 40 . The impeller device 52 has an impeller 53 with vanes 54 which, as can be seen in particular from FIG. 7, extend over the width of the interior 45 . As can also be seen from FIGS. 6 and 7, the impeller device 52 for filling the template openings 48 in the perforated disk 41 is moved in translation and overlaid with a rotation over the perforated disk 41 . The impeller device 52 drives the amount of solder material pieces 20 in front of it, with 54 preferably shaped ela stically formed wings 54 solder material pieces 20 in the template openings 48 .
Um zu verhindern, daß vor Anordnung der Schabloneneinrichtung 51 auf dem Substrat 49 Lotmaterialformstücke 20 aus den Schablonenöffnungen 48 hinausgelangen können, ist die Lochscheibe 41 mit einer Schließ scheibe 55 versehen, die ein mit der Lochscheibe 41 übereinstimmendes Lochbild aufweist und durch relative Verschiebung gegenüber der Loch scheibe 41 in ihrer in Fig. 5 dargestellten Schließstellung einen Ver schluß der Schablonenöffnungen 48 ermöglicht. In ihrer in Fig. 6 darge stellten Offenstellung befinden sich die Öffnungen in der Schließscheibe 55 in einer mit den Schablonenöffnungen 48 fluchtenden Anordnung.In order to prevent that before placing the template device 51 on the substrate 49 solder material pieces 20 can get out of the template openings 48 , the perforated disk 41 is provided with a closing disk 55 , which has a matching hole pattern 41 and by relative displacement relative to the hole disc 41 in its closed position shown in FIG. 5 enables a closure of the template openings 48 . In their Darge shown in Fig. 6 open position, the openings in the closing plate 55 are in an alignment with the template openings 48 arrangement.
In den Fig. 8 und 9 ist eine Schabloneneinrichtung 56 dargestellt, die gleichzeitig als Entnahmeeinrichtung zur Entnahme von Lotmaterialform stücken 20 aus einem Reservoir 57 dient. Hierzu wird die Schablonenein richtung 56 mit ihrer Lochscheibe 58 in das Reservoir 57 abgesenkt und ein Innenraum 59 der Schabloneneinrichtung 56 durch einen Druckan schluß 61 mit Unterdruck beaufschlagt. Aufgrund der Tatsache, daß die Lotmaterialformstücke 20 in ihrem Durchmesser größer ausgebildet sind als Schablonenöffnungen 60 in einer Lochscheibe 58 der Schablonenein richtung 56, bleiben vereinzelte Lotmaterialformstücke 20 bei der Ent nahme der Schabloneneinrichtung 56 aus dem Reservoir 57 an Öffnungs querschnitten 62 der Schablonenöffnungen 60 in exponierter Stellung haften.In FIGS. 8 and 9 a stencil 56 is shown, the same pieces as a removal device for removing Lotmaterialform 20 is from a reservoir 57th For this purpose, the stencil device 56 is lowered with its perforated disc 58 into the reservoir 57 and an interior 59 of the stencil device 56 is acted upon by a Druckan circuit 61 with negative pressure. Due to the fact that the solder material moldings 20 are larger in diameter than template openings 60 in a perforated disk 58 of the stencil device 56 , isolated solder material moldings 20 remain when exposed to the template device 56 from the reservoir 57 at opening cross sections 62 of the template openings 60 in exposed Adhere position.
Fig. 9 zeigt die in Vorbereitung eines nachfolgenden Umschmelzvorgangs durchgeführte Anordnung der Lotmaterialformstücke 20 auf Anschlußflä chen 63 eines Substrats 64. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, kann bei dieser Ausführung der Schabloneneinrichtung 56 der für den Berührungskontakt notwendige Anpressdruck der Lotmaterialformstücke 20 gegen die An schlußflächen 63 auch mechanisch über einen auf die Schablonenein richtung ausgeübten Anpreßdruck bzw. durch das Eigengewicht der Schabloneneinrichtung 56 erfolgen. Fig. 9 shows the processing performed in preparation for a subsequent remelting arrangement of Lotmaterialformstücke chen 20 to 63 of a substrate 64. Anschlußflä. As can be seen from FIG. 9, in this embodiment of the stencil device 56, the contact pressure of the solder material fittings 20 against the contact surfaces 63 , which is necessary for touch contact, can also take place mechanically via a contact pressure exerted on the stencil device or by the weight of the stencil device 56 .
In den Fig. 10 und 11 ist eine Schabloneneinrichtung 65, die, wie die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Schabloneneinrichtung 56 auch zur verein zelten Entnahme von Lotmaterialformstücken 20 aus einem Reservoir 57 geeignet ist, in einer Entnahmestellung (Fig. 10) und einer Applikations stellung (Fig. 11) dargestellt. Wie die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Schabloneneinrichtung 56 ist auch die Schabloneneinrichtung 65 mit einer Lochscheibe 66, einer transparenten Rückwand 67 und einem Seitenwandrahmen 68 versehen. Wie Fig. 10 ferner zeigt, ist durch einen Abstand a zwischen der Lochscheibe 66 und der Rückwand 67 ein Innen raum 69 oder Spalt ausgebildet, wobei der Abstand a kleiner ist als der Durchmesser d der Lotmaterialformstücke 20. Andererseits sind die Durchmesser D von Schablonenöffnungen 70 in der Lochscheibe 66 größer ausgebildet als die Durchmesser d der Lotmaterialformstücke 20. Daher ergibt sich, wenn über Druckanschlüsse 71 im Seitenwandrahmen 68 der Innenraum 69 mit Unterdruck beaufschlagt wird, die in Fig. 10 darge stellte Konfiguration, bei der die Lotmaterialformstücke 20 in den Scha blonenöffnungen 70 haftend aufgenommen sind.In Figs. 10 and 11 is a template 65 which, as is suitable in FIGS. Template means 56 shown 8 and 9 and for occasional removal of solder material 20 from a reservoir 57, in a removal position (Fig. 10) and an application position ( Fig. 11) shown. Like the template device 56 shown in FIGS. 8 and 9, the template device 65 is also provided with a perforated disk 66 , a transparent rear wall 67 and a side wall frame 68 . As Fig. 10 also shows 69 is formed by a gap or distance a between the perforated disk 66 and the rear wall 67, an inner space, where the distance a is smaller than the diameter d of Lotmaterialformstücke 20th On the other hand, the diameters D of template openings 70 in the perforated disk 66 are larger than the diameters d of the solder material shaped pieces 20 . Therefore arises when the inner space is acted upon with negative pressure over 69 pressure ports 71 in the side wall frame 68, which provided in Fig. 10 Darge configuration in which the Lotmaterialformstücke 20 in the saddle blonenöffnungen 70 are added adhesive.
In der in Fig. 11 dargestellten Applikationsstellung ist die Schablonen einrichtung 65 mit geringem Abstand über dem Substrat 64 angeordnet. Zur Herstellung eines Berührungskontaktes zwischen den Lotmaterial formstücken 20 und zugeordneten Anschlußflächen 63 des Substrats 64 wird der Innenraum 69 über die Druckanschlüsse 71 mit Überdruck beaufschlagt.In the application position shown in FIG. 11, the template device 65 is arranged at a short distance above the substrate 64 . To produce a contact between the solder material fittings 20 and associated pads 63 of the substrate 64 , the interior 69 is pressurized via the pressure connections 71 .
In den Fig. 12 und 13 ist in einer Ausschnittsdarstellung eine Unteran sicht der Lochscheibe 66 dargestellt, die zeigt, daß die Lochscheibe 66 mit einer Kontaktoberfläche 72 versehen ist, welche die einzelnen Scha blonenöffnungen 70 miteinander verbindende Kanäle 73 aufweist. Wie Fig. 13 deutlich macht, ermöglichen die Kanäle 73 ein Ausströmen eines im Innenraum 69 unter Überdruck stehenden Gases, so daß zur definierten Anordnung der Schabloneneinrichtung 65 bzw. der Lochscheibe 66 ein Berührungskontakt der Kontaktoberfläche 72 mit dem Substrat 64 mög lich ist, ohne daß hierdurch das Abströmen des unter Überdruck stehen den Gases verhindert würde.In Figs. 12 and 13 is in a cut-away view a Unteran the perforated disc 66 view, which shows that the perforated disk is provided with a contact surface 72 of 66 which blonenöffnungen each saddle 70 has interconnecting channels 73rd As FIG. 13 makes clear, the channels 73 allow an outflow of a gas under pressure in the interior 69 , so that for the defined arrangement of the template device 65 or the perforated disk 66, a contact of the contact surface 72 with the substrate 64 is possible without this this would prevent the outflow of the pressurized gas.
Fig. 14 zeigt eine Lochscheibe 74 einer Schabloneneinrichtung 75 in Draufsicht, die eine Mehrzahl von Schablonensegmenten 76 aufweist. Die Schabloneneinrichtung 75 ist mit einer in ihrer Funktion und Aufbau bereits beschriebenen Füllkammer 47 versehen. Aus der Schnittdarstel lung der Füllkammer 47 gemäß Fig. 15 wird deutlich, daß die Seitenwän de 46 der Füllkammer 47 quer zur Flächenausdehnung der Lochscheibe 74 einen mehrschichtigen Wandaufbau aufweisen. Zwischen zwei äußeren, aus Metall und verschleißfest ausgeführten Oberflächenschichten 77 und 78 befindet sich eine Kompressionsschicht 79 aus einem nachgiebigen Kunststoff, beispielsweise Polyamid. FIG. 14 shows a perforated disk 74 of a template device 75 in plan view, which has a plurality of template segments 76 . The template device 75 is provided with a filling chamber 47 which has already been described in terms of its function and structure. From the sectional view of the filling chamber 47 according to FIG. 15 it is clear that the Seitenwän de 46 of the filling chamber 47 have a multi-layered wall structure transversely to the surface area of the perforated disk 74 . A compression layer 79 made of a resilient plastic, for example polyamide, is located between two outer surface layers 77 and 78 made of metal and wear-resistant.
Fig. 16 zeigt eine Teilschnittdarstellung der Lochscheibe 74 und Fig. 17 schließlich eine Ausschnittsvergrößerung dieser Teilschnittdarstellung. Aus Fig. 17 wird deutlich, daß die Lochscheibe 74 einen im wesentlichen mit den Seitenwänden 46 der Füllkammer 47 übereinstimmenden Wandaufbau aufweist. Zwischen zwei äußeren, verschleißfest ausgeführ ten Oberflächenschichten 80, 81 befindet sich eine nachgiebig ausgebil dete Kompressionsschicht 82. FIG. 16 shows a partial sectional view of the perforated disk 74 and FIG. 17 finally shows an enlarged detail of this partial sectional view. It is clear from FIG. 17 that the perforated disk 74 has a wall structure which essentially corresponds to the side walls 46 of the filling chamber 47 . A resiliently formed compression layer 82 is located between two outer, wear-resistant surface layers 80 , 81 .
Im Zusammenwirken weisen die derart aufgebauten Seitenwände 46 der Füllkammer 47 und die Lochscheibe 74 ein Verformungsvermögen auf, wie es beispielsweise in Fig. 3 dargestellt ist, wobei die dort dargestellte Lochscheibe 41 einen hinsichtlich des Wandaufbaus identischen Wandaufbau wie die Lochscheibe 74 aufweist. Fig. 3 macht deutlich, daß durch einen derartigen Wandaufbau selbst größere Oberflächenkrümmun gen oder Verformungen des Substrats kompensiert werden können, so daß Beeinträchtigungen bei der Durchführung des anhand verschiedener Varianten und Ausführungsformen beschriebenen Verfahrens zur Plazie rung und zum Umschmelzen einer Mehrzahl von Lotmaterialformstücken auf Anschlußflächen eines Substrats weitestgehend verhindert werden können.In cooperation, the side walls 46 of the filling chamber 47 constructed in this way and the perforated disk 74 have a deformability, as is shown, for example, in FIG. 3, the perforated disk 41 shown there having a wall structure identical to the perforated disk 74 with respect to the wall structure. Fig. 3 makes it clear that even such greater surface curvatures or deformations of the substrate can be compensated for by such a wall structure, so that impairments in the implementation of the method described with the aid of various variants and embodiments for placement and for remelting a plurality of solder material moldings on connection surfaces of a Substrate can be largely prevented.
Fig. 18 zeigt eine Flügelradeinrichtung 83 als Variante zu der in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellten Flügelradeinrichtung 52. Wie die Flügelradein richtung 52 ist die Flügelradeinrichtung 83 in einer Schabloneneinrich tung 84 mit ihrer Rotationsachse 85 translatorisch geführt. Hierzu sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Schabloneneinrichtung 84 seitliche Führungsschlitze 93 vorgesehen. Wie durch die Pfeile in Fig. 18 angedeutet, kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Translation der Rotationsachse 85 eine gegensinnige Rotation überlagert werden. Wie aus Fig. 18 ersichtlich, ist die Rotationsachse 85 mit einer im vorliegen den Fall als Bohrung ausgebildeten Gaszuführung 86 versehen, die in sich längs der Rotationsachse 85 erstreckende Gasaustrittseinrichtungen 87 mündet. Die Gasaustrittseinrichtungen 87 können beispielsweise als Längsschlitze oder oder als Bohrungsreihen ausgebildet sein. Unabhängig von der Ausführung münden die Gasaustrittseinrichtungen 87 in von Flügeln 88 der Flügelradeinrichtung 83 begrenzte Transportkammerab teilungen 89 und ermöglichen, wie auch aus Fig. 18 ersichtlich, eine Beaufschlagung von in den Transportkammerabteilungen 89 angeordneten Lotmaterialformstücken 20 mit einer Gasströmung 90. Die Gasströmung 90 dient einerseits dazu, möglicherweise auf den elastischen Flügeln 88 haftende Lotmaterialformstücke 20 zu entfernen. Andererseits dient die Gasströmung 90 dazu, die wie ein Rakel wirkende Flügelradeinrichtung 83 in ihrer Wirkung zu unterstützen. Fig. 18 shows an impeller 83 as a variant of that shown in FIGS. 5, 6 and 7, impeller means 52. Like the Flügelradein direction 52 , the impeller device 83 in a Schabloneneinrich device 84 is guided translationally with its axis of rotation 85 . For this purpose, lateral guide slots 93 are provided in the template device 84 in the present exemplary embodiment. As indicated by the arrows in FIG. 18, an opposite rotation can be superimposed on the translation of the axis of rotation 85 in the present exemplary embodiment. As can be seen from FIG. 18, the axis of rotation 85 is provided with a gas supply 86 , which in the present case is designed as a bore, and which opens into gas outlet devices 87 extending along the axis of rotation 85 . The gas outlet devices 87 can be designed, for example, as longitudinal slots or as rows of bores. Regardless of the design, the gas outlet devices 87 open into transport chamber divisions 89 delimited by vanes 88 of the impeller device 83 and, as can also be seen from FIG. 18, allow the application of a gas flow 90 to solder material pieces 20 arranged in the transport chamber departments 89 . The gas flow 90 serves, on the one hand, to remove solder material pieces 20 possibly adhering to the elastic wings 88 . On the other hand, the gas flow 90 serves to support the effect of the impeller device 83 , which acts like a doctor blade.
Insbesondere bei einer Beaufschlagung der Lotmaterialformstücke 20 mit einer Gasströmung 90 aus Inertgas ist eine Abdeckung eines Innenraums 91 der Schabloneneinrichtung 84 mit einer transparenten Abdeckung 92, etwa einer Glasscheibe, sinnvoll. Um einem Haften der Lotmaterialform stücke 20 auf den Flügeln 88 entgegenzuwirken, hat sich die Verwendung trockener Gase als vorteilhaft herausgestellt. Auch die Verwendung von Stickstoff für die Gasströmung erweist sich als vorteilhaft.In particular, when the solder material shaped pieces 20 are acted upon by a gas flow 90 made of inert gas, it makes sense to cover an interior 91 of the stencil device 84 with a transparent cover 92 , for example a glass pane. In order to counteract adhesion of the solder material shaped pieces 20 on the wings 88 , the use of dry gases has proven to be advantageous. The use of nitrogen for the gas flow also proves to be advantageous.
Claims (20)
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- - Anordnung einer Schabloneneinrichtung (21, 40, 51, 56, 65, 75) mit einer Mehrzahl von Schablonenöffnungen (27, 48, 61, 70) zur Aufnahme von Lotmaterialformstücken (20) gegenüber einem mit einer Anschlußflächenanordnung (29) versehenen Substrat (23, 49, 64) derart, daß die Lotmaterialformstücke den einzelnen Anschluß flächen (28, 50, 63) zugeordnet sind,
- - Beaufschlagung der in den Schablonenöffnungen (27, 48, 61, 70) aufgenommenen Lotmaterialformstücke (20) mit einer rückwärtig zur Schabloneneinrichtung (21, 40, 51, 56, 65, 75) angeordneten Lasereinrichtung (39), derart, daß die Lotmaterialformstücke durch die Schabloneneinrichtung hindurch mit Laserenergie beaufschlagt werden.
characterized by the process steps:
- - Arrangement of a stencil device ( 21 , 40 , 51 , 56 , 65 , 75 ) with a plurality of stencil openings ( 27 , 48 , 61 , 70 ) for receiving solder material moldings ( 20 ) opposite a substrate ( 23 ) provided with a pad arrangement ( 29 ) , 49 , 64 ) such that the solder material fittings are assigned to the individual connection surfaces ( 28 , 50 , 63 ),
- - Actuation of the solder material shaped pieces ( 20 ) received in the template openings ( 27 , 48 , 61 , 70 ) with a laser device ( 39 ) arranged at the rear of the template device ( 21 , 40 , 51 , 56 , 65 , 75 ), such that the solder material shaped pieces pass through laser energy is applied through the template device.
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