DE2511210C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Tauchlöten von Halbleiterbauelementen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Tauchlöten von Halbleiterbauelementen

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Tauchlöten von Halbleiterbauelementen, insbesondere von unter Verwendung von Kammteilen in Massenfertigung hergestellten Halbleiterbauelementen. Sie bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem iemperaturgeregeiten Lötbad.
Es ist bekannt, bei der Massenfertigung von Halbleiterbauelementen Kammteile mit Halbleiterbauelementen zu bestücken und sie zwecks Verbindung mit Kontaktteilen der Kämme tauchzulöten (DE-OS 19 64 481). Dabei werden die halbleiterbestückten Kammteile in ein Flußmittel getaucht und anschließend in ein auf der geeigneten Löttemperatur gehaltenes Lötbad. Beim Tauchlöten wird Erhitzungszeit gespart. Auf der Badoberfläche bildet sich jedoch eine Oxidhaut, die die Benetzung der Lotstellen stört und zu Verunreinigungen führt. Nach dem Herausziehen der Teile muß man Flußmittelreste und Verschmutzungen an ihrer Oberfläche durch schwierige Reinigungsmethoden beseitigen. Dabei stellt sich immer wieder heraus, daß die Flußmittelreste aus den gelöteten Teilen nie voll entfernt werden können. Die Verunreinigungen sind später oft Ursache für Fehler in den gelöteten und gekapselten Bauelementen.
Der Erfindung liegt ausgehend vom eingangs genannten Verfahren die Aufgabe zugrunde, den Tauchlöt-Prozeß zu rationalisieren und dennoch eine bessere Lötbenetzung an der Oberfläche, einen guten Reduktionsprozeß und bessere intermetallische Verbindungen zu erreichen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die zu lötenden Halbleiterbauelemente und Anschlußteile flußmittelfrei in ein Lötbad getaucht werden, dessen Oberfläche homogen von Wasserstoffflammen bestrichen wird.
Es ist an sich bekannt, Halbleiterbauelemente flußmittelfrei an elektrische Zuleitungen anzulöten, indem der Lötvorgang in einer reduzierenden Wasserstoffatmosphäre erfolgt (IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 8, Nr. 11 (April 1966), S. 1543 und 1544).
Ferner ist bei einem Verfahren zum Anlöten von Drahtenden von Anschlußdrähten an elektrische Kondensatoren oder ähnliche elektrische Bauelemente bekannt, die zu verlötenden Drahtenden vor ihrer Verlötung in einer reduzierenden Gasflamme zu erhitzen, um die Bildung einer Oxidhaut auf den Anschlußdrähten und dem Lötmetall beim Erhitzen zu vermeiden (DE-AS 11 72 376). Die erhitzten Drahtenden werden nachfolgend gegen die Kontaktflächen des Kondensators gepreßt.
Die Erfindung nutzt demgegenüber die Zeitersparnis beim Tauchlöten. Es werden nicht Drahtenden bzw. Kammteile mit einer reduzierenden Gasflamme vorerhitzt, sondern die Lötbadoberfläche wird unmittelbar und homogen mit Wasserstoffflammen bestrichen, so daß sich keine Oxidhaut auf derselben bildet Aus diesem Grund und wegen der überraschenderweise möglichen Vermeidung eines Flußmittels ergeben sich gegenüber dem eingangs beschriebenen bekannten Tauchlöten Einsparungen bei der Nachreinigung.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöteten Halbleiterbauelemente und Kammteile sind sehr sauber, sehr gut benetzt und oxidfrei.
Aus Sicherheitsgründen und zum Zwecke der Reinigung der Lötbadoberfläche ist es zweckmäßig, zunächst durch die Wasserstoffzuführungsleitungen und -Austrittsdüsen Stickstoff zu leiten und den Stickstoffstrom unmittelbar vor dem Zünden der Wasserstoffflamme zu unterbrechen.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit der gleichbleibende Lötbedingungen eingestellt werden können.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht ausgehend von einem temperaturgeregelten Lötbad darin, daß für die Zuführung von Stickstoff und Wasserstoff ein Stahlrohr dient, das waagerecht und senkrecht justierbar sowie um seine Längsachse drehbar gelagert ist und
to Austrittslöcher für die Gase in bestimmten Abständen aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der Zeichnung sind ein Lötbad mit 1, eine mit Halbleiterbauelementen bestücker Kamm mit 2, und ein Stahlrohr mit 3 bezeichnet. Das Stahlrohr 3, vorzugsweise aus rostfreiem austenitischem Chrom-Nickel-Stahl, besitzt in gleichmäßigen Abständen Austrittsdüsen 4, aus denen die Wasserstoffflammen 5 austreten können. Es wird von einer Stellvorrichtung 6 gehalten, mittels der es waagerecht und senkrecht verstellt und um seine Längsachse gedreht werden kann. Weiterhin dient ein Zweiwegeventil 7 zum wahlweisen Anschluß an die Stickstoff- oder Wasserstoff-Versorgung oder zur Unterbrechung der Gasversorgung.
Das Lötbad 1 wird mittels eines Thermostates derart temperaturgeregelt, daß die jeweilige Lötzusammensetzung bis zu ihrem eutektischen Punkt zum Schmelzen gebracht wird. Das Lötbad 1 ist etwa bis zum oberen Rand des Lötbadbehälters gefüllt. Das Rohr 3 wird an einem Rand des Lötbadbehälters parallel zur Lötbadoberfläche geführt, so daß die Wasserstoffflammen 5 die Badoberfläche gleichmäßig bestreichen.
Nachem die Lötbadtemperatur auf einen auf die verwendeten Materialien abgestimmten Wert eingeregelt ist, läßt man etwa 5 Minuten lang Stickstoff durch das Rohr 3 fließen. Nach 5 Minuten schaltet man auf
3 4
Wasserstoff um und zündet gleichzeitig die Wasserstoff- Sekunde wieder herausgezogen. Das Eintauchen, Löten
flammen 5. Dabei wird dafür gesorgt, daß sich die und Herausziehen soll innerhalb von 1.5 bis 2 Sekunden
Wasserstoffflammen 5 homogen zur Badoberfläche je nach der Menge der gelöteten Kämme erfolgen. Die
verteilen. Die mit Halbleiterbauelementen bestückem Oberflächentemperatur des Lötbzdes kann etwa 600° C
Kämme 2 werden anschließend senkrecht in das Lötbad 5 betragen. 1 getaucht und nach einer Tauchzeit von etwa 1
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Tauchlöten von Halbleiterbauelementen, insbesondere von unter Verwendung von Kammteilen in Massenfertigung hergestellten Halbleiterbauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu lötenden Halbleiterbauelemente und Anschlußteile (2) flußmittelfrei in ein Lötbad (1) getaucht werden, dessen Oberfläche homogen von Wasserstoffflammen (5) bestrichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst durch die Wasserstoffzuführungsleitungen (3) und -Austrittsdüsen (4) Stickstoff geleitet und der Stickstoffstrom unmittelbar vor dem Zünden der Wasserstoffflammen unterbrochen wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem temperaturgeregelten Lötbad, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung von Stickstoff und Wasserstoff ein Stahlrohr (3) dient, das waagerecht und senkrecht justierbar sowie um seine Längsachse drehbar gelagert ist und Austrittslöcher (4) für die Gase in vorbestimmten Abständen aufweist.
DE2511210A 1975-03-14 1975-03-14 Verfahren und Vorrichtung zum Tauchlöten von Halbleiterbauelementen Expired DE2511210C3 (de)

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DE2511210B2 DE2511210B2 (de) 1979-06-28
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