DE2601765A1 - Mikrokugel aus lotmaterial mit einem metallischen kern und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Mikrokugel aus lotmaterial mit einem metallischen kern und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number
DE2601765A1
DE2601765A1 DE19762601765 DE2601765A DE2601765A1 DE 2601765 A1 DE2601765 A1 DE 2601765A1 DE 19762601765 DE19762601765 DE 19762601765 DE 2601765 A DE2601765 A DE 2601765A DE 2601765 A1 DE2601765 A1 DE 2601765A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solder material
metal
grain
sheet
cavities
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762601765
Other languages
English (en)
Other versions
DE2601765C3 (de
DE2601765B2 (de
Inventor
Kazuo Fujikura
Toshihisa Sudo
Toshihiko Taguchi
Eikichi Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Senju Metal Industry Co Ltd
Original Assignee
Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Senju Metal Industry Co Ltd filed Critical Senju Metal Industry Co Ltd
Publication of DE2601765A1 publication Critical patent/DE2601765A1/de
Publication of DE2601765B2 publication Critical patent/DE2601765B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2601765C3 publication Critical patent/DE2601765C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17—Metallic particles coated with metal
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • H05K3/3436—Leadless components having an array of bottom contacts, e.g. pad grid array or ball grid array components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10234—Metallic balls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10954—Other details of electrical connections
    • H05K2201/10992—Using different connection materials, e.g. different solders, for the same connection
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/03—Metal processing
    • H05K2203/0338—Transferring metal or conductive material other than a circuit pattern, e.g. bump, solder, printed component
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/041—Solder preforms in the shape of solder balls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12181—Composite powder [e.g., coated, etc.]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

Patentanwälte
GQO München 22 ■ Steinsdorfstraße 21 - 22 · Telefon 089 / 29 84 62
B 7667
SENJU METAL INDUSTRY CO., LTD. No. 23, Senju Hashido-cho, Adachi-ku, Tokyo, JAPAN
Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem metallischen Kern und Verfahren
zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft eine Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem metallischen Kern und die Herstellung derselben sowie insbesondere eine Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem metallischen Kern, welche bei Lötvorgängen in Zusammenhang mit integrierten Schaltungen und dgl. notwendig sind.
Beispielsweise aus der US-Patentschrift 3 303 393 ist die Verbindung zwischen einem mikrominiaturisierten Bauelement und einer Grund-
N/Br· 609831/0671
platte unter Verwendung eines kugelförmigen Kontaktelementes, beispielsweise eines Sphäroids aus Kupfer bekannt. Die Verbindung von Anschlüssen mit Lotmaterial hat sich in der Praxis jedoch noch nicht erfolgversprechend durchgesetzt, da es schwierig ist, Lotmaterial in äußerst geringen, jedoch genau gesteuerten Mengen aufzubringen. Dies ist jedoch bei der kontaktgerechten Verbindung von Bauelementen und Anschlüssen notwendig.
Es ist bekannt, Kupfer- oder Silberkörner mit Lotmaterial zu galvanisieren bevor das Kupfer- bzw. Silberkorn zwischen einem mikrominiaturisierten Bauelement und einem Anschluß angeordnet wird. Hierzu hat man in einem Trommelverfahren die Galvanisierung durchgeführt. Die hierbei erzielten Dicken des Lotmaterialüberzuges betragen höchstens 10 - 20 Mikron. Es ist nicht möglich, einen Überzug aus Lotmaterial zu gewinnen, der mehr als 20 Mikron dick ist. Demzufolge hat man eine zusätzliche Lotmenge auf die Verbindungsstelle während des Verlötens des Bauelementes und des Anschlusses aufbringen müssen. Außerdem ist es äußerst schwierig, die zusätzliche Lotmenge, welche man beim Verlöten aufbringen mußte, genau zu steuern.
In neuerer Zeit ist auf dem technischen Gebiet elektronischer mikrominiaturisierter Bauelemente eine wesentliche Verbesserung durchgeführt worden, welche das Verlöten von mikrominiaturisierten Bauelementen in mikroelektronischen Einrichtungen erleichtert. Es wird hierbei ein kleines Kügelchen aus Metall, beispielsweise aus Kupfer oder Silber mit einem relativ dicken Lotmaterialüberzug verwendet.
In der am 23. April 1974 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 45 062/1974 ist ein Verfahren zur Herstellung eines kleinen Kügelchens bzw. einer Mikrokugel aus Lotmetall mit einem Metallkern beschrieben, bei dem zunächst ein Metallkorn, beispielsweise
7667 609831/0671
aus Kupfer, Silber oder einer Legierung davon in Löchern, welche in einem Streifen bzw. einem Blech vorgesehen sind, angeordnet werden und Lötpaste, welche ein Flußmittel enthält in jedes dieser Löcher eingebracht wird. Anschließend werden die Metallkörner und die Lötpaste auf eine erhöhte Temperatur gebracht, so daß man Mikrokügelchen aus Lotmaterial mit einem Metallkern erhält.
Bei diesem Verfahren ist es jedoch schwierig, eine bestimmte Menge der Lötpaste in jedes der Löcher in genau gesteuerter Weise einzubringen. Demzufolge kann die Dicke des Lotmaterialüberzuges, welcher die kugelförmige Fläche des Metallkornes umgibt, nicht genau gesteuert werden. Wenn man die Lötpaste mit einer Palette aufbringt, so läßt es sich nicht vermeiden, daß die Kanten der Löcher beschädigt und abgenutzt werden. Hieraus ergibt sich eine Vergrößerung der Abmessungen der Löcher. Bei diesem Verfahren kann daher die Zulieferung einer vorgegebenen Menge an Lotmaterial nicht genau vorbestimmt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem metallischen Kern zu zeigen, bei dem die Dicke des Lotmaterialüberzuges stärker ist als 20 Mikron.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man wenigstens ein Korn aus Lotmaterial zum Überziehen des metallischen Kernes schmilzt.
Die Erfindung zeigt demnach eine Mikrokugel bzw. ein kleines Kügelchen aus Lotmaterial mit einem Metallkern, bei dem die Dicke des Überzuges aus Lotmaterial stärker als 20 Mikron ist. Dieses Mikrokügelchen kann dadurch hergestellt werden, daß man ein Blech mit mehreren Aushöhlungen, die sich über das ganze Blech hin erstrecken,
7667 60983 1/067 1
verwendet und ein kugelförmiges Korn aus einem Metall zusammen mit wenigstens einem Korn aus Lotmetall in jede dieser Aushöhlungen einbringt. Jedes Metallkcrn ist durch das Lotmaterial benetzbar. Die Körner in den Aushöhlungen werden in Anwesenheit eines Flußmittels erhitzt, so daß die Metallkörner mit dem Lotmaterial überzogen werden. Man erhält auf diese Weise ein kugelförmiges Lotmaterial mit einem metallischen Kern.
Vorteilhaft ist bei der Erfindung, daß das Verfahren wirkungsvoll durchgeführt werden kann, indem man Mikrokügelchen aus Lotmaterial mit einem Metallkern in hoher Ausbeute erhält.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß man in Massenfertigung Mikrokugeln aus Lotmaterial mit einem Metallkern herstellen kann.
Eine Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem Metallkern zeigt, bei dem eine vorbestimmte Anzahl von Lotmaterial,-körnern und ein kugelförmiges Metallkorn zubereitet werden und die Körner in Anwesenheit eines Flußmittels auf eine erhöhte Temperatur gebracht werden, welche höher liegt als der Schmelzpunkt des Lotmaterials, jedoch niedriger als der Schmelzpunkt des Metallkernkornes, so daß das Metallkorn mit einem Lotmaterialüberzug versehen wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem Metallkern gezeigt, bei dem ein Blech mit mehreren Aushöhlungen versehen wird, die sich über das gesamte Blech hin erstrecken. In jede der Aushöhlungen wird ein kugelförmiges Metallkorn zusammen mit einer bestimmten Anzahl von Körnern aus Lotmaterial ein-
609831 /0671
gebracht. Die Metallkörner sind durch das Lotmaterial benetzbar. Anschließend werden die Körner in den Aushöhlungen in Anwesenheit eines Flußmittels auf eine Temperatur gebracht, die höher als der Schmelzpunkt des Lotmaterials ist, jedoch niedriger als der Schmelzpunkt des Metallkernes, so daß jeder Metallkern mit dem Lotmaterial überzogen wird und man ein kugelförmiges Lotmaterial mit einem Metallkern erhält.
Schließlich besteht eine Ausführungsform der Erfindung darin, daß zur Herstellung einer Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem Metallkern ein Grundblech mit mehreren Aushöhlungen versehen wird und ein zweites Blech, welches mit mehreren Löchern bzw. Bohrungen versehen ist, auf das Grundblech aufgebracht wird. Die Bohrungen sind dabei mit den Aushöhlungen ausgerichtet. Das zweite Blech ist dabei zumindest in einer Richtung gleitend auf dem Grundblech angeordnet. Indem man das zweite Blech um einen geringen Betrag auf dem Grundblech bewegt, werden die Bohrungen durch das Grundblech geschlossen. Man kanndann in jedes Loch ein kugelförmiges Korn aus Metall einbringen. Das Blech wird dann in seine Ausgangsposition zurückgebracht, so daß in jede Aushöhlung des Grundbleches ein Korn fällt. Anschließend wird das zweite Blech wiederum in einer Richtung auf dem Grundblech verschoben, so daß die Bohrungen durch das Grundblech abgeschlossen werden, lh jeder Bohrung des zweiten Bleches wird wenigstens ein Korn aus Lotmaterial angeordnet und das zweite Blech wird in seine Ausgangslage zurückgebracht, so daß das eine oder mehrere Körner aus Lotmaterial in jede der Aushöhlungen fallen. Das zweite Blech wird dann vom Grundblech entfernt, so daß das Grundblech zurückbleibt und in jeder der Aushöhlungen wenigstens ein Metallkorn und Lotmaterialkörner untergebracht sind. Die Körner werden dann auf eine Temperatur erhitzt, die höher liegt als der Schmelzpunkt des Lotmaterials, jedoch niedriger als der Schmelzpunkt des Metallkornes, das den Kern bilden soll.
7667 60 9831/0671
Das Metallkorn wird dadurch mit einem Lotmaterialüberzug versehen.
Auch kann man ein Zwischenbleeh, welches mit mehreren Bohrungen versehen ist, zwischen dem Grundblech und dem zweiten Blech anordnen. Die Bohrungen des Zwischenbleches sind dabei mit den Aushöhlungen des Grundbleches und den Bohrungen des zweiten Bleches ausgerichtet.
Bei der Erfindung ist es möglich, die Dicke des Lotmaterialüberzuges genau zu steuern, da jedes beim Überziehen des Metallkornes verwendete Lotmaterialkorn einen vorbestimmten Durchmesser aufweist. Wie im folgenden noch gezeigt wird, kann die Dicke durch Ändern der Anzahl der Lotmaterialkörner, welche in die Aushöhlungen eingebracht werden, variiert werden. Auch ist es möglich, den Durcchmesser der verwendeten Lotmaterialkörner zu ändern. Der auf diese Weise erzielte Überzug ist bedeutend dicker als der Überzug, den man bei den bekannten Verfahren erhält.
Bei der Herstellung des Lötkügelchens gemäß der Erfindung benötigt man eine äußerst einfache Vorrichtung. Diese ermöglicht erstmals in der Praxis die Massenfertigung von kugelförmigem Lotmaterial.
Ih den Figuren sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und es soll anhand dieser Figuren die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung 1S einer Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem Metallkern;
Fig. 8 eine Photographie von Mikrokugeln aus Lotmaterial, welche gemäß der Erfindung hergestellt worden sind und
7667 609831/0671
Fig. 9 eine-Photographie eines Querschnittes durch eine Mikrokugel mit einem metallischen Kern und einem Lotmaterialüberzug, welche gemäß der Erfindung hergestellt worden ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem Durchmesser von 0,35 mm hergestellt, die einen kugelförmigen Kern aus Silber mit einem Durchmesser von 0,25 mm aufweist. Die Dicke des Überzuges aus Lotmaterial beträgt daher etwa 0,05 mm. Die Lotmaterialzusammensetzung enthält 60 Gew.% Sn und 40 Gew.% Pb.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, ist ein.Blech 2 aus Aluminium mit mehreren Aushöhlungen 1 versehen. Diese besitzen einen Durch-
etwa
messer von^l, 5 mm und eine Tiefe von 0,8 mm. Ein Zwischenblech aus rostfreiem Stahl und einer Dicke von 0,2 mm ist mit Bohrungen versehen, die einen Durchmesser von 0,55 mm aufweisen. Dieses Zwischenblech ist auf dem Blech 2 aus Aluminium angeordnet. Jede der Bohrungen ist mit einer entsprechenden Aushöhlung im Aluminiumblech ausgerichtet (siehe Fig. 2). Ferner wird ein zweites Blech 6 aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 0,2 mm auf dem Zwischen blech 4 angeordnet. Dieses zweite Blech ist mit Bohrungen 5 versehen, die einen Durchmesser von 0,35 mm haben. Die Bohrungen des zweiten Bleches 6 sind ebenfalls mit den Bohrungen im Blech und den Aushöhlungen im Blech 2 ausgerichtet (siehe Fig. 3). Das Blech kann gleitend auf dem Blech 4 wenigstens in einer Richtung bewegt werden. Das Zwischenblech 4 ist jedoch nicht unbedingt notwendig, um die Erfindung ausführen zu können. Wenn man jedoch das rostfreie Zwischenblech 4 verwendet, erhält man eine erhöhte Sicherheit bei der richtigen Anordnung der kugelförmigen Metallkörner, beispielsweise aus Silber, Kupfer oder Legierungen davon und der
7667
609831/0671
Lotmetallkörner in den Aushöhlungen im Grundblech 2.
Die Durchmesser der Aushöhlungen im Grundblech 2 und die Bohrungen im Zwischenblech 4 und dem zweiten Blech 6 können in Abhängigkeit vom Korndurchmesser der Metallkörner und der Lotmetallkörner, welche verwendet werden sollen und in Abhängigkeit von der Dicke des Lotmaterialüberzuges verändert werden.
Das Grundblech 2 kann aus einem beliebigen Material hergestellt sein, das gegenüber Lotmaterial keine Benetzbarkeit aufweist. Im allgemeinen kann man das Blech aus Aluminium, rostfreiem Stahl, Magnesium oder aus einem Keramikmaterial herstellen. Aluminium ist jedoch ein bevorzugtes Material. Das Material des zweiten Bleches und des Zwischenbleches ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Bei der Herstellung einer Mikrokugel aus Lotmaterial gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden das Zwischenblech 4 (wenn es verwendet wird) und das zweite Blech 6 in einer ersten Stellung auf dem Grundblech 2 angeordnet, wobei jede der Aushöhlungen im Grundblech 2 mit einer entsprechenden Bohrung im Zwischenblech 4 und im zweiten Blech 6 ausgerichtet ist. Dann wird das zweite Blech in einer Richtung um einen geringen Betrag verschoben, wobei die Bohrungen 5 durch das Zwischenblech 4 bzw. durch das Grundblech verschlossen werden (siehe Fig. 4). In dieser Stellung werden kugelförmige Metallkörner, beispielsweise aus Silber, mit einem Durchmesser von 0,25 mm über das zweite Blech 6 verstreut. Die Anordnung der Bleche wird dann geneigt oder in Vibration versetzt, wobei jedes der Löcher 5 mit einem Metallkorn 7 gefüllt wird. Die auf dem Blech verbleibenden Metallkörner werden beispielsweise mit einer Bürste oder dgl. entfernt.
609831/0671
Daraufhin wird das Blech 6, welches aus rostfreiem Stahl bestehen kann, in seine Ausgangslage zurückgebracht, so daß jeweils ein Metallkorn 7 in eine Aushöhlung 1 fällt (siehe Fig. 5).
Das gleiche Verfahren wird beim Einbringen eines Lotmaterialkornes mit einem Durchmesser von 0,30 mm wiederholt. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist in jeder Aushöhlung des Grundbleches 2 ein Metallkorn und ein Lotmaterialkorn 8 angeordnet.
Natürlich kann man auch eine solche Reihenfolge anwenden, daß in die Aushöhlungen im Grundblech 2 zuerst das Lotmaterialkorn und dann das Metallkorn eingebracht werden.
In dieser Verfahrensstufe werden die Bleche 4 und 6 aus ihren Positionen entfernt. Das zurückbleibende Grundblech 2 enthält in jeder der Aushöhlungen ein Metallkorn und ein Lotmaterialkorn. Die Anzahl der Lotmaterialkörner kann jedoch in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke des Lotmaterialüberzuges ^ändert werden. Wenn zwei Lotmaterialkörner in jede der Aushöhlungen eingebracht werden, ist die Lotmaterialschicht dicker als in dem Fall, in welchem nur ein Lotmaterialkorn verwendet wird.
Nachdem eine Flußmittelzusammensetzung in flüssiger Form in die Aushöhlungen eingesprüht worden ist, wird das Grundblech 2 durch einen Ofen oder durch ein Lötbad geschickt, wo das Grundblech auf eine Temperatur von etwa 270 C erhitzt wird. Bei dieser Temperatur schmilzt das Lötmaterial und man erhält eine Kugel aus Lötmaterial mit einem metallischen Kern aufgrund der Oberflächenspannung (siehe Fig. 7).
Das Flußmittel, das bei der Erfindung verwendet wird, unterstützt
609831 /0671
die Benetzbarkeit des Metallkornes für das Lotmaterial. Demzufolge ist das Flußmittel nicht auf ein spezielles Flußmittel eingeschränkt, da das Flußmittel lediglich die Benetzbarkeit des Metallkornes für das Lotmaterial unterstützen soll. Die bei der Erfindung verwendbaren Flußmittel sind beispielsweise solche, die Kolophoniumharze, organische Säuren oder anorganische Stoffe enthalten. Obgleich es erwünscht ist, das Flußmittel in flüssiger Form auf die in den Aushöhlungen angeordneten Körner zu sprühen, kann das Flußmittel auch auf die innere Oberfläche der Aushöhlungen mit einer Bürste auf gestrichen werden bevor die Körner in den Aushöhlungen angeordnet werden.
Mit dem Bezugszeichen 9 ist ein Lotmaterialüberzug bezeichnet. Das Blech wird dann gekühlt und ein restliches Flußmittel 10 wird durch Waschen mit Wasser oder einem geeigneten Lösungsmittel entfernt. Auf diese Weise erhält man die Lötkugel mit einem metallischen Kern.
Die Figur 8 "zeigt eine Photographie von Mikrokugeln, welche mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt worden sind.
Die Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem metallischen Kern in 130-facher Vergrößerung.
Im vorstehenden ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Erfindung ist jedoch auf dieses Ausführungsbeispiel nicht beschränkt.
Der Metallwahlfür das kugelförmige Metallkorn ist keine Grenze gesetzt. Es kann ein beliebiges Metall sein, das benetzbar ist für Lotmaterial und eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Im Normalfall werden Kupfer, Silber oder Legierungen davon verwendet. Die kugel-
7667
609831 /0671
förmigen Kupfer- oder Silberkörner werden durch Zerstäuben in einer inerten Atmosphäre in einfacher Weise hergestellt.
Wenn man eine Diffusion des Metalls, welches als kugelförmiges Korn bzw. Kern verwendet wird, in das Lotmaterial während des Überzugsverfahrens verhindern will, ist es möglich, eine Sperrschicht um das Metallkorn zu legen. Diese Sperrschicht kann durch stromloses Überziehen mit Nickel mit einer Dicke von 1-2 Mikron hergestellt werden.
Verschiedene Arten von Lotmaterial können bei der Erfindung zur Anwendung kommen. Diese sind beispielsweise Sn, Pb, Sn-Pb, Sn-Pb-Ag, Sn-Pb-Cd, Pb-Ag, Pb-Sn-In, Pb-In, Sn-In, Pb-Ag-In. Aus diesen Stoffen lassen sich durch Zerstäubung in einer inerten Atmosphäre in einfacher Weise Partikel bilden.
7667
60983 1/067 1

Claims (14)

Patentansprüche
1. Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem Metallkern, gekennzeichnet durch einen Lotmaterialüberzug (9) mit einer Dicke über 20 Mikron, welcher durch Schmelzen wenigstens eines Lotmaterialkornes (8) auf den Metallkern (7) aufgebracht ist.
2. Mikrokugel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (7) im wesentlichen aus einem kugelförmigen Korn besteht, dessen Metall für Lotmaterial benetzbar und elektrisch leitfähig ist,
3. Mikrokugel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich ■ net, daß das Metall des Kernes (7) Kupfer, Silber oder Legierungen derselben ist.
4. Mikrokugel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lotmaterial Sn, Pb, Sn-Pb, Sn-Pb-Ag, Sn-Pb-Cd, Pb-Ag, Pb-Sn-In, Pb-In, Sn-In oder Pb-Ag-In ist.
5. Verfahren zur Herstellung einer Mikrokugel aus Lotmaterial mit einem Metallkern nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Anzahl an Lotmaterialkörnern und ein kugelförmiges Metallkorn in Anwesenheit eines Flußmittels auf eine Temperatur, die höher als der Schmelzpunkt des Lotmaterials und niedriger als der Schmelzpunkt des Metallkornes ist, erhitzt wird, so daß das Metallkorn mit einem Lotmaterialüberzug versehen wird.
609831 /0671
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das kugelförmige Metallkorn ein Metall ausgewählt wird, das für Lötmaterial benetzbar und elektrisch leitfähig ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für das kugelförmige Metallkorn Kupfer, Silber oder Legierungen derselben ausgewählt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Lotmaterial Sn, Pb, Sn-Pb, Sn-Pb-Ag, Sn-Pb-Cd, Pb-Ag, Pb-Sn-In, Sn-In, Pb-Ag-In ausgewählt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Aushöhlungen eines Bleches jeweils das eine kugelförmige Metallkorn zusammen mit der vorbestimmten Anzahl der Lotmaterialkörner eingebracht werden und dann die Körner in den Aushöhlungen in Anwesenheit eines Flußmittels auf eine Temperatur gebracht werden, die höher als der Schmelzpunkt des Lotmaterials, jedoch niedriger als der Schmelzpunkt des kugelförmigen Metallkornes ist, so daß das Metallkorn mit einem Lotmaterialüberzug umgeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für das kugelförmige Metallkorn Kupfer, Silber oder Legierungen derselben verwendet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß als Lotmaterial Sn, Pb, Sn-Pb, Sn-Pb-Ag, Sn-Pb-Cd, Pb-Ag, Ph-Sn-In, Pb-In, Sn-In oder Pb-Ag-In verwendet werden.
609831/0671
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Grundblech das mit den Aushöhlungen versehen wird, ein zweites Blech, welches mit mehreren Bohrungen versehen ist, angeordnet wird, wobei die Bohrungen mit den Aushöhlungen ausgerichtet werden und das zweite Blech auf dem Grundblech wenigstens in einer Richtung gleitend bewegt werden kann, daß das zweite Blech auf dem Grundblech in der Weise verschoben wird, daß die Bohrungen durch das Grundblech verdeckt werden, daß in jede Bohrung ein kugelförmiges Metallkorn eingebracht wird und das Blech in seine Ausgangsposition zurückgebracht wird, so daß die Metallkörner in die Aushöhlungen fallen, daß das zweite Blech wiederum auf dem Grundblech in einer Richtung verschoben wird, so daß die Bohrungen des Bleches durch das Grundblech verdeckt sind, daß wenigstens ein Lotmaterialkorn in jede der Bohrungen eingebracht wird und das Blech in seine Ausgangsposition zurückverschoben wird, so daß das eine oder die mehreren Lotmaterialkörner in jedes der Aushöhlungen fallen, daß das zweite Blech vom Grundblech entfernt wird, in dessen Aushöhlungen jeweils ein Metallkorn und wenigstens ein Lotmaterialkorn enthalten sind und daß die Körner in Anwesenheit eines Flußmittels auf eine Temperatur gebracht werden, die höher liegt als der Schmelzpunkt des Lotmaterials und niedriger als der Schmelzpunkt des Metallkornes, so daß um das Metallkorn ein Lotmaterialüberzug gelegt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst wenigstens ein Lotmaterialkom in jeder der Aushöhlungen eingebracht wird und anschließend das Metallkorn.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Grundblech und das zweite Blech ein Zwischenblech angeordnet wird, in der Weise, daß in dem Zwischenblech vorhandene Bohrungen mit den Aushöhlungen im Grund-
blech und den Bohrungen im zweiten Blech ausgerichtet werden. 7667 609831/0671
Leerseite
DE2601765A 1975-01-24 1976-01-19 Lötpille zum Löten elektronischer Bauelemente und Verfahren zur Herstellung der Lötpille Expired DE2601765C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1022375A JPS5535238B2 (de) 1975-01-24 1975-01-24

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2601765A1 true DE2601765A1 (de) 1976-07-29
DE2601765B2 DE2601765B2 (de) 1979-03-22
DE2601765C3 DE2601765C3 (de) 1981-06-25

Family

ID=11744270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2601765A Expired DE2601765C3 (de) 1975-01-24 1976-01-19 Lötpille zum Löten elektronischer Bauelemente und Verfahren zur Herstellung der Lötpille

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4097266A (de)
JP (1) JPS5535238B2 (de)
DE (1) DE2601765C3 (de)
GB (1) GB1476599A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342893A (en) * 1978-10-14 1982-08-03 Wc Heraeus Gmbh Composite electrical contact and bonding material
US5045410A (en) * 1985-12-13 1991-09-03 Karl Neumayer, Erzeugung Und Vertrieb Von Kabeln, Drahten Isolierten Leitungen Ur Elektromaterial Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Low phosphorus containing band-shaped and/or filamentary material
WO1997012718A1 (en) * 1995-10-06 1997-04-10 Brown University Research Foundation Soldering methods and compositions

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4290195A (en) * 1978-09-01 1981-09-22 Rippere Ralph E Methods and articles for making electrical circuit connections employing composition material
US4402743A (en) 1979-04-23 1983-09-06 Cannon-Muskegon Corportion Consumable molding process for super alloys
US4402450A (en) * 1981-08-21 1983-09-06 Western Electric Company, Inc. Adapting contacts for connection thereto
US4486511A (en) * 1983-06-27 1984-12-04 National Semiconductor Corporation Solder composition for thin coatings
GB2224040B (en) * 1988-08-29 1992-09-30 Minnesota Mining & Mfg Array of densely packed discrete metal microspheres
US4904526A (en) * 1988-08-29 1990-02-27 3M Company Electrically conductive metal oxide coatings
US5026599A (en) * 1988-08-29 1991-06-25 Minnesota Mining & Manufacturing Array of densely packed discrete metal microspheres coated on a substrate
US5086966A (en) * 1990-11-05 1992-02-11 Motorola Inc. Palladium-coated solder ball
JPH0547812A (ja) * 1991-08-19 1993-02-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
GB9312328D0 (en) * 1993-06-15 1993-07-28 Lexor Technology Limited A method of brazing
US5366140A (en) * 1993-09-30 1994-11-22 Minnesota Mining And Manufacturing Company Patterned array of uniform metal microbeads
US5573602A (en) * 1994-12-19 1996-11-12 Motorola, Inc. Solder paste
TW267265B (en) * 1995-06-12 1996-01-01 Connector Systems Tech Nv Low cross talk and impedance controlled electrical connector
US6939173B1 (en) 1995-06-12 2005-09-06 Fci Americas Technology, Inc. Low cross talk and impedance controlled electrical connector with solder masses
US5573859A (en) * 1995-09-05 1996-11-12 Motorola, Inc. Auto-regulating solder composition
US6024584A (en) * 1996-10-10 2000-02-15 Berg Technology, Inc. High density connector
US6093035A (en) * 1996-06-28 2000-07-25 Berg Technology, Inc. Contact for use in an electrical connector
US6241535B1 (en) 1996-10-10 2001-06-05 Berg Technology, Inc. Low profile connector
US6042389A (en) * 1996-10-10 2000-03-28 Berg Technology, Inc. Low profile connector
TW406454B (en) 1996-10-10 2000-09-21 Berg Tech Inc High density connector and method of manufacture
US6139336A (en) * 1996-11-14 2000-10-31 Berg Technology, Inc. High density connector having a ball type of contact surface
JP3420917B2 (ja) * 1997-09-08 2003-06-30 富士通株式会社 半導体装置
DE29716141U1 (de) * 1997-09-09 1999-01-21 BG Metallwerk Goslar GmbH & Co. KG, 38640 Goslar Lot
US6070789A (en) * 1997-11-18 2000-06-06 S. A. Day Mfg. Co., Inc. Method for soldering aluminum and soldering rod therefor
US6565342B1 (en) 2000-11-17 2003-05-20 Accurus Scientific Co. Ltd. Apparatus for making precision metal spheres
US6860741B2 (en) 2002-07-30 2005-03-01 Avx Corporation Apparatus and methods for retaining and placing electrical components
US6928727B2 (en) * 2002-07-30 2005-08-16 Avx Corporation Apparatus and method for making electrical connectors
US6851954B2 (en) 2002-07-30 2005-02-08 Avx Corporation Electrical connectors and electrical components
US7265046B2 (en) * 2002-09-27 2007-09-04 Neomax Material Co., Ltd. Method of making a solder ball
KR101124015B1 (ko) * 2003-07-16 2012-03-26 그리픽스, 인코포레이티드 상호 결합 접촉 시스템을 구비한 전기 상호 연결 조립체
US7537461B2 (en) * 2003-07-16 2009-05-26 Gryphics, Inc. Fine pitch electrical interconnect assembly
US7297003B2 (en) * 2003-07-16 2007-11-20 Gryphics, Inc. Fine pitch electrical interconnect assembly
JP4956609B2 (ja) 2006-03-20 2012-06-20 グリフィクス インコーポレーティッド ファインピッチ電気接続アセンブリのための複合端子
US8366485B2 (en) 2009-03-19 2013-02-05 Fci Americas Technology Llc Electrical connector having ribbed ground plate
CN102672365B (zh) * 2011-03-07 2016-08-03 三星半导体(中国)研究开发有限公司 焊球及其制造方法
CN102990243B (zh) * 2011-09-16 2015-11-04 赵明生 钎料合金钎料粉的制造方法和实现该方法的加工装置
EP2624034A1 (de) 2012-01-31 2013-08-07 Fci Abbaubare optische Kupplungsvorrichtung
USD727852S1 (en) 2012-04-13 2015-04-28 Fci Americas Technology Llc Ground shield for a right angle electrical connector
US8944831B2 (en) 2012-04-13 2015-02-03 Fci Americas Technology Llc Electrical connector having ribbed ground plate with engagement members
US9257778B2 (en) 2012-04-13 2016-02-09 Fci Americas Technology High speed electrical connector
USD727268S1 (en) 2012-04-13 2015-04-21 Fci Americas Technology Llc Vertical electrical connector
USD718253S1 (en) 2012-04-13 2014-11-25 Fci Americas Technology Llc Electrical cable connector
US9768137B2 (en) 2012-04-30 2017-09-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Stud bump structure for semiconductor package assemblies
USD751507S1 (en) 2012-07-11 2016-03-15 Fci Americas Technology Llc Electrical connector
US9543703B2 (en) 2012-07-11 2017-01-10 Fci Americas Technology Llc Electrical connector with reduced stack height
TWI485026B (zh) * 2012-11-29 2015-05-21 Accurus Scient Co Ltd High temperature lead free solder ball
USD745852S1 (en) 2013-01-25 2015-12-22 Fci Americas Technology Llc Electrical connector
USD720698S1 (en) 2013-03-15 2015-01-06 Fci Americas Technology Llc Electrical cable connector
US10987747B2 (en) * 2017-12-19 2021-04-27 Zhengzhou Research Institute Of Mechanical Engineering Co., Ltd. Brazing material outer coat and preparation method thereof, in-situ synthetic metal-coated flux-cored silver brazing material, preparation method thereof, welding method and joint body
CN108865326B (zh) * 2018-08-02 2021-03-23 河南科技大学 一种碳微球铜银合金、改性润滑脂及制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815729A (en) * 1953-12-14 1957-12-10 Westinghouse Electric Corp Composite brazing pellet
GB1084028A (en) * 1965-11-29 1967-09-20 Standard Telephones Cables Ltd A method of soldering a semiconductor chip to a backing plate
US3736653A (en) * 1970-05-07 1973-06-05 Ncr Co Process for soldering using pre-fluxed solder powder

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3303393A (en) * 1963-12-27 1967-02-07 Ibm Terminals for microminiaturized devices and methods of connecting same to circuit panels
US3703254A (en) * 1970-05-07 1972-11-21 Ncr Co Pre-fluxed solder powder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815729A (en) * 1953-12-14 1957-12-10 Westinghouse Electric Corp Composite brazing pellet
GB1084028A (en) * 1965-11-29 1967-09-20 Standard Telephones Cables Ltd A method of soldering a semiconductor chip to a backing plate
US3736653A (en) * 1970-05-07 1973-06-05 Ncr Co Process for soldering using pre-fluxed solder powder

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342893A (en) * 1978-10-14 1982-08-03 Wc Heraeus Gmbh Composite electrical contact and bonding material
US5045410A (en) * 1985-12-13 1991-09-03 Karl Neumayer, Erzeugung Und Vertrieb Von Kabeln, Drahten Isolierten Leitungen Ur Elektromaterial Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung Low phosphorus containing band-shaped and/or filamentary material
WO1997012718A1 (en) * 1995-10-06 1997-04-10 Brown University Research Foundation Soldering methods and compositions
US6340113B1 (en) 1995-10-06 2002-01-22 Donald H. Avery Soldering methods and compositions

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5535238B2 (de) 1980-09-12
JPS5186043A (de) 1976-07-28
GB1476599A (en) 1977-06-16
DE2601765C3 (de) 1981-06-25
US4097266A (en) 1978-06-27
DE2601765B2 (de) 1979-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2601765A1 (de) Mikrokugel aus lotmaterial mit einem metallischen kern und verfahren zur herstellung derselben
DE3818894C2 (de)
DE68908808T2 (de) Verfahren zum Montieren elektronischer Mikrokomponenten auf einer Unterlage und Zwischenprodukt.
DE69428819T2 (de) Verbindungsstruktur für elektronische Bauteile, welche Lötperlen mit Metallseelen enthalten
DE3785720T2 (de) Verfahren zum herstellen eines filmtraegers.
DE3042085C2 (de) Halbleiteranordnung
DE68905001T2 (de) Verfahren zum flussmittelfreien loeten.
DE1515885A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Verbindungen ? chen leitenden Teilen von elektrischen Schaltungsplatten
DE1300788B (de)
DE3150880A1 (de) "leitende paste und verfahren zu ihrer herstellung"
DE1640467B1 (de) Verfahren zum kontaktgerechten Aufbringen von mikrominiaturisierten Komponenten auf eine dielektrische Grundplatte
DE1807615A1 (de) Verfahren zur Formung und Befestigung von Befestigungspunkten auf Werkstuecken
DE2125511A1 (de) Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindungen mit zumindest einer öffnung einer Trägerschicht sowie mit diesen Verbindungen versehene Schaltungsplatte
DE2122297A1 (de) Mit Vorflußmitteln überzogenes Lötpulver und Lötverfahren
EP0336232B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Tauchbeloten von Leiterplatten
EP0781186B1 (de) Verfahren zur belotung von anschlussflächen, sowie verfahren zur herstellung einer lotlegierung
DE69620273T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Abstandshaltern auf einer elektrischen Leiterplatte
DE1514304A1 (de) Halbleiteranordnung und Herstellungsverfahren hierfuer
DE69215377T2 (de) Aufschmeltzlötsverfahren zum bilden von einem löthocker auf einer printplatte
DE19622971A1 (de) Halbleitereinrichtung zur Oberflächenmontage und Halbleitereinrichtungs-Montagekomponente sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
DE2543421A1 (de) Schaltungsplattenstift
DE60213173T2 (de) Verfahren zum Herstellen von Aufbauanordnungen ohne Verminderung von Bindekraft von elektronischen Teilen durch Trennung von niederfesten/niedrig schmelzenden Legierungen
DE2015643A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Mehrschi cht-Stromkreispaneelen
DE69500650T2 (de) Verfahren zur Anfertigung von Kernbrennstabbündelgittern, und mittels dadurch angefertige Gitter
DE19535622C1 (de) Verfahren zum Aufbringen von kugelförmigen Lothöckern auf flächig verteilte Anschlußflächen eines Substrats

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: LIEDL, G., DIPL.-PHYS. NOETH, H., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: LIEDL, G., DIPL.-PHYS., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN