DE3883283T2

DE3883283T2 - Verfahren und Mittel zum Schwallöten von Drähten eines Gehäuses integrierter Schaltungen.

Info

Publication number: DE3883283T2
Application number: DE88200839T
Authority: DE
Inventors: Jon Long
Original assignee: LSI Logic Corp
Current assignee: LSI Corp
Priority date: 1987-04-29
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2008-04-29
Also published as: JP2755388B2; EP0290089B1; US4766842A; DE3883283D1; JPH02244664A; EP0290089A1; KR880013245A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löten von elektrischen Anschlüssen eines Gehäuses integrierter Schaltungen.

Hintergrund der Erfindung

Beschreibung des Standes der Technik

Während der Herstellung von Gehäuse-Einheiten mit integrierten Schaltungen besteht ein Arbeitsschritt darin, die üblicherweise aus Kupfer hergestellten Anschlüsse mit Lot zu überziehen. Der Lotüberzug dient dazu, eine unerwünschte Oxidierung der Anschlüsse zu verhindern, was die Lötbarkeit und die elektrische Leitfähigkeit während des Betriebes der IC-Einheit nachteilig beeinflussen würde. Zum Aufbringen des Lotüberzuges auf die Anschlüsse ist Schwalllöten eine verwendete Löttechnik. Der Stand der Technik bei der Schwallötung wird kurz auf Seite 24 von "The Story of Microelectronics", veröffentlicht von North American Aviation, Autonetics Division, Copyright 1966, beschrieben. Der Prozeß des Überziehens wird durchgeführt durch das Positionieren des IC- Gehäuses in einen Halter, der dann in eine Welle von geschmolzenem Lot geleitet wird. Bei dem üblichen Verfahren wird jedes IC-Gehäuse flach auf einer Palette plaziert, so daß eine Seite des rechteckigen oder quadratischen Gehäuses der Lotwelle zugewandt ist, wenn sich das Gehäuse auf der Palette der Lotwelle nähert und in sie eintaucht. Ein Problem, welches bei diesem Verfahren auftritt, besteht darin, daß wenn das IC-Gehäuse und seine äußeren Anschlüsse durch die Lötwelle geführt werden, das Lötmaterial dazu neigt, sich abzukühlen und Löttropfen oder -klumpen zu bilden, die im allgemeinen an den Enden der Anschlüsse auftreten. Da bei einer feinen Teilung die Anschlüsse üblicherweise einen Mittenabstand von ungefähr 0,635 mm (0,025 Inch) haben, können Lötklumpen die Zwischenräume zwischen den Anschlüssen überbrücken und elektrische Kurzschlüsse auslösen.
Im Stand der Technik offenbart die US-A-3 452 916 einen Zusatz zu einem Verfahren, bei dem ein "Strahl" von geschmolzenem Lot direkt auf die gekippt angeordneten Schaltungsplatten geschossen wird, um einzelne Bauteile an der Platte anzulöten; nicht erwähnt wird das Problem der Klumpens von Lot bei eng nebeneinanderliegenden Anschlüssen, und nicht offenbart wird der Vorteil des Kippens für einen solchen Zweck. Das Verfahren nach W-A-60-200 559 "sprudelt" geschmolzenes Lot direkt auf rotierende, gedruckte Schaltungsplatten, um einzelne Bauteile an der Platte anzulöten; nicht erwähnt wird das Problem des Klumpens von Lot bei nahe nebeneinanderhegenden Anschlüssen, und nicht offenbart wird der Vorteil des Rotierens für einen solchen Zweck. Das in DE-C-3 316 153 beschriebene Verfahren befördert die IC-Gehäuse nicht durch eine Lötwelle und ist daher für die vorliegende Erfindung nicht relevant.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zum Uberziehen der Anschlüsse eines IC-Gehäuses mit Lot zus schaffen.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die Lotansammlungen und elektrische Kurzschlüsse während des Überziehens von nahe nebeneinanderliegenden Anschlüssen eines IC-Gehäuses mit Lot verhindern.
Entsprechend dieser Erfindung werden die Anschlüsse eines IC-Gehäuses dadurch überzogen, daß das Gehäuse und seine Anschlüsse durch eine geschmolzene Lotwelle geführt werden. Die rechteckigen oder quadratischen IC-Gehäuse sind fest auf einem Halter oder einer Palette so positioniert, daß jedes Gehäuse in einer relativ zur linearen Bewegungsrichtung gekippten Stellung in die Vorderseite der Lotwelle eintaucht und diese auf der Rückseite verläßt. Außerdem wird jedes Gehäuse in einer gedrehten Stellung relativ zur Rückseite der Lotwelle in die Palette eingesetzt, so daß eine Ecke des Gehäuses und nicht eine Seite in die Lotwelle eintaucht und diese verläßt. Durch das Kippen und Drehen der Gehäuse-Einheit relativ zur linearen Bewegungsrichtung und zur Lotwelle werden unerwünschte Lotkiumpen verhindert, und es wird elektrischen Kurzschlüssen vorgebeugt.

Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird ausführlich mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Palette, die eine Anzahl von IC-Gehäusen in der Nähe einer Lotwelle trägt;
Fig. 2 die Teilseitenansicht der Palette und der Lotwelle aus Fig. 1; und
Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht einer Palette und eines IC-Gehäuses relativ zu einer Lotwelle in dem Moment, in dem die Palette die Lotwelle verläßt.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Elemente in den Zeichnungen.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Mit Bezug auf die Figuren in der Zeichnung trägt eine Palette 10 eine Anzahl von IC-Gehäusen 12, die in einer Matrix angeordnet sind. Gemäß dieser Erfindung sind die rechteckigen oder quadratischen IC-Gehäuse um ungefähr 450 gedreht, so däß eine Ecke jedes IC-Gehäuses in Richtung einer Lotwelle 14 zeigt.
Die Lotwelle wird durch einen Pumpmechanismus gebildet, der das Lot in geschmolzenen Zustand bis zu einer gegebenen Höhe über dem Lotreservoir oder -container 16 sprudelt.
Die IC-Gehäuse werden auf eine winkligen Fläche oder Rampe 18 gesetzt, so daß die Ecke oder Nase des IC-Gehäuses, die in Richtung der Lotwelle liegt, in einem Winkel von ungefähr 10 bis 20º relativ zur Horizontalen nach oben zeigt. Die Gehäuse werden durch sich kreuzende Stangen 20, die jedes IC-Gehäuse umschließen und isolieren, in ihrer Stellung gehalten. Zusätzlich wird ein Tor oder eine Tür 22 mit Vorsprüngen 24 abgesenkt, um die Gehäuse fest in einer unveränderten Stellung zu halten. Der Abschnitt jedes Vorsprungs 24, der ein IC-Gehäuse berührt, ist so ausgebildet, daß er einen Winkel von ungefähr 10 bis 20º, entsprechend dem Winkel der unter dem IC-Gehäuse befindlichen Rampe, aufweist.
Die festgelegten IC-Gehäuse-Einheiten befinden sich so in einer gekippten und gedrehten Stellung in Übereinstimmung mit dieser Erfindung, wenn sie in und durch die Lotwelle bewegt werden, z.B. durch ein Förderband 26. Die rechteckigen oder quadratischen IC-Gehäuse sind in einer gedrehten Ausrichtung so positioniert, daß nebeneinanderliegende Seiten in die Lotwelle unter einem Winkel bezüglich der Eintrittsrichtung in die Lotwelle eintauchen. Die IC- Gehäuse behalten ihre winklige Ausrichtung wie auch ihre gekippte Stellung enflang der Bewegungsbahn durch die Lotwelle bei. Eine bevorzugte Drehung besteht in einem Winkel von ungefähr 45º relativ zur Bewegungsrichtung der Palette. Die Gehäuse gleiten nämlich durch die Lotwelle, so daß das Lot die äußeren Gehäuseanschlüsse ohne Lotansammlung und ohne Lotklumpen überzieht. Wenn die Palette die Lotwelle verläßt, tropft überschüssiges Lot ab und fällt zurück in die Lotwelle, so däß während des Überziehungsprozesses kein unnötiger Verlust von Lotmaterial auftritt. Durch den Vorgang des Gleitens, der mittels des Führens von gekippten und gedrehten IC-Gehäusen durch eine Lotwelle erzielt wird, wird ein im wesentlichen glatter Lotüberzug ohne die Probleme von Lotklumpen und daraus resultierenden elektrischen Kurzschlüssen erreicht.

Claims

1. Verfahren zum Überziehen der Anschlußdrähte von rechteckigen oder quadratischen IC-Gehäusen (12) mit Lot, um unerwünschte Oxidation der Anschlußdrähte zu verhindern, wobei das Verfahren eine Schwallöttechnik verwendet, welche eine kontinuierlich fließende Lotwelle (14) in einem Lotbad erzeugt, bei der das Strömungsbild der Welle einen schirmförmigen Querschnitt mit einer aufwärtsfließenden Mitte und mit abwärtsfließenden Vorder- und Rückseiten, welche die aufwärtsfließende Mitte überspannen, aufweist, wobei das Verfahren ein Mittel (26) verwendet, um die Gehäuse entlang eines linearen Weges durch die Vorder- und Rückseite der Welle zu bewegen, und wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

Positionieren einer Mehrzahl von IC-Gehäusen auf einer Palette (10), die sich entlang eines linearen Weges durch die Vorderseite und dann durch die Rückseite der Lotwelle bewegt, wobei das Plazieren beinhaltet, daß ein vorderer Nasenabschnitt jedes Gehäuses in einem Winkel relativ zur linearen Bewegungsrichtung der Palette nach oben gekippt wird und daß die Gehäuse so gedreht werden, daß die Seiten der Gehäuse sich in einem Winkel relativ zur Rückseite der Lotwelle befinden; und

Bewegen der Palette und der Gehäuse entlang des linearen Weges und durch die Lotwelle, wobei die Gehäuse effektiv durch die Lotwelle gleiten, so daß überschüssiges Lot von den Gehäusen zurück in die Lotwelle abtropft, wenn die Gehäuse die Rückseite der Lotwelle verlassen, wodurch unerwünschte Lotansammlungen vermieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Kippwinkel ungefähr 10 bis 20º relativ zum linearen Weg beträgt.

3. Verfähren nach Anspruch 1, bei dem der Drehwinkel der Gehäuse ungefähr 45º relativ zur Rückseite der Lotwelle beträgt.

4. Vorrichtung zum Überziehen der Anschlüsse einer Mehrzahl von rechteckigen oder quadratischen IC-Gehäusen mit Lot, welche ein Mittel zum Erzeugen einer aufwärtsssprudelnden Lotwelle auf der Oberfläche eines Lotbades enthält und ein Mittel, um die Gehäuse entlang eines linearen Weges durch die Vorder- und Rückseite der Lotwelle zu bewegen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch:

eine Palette zum zeitweiligen Tragen der Gehäuse auf den Mitteln, die die Gehäuse zum Transport entlang eines im wesentlichen linearen Weges durch die Lotwelle bewegen, wobei die Palette Rampen (18) enthält, die Flächen aufweisen, auf die die Gehäuse gesetzt werden, und wobei die Rampenflächen relativ zu einer Basisfläche der Palette gekippt sind, um einen vorderen Nasenabschnitt jedes Gehäuses relativ zur Oberfläche des Lotbades nach oben zu kippen, um jedes Gehäuse in einer Gleitbewegung durch die Lotwelle zu bewegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Rampenflächen um einem Winkel von ungefähr 10 bis 200 relativ zur Basisfläche der Palette gekippt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Palette sich gegenüberliegende Vorsprünge (24) aufweist und bei der die Rampen auf gegenüberliegenden Enden der Vorsprünge angebracht sind, um einen Reibschluß mit den Gehäusen auszubilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Palette Positionshaltemittel (20) enthält, um die Gehäuse in einer gedrehten Position relativ zum linearen Weg zu halten, so daß nebeneinanderliegende Gehäuseseiten winklig relativ zum linearen Weg angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der nebeneinanderliegende Seiten relativ zum linearen Weg einen Winkel bestimmen, der von 90º oder 180º verschieden ist.