DE4417419C2 - Verfahren zur Formung einer Kugel an einem Lötdraht - Google Patents

Verfahren zur Formung einer Kugel an einem Lötdraht

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formung einer Kugel an einem unteren Ende eines etwa senkrecht angeordneten Lötmaterialdrahtes.
Aus der DE 43 17 131 A1 ist es bekannt, einen Aufwärtsstrom aus einem sauerstofffreien Gas von der Unterseite eines vertikal bewegbaren Kapilarwerkzeugs zu bilden. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine thermische Schmelzeinrichtung zu einer ersten, am nächsten zu dem Lötmaterialdraht angeordneten Grenzposition in dem sauerstofffreien Gasstrom zur thermischen Trennung des Lötmaterialdrahts gebracht. Weiterhin wird ein neues unteres Kugelende des Lötmaterialdrahtes in dem sauerstofffreien Gasstrom gebildet, indem die thermische Schmelzeinrichtung ausgehend von der ersten Grenzposition in eine zweite Grenzposition gefahren wird, welche außerhalb des Gasstroms liegt.
Aus der JP 62-136835 A (Pat. Abstr. of JP) ist es bekannt, einen Kupferdraht zum Bondieren zu verwenden, wobei dieser Draht durch eine elektrische Entladung zwischen dem Draht und einer Elektrode geschmolzen wird.
Die EP 0 169 574 A2 betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, wobei ein Zinkrahmen in einem Reduziergas transportiert wird. Ein Bondierdraht wird durch einen Brenner geschmolzen, der von einem Luftvorhang umgeben ist, um so eine Kugeloberfläche zu bilden.
Die JP 63-40330 A (Pat. Abstr. of JP) offenbart ein Bondierverfahren, wobei ein Reduziergas aus einer Düse mit einer Entladungselektrode auf den Bondierdraht geleitet wird.
Bei elektronischen Schaltungen oder Komponenten ist es übli­ cherweise nötig, zwei unterschiedliche Abschnitte elektrisch miteinander zu verbinden. Beispielsweise muß ein Halbleiterchip elektrisch mit einem relevanten Leiter einer Leiterplatte über einen Metalldraht verbunden werden.
Beim Draht-Bonden wird im allgemeinen ein Gold- oder Silber­ draht an beiden Enden geschmolzen, um Kugeln zu bilden, die danach für eine feste Anbringung an zwei unterschiedlichen Bondabschnitten verwendet werden. Ein derartiges Drahtbondier­ verfahren, das "Kugelbondieren" genannt wird, ist möglich, weil weder Gold noch Silber einen hohen Schmelzpunkt besitzen und nur zögerlich oxidieren.
Wenn der Schmelzpunkt eines Metalldrahtes niedrig ist, ist es schwierig, die Kugelbildung (beispielsweise bezüglich des Ku­ geldurchmessers) zum Zeitpunkt des thermischen Abtrennens eines Metallmaterialdrahtes mittels einer Schweißbrennerflamme (die beispielsweise durch Verbrennen eines Wasserstoffgases in Ge­ genwart von Sauerstoff gebildet wird) zu kontrollieren. Wenn weiterhin das Metallmaterial leicht zum Zeitpunkt der Kugelfor­ mung oxidiert, kann der Metalldraht keine ausreichend feste und zuverlässige Verbindung mit dem relevanten Bondabschnitt bil­ den.
Andererseits wurde kürzlich vorgeschlagen, einen Lötdraht zum Drahtbondieren anstelle eines Gold- oder Silberdrahtes zu ver­ wenden, weil Lot bekanntlich billiger ist als Gold oder Silber. Des weiteren hat ein Lötdraht auch den Vorteil, daß ihm eine zusätzliche Funktion als Temperaturschmelzsicherung (oder als kombinierte Temperatur-/Überstromsicherung) vermittelt werden kann, da der Schmelzpunkt von Lot relativ niedrig ist.
Der niedrige Schmelzpunkt (z. B. 296°C) von Lot macht es jedoch schwierig, die Kugelbildung an beiden Enden eines Lötdrahtes zu kontrollieren. Insbesondere, wenn der Lötdraht mittels einer Schweißbrennerflamme erhitzt wird, die beispielsweise eine hohe Temperatur von etwa 2000°C besitzt, wird das untere Ende des Lötdrahtes zu schnell in einer großen Menge derart geschmolzen, daß der geschmolzene Lotabschnitt leicht aufgrund der Schwer­ kraft herabfällt oder sonst in eine längliche Form deformiert wird. Außerdem oxidiert Lot bekannterweise sehr leicht beim Schmelzen. Demzufolge hielt man es nicht für praktikabel, das Kugelbondierverfahren bei Lötdraht anzuwenden.
Es ist vorstellbar, daß man eine Kugel an jedem Lötdraht in einer sauerstofffreien Atmosphäre formt, um zu versuchen, eine Oxidation der Kugel zu verhindern. Da eine Schweißbrennerflamme jedoch durch Verbrennen eines Treibstoffgases (z. B. Wasser­ stoff) in Gegenwart von überschüssigem Sauerstoff gebildet wird, oxidieren Wasserdampf als ein Verbrennungsprodukt und/- oder überschüssiger Sauerstoff unvermeidbar das Kugelende, wenn man die Flamme direkt auf den Lötdraht wirken läßt.
Demgemäß werden bei einem Drahtbondierverfahren unter Verwen­ dung von Lötdraht zwei verschiedene Verfahren zum Bondieren des Lötdrahtes üblicherweise verwendet. Ein erstes Verfahren ist das Lötverfahren, bei dem eine separate Bondierlotschicht zwi­ schen jedem Ende des Lötdrahtes und einem relevanten Abschnitt eines Werkstücks gebildet wird. Ein zweites Verfahren ist das sogenannte "Festklemm-Bondierverfahren", bei dem jedes Ende des Lötdrahtes mittels eines Bondierwerkzeugs zum Abplatten zum Zeitpunkt des Bondierens an dem Werkstück zusammengedrückt wird.
Das Lötverfahren erfordert jedoch die Verwendung von Lot zu­ sätzlich zu dem Lötdraht selbst, was zu einem Materialabfall führt. Noch wichtiger ist, daß der Drahtbondiervorgang nicht schnell und wirkungsvoll durch das Lötverfahren durchgeführt werden kann. Außerdem kann das Lötverfahren nicht angewendet werden, wenn der Abschnitt zwischen den Bondierpunkten eng ist.
Andererseits besitzt das Festklemm-Bondierverfahren kein Pro­ blem hinsichtlich eines Materialabfalls und ist selbst dann anwendbar, wenn der Abschnitt zwischen den Bondierpunkten eng ist. Verglichen mit dem Kugelbondierverfahren existiert jedoch eine größere Begrenzung bei der Zunahme der Bondierfläche durch Abplatten des Drahtendes, so daß es schwierig ist, eine ausrei­ chende Bondierfestigkeit zu erreichen. Außerdem ist der abge­ plattete Endabschnitt des Drahtes ziemlich dünn und bricht leicht, was zu einer Qualitätsverschlechterung der Produkte führt.
Demgemäß zielt die Erfindung darauf ab, ein Kugelformverfahren verfügbar zu machen, durch das das untere Ende eines vertikal angeordneten Lotmaterialdrahtes mit geringer Oxidationswahr­ scheinlichkeit zu einer dichten sphärischen Kugel geformt wer­ den kann.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den jeweils nachgeordneten Patentansprüchen zu entnehmen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Flamme zu dem aufwärts gerichteten Gasstrom hin und von diesem weg bewegbar gestaltet werden, indem der Schweißbrenner um eine vertikale Achse geschwenkt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Schweißbrenner in einer festen Stellung gehalten werden, um die Flamme normalerweise auf die Kugelformstellung zu richten. In diesem Fall wird die Flamme jedoch von dem aufwärts gerichteten Gasstrom abgelenkt, indem eine bewegbare Ablenkplatte in eine Stellung zwischen dem Schweißbrenner und dem aufwärts gerichte­ ten Gasstrom gebracht wird, wenn das untere Kugelende des Löt­ drahtes verfestigt wird. Alternativ oder zusätzlich wird die Flamme von dem aufwärts gerichteten Gasstrom abgelenkt, indem ein ablenkender Gasstrahl auf die Flamme ausgestoßen wird, wenn das untere Kugelende des Lötdrahtes verfestigt wird.
Bevorzugt kann der aufwärts gerichtete Gasstrom auf eine Tempe­ ratur unterhalb einer Schmelztemperatur des Lötdrahtes vorge­ heizt werden.
Überdies kann die Flamme in der Kugelformstel­ lung vorteilhaft zum thermischen Schneiden des Lotmaterialdrah­ tes zwecks Abtrennens eines Lötdrahtsegments eingesetzt werden, an dem ebenfalls ein Kugelende an einer Abtrennstelle geformt wird.
Andere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung erge­ ben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise vertikal geschnittene Vorderansicht einer Vorrichtung, die zur Durchführung eines Kugel­ formverfahrens nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1 gesehen;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die jedoch dieselbe Vor­ richtung in deren Zustand zur Durchführung eines er­ sten Bondierschrittes darstellt;
Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die jedoch dieselbe Vor­ richtung zum Zeitpunkt des Beginns eines Kugelform­ schrittes darstellt;
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, die jedoch dieselbe Vor­ richtung unmittelbar nach Beendigung des Kugelform­ schrittes darstellt;
Fig. 6 eine Ansicht, die dieselbe Vorrichtung in ihrem Zu­ stand durch Durchführung eines zweiten Bondierschrit­ tes darstellt;
Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, die zur Durch­ führung eines Kugelformverfahrens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung, die zur Durch­ führung eines Kugelformverfahrens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird; und
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines Kugelformverfahrens gemäß einem vierten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Leiterplatte A gezeigt, die auf einem Lager­ block B angeordnet ist, der zusätzlich eine Heizfunktion besit­ zen kann. Die Leiterplatte A trägt einen Halbleiterchip A1 und besitzt einen diesem zugeordnete Leitung A2. Ein Kugelformver­ fahren nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eingesetzt werden, um zwischen dem Halbleiterchip A1 und der zugeordneten Leitung A2 über ein Lötdrahtsegment 1' eine elek­ trische Verbindung herzustellen.
Es ist zu bemerken, daß die Leiterplatte A in Wirklichkeit zahlreiche Halbleiterchips und zahlreiche Leitungen trägt. Aus Vereinfachungsgründen wird die Beschreibung des Kugelform- bzw. Drahtbondierverfahrens nur bezüglich des einzelnen Halbleiter­ chips A1 und dessen zugeordneter Leitung A2 vorgenommen.
Ein Abdeckteil 2 ist an dem Lagerblock B so montiert, daß es einen Tunnel 2a bildet, um eine Bewegung der Leiterplatte A zu ermöglichen. Das Abdeckteil 2 besitzt eine Öffnung 3 mit einem geeigneten Durchmesser D unmittelbar oberhalb des Halbleiter­ chips A.
Ein Kapillarwerkzeug 4 ist unmittelbar oberhalb der Öffnung 3 angeordnet. Das Kapillarwerkzeug 4 hält einen Lotmaterialdraht 1 eines Durchmessers d, der durch dieses hindurchgeführt ist. Das Kapillarwerkzeug 4 ist vertikal durch die Öffnung 3 in den Tunnel 2a hinein und aus diesem heraus bewegbar. Der Lotmateri­ aldraht 1 kann beispielsweise aus einer Pb-Sn-Legierung beste­ hen.
Der Tunnel 2a, der durch die Kombination des Abdeckteils 2 und des Lagerblocks 3 gebildet wird, kommuniziert mit einer (nicht dargestellten) sauerstofffreien Gasquelle über eine Hauptzu­ führleitung 5a und einer Zweigleitung 5b. Die Hauptzuführlei­ tung 5a ist mit einer Vorheizeinrichtung 6 zur Erwärmung des sauerstofffreien Gases auf eine Temperatur (beispielsweise etwa 150-200°C) versehen, die niedriger als der Schmelzpunkt (bei­ spielsweise 296°C) des Lotmaterialdrahtes 1 ist.
Das sauerstofffreie Gas kann ein Edelgas, wie beispielsweise Stickstoff- oder Argongas sein. Alternativ kann das sauerstoff­ freie Gas ein reduzierendes Gas sein, das beispielsweise Stick­ stoffgas, gemischt mit etwa 4-5% Wasserstoffgas enthält. Wäh­ rend des Drahtbondiervorgangs (Kugelformvorgangs) wird der Lot­ materialdraht 1 in einem aufwärts gerichteten Strom 7 aus sau­ erstofffreiem Gas gehalten, der kontinuierlich durch die Öff­ nung 3 des Abdeckteils 2 gebildet wird.
Das Kapillarwerkzeug 4 wird von einem L-förmigen Schweißbrenner 8 flankiert, der einen horizontalen Rohrabschnitt 8a mit einer Düsenspitze 8b und einen vertikalen Rohrabschnitt 8c besitzt, der sich senkrecht zu dem horizontalen Rohrabschnitt 8a er­ streckt. Die Düsenspitze 8b bildet eine Flamme 9 in einer Rich­ tung, die in etwa senkrecht zu dem Lotmaterialdraht 1 liegt. Die Flamme 9 kann in typischer Weise beispielsweise durch Ver­ brennen eines Gemisches aus Wasserstoff und Sauerstoff gebildet sein.
Gemäß Fig. 2 ist der Schweißbrenner 8 um seinen vertikalen Rohrabschnitt 8c schwenkbar, um verschiedene Schwenkstellungen einzunehmen, zu denen eine erste Stellung (durch ausgezogene Linien in Fig. 2 angedeutet), bei der die Flamme 9 des Schweiß­ brenners 8 von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 weg angeordnet ist und eine zweite Stellung (in Fig. 2 strichpunktiert ange­ deutet) gehören, in der die Flamme 9 auf den sauerstofffreien Gasstrom 7 gerichtet und an diesen angrenzend, ohne in diesen einzutreten, angeordnet ist.
Bei der Drahtbondiervorrichtung (Kugelformvorrichtung) werden die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt, um den Halblei­ terchip A1 und die Leitung A2 elektrisch zu verbinden. Es ist darauf hinzuweisen, daß während der gesamten Verfahrensschritte der sauerstofffreie Gasstrom 7 stets gebildet wird.
Zunächst wird, wie in Fig. 3 gezeigt, das untere Ende 1A des Lotmaterialdrahtes 1, das zuvor zu einer Kugel (siehe Fig. 1) geformt wurde, an dem Halbleiterchip A1 gebondet, indem das Kapillarwerkzeug 4 abgesenkt wird, um das Kugelende 1a auf den Chip unter Aufbringung von Hitze zu pressen, die durch das vor­ erhitzte sauerstofffreie Gas und die Heizfunktion des Lager­ blocks und/oder Ultraschallschwingung geliefert wird. Hierdurch wird das Drahtkugelende 1a so verformt, daß es eine Nagelkopf­ form einnimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schweißbrenner 8 zu der ersten Stellung (die Stellung mit den durchgezogenen Linien in Fig. 2) geschwenkt, um die Schweißbrennerflamme 9 von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 wegzubringen.
Danach wird, wie in Fig. 4 gezeigt, das Kapillarwerkzeug 4 an­ gehoben, wobei der Lotmaterialdraht 1 heraustreten kann. Das Anheben des Kapillarwerkzeugs 4 wird beendet, wenn der Lotmate­ rialdraht 1 um eine vorbestimmte Größe ausgetreten ist. Danach wird, wie in Fig. 5 gezeigt, der Schweißbrenner 8 in die zweite Stellung (die strichpunktierte Stellung in Fig. 2) geschwenkt, in der die Schweißbrennerflamme 9 auf den sauerstofffreien Strom 7 gerichtet und angrenzend an diesen angeordnet wird. Hierdurch wird der Lotmaterialdraht 1 thermisch durch die Hit­ zestrahlung von der Schweißbrennerflamme 9 abgetrennt, um ein kürzeres Drahtsegment 1' vorzusehen, das mit dem Halbleiterchip A1 an dem Nagelkopfende 1a verbunden ist. Weiterhin wird das abgetrennt Drahtsegment 1' mit einem oberen Kugelende 1b ver­ sehen, das durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Löt­ abschnitts unter Schwerkraft gebildet wird. Es ist darauf hinzu­ weisen, daß das Schwenken des Schweißbrenners 8 in die zweite Stellung synchron mit dem Anheben des Kapillarwerkzeuges 4 (siehe Fig. 4) vorgenommen werden kann.
Wie ebenfalls in Fig. 5 gezeigt, wird andererseits die Hitze der Schweißbrennerflamme 9 durch den aufwärts gerichteten Strom 7 des sauerstofffreien Gases nach oben getragen, um ein Schmel­ zen an dem neuen unteren Ende 1a des Lotmaterialdrahts 1 zu veranlassen. Zu dieser Zeit tendiert der nach oben gerichtete Gasstrom 7 dazu, eine Auftriebskraft zu schaffen, die verhin­ dert, daß das geschmolzene, neue, untere Ende 1a des Lotmateri­ aldrahts 1 aufgrund der Schwerkraft herabfällt und/oder sich in eine längliche Form deformiert. Hierdurch wird das untere Ende 1a des Lotmaterialdrahts 1 aufgrund der Oberflächenspannung in eine feste sphärische Kugel gestaltet.
Der Schweißbrenner 8 wird dann in die erste Stellung (die Stel­ lung mit ausgezogenen Linien in Fig. 2) zurückgeschwenkt, um die Schweißbrennerflamme 9 von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 wegzubringen. In diesem Zustand dient der Gasstrom 7 als Kühl­ gas zur Verfestigung des neuen unteren Kugelendes 1a des Lotma­ terialdrahtes 1 und des oberen Kugelendes 1b des Lötdrahtseg­ ments 1'.
Schließlich wird, wie in Fig. 6 gezeigt, ein Bondierwerkzeug 10 betätigt, um das Lötdrahtsegment 1' umzubiegen und sein oberes Kugelende 1b gegen die Leitung A2 der Leiterplatte A zum Bon­ dieren mit dieser zu drücken. Auf diese Weise wird mittels des Lötdrahtsegments 1' eine elektrische Verbindung zwischen dem Halbleiterchip A1 und der Leitung A2 hergestellt.
Offensichtlich wird das neue, untere Kugelende 1a des Lotmate­ rialdrahtes 1 zum Bonden an einen anderen (nicht dargestellten) Halbleiterchip durch Wiederholen der obigen Verfahrensschritte (siehe Fig. 3 und 4) verwendet.
Gemäß dem oben beschriebenen Drahtbondierverfahren (Kugelform­ verfahren) liefert der aufwärts gerichtete Gasstrom 7 eine sau­ erstofffreie Atmosphäre und die Schweißbrennerflamme 9 wirkt nicht unmittelbar auf (berührt nicht) den Lotmaterialdraht 1 zum Zeitpunkt der Bildung der Kugelenden 1a, 1b. Demgemäß kön­ nen selbst dann, wenn die Schweißbrennerflamme 9 Wasserdampf (als Verbrennungsreaktionsprodukt) und überschüssigen Sauer­ stoff enthält, die Oberflächen der Kugelenden 1a, 1b zuverläs­ sig an der Bildung einer Oxidschicht gehindert werden, die zu einem ungeeigneten Drahtbondieren führen würde.
Wenn gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Schweißbrenner 1 in die zweite Stellung (die strichpunktierte Stellung in Fig. 2) geschwenkt ist, wird die Schweißbrennerflamme 9 immer noch aus dem sauerstofffreien Gasstrom 7 gehalten, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, daß der Wasserdampfgehalt und überschüssiger Sauerstoff der Flamme 9 von dem Gasstrom 7 mitgerissen wird, so daß die Kugelenden 1a, 1b zuverlässiger an einer Oxidierung gehindert werden.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel heizt zudem die Vorheiz­ einrichtung 6 das sauerstofffreie Gas auf eine Temperatur (z. B. von 150-200°C), die niedriger als der Schmelzpunkt (beispiels­ weise 296°C) das Lotmaterialdrahtes 1 liegt. Eine derartige Anordnung ist zu bevorzugen, weil die Vorheizeinrichtung 6 zu­ sätzliche Hitze zuführt, damit die Schweißbrennerflamme 9 den Lotmaterialdraht 1 thermisch abtrennen und die Kugelenden 1a, 1b formen kann.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Schweißbrenner­ flamme 9 verwendet, um den Lotmaterialdraht 1 thermisch abzu­ trennen, wobei auch die Kugeln 1a, 1b an dem neuen unteren Ende des Lotmaterialdrahtes 1 und dem oberen Ende des abgetrennten Lötdrahtsegments 1' gebildet werden. Die Schweißbrennerflamme 9 kann jedoch auch nur zur Bildung einer Kugel an dem unteren Ende des Lotmaterialdrahtes 1 eingesetzt werden.
Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, das sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch unterscheidet, daß ein Schweißbrenner 8' stets stationär gehalten ist und eine Schweißbrennerflamme 9' von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 mittels einer Ablenkplatte 11 weggerichtet ist, die zwischen einer Ablenkstellung (strichpunktiert angedeutet) und einer Nicht-Ablenkstellung (mittels ausgezogener Linien angedeutet) bewegbar ist. Bevorzugt kann die Ablenkplatte 11 aus einem hit­ zefesten Isoliermaterial, wie beispielsweise Keramik, herge­ stellt sein.
Wenn die Ablenkplatte 11 beidem zweiten Ausführungsbeispiel in die Ablenkstellung vorgeschoben ist, wird die Schweißbrenner­ flamme 9' von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 weggebracht, um ein thermisches Schmelzen des Lötdrahtes 1 aufgrund einer Zu­ nahme der Entfernung und dem Lötdraht und einem Hitzeabschirm­ effekt, der durch die Ablenkplatte 11 vorgesehen ist, zu ver­ hindern. Wenn dagegen die Ablenkplatte 1 in die Nicht-Ablenk­ stellung zurückgezogen ist, wird die Schweißbrennerflamme 9 dicht an einen sauerstofffreien Gasstrom 7 gebracht, um den Lötdraht 1 zum oxidationsfreien Kugelformen durch Wärmestrah­ lung thermisch zu schmelzen.
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem die Ab­ lenkplatte 11 des zweiten Ausführungsbeispiels durch eine Ab­ lenk-Gasstrahldüse 12 ersetzt ist, um die Schweißbrennerflamme 9' von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 abzulenken. Die Gas­ strahldüse 12 kann luft- oder sauerstofffreies Gas ausstoßen.
Wenn bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Düse 12 zur Erzeu­ gung eines Gasstrahls auf die Schweißbrennerflamme 9' fungiert, wird die Flamme 9' von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 weg ab­ gelenkt, um ein thermisches Schmelzen des Lötdrahtes 1 aufgrund einer Zunahme der Entfernung von dem Lötdraht und einen von dem Gasstrahl vorgesehenen Kühleffekt zu verhindern. Wenn dagegen die Düse 12 das Erzeugen eines Gasstrahls beendet, wird die Schweißbrennerflamme 9' dicht zu dem sauerstoffreien Gasstrom 7 gebracht, um thermisch den Lötdraht 1 zur oxidationsfreien Ku­ gelbildung mittels Wärmestrahlung thermisch zu schmelzen.
Fig. 9 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel, das einer Kombi­ nation des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels (Fig. 7 und 8) gemäß obiger Beschreibung entspricht. Genauer gesagt, werden bei diesem Ausführungsbeispiel eine Ablenkplatte 11 und eine Ablenk-Gasstrahldüse 12 zum Ablenken der Schweißbrennerflamme 9' weg von dem sauerstofffreien Gasstrom 7 eingesetzt.
Offensichtlich liegt der Vorteil des vierten Ausführungsbei­ spiels darin, daß die beabsichtigte Ablenkung der Schweißbren­ nerflamme 9' zuverlässig durchgeführt wird. Weiterhin ist bei dem vierten Ausführungsbeispiel auch günstig, daß der Gasstrahl aus der Düse 12 die Ablenkplatte 11 kühlt, die durch die Schweißbrennerflamme 9' erheblich erhitzt werden kann, um da­ durch die Möglichkeit zu vermeiden, daß der Lötdraht 1 unbeab­ sichtigt durch die Wärmestrahlung von der erhitzten Ablenkplat­ te 11 selbst geschmolzen wird.
Es ist klar daß die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung vielfältig variiert werden können. Beispielsweise kann das Drahtbondierverfahren (Kugelformverfahren) angewendet werden, um einen Halbleiterchip und ein Drahtleitermuster einer ge­ druckten Schaltung elektrisch zu verbinden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Formung einer Kugel an einem unteren Ende (1a) eines etwa senkrecht angeordneten Lötmaterialdrahtes (1) mit folgenden Schritten:
Bilden eines aufwärts gerichteten Gasstroms (7) aus einem sauerstofffreien Gas längs des darin angeordneten Lötmaterialdrahts (1);
Bringen einer Brennflamme (9, 9') eines Schweißbrenners (8') in eine Kugelformungs-Grenzstellung angrenzend an den aufwärts gerichteten Gasstrom (7) kurz vor dem Löt­ materialdraht (1) zum thermischen Schmelzen des unteren Endes (1a) des Lötmaterialdrahts (1) zu einer Kugel, wobei die Brennflamme (9, 9') in der Kugelformungs-Grenzstellung außerhalb des aufwärts gerichteten Gasstroms (7) gehalten wird, ohne in den Gasstrom (7) einzutreten; und
Veranlassen des Erhärtens des kugelförmigen unteren Endes (1a) des Lötmaterialdrahtes aufwärts gerichteten Gasstrom (7).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flamme (9) durch Bewegen des Schweißbrenners (8) um eine vertikale Achse (8c) zu dem aufwärts gerichteten Gasstrom (7) hin und von diesem weg bewegbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbrenner (8') in einer festen Stellung gehalten wird, um die Flamme (9') normalerweise in der Kugelformstellung zu halten, wobei die Flamme (9') von dem aufwärts gerichteten Gasstrom abgelenkt wird, indem eine bewegbare Ablenkplatte (11) in eine Stellung zwischen dem Schweißbrenner (8') und dem aufwärts gerichteten Gasstrom (7) gebracht wird, wenn das untere Kugelende (1a) des Lötdrahtes, (1) verfestigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbrenner (8') in einer festen Stellung gehalten wird, um die Flamme (9') normalerweise in der Kugelformstellung zu halten, wobei die Flamme (9') von dem aufwärts gerichteten Gasstrom (7) abgelenkt wird, indem ein Ablenkgasstrahl in Richtung auf die Flamme (9') ausgestoßen wird, wenn das untere Kugelende (1a) des Lötdrahts (1) verfestigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißbrenner (8') in einer festen Stellung gehalten wird, um die Flamme (9') normalerweise in die Kugelformstellung zu richten, wobei die Flamme (9') von dem nach oben gerichteten Gasstrom (7) abgelenkt wird, indem eine bewegbare Ablenkplatte (11) in der Eingangsstellung zwischen dem Schweißbrenner (8') und dem nach oben gerichteten Gasstrom (7) gebracht sowie indem ein Ablenkgasstrahl auf die Flamme (9') ausgestoßen wird, wenn das untere Kugelende (1a) des Lötdrahtes (1) verfestigt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aufwärts gerichtete Strom (7) auf eine Temperatur niedriger als ein Schmelzpunkt des Lötdrahtes (1) vorerhitzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flamme (9, 9') in die Kugelformstellung zur thermischen Abtrennung des Lötmaterialdrahtes (1) zwecks Abtrennens eines Lötdrahtsegments (1) gebracht wird, bei dem an einer Trennstelle ebenfalls ein Kugelende (1b) hergestellt wird.
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