SE515028C2 - Förbättrade lodkulor samt användning av dylika - Google Patents

Förbättrade lodkulor samt användning av dylika

Info

Publication number
SE515028C2
SE515028C2 SE9901427A SE9901427A SE515028C2 SE 515028 C2 SE515028 C2 SE 515028C2 SE 9901427 A SE9901427 A SE 9901427A SE 9901427 A SE9901427 A SE 9901427A SE 515028 C2 SE515028 C2 SE 515028C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
solder
solder ball
ball
solder balls
protective layer
Prior art date
Application number
SE9901427A
Other languages
English (en)
Other versions
SE9901427D0 (sv
SE9901427L (sv
Inventor
Lars-Anders Olofsson
Original Assignee
Ericsson Telefon Ab L M
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 Ericsson Telefon Ab L M filed Critical Ericsson Telefon Ab L M
Priority to SE9901427A priority Critical patent/SE515028C2/sv
Publication of SE9901427D0 publication Critical patent/SE9901427D0/sv
Priority to TW088108738A priority patent/TW410367B/zh
Priority to AU46315/00A priority patent/AU4631500A/en
Priority to PCT/SE2000/000671 priority patent/WO2000064625A1/en
Publication of SE9901427L publication Critical patent/SE9901427L/sv
Publication of SE515028C2 publication Critical patent/SE515028C2/sv

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816—Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • 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
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/041—Solder preforms in the shape of solder 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
    • 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
    • H05K2203/0435—Metal coated solder, e.g. for passivation 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

Description

515 028 2 i att lodkulomas toppar som vetter bort från anslutningspaddarna kommer att befinna sig på olika höjder. Detta illustreras schematiskt till vänster i Pig. 1 på bifogade ritning där en lodkula l visas ”flytande” ocentrerad på lod 2 på ett substrat 3 i en BGA-modul (icke visad), medan en lodkula 4 visas vilande ocentrerad på substratet 3 eller i själva verket på en anslutningspadd (icke visad) på substratet 3.
Såsom framgår av Fig. 1 befinner sig lodkulornas 1 och 4 toppar på olika höjd.
Dålig lödbarhet hos lodkulorna kan även resultera i ett alltför kort isolatíonsavstånd mellan lodkulorna på modulen och i värsta fall kortslutning av intill varandra liggande lodkulor. Detta illustreras schematiskt till höger i Pig. 1 där intill varandra liggande lodkulor 5 och 6 vilar ocentrerade på substratet 3 på sådant sätt att dei själva verket berör varandra vilket resulterar i kortslutning.
REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen består i att eliminera ovannämnda nackdelar hos kända lodkulor.
Detta ernås enligt uppfinningen genom förbättring av lödbarheten hos lodkulor av lod med hög smälttemperatur genom att först avlägsna naturlig oxid från lodkulorna och därefter innan ny oxid bildats påföra ett skyddande metallskikt på lodkulorna som möjliggör lödning av lodkulorna på anslutningspaddar.
Genom den förbättrade lödbarheten hos lodkulorna enligt uppfinningen uppträder inga problem med centreringen av lodkuloma på anslutningspaddarna. Lödfogarna som sådana kommer således att förbättras.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken ovan beskriven Pig. 1 visar en utföringsfonn av på ett substrat % 515 028 3 lödda, kända lodkulor, Pig. 2 visar en lodkula enligt uppfinningen och Pig. 3 visar på ett substrat lödda lodkulor enligt uppfinningen.
BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Pig. 2 visar en lodkula 7 enligt uppfinningen.
Lodkulan 7 består av en kärna 8 av lod med hög smälttemperatur, företrädesvis Pb9OSn1 0 eller Pb88Sn1OAg2.
Såsom angivits ovan i samband med beskrivningen av Pig. 1 kommer lödbarheten att bli dålig till följd av den naturliga oxiden på lodkulorna om dylika lodkulor löds på anslutningspaddar (icke visade) medelst vanlig lödpasta, vilket resulterar i att lodkulorna inte centreras på anslutningspaddarna eller flyter på lodet på anslutningspaddarna såsom visas i Pig. l.
För att enligt uppfinningen förbättra lödbarheten hos dylika lodkulor avlägsnas först naturlig oxid från kärnan 8, exempelvis medelst en syra, t. ex. HCl, eller ett reducerande medel.
Därefter påförs ett skyddande metallskikt 9 på den från naturlig oxid befriade kärnan 8 innan ny oxid bildats på kärnan 8 samt för att skydda kärnan 8 mot syre.
Enligt uppfinningen väljs för skiktet 9 en metall som möjliggör lödning av lodkulorna 7 på ett substrat medelst en vanlig lödpasta.
Metallen för skyddsskiktet 9 väljs ur en grupp bestående av Ag, Au, ln, Pd, Pt och Sn.
När under hänvisning till Pig. 3, i Pig. 2 visade lodkulor 7 enligt uppfinningen löds på anslutningspaddar (icke visade) på ett substrat 10 i en BGA-modul medelst 028 flr :31 vanlig lödpasta kommer de till följd av den förbättrade lödbarheten att centreras på lödpastan på i Fig. 3 visat sätt. Vid lödning av lodkulorna 7 enligt uppfinningen kommer skyddsskiktet 9, om det består av Sn eller In, att smälta av hettan från lödpastan som kommer att löda mot kärnans 8 oxidfria yta. Om skyddsskiktet 9 består av Au eller Ag kommer detsamma att lösas i lödpastan. Om skyddsskiktet 9 består av Pt eller Pd kommer detsamma att ligga kvar på lodkulornas 7 yta och lödpastan kommer att löda mot skyddsskiktet 9.
När en BGA-modul med lodkulor 7 enligt uppfinningen löds mot en annan elektronisk anordning, exemplevis ett kretskort (icke visat), kommer lodkulomas 7 lödbarhet mot anslutningspaddar på kretskortet ävenledes att förbättras tack vare att det skyddande metallskiktet 9 ligger kvar på den yta av lodkulorna 7 som vetter bort från BGA-modulen.
Av det ovanstående torde det vara uppenbart att problemen med de kända lodkuloma elimineras genom förbättringen av lodkulornas lödbarhet enligt uppfinningen.

Claims (6)

10 15 20 51% G28 PATENTKRAV
1. Förfarande för att förbättra lödbarheten hos en lodkula av lod med hög smälttemperatur, kännetecknat av att naturlig oxid avlägsnas från lodkulan och att ett skyddsskikt (9) av en metall som möjliggör lödning av lodkulan medelst en konventionell lödpasta påförs för förhindrande av att ny oxid bildas på lodkulan.
2. Förfarandet enligt kravet 1, kännetecknat av att naturlig oxid avlägsnas medelst en syra eller ett reducerande medel.
3. Förfarandet enligt kravet 1, kännetecknat av att den påförda metallen väljs ur en grupp bestående av Ag, Au, In, Pd, Pt och Sn.
4. Lodkula av lod med hög smälttemperatur, kännetecknad av att den är befriad från naturlig oxid och försedd med ett skyddsskikt (9) av en metall som möjliggör lödning av lodkulan medelst en vanlig lödpasta.
5. Lodkulan enligt kravet 4, kännetecknad av att skyddsskiktet (9) består av Ag, Au, ln, Pd, Pt eller Sn.
6. Användning av en lodkula (7) med en kärna (8) av lod med hög smälttemperatur som är befriad från naturlig oxid och försedd med ett skyddsskikt (9) av en metall som möjliggör lödning av lodkulan (7) medelst en vanlig lödpasta som ett elektriskt och mekaniskt förbindelseorgan i en ball-grid-array-modul.
SE9901427A 1999-04-21 1999-04-21 Förbättrade lodkulor samt användning av dylika SE515028C2 (sv)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901427A SE515028C2 (sv) 1999-04-21 1999-04-21 Förbättrade lodkulor samt användning av dylika
TW088108738A TW410367B (en) 1999-04-21 1999-05-27 Improved solder balls and use thereof
AU46315/00A AU4631500A (en) 1999-04-21 2000-04-07 Improved solder balls and use thereof
PCT/SE2000/000671 WO2000064625A1 (en) 1999-04-21 2000-04-07 Improved solder balls and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9901427A SE515028C2 (sv) 1999-04-21 1999-04-21 Förbättrade lodkulor samt användning av dylika

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9901427D0 SE9901427D0 (sv) 1999-04-21
SE9901427L SE9901427L (sv) 2000-10-22
SE515028C2 true SE515028C2 (sv) 2001-05-28

Family

ID=20415300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9901427A SE515028C2 (sv) 1999-04-21 1999-04-21 Förbättrade lodkulor samt användning av dylika

Country Status (4)

Country Link
AU (1) AU4631500A (sv)
SE (1) SE515028C2 (sv)
TW (1) TW410367B (sv)
WO (1) WO2000064625A1 (sv)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016071971A1 (ja) * 2014-11-05 2016-05-12 千住金属工業株式会社 はんだ材料、はんだペースト、フォームはんだ、はんだ継手、およびはんだ材料の管理方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5340411A (en) * 1993-10-12 1994-08-23 Hughes Aircraft Company Surface treatment method for fatigue-resistant solder
EP0747954A3 (en) * 1995-06-07 1997-05-07 Ibm Solder ball comprising a metal cover with low melting point
WO1997001866A1 (en) * 1995-06-29 1997-01-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Ball grid array package utilizing solder coated spheres
US5899737A (en) * 1996-09-20 1999-05-04 Lsi Logic Corporation Fluxless solder ball attachment process

Also Published As

Publication number Publication date
SE9901427D0 (sv) 1999-04-21
TW410367B (en) 2000-11-01
WO2000064625A1 (en) 2000-11-02
SE9901427L (sv) 2000-10-22
AU4631500A (en) 2000-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6217671B1 (en) Composition for increasing activity of a no-clean flux
JP3132745B2 (ja) フラックス組成物および対応するはんだ付け方法
JP2878066B2 (ja) 印刷回路基板の接続方法
US6350669B1 (en) Method of bonding ball grid array package to circuit board without causing package collapse
US7101782B2 (en) Method of making a circuitized substrate
US20070284412A1 (en) Solder flux composition
SE515028C2 (sv) Förbättrade lodkulor samt användning av dylika
KR20080024059A (ko) 실장 구조체
JPH08339838A (ja) 多形直線型採取パッド
WO1998035381A1 (en) Angled blade method of cutting i/o columns
JPH11330678A (ja) 半田接合方法及び回路基板並びにその回路基板を用いた電子装置
JP2000195888A5 (sv)
JPS60152092A (ja) 半導体装置
JPH06164134A (ja) はんだ除去方法
JP2553985Y2 (ja) 電子部品
JP2534837B2 (ja) 回路基板への部品の半田付け方法
KR20040022585A (ko) 플럭스가 코팅된 코팅 솔더 볼 및 그를 이용한 솔더 볼형성 방법
JPS59198745A (ja) 混成集積回路装置
JP3047228U (ja) プリント基板
JP2002111143A (ja) プリント配線板
JPH05129770A (ja) ハンダ付け補助層
JPS5999787A (ja) 厚膜配線基板
JPH04279051A (ja) フラットｉｃ
JPH07273263A (ja) 電子部品の外部端子
JPH06237061A (ja) 半導体装置の実装構造とその実装方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed