SE517086C2 - Förfarande för säkring av lodkulor och eventuella komponenter, vilka är fästa på en och samma sida av ett substrat - Google Patents

Description

J 20 25 30 n o n n no n. 5 i 7 'o 8 6' u' u. 2 som lodkulorna och på samma gång förbättra både lödbarheten hos lodkuloma och deras tålighct 'vad gäller teriiioiiiekaiiisk påkänning.

Detta emås genom att täcka de diskreta komponenterna med ett skikt av en pressmassa och genom att platta till lodkuloma och delvis omge dem med denna pressmassa.

Härigenom erhålls en mekaniskt mer stabil enhet samtidigt som dess lödbarhet förbättras.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning på vilken Fig. 1 är en tvärsektionsvy av en utföringsform av ett sprutpressningsverktyg enligt uppfinningen i öppet läge med en BGA-modul som ska sprutpressas i enlighet med uppfinningen, Fig. 2 visar sprutpressningsverktyget i F ig. 1 i dess stängda läge och F ig. 3 är en perspektivvy av en utföringsforrn av en BGA-modul enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UPPF IN N IN GEN Fig. 1 är en tvärsektionsvy av en BGA-modul som innefattar ett substrat 1 vilket visas med en enda diskret komponent 2 och två lodkulor 3, vilka är fasta vid substratet 1 medelst exempelvis lödfogar 4 respektive 5.

Det är underförstått att fler än en diskret komponent normalt är fasta på substratet 1 och att det finns ett antal lodkulor 3 längs substratets l fyra kanter. Det är emellertid underförstått att uppfinningen är tillämpbar även då endast lodkulor och inga diskreta komponenter är fästa på substratet.

Lodkulornas 3 diameter är större än eventuella diskreta komponenters 2 höjd. u uno-uu 10 15 i)20 25 ø ø o a nu 517 086 šïï; ä) 3 I Fig. 1 är substratet l med komponenten 2 och lodkuloma 3 placerade i en utföringsfonn av ett öppet spfutpressrrirrgsverktyg enligt uppfinningen som innefattar en nedre, stationär del 6 och en övre, rörlig del 7, som trycks mot den stationära delen 6.

Det är underförstått att den nedre delen likaväl kan vara rörlig och den övre delen vara stationär.

I utföringsforrnen enligt Fig. 1 vilar substratet 1 på den stationära delen 6 med komponenten 2 och lodkuloma 3 vettande uppåt mot den rörliga delen 7.

I enlighet med uppfinningen är den sida av sprutpressningsverktygets rörliga del 7 som vetter mot komponenten 2 och lodkulorna 3 försedd med ett flatbottnat hålrum 8 för varje lodkula 3. Varje hålrum 8 kan ha formen av tex. en stympad kon.

När sprutpressningsverktyget trycks samman, d.v.s. när den rörliga delen 7 trycks mot den fasta delen 6, upptas varje lodkula 3 i sitt motsvarande hålrum 8. Genom den sammantryckningskraft som utövas av den rörliga delen 7 utfyller lodkulomas 3 toppdel respektive hålrum 8 och formas på motsvarande sätt varigenom toppdelen av lodkuloma 3 plattas till av den flata bottnen hos hålrummen 8. Härigenom förbättras lodkulomas lödbarhet.

Det är underförstått att de flatbottnade hålrummen för att upptaga lodkulorna likaväl kan vara anordnade på sprutpressningsverktygets nedre del.

F ig. 2 illustrerar det läge i vilket den rörliga delen 7 av sprutpressningsverktyget är helt sammantryckt med den stationära delen 6. Lodkulornas 3 toppdel utfyller respektive hålrum 8 och tillplattas såsom framgår av Fig. 2. 10 15 )zo 25 30 oss = -n ..- 4 Ett mellanrum 9 bildas mellan sprutpressningsverktygets stationära delen 6 och rörliga del 7. Detta mellanrum 9 sträcker sig runt lodkulorna 3.

I enlighet med uppfinningen tillförs en pressmassa, d.v.s. en värmehärdande massa, mellanrummet 9 mellan den stationära delen 6 och den rörliga delen 7 hos sprutpressningsverktyget. Denna massa fyller mellanrummet 9 och bildar ett skikt som täcker komponenten 2 och omger lodkuloma 3.

Detta skikt av värmehärdande massa gör att substratet 1 med komponenten 2 och lodkulorna 3 bättre tål termomekaniska påkänningar. Skiktet av värrnehärdande massa gör också substratet l med komponenten 2 och lodkuloma 3 mer robust. De tillplattade lodkuloma 3 ökar högst avsevärt lödbarheten av BGA-modulens lodkulor 3 till bondpaddar på tex. ett kretskort.

Istället för sprutpressning med en vännehärdande massa kan fonnsprutning med en termoplastisk massa användas.

Det är underförstått att skiktet av moldad värmehärdande eller termoplastisk massa inte behöver vara lika tjockt över hela mellanrummet 9 mellan den stationära delen 6 och den rörliga delen 7 av sprutpressningsverktyget. Den rörliga delen 7 av sprutpressningsverktyget kan istället vara så utformad att skiktet av värmehärdande massa som omger lodkuloma blir tunnare än skiktet av värrnehärdande massa som täcker komponenten 2. Härigenom förbättras lodkulomas prestanda vad gäller termomekanisk påkänning ännu mer.

Fig. 3 är en perspektivvy av en dylik utföringsform av en BGA-modul. Ett substrat l” är försett med ett antal konforrnade lodkulor 3 ' längs sina kanter. De ej visade eventuella komponenterna är täckta av ett skikt 10 av vännehärdande massa och lodkuloma 3 ' omges av ett skikt 11 av värmehärdande massa som är tunnare än skiktet 10.

Halvledarkompcnenten eller modulen enligt nppfirrrringen tål termomekaniska påkänningar bättre och är mer robust än liknande hitttills kända komponenter och moduler såsom torde framgå av det ovan anförda. Samtidigt förbättras kompo- 5 nentens eller modulens lödbarhet.

Claims (7)

10 15 20 25 30 511 r oss PATENTKRAV

1. F örfarande för att säkra lodkulor och eventuella komponenter, vilka är fasta på en och samma sida av ett substrat, varvid komponentema i förekommande fall är lägre än lodkulornas diameter, kännetecknat av - att substratet placeras i ett sammantryckbart sprutpressningsverktyg med flatbottnade hålrum för upptagande av respektive lodkulas toppdel, . - att sprutpressningsverktyget sammantrycks för att forma toppdelen av de i nämnda hålrum upptagna lodkuloma till att ha uppvisa en flat topp och - att pressmassa införs i sprutpressningsverktyget för att molda nämnda massa till att täcka eventuella komponenter och omge åtminstone en del av varje lodkula.

2. Förfarandet enligt kravet 1, kännetecknat av att lodkuloma formas till stympade koner.

3. Halvledarkomponent innefattande diskreta komponenter (2) och lodkulor (3), vilka är fästa på en och samma sida av halvledarkomponenten, kännetecknad av att lodkulorna (3) är formade till att ha tillplattade toppar och att en pressmassa (10, 11) täcker de diskreta komponenterna (2) och omger lodkuloma (3).

4. Komponenten enligt kravet 3, kännetecknad av att lodkuloma (3) är formade till stympade koner (3 °).

5. Komponenten enligt kravet 3 eller 4, kännetecknad av att pressmassan (11) som omger lodkuloma (3”) är lägre än pressmassan (10) som omger eventuella diskreta komponenter (2).

6. Sprutpressningsverktyg med två delar (6, 7) som är avsedda att sammantryckas för att molda en pressmassa på ett substrat med diskreta komponenter (2) och lodkulor (3) på en och samma sida, varvid de diskreta komponenterna (2) är lägre än lodkulomas (3) diameter, kännetecknat av att den ena delen (6) är anordnad att (nu S517 086 7 mottaga substratet med komponenterna (2) och lodkulorna (3) vettande mot den andra delen (7) och att nämnda ^n**a del (7) innefattar flatbottnade håirum (ö) för att upptaga en toppdel av respektive lodkula (3) och för att forma toppdelen av varje lodkula (3) till att ha en flat topp när delarna (6, 7) sammantrycks.

7. Verktyget enligt kravet 6, kännetecknat av att hålrummen (8) är konformade.