SE521528C2 - Welded leg frame - Google Patents
Welded leg frameInfo
- Publication number
- SE521528C2 SE521528C2 SE0102668A SE0102668A SE521528C2 SE 521528 C2 SE521528 C2 SE 521528C2 SE 0102668 A SE0102668 A SE 0102668A SE 0102668 A SE0102668 A SE 0102668A SE 521528 C2 SE521528 C2 SE 521528C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- hole
- conductor
- leg
- holes
- welding
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
-
- 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
-
- 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
- H05K3/328—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01006—Carbon [C]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01033—Arsenic [As]
-
- 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
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01082—Lead [Pb]
-
- 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
- H01L2924/013—Alloys
- H01L2924/014—Solder alloys
-
- 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
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
25 30 521 528 TEKNISKT OMRÅDE Uppfinningen avser ett förfarande för att förbinda ledningsben med substrat, t ex vid till- verkning av delaggregat monterade på en större kretsplatta. TECHNICAL FIELD The invention relates to a method for connecting conductor legs to substrates, for example in the manufacture of subassemblies mounted on a larger circuit board.
BAKGRUND Vid lödning av "reflow"-typ av elektroniska anordningar finns problem och möjliga fiink- tionsfel förknippade med omsmälting av lodet i vissa typer av delaggregat, varvid delaggregat här tas som att innefatta en bärare med ett ledande mönster, olika komponenter monterade på detta och en benram. Om delaggregatet har bäraren, t ex ett keramiskt substrat, placerad under benramen, kan bärarens och komponenternas tyngd få aggregatet att falla samman och substratet att falla ned. Detta fall visas i fig. 1.BACKGROUND When soldering a "re-ow" type of electronic device, there are problems and possible f malfunctions associated with remelting the solder in certain types of subassemblies, subassemblies here being taken to include a carrier with a conductive pattern, various components mounted thereon and a leg frame. If the subassembly has the carrier, for example a ceramic substrate, placed under the leg frame, the weight of the carrier and the components can cause the assembly to collapse and the substrate to fall down. This case is shown in fi g. 1.
När en benram förbinds med ett delaggregat, föreligger möjlighet till funktionsfel förknip- pade med en andra omsmältning eller en härdningscykel för ett lim, förorsakat av temperaturbe- lastningen på de på delaggregatet monterade komponentema.When a leg frame is connected to a subassembly, there is a possibility of malfunction associated with a second remelting or a curing cycle for an adhesive, caused by the temperature load on the components mounted on the subassembly.
När en temperaturkänslig komponent binds till ett substrat eller en tryckt kretsplatta, kan gemensamma reflow-behandlingar eller cykler för att härda lim orsaka funktionsfel hos kompo- nenterna.When a temperature-sensitive component is bonded to a substrate or printed circuit board, joint re-wow treatments or cycles to cure adhesives can cause the components to malfunction.
De vanliga lösningama på dessa problem innefattar följande: - att använda vanligt förekommande lod och acceptera omsmältningen av lodet under reflow-för- farandet. - att använda ett lod för högre temperatur för att undvika omsmältning av lodet under reflow-för- farandet. - att använda ett hårdlöddringsmaterial. - att använda ett lim baserat på en elektriskt ledande polymer.The usual solutions to these problems include the following: - to use common solder and accept the remelting of the solder during the re-ow procedure. - to use a higher temperature solder to avoid remelting of the solder during the re-ow procedure. - to use a hard foam material. - to use an adhesive based on an electrically conductive polymer.
Med lod menas här en legering med smältpunkt under 450°C, som är avsedd för att förbin- da två delar vid en temperatur under smältpunkten för dessa delar. Ett hårdlod är en legering med smältpunkt högre än 450°C, som är avsett för samma användning.By solder is meant here an alloy with a melting point below 450 ° C, which is intended to join two parts at a temperature below the melting point of these parts. A braze is an alloy with a melting point higher than 450 ° C, which is intended for the same use.
Nackdelama med de ovan nämnda lösningama innefattar: - Vanligt förekommande lod omsmälts under ett andra reflow-förfarande och temperaturkänsliga komponenter kan skadas under reflow-förfarandet.The disadvantages of the above-mentioned solutions include: - Common solder remelted during a second re-ow process and temperature-sensitive components can be damaged during the re-ow process.
- Kända lod inom det önskade temperaturområdet har egenskaper, som gör dem mindre lämpliga, såsom skörhet, hög kostnad eller att de kan innehålla skadliga ämnen. Många komponenter kan också inte tåla den förhöjda temperatur, som krävs vid användning av högtemperaturlod.Known weights within the desired temperature range have properties that make them less suitable, such as fragility, high cost or that they may contain harmful substances. Many components also cannot withstand the elevated temperature required when using a high temperature solder.
- Komponenterna kan inte tåla den höga temperatur, som krävs för reflow-törfarandet för hård- lödningsmaterial. 10 15 20 25 30 521 528 2 - För effekttillämpningar, för vilka ett krav på hög verkningsgrad gäller, innefattar de elektriska egenskaperna hos kända ledande limmaterial otillräcklig elektrisk ledningsförmäga.- The components cannot withstand the high temperature required for the re-soldering process for brazing materials. 10 15 20 25 30 521 528 2 - For power applications for which a high efficiency requirement applies, the electrical properties of known conductive adhesive materials include insufficient electrical conductivity.
I stället för de ovan nämnda förfarandena kan svetsning användas. Nackdelar med svets- ningsförfaranden innefattar emellertid de förhöjda temperaturema och den stora energi, som krävs för att utföra svetsningar.Instead of the above-mentioned methods, welding can be used. Disadvantages of welding processes, however, include the elevated temperatures and the large energy required to perform welds.
REDOGÖRELSE FÖR UPPF INN INGEN Det är ett ändamål med uppfinningen att anvisa ett förfarande för att förbinda ledningsben såsom i en benram eller hos en komponent med ledande ytor hos ett substrat, som endast erford- rar lokal uppvärmning med måttlig energi. _ Det är ytterligare ett ändamål med uppfinningen att anvisa ett förfarande för att förbinda ledningsben i en benram med ledande ytor hos ett substrat, så att det monterade aggregatet bestå- ende av benram och substrat kan tåla förhöjda temperaturer, t ex temperaturer, som används vid högtemperaturlödning.DESCRIPTION OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a method of connecting conductor legs as in a leg frame or in a component with conductive surfaces of a substrate which requires only local heating with moderate energy. It is a further object of the invention to provide a method of connecting conductor legs in a bone frame to conductive surfaces of a substrate, so that the assembled assembly consisting of bone frame and substrate can withstand elevated temperatures, e.g. temperatures used at high temperature soldering.
Allmänt görs i ett förfarande för att förbinda en benram med ledande ytor hos ett substrat, i t ex ett delaggregat, hål i ledningsben hos benramen och sedan svetsas ledningsbenen vid de le- dande ytorna. Hålen minskar den för svetsningen erforderliga energin. Hålen kan företrädesvis täcka ca 50% hos den yta, vilken uppvärms vid svetsningsförloppet.Generally, in a method of connecting a bone frame to conductive surfaces of a substrate, such as a subassembly, holes are made in the conductor legs of the bone frame and then the conductor legs are welded to the conductive surfaces. The holes reduce the energy required for welding. The holes can preferably cover about 50% of the surface which is heated during the welding process.
Att använda hål ledningsbenen möjliggör framställning av blyfria, praktiskt taget vänne- okänsliga, mekaniska och elektriska förbindelser och att förbinda vännekänsliga komponenter med ett substrat eller en tryckt kretsplatta. Det är möjligt att tillverka ytrnonterade delsystem med blyfria förbindningar och att undvika en allmän uppvärmning, såsom när lödning eller härdning av elektriskt ledande lim används. Förfarandet medger montering av tjocka ledningsben med an- vändning av låg energitillförsel vid svetsningen. Vidare möjliggör det, att ledningsben/kompo- nenter monteras på en temperaturkänslig anordning och att temperaturkänsliga komponenter kan monteras.The use of hollow conductor legs enables the production of lead-free, virtually friend-insensitive, mechanical and electrical connections and the connection of friend-sensitive components to a substrate or a printed circuit board. It is possible to manufacture surface-mounted subsystems with lead-free connections and to avoid general heating, such as when soldering or curing of electrically conductive adhesives is used. The method allows the installation of thick conductor legs with the use of low energy supply during welding. Furthermore, it makes it possible for conductor legs / components to be mounted on a temperature-sensitive device and for temperature-sensitive components to be mounted.
KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas i form av ej begränsande utföringsformer med hänvisning till de bifogade ritningama, i vilka: - fig. 1 är en tvärsektion av en benram förbunden med ett substrat, och - fig. 2 är en delvy uppifrån av ett ledningsben förbundet med en ledande kontaktyta.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in the form of non-limiting embodiments with reference to the accompanying drawings, in which: - fi g. 1 is a cross section of a bone frame connected to a substrate, and - fi g. 2 is a partial top view of a conductor leg connected to a conductive contact surface.
DETALJERAD BESKRIVNING I den schematiska tvärsektionsvyn i fig. 1 visas ett delaggregat innefattande ett t ex kera- miskt substrat 1 förbundet med en benram 3 vid förbindningsställen 5. Vid dessa ställen fås för- bindningsledningsben eller ledningstrådar 7 hos benramen att elektriskt förbindas med ledande 10 15 20 25 521 528 3 ytor 9 hos substratet, se delvyn uppifrån i fig. 2. Ledningsbenen 7 har en tjocklek, som är avse- värt större än de tunna ledande kontaktytoma 9. Vid förbindningsställena är ledningsbenen svet- sade vid de ledande ytorna med hjälp av t ex en laserljusstråle, plasmasvetsning, en mikrolåga, såsom antyds vid 10.DETAILED DESCRIPTION In the schematic cross-sectional view in fi g. 1 shows a subassembly comprising a eg ceramic substrate 1 connected to a leg frame 3 at connecting points 5. At these points connecting cable legs or wires 7 of the leg frame are made to be electrically connected to conductive surfaces 9 of the substrate. , see the partial view from above in fi g. 2. The conductor legs 7 have a thickness which is considerably greater than the thin conductive contact surfaces 9. At the connection points, the conductor legs are welded to the conductive surfaces by means of, for example, a laser light beam, plasma welding, a microwave, as indicated at 10.
Vid uppvärrnningen under ett svetsningsförfarande uppvänns de ledande ytorna sålunda lättare än ledningsbenen beroende på skillnaden vad gäller värmekapacitet, som härrör från de olika tjocklekama. För att minska värmekapaciteten hos ledningsbenen är dessa emellertid för- sedda med minst ett och företrädesvis två hål ll, som täcker t ex ca 50% av den yta, vilken upp- värms vid svetsningen. Dessa hål kan ha godtycklig fonn, tex vara cirkulära såsom visas i figu- ren. Vid uppvärmningen erhålls då en smältning av materialet hos sidoväggama i hålen 11 eller i kantområdena hos ledningsbenen invid hålen, så att det smälta materialet flyter nedåt för att för- bindas med materialet hos den underliggande ledande kontaktytan 9. Samtidigt uppvärms benra- men i områden omkring hålen och ävenså substratet, d.v.s. de ledande kontaktytoma hos detta, varvid den senare omnämnda uppvärmningen sker genom hålen ll.Thus, during heating during a welding process, the conductive surfaces are more easily wound up than the conductor legs due to the difference in heat capacity arising from the different thicknesses. In order to reduce the heat capacity of the conductor legs, however, these are provided with at least one and preferably two holes 11, which cover, for example, about 50% of the surface which is heated during welding. These holes can have any shape, for example be circular as shown in the fi-shape. When heated, a melt is then obtained from the material of the side walls of the holes 11 or in the edge areas of the conductor legs next to the holes, so that the molten material fl faces downwards to be connected to the material of the underlying conductive contact surface 9. the holes and also the substrate, ie the conductive contact surfaces thereof, the latter heating taking place through the holes 11.
När uppvännningen utförs med användning av en krafifiill laserljusstråle, bildas snabbt ett laserljusabsorberande plasma beroende på hålen ll, som ju bildar hålrum, när benramen är pla- cerad över substratet. Plasmat förstärker kraftigt kopplingen mellan energin hos laserljuset och de material, som skall hopsvetsas med varandra.When the winding is performed using a low beam of laser light, a laser light absorbing plasma is quickly formed depending on the holes 11, which of course form cavities, when the bone frame is placed over the substrate. The plasma greatly enhances the connection between the energy of the laser light and the materials to be welded together.
I det typiska fallet kan hålen ll ha en diameter i området av ca 0,1 ~ 0,8 mm och är utförda i benramsmaterialet, som kan ha en tjocklek inom området 0,1 - l mm. Den inkommande upp- värrnningsenergin, som anges av pilen l0, har en riktning, som är ungefärligen vinkelrät mot den stora ytan hos de komponenter, som skall fastsvetsas vid varandra.In the typical case, the holes 11 may have a diameter in the range of about 0.1 ~ 0.8 mm and are made in the bone frame material, which may have a thickness in the range 0.1 - 1 mm. The incoming heating energy indicated by the arrow 10 has a direction which is approximately perpendicular to the large surface of the components to be welded together.
Vid svetsningsförfarandet fasthålls benramen och orienteras av en fixtur, ej visad, i förhål- lande till substratet och de ledande kontaktytorna för att få dem att inta sitt önskade läge.In the welding process, the bone frame is held and oriented by a structure, not shown, in relation to the substrate and the conductive contact surfaces to cause them to assume their desired position.
Claims (3)
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0102668A SE521528C3 (en) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | Welded leg frame |
TW090121349A TW531462B (en) | 2001-08-07 | 2001-08-29 | Laser welded leadframe with hole |
CNB028153472A CN1270376C (en) | 2001-08-07 | 2002-08-07 | Welded leadframe |
PCT/SE2002/001434 WO2003015485A1 (en) | 2001-08-07 | 2002-08-07 | Welded leadframe |
EP02756051A EP1415519A1 (en) | 2001-08-07 | 2002-08-07 | Welded leadframe |
JP2003520257A JP2004538656A (en) | 2001-08-07 | 2002-08-07 | Welded lead frame |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0102668A SE521528C3 (en) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | Welded leg frame |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0102668D0 SE0102668D0 (en) | 2001-08-07 |
SE0102668L SE0102668L (en) | 2003-02-08 |
SE521528C2 true SE521528C2 (en) | 2003-11-11 |
SE521528C3 SE521528C3 (en) | 2003-12-10 |
Family
ID=20284987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0102668A SE521528C3 (en) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | Welded leg frame |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1415519A1 (en) |
JP (1) | JP2004538656A (en) |
CN (1) | CN1270376C (en) |
SE (1) | SE521528C3 (en) |
TW (1) | TW531462B (en) |
WO (1) | WO2003015485A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4842118B2 (en) * | 2006-01-24 | 2011-12-21 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
CN102054658B (en) * | 2009-10-30 | 2013-03-27 | 日月光封装测试(上海)有限公司 | Heating fixture of packaging lineup process and method thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4889275A (en) * | 1988-11-02 | 1989-12-26 | Motorola, Inc. | Method for effecting solder interconnects |
US4972989A (en) * | 1989-10-30 | 1990-11-27 | Motorola, Inc. | Through the lead soldering |
DE19840306A1 (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-09 | Bosch Gmbh Robert | Locating strip for positioning conductors with respect to the contact pins of an electronics housing, has fixed conductors aligning with contact pins protruding from through bores |
-
2001
- 2001-08-07 SE SE0102668A patent/SE521528C3/en not_active IP Right Cessation
- 2001-08-29 TW TW090121349A patent/TW531462B/en not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-08-07 EP EP02756051A patent/EP1415519A1/en not_active Withdrawn
- 2002-08-07 WO PCT/SE2002/001434 patent/WO2003015485A1/en active Application Filing
- 2002-08-07 JP JP2003520257A patent/JP2004538656A/en active Pending
- 2002-08-07 CN CNB028153472A patent/CN1270376C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW531462B (en) | 2003-05-11 |
EP1415519A1 (en) | 2004-05-06 |
SE0102668D0 (en) | 2001-08-07 |
CN1539256A (en) | 2004-10-20 |
SE521528C3 (en) | 2003-12-10 |
SE0102668L (en) | 2003-02-08 |
WO2003015485A1 (en) | 2003-02-20 |
JP2004538656A (en) | 2004-12-24 |
CN1270376C (en) | 2006-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5896412B2 (en) | Fuse element for protection element and circuit protection element using the same | |
EP2541594A1 (en) | Semiconductor module manufacturing method, semiconductor module, and manufacturing device | |
JP5582040B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device, and igniter device | |
US8059424B2 (en) | Electronic board incorporating a heating resistor | |
KR20150133194A (en) | Method for manufacturing bonded body and method for manufacturing power-module substrate | |
US20060065431A1 (en) | Self-reflowing printed circuit board and application methods | |
CN101615649A (en) | Optical semiconductor device | |
JP2014519713A (en) | Method of electrically connecting a plurality of solar cells and photovoltaic module | |
US11772179B2 (en) | Method for producing a high-temperature resistant lead free solder joint, and high-temperature-resistant lead-free solder joint | |
US10340682B2 (en) | Electronic device and method of manufacturing the same | |
JP5456843B2 (en) | Power supply | |
JP2007243118A (en) | Semiconductor device | |
JP5066197B2 (en) | Semiconductor module | |
SE521528C2 (en) | Welded leg frame | |
JP2002280721A (en) | Soldering method, soldering device, method of manufacturing electronic circuit module, and its manufacturing device | |
JP2003133673A (en) | Ceramic circuit board | |
CN111937143A (en) | Semiconductor component and method for producing a semiconductor component | |
US6228197B1 (en) | Assembly method allowing easy re-attachment of large area electronic components to a substrate | |
JP2009026927A (en) | Component-mounting structure for wiring substrate | |
CN116157226A (en) | Method and device for joining two component layers in a temperature-critical manner | |
JP6040581B2 (en) | Fuse and manufacturing method thereof | |
JP2000183513A (en) | Device for releasing connection of circuit board with electronic component and its method | |
JP2009277840A (en) | Solder joint and method of manufacturing the same | |
JP2005064379A (en) | Wiring board and its manufacturing method | |
Gourley et al. | NanoBond® Assembly–A Rapid, Room Temperature Soldering Process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |