WO2005008766A1 - Verfahren zum erzeugen von lotkontakten auf bauelementen und bauelement bzw. lotdepot-trägerplatte mit eignung zur anwendung in diesem verfahren - Google Patents

Verfahren zum erzeugen von lotkontakten auf bauelementen und bauelement bzw. lotdepot-trägerplatte mit eignung zur anwendung in diesem verfahren Download PDF

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Bernd Müller
Ulrich Wittreich
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing solder contacts on contact surfaces of a component, in which solder material in the form of solder deposits is applied to a solder deposit carrier plate in accordance with the distribution of the solder contacts generated for this purpose, the component is placed on the solder deposits with the contact surfaces Solder deposits are remelted in such a way that the solder contacts form as a fixed connection between the contact surfaces and the remelted solder material and the solder contacts are separated from the solder deposit carrier plate together with the component.
  • a carrier plate is used for producing solder deposits by bringing it together with a mask which has cutouts in the area of the solder deposits to be formed. These recesses can be filled with the solder material, for example by means of a squeegee, as a result of which the solder deposits are formed.
  • a component with contact surfaces to be soldered is then placed on the mask filled with solder material in such a way that the contact surfaces come into contact with the solder deposits formed in the solder mask.
  • the solder deposits are remelted into solder contacts on the contact surfaces of the component, which creates a firm connection between the solder contacts formed and the contact surfaces.
  • solder contacts have a smaller volume than the solder deposits formed in the mask openings, so that the solder contacts, supported by the poor wettability of the carrier plate and the mask openings with the remelted solder material, result from the detachment thereof. In a subsequent process step, the component together with the solder contacts formed can therefore be lifted off the carrier plate provided with the mask.
  • the object of the invention is to provide a method for producing solder contacts on contact surfaces of a component, in which the solder contacts can be produced with comparatively small manufacturing tolerances.
  • This object is achieved in that when remelting a spacer with a lower height than the height of the solder deposits is used, which limits a reduction in the distance between the component and the solder deposit carrier plate.
  • the use of spacers, which have a lower height than the height of the solder deposits presupposes that a mask which may be used to generate the solder deposits and which determines the height of the solder deposits by the mask thickness is removed before the solder deposits are remelted into solder contacts , so that the spacers can develop their effect.
  • the component can then sink in the direction of the solder deposit carrier plate as soon as the volume of the solder deposits decreases due to the heat supply and the melted solder contacts are formed in this way.
  • the spacers advantageously ensure that this lowering movement is limited, since in the highest case the component can lower until it is attached to the spacers. It is particularly advantageous to choose the height of the spacers such that they correspond exactly to the height of the solder deposits to be formed. speaks, so that the desired height of the solder contacts is generated by a defined lowering of the component on the spacers.
  • the spacer advantageously also prevents, for example, tilting of the component, that is to say an inclined lowering, if, for example, contact surfaces with surface portions raised on the side of the component are provided.
  • the solder material has a tendency to flow towards the lateral surface portions of the solder contacts, as a result of which the proportion of solder material located between the edge of the component and the solder depot carrier plate is reduced, which tends to tilt the component without the use of the spacer would favor.
  • the tendency of solder material to flow off can also occur in so-called castellations, ie. H. Through-contacts in the component take place with surface portions of the contact area drawn up inside the via. Limiting a distance reduction between the component and the solder depot carrier plate is therefore particularly advantageous even in the case of such contact areas.
  • the spacer is provided on the solder deposit carrier plate.
  • This configuration has the advantage that the spacer, which was once applied to the solder depot carrier plate, can be used for a large number of components which are successively provided with solder contacts.
  • the geometry of the spacer is adapted to the special requirements of a specific component. This is because the spacer must not interfere with the formation of solder contacts, ie it must be outside the area before the solder deposits or those that subsequently develop
  • Solder contacts must be provided.
  • the spacer is provided on the component.
  • This configuration has the advantage that the spacer can also be used effectively in the soldering process for fastening the component on a suitable carrier component such as a printed circuit board.
  • the spacer can advantageously be produced inexpensively, for example, by appropriately designing the housing of the component. The same standard solder deposit carrier plate can then always be used to generate the solder contacts on the corresponding components.
  • the spacer is formed from several individual elements, each with the same height.
  • the individual elements can advantageously be provided in a particularly space-saving manner between the component and the solder depot carrier plate, so that a comparatively large space is available for forming the solder contacts.
  • the distance between the component and the solder depot carrier plate can be precisely defined with just three individual elements.
  • the individual elements can, for example, have a cube-shaped or columnar shape.
  • the spacer is made by coating. In principle, all known coating processes are suitable for this.
  • the spacer can be formed, for example, by means of vacuum coating technology such as sputtering or also by printing and curing an adhesive layer. Typical layer heights and thus defined Distances between the component and the solder depot carrier plate are 50 ⁇ m.
  • a further embodiment of the invention provides that the component is pressed onto the solder deposit carrier plate with a hold-down force during the remelting of the solder deposits.
  • the hold-down force can advantageously ensure that the component is reliably lowered onto the spacers during the remelting of the solder deposits. This is particularly advantageous if there are large contact areas on the component, such as those used for heat dissipation. Because of its surface tension in the molten state, the solder material tends to contract spherically, so that the resulting increase in the height of the solder deposit or the solder contact would lead to a removal of the component from the solder deposit carrier plate.
  • the hold-down force is generated by a mass carried by the component.
  • This mass can be formed, for example, by a second plate which is placed on the component. If several components with different heights are soldered to the solder depot carrier plate at the same time, the mass can advantageously also be designed as a flexible mat which is placed over the entirety of the components. A mass is advantageously particularly easy to use, at the weight of which the hold-down force is generated. Alternatively, the hold-down force can also be exerted, for example, by a handling device for the components.
  • the invention also relates to a solder deposit carrier plate for solder deposits, which are intended to be used for remelting to solder contacts on contact surfaces of a component to be placed on the solder deposits.
  • a solder deposit carrier plate is also described in the aforementioned DE 196 53 499 AI.
  • Another object of the invention is to provide a solder deposit carrier plate with which solder deposits can be remelted on contact surfaces of a component, the solder contacts formed in this way having a comparatively high dimensional accuracy.
  • the invention relates to a component with a flat connection side for mounting on a carrier component with the connection side facing the carrier component and with contacts provided at least partially on the connection side. tact surfaces for solder contacts for connection to the carrier component.
  • a component can also be found in DE 196 53 499 AI mentioned at the beginning.
  • Another object of the invention is to provide a component with contact surfaces for solder contacts on its connection side, on which comparatively precise solder contacts can be produced by remelting solder deposits from a solder deposit carrier plate to the contact surfaces of the component.
  • a spacer is attached to the component outside the contact surfaces and defines a minimum distance between the connection side and any flat surface, the minimum distance corresponding to the height of the solder contacts to be formed on the connection side.
  • Figure 2 shows an embodiment of the component according to the invention as a partially cut side view.
  • a solder depot carrier plate 11 according to FIG. B. ceramic or glass is coated by means of sputtering with a spacer 12a which has a height with respect to a surface 13 which corresponds to the height of solder contacts to be produced on a component (not shown).
  • the spacer 12a consists of a plurality of columnar spacer elements, two of which can be seen in the figure la.
  • solder deposits 14 are printed on the solder deposit support plate 11 using mask technology, the mask used for this purpose, which corresponds exactly in thickness to the height of the solder deposits 14 formed, has already been removed again, so that it is shown in FIG is not shown.
  • the method step according to FIG. 1c consists in placing a component 15 which has 16 contact surfaces 17 on a connection side.
  • a component 15 which has 16 contact surfaces 17 on a connection side.
  • entes 15 are brought up.
  • the component 15 comes with the
  • the solder deposits 14 are melted into solder contacts 19 of the component 15 on the contact surfaces 17.
  • heat is supplied to the solder deposits 14, for example in a reflow soldering oven or by direct heating of the solder deposit carrier plate 11.
  • a weight F is exerted on the component 15 by means of a mass 20, so that the component 15 lowers by melting the solder deposits 14 with the connection side 16 onto the spacer 12a, at the same time reducing the volume of the material.
  • the mass 20 can be guided along the dash-dotted lines 21 in order to prevent the mass 20 from slipping.
  • the component 15 with the solder contacts 19 is detached from the solder depot carrier plate 11, which is no longer shown in this figure. Due to the low wettability of the solder depot carrier plate with solder material, this detachment is possible without greater detaching forces.
  • the detachment process can be supported, for example, by ultrasonic waves.
  • FIG. 2 shows a component 15 which can be soldered, for example, using the method according to FIG. 1.
  • the spacer 12b is, however, on the connection side 16 of the component 15 and has a cuboid shape.
  • a dash-dotted line indicates a reference Line 22, which on the one hand indicates the height of the individual elements of the spacer 12b and on the other hand the height of the different solder contacts 19, the height of the individual elements listed being constant.
  • the contact surface 17a forms a normal contact, as is provided on the connection side 16 of a component.
  • the associated solder contact 19 forms a so-called contact bump.
  • the contact surfaces 17b have, in addition to the surface portions on the connection side 16 of the component 15, also 18 surface portions on the side surfaces, i. H. the contact surfaces are drawn up from the edge of the connection side 16 on the side surfaces 18.
  • the associated solder contacts 19 which form are therefore characterized by a certain lateral flow of the solder material.
  • a similar shape of the soldering clock 19 results at a connection surface 17c, which forms a so-called Castellation in a through-connection 23 shown partially in section.
  • Another contact surface 17d is used for heat dissipation from the component 15 and is provided with a comparatively large-area solder contact 19 in order to ensure reliable dissipation of the heat into a carrier component, not shown, such as a printed circuit board.

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Abstract

Es wird ein Verfahren angegeben, mit dem sich auf einer Trägerplatte (11) befindliche Lotdepots zu fest mit einem Bauelement (15) verbundenen Lotkontakten (19) umschmelzen lassen. Zu diesem Zweck wird das Bauelement (15) mit Kontaktflächen (17) auf die Lotdepots der Trägerplatte (11) aufgesetzt und die Lotdepots aufgeschmolzen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, Abstandhalter (12a) zwischen dem Bauelement (15) und der Trägerplatte (11) vorzusehen, die ein Absinken des Bauelementes (15) zur Trägerplatte (11) hin begrenzen, wodurch vorteilhaft die gebildeten Lotkontakte eine definierte Höhe erhalten. Das Absinken des Bauelementes (15) kann durch ein Gewicht (20) unterstützt werden. Weiterhin sind eine Trägerplatte mit darauf befestigten Abstandshaltern (12a) bzw. ein Bauelement mit daran befestigten Abstandhaltern unter Schutz gestellt.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Erzeugen von Lotkontakten auf Bauelementen und Bauelement bzw. Lotdepot-Trägerplatte mit Eignung zur Anwen- d ng in diesem Verfahren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen von Lotkontakten auf Kontaktflächen eines Bauelementes, bei dem Lotmaterial in Form von Lotdepots entsprechend der Verteilung der dazu erzeugenden Lotkontakte auf eine Lotdepot-Trägerplatte aufgebracht wird, das Bauelement mit den Kontaktflächen auf den Lotdepots platziert wird, die Lotdepots derart umgeschmolzen werden, dass sich die Lotkontakte als feste Verbindung zwischen den Kontaktflächen und dem umgeschmolze- nen Lotmaterial bilden und die Lotkontakte zusammen mit dem Bauelement von der Lotdepot-Trägerplatte getrennt werden.
Das eingangs beschriebene Verfahren ist beispielsweise aus der DE 196 53 499 AI bekannt. Bei dem Verfahren gemäß diesem Dokument wird eine Trägerplatte zur Erzeugung von Lotdepots verwendet, indem diese mit einer Maske zusammengebracht wird, welche im Bereich der zu bildenden Lotdepots Aussparungen aufweist. Diese Aussparungen können beispielsweise mittels eines Rakels mit dem Lotmaterial ausgefüllt werden, wodurch die Lotdepots gebildet werden. Anschließend wird ein Bauteil mit zu belotenden Kontaktflächen derart auf die mit Lotmaterial gefüllte Maske aufgesetzt, dass die Kontaktflächen mit den in der Lotmaske gebildeten Lotdepots zur Anlage kommen. In einem nachfolgenden Wärmebehandlungsschritt werden die Lotdepots zu Lotkontakten an den Kontaktflächen des Bauelementes umgeschmolzen, wodurch eine feste Verbindung zwischen den gebildeten Lotkontakten und den Kontaktflächen entsteht. Die Lotkontakte weisen dabei ein geringeres Volumen auf als die in den Maskenöffnungen gebildeten Lotdepots, so dass sich die Lotkontakte unterstützt von einer geringen Benetzbarkeit der Trägerplatte und der Maskenöffnungen mit dem umgeschmolzenen Lotmaterial durch eine Ablösung desselben ergeben. In einem anschließenden Prozessschritt kann daher das Bauelement mit samt den gebildeten Lotkontakten von der mit der Maske versehenen Trägerplatte abgehoben werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Erzeugen von Lotkontakten auf Kontaktflächen eines Bauelementes anzugeben, bei dem die Lotkontakte mit vergleichsweise geringen Fertigungstoleranzen hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass beim Umschmelzen ein Abstandhalter mit einer geringeren Höhe als der Höhe der Lotdepots zum Einsatz kommt, der eine Reduktion des Abstandes zwischen dem Bauelement und der Lotdepot- Trägerplatte begrenzt. Eine Verwendung von Abstandhaltern, die eine geringere Höhe als die Höhe der Lotdepots aufweisen, setzt voraus, dass eine eventuell zur Erzeugung der Lotdepots zur Anwendung kommende Maske, die die Höhe der Lotdepots durch die Maskendicke bestimmt, vor dem Umschmelzen der Lotdepots in Lotkontakte entfernt wird, damit die Abstandhalter ihre Wirkung entfalten können. Während des Umschmelzprozesses kann das Bauelement dann in Richtung der Lotdepot-Trägerplatte absinken, sobald sich das Volumen der Lotdepots aufgrund der Wärmezufuhr verringert und sich auf diese Weise die aufgeschmolzenen Lotkontakte bilden. Die Abstandhalter gewährleisten dabei vorteilhaft eine Begrenzung dieser Absenkbewe- gung, da sich das Bauelement im höchsten Falle bis zur Anlagerung an die Abstandhalter absenken kann. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Wahl der Höhe der Abstandhalter derart, dass diese genau der Höhe der zu bildenden Lotdepots ent- spricht, so dass durch ein definiertes Absenken des Bauelementes auf die Abstandhalter die gewünschte Höhe der Lotkontakte erzeugt wird.
Der Abstandhalter verhindert vorteilhaft weiterhin beispielsweise ein Kippen des Bauelementes, also ein schräges Absenken, wenn beispielsweise am Rand des Bauelementes Kontaktflächen mit an der Seite des Bauelementes hochgezogenen Flächenanteilen vorgesehen sind. Bei derartigen Kontaktflächen hat das Lotmaterial nämlich eine Neigung, zu den seitlichen Flächenanteilen der Lotkontakte hin abzufließen, wodurch der Anteil an zwischen dem Rand des Bauelementes und der Lotdepot- Trägerplatte befindlichen Lotmaterial verringert wird, was eine Neigung zum Kippen des Bauelementes ohne die Verwendung des Abstandhalters begünstigen würde. Die Neigung eines Ab- fließens von Lotmaterial kann auch bei so genannten Castella- tions, d. h. Durchkontaktierungen im Bauelement mit im Inneren der Durchkontaktierung hoch gezogenen Flächenanteilen der Kontaktfläche erfolgen. Auch bei derartigen Kontaktflächen ist die Begrenzung einer Abstandsreduktion zwischen dem Bauelement und der Lotdepot-Trägerplatte daher besonders vorteilhaft .
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist vorge- sehen, dass der Abstandhalter auf der Lotdepot-Trägerplatte vorgesehen wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Abstandhalter, der einmal auf die Lotdepot-Trägerplatte aufgebracht wurde, für eine Vielzahl von Bauelementen verwendet werden kann, welche nacheinander mit Lotkontakten verse- hen werden. Dabei wird die Geometrie des Abstandhalters an die speziellen Anforderungen eines bestimmten Bauelementes angepasst. Der Abstandhalter darf nämlich die Ausbildung von Lotkontakten nicht stören, d. h. dass er außerhalb der Berei- ehe der Lotdepots bzw. der sich anschließend ausbildenden
Lotkontakte vorgesehen werden muss.
Eine andere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ab- standhalter auf dem Bauelement vorgesehen wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der Abstandhalter auch bei dem Lötvorgang zur Befestigung des Bauelementes auf einem geeigneten Trägerbauteil wie einer Leiterplatte wirksam zum Einsatz kommen kann. Außerdem kann der Abstandhalter vorteilhaft kostengünstig beispielsweise durch eine entsprechende Gestaltung des Gehäuses des Bauelementes hergestellt werden. Zur Erzeugung der Lotkontakte auf den entsprechenden Bauelementen kann dann immer dieselbe Standard-Lotdepot-Trägerplatte verwendet werden.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird der Abstandhalter aus mehreren Einzelelementen mit jeweils gleicher Höhe gebildet. Die Einzelelemente können vorteilhaft besonders platzsparend zwischen dem Bauelement und der Lotdepot- Trägerplatte vorgesehen werden, so dass ein vergleichsweise großer Raum zur Bildung der Lotkontakte zur Verfügung steht. Bereits mit drei Einzelelementen lässt sich dabei der Abstand zwischen dem Bauelement und der Lotdepot-Trägerplatte genau festlegen. Die Einzelelemente können beispielsweise eine wür- felförmige oder auch säulenförmige Gestalt aufweisen.
Es ist günstig, wenn der Abstandhalter durch Beschichten hergestellt wird. Hierzu eignen sich grundsätzlich alle bekannten Beschichtungsverfahren. Der Abstandhalter kann beispiels- weise mittels Vakuumbeschichtungstechnologie wie Sputtern o- der auch durch Drucken und Aushärten einer Klebstoffschicht gebildet werden. Typische Schichthöhen und damit definierte Abstände zwischen dem Bauelement und der Lotdepot- Trägerplatte liegen bei 50μm.
Eine weiterführende Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Bauelement während des Umschmelzens der Lotdepots mit einer Niederhaltekraft auf die Lotdepot-Trägerplatte gedrückt wird. Durch die Niederhaltekraft kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass das Bauelement während des Umschmelzens der Lotdepots zuverlässig auf die Abstandhalter abgesenkt wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich auf dem Bauelement großflächige Kontakt lächen befinden, wie sie beispielsweise für Wärmeabführungen Verwendung finden. Aufgrund seiner Oberflächenspannung im geschmolzenen Zustand neigt das Lotmaterial nämlich dazu, sich kugelförmig zusammenzuziehen, so dass die dadurch resultierende Höhenzunahme des Lotdepots bzw. des Lotkontaktes zu einer Entfernung des Bauelementes von der Lotdepot-Trägerplatte führen würde. Dadurch könnte eine zuverlässige Ausführung der Lotkontakte an Kontaktflächen mit geringerem Flächeninhalt nicht mehr ge- währleistet werden, wodurch bei der Belotung der Bauelemente ein hoher Ausschuss entstehen würde. Durch Beaufschlagung des Bauelementes mit einer Niederhaltekraft kann dieser Ausschuss jedoch vermieden werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Niederhaltekraft durch eine durch das Bauelement getragene Masse erzeugt wird. Diese Masse kann beispielsweise durch eine zweite Platte gebildet sein, die auf das Bauelement gelegt wird. Sollten auf der Lotdepot-Trägerplatte mehrere Bauelemente gleichzeitig belo- tet werden, die eine unterschiedliche Höhe aufweisen, lässt sich vorteilhaft die Masse auch als eine flexible Matte ausbilden, die über die Gesamtheit der Bauelemente gelegt wird. Eine Masse ist vorteilhaft besonders einfach verwendbar, wo- bei deren Gewichtskraft die Niederhaltekraft erzeugt. Alternativ kann die Niederhaltekraft beispielsweise auch durch eine Handhabungseinrichtung für die Bauelemente ausgeübt werden.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auch auf eine Lotdepot- Trägerplatte für Lotdepots, welche der Umschmelzung zu Lotkontakten auf Kontaktflächen eines auf die Lotdepots aufzusetzenden Bauelementes dienen sollen. Eine derartige Lotde- pot-Trägerplatte ist ebenfalls in der eingangs erwähnten DE 196 53 499 AI beschrieben.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lotdepot-Trägerplatte anzugeben, mit der Lotdepots auf Kontaktflä- chen eines Bauelementes umgeschmolzen werden können, wobei die so gebildeten Lotkontakte eine vergleichsweise hohe Maßgenauigkeit aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf der Lotdepot-Trägerplatte im für das Aufsetzen des Bauelementes vorgesehenen Bereich aber außerhalb der für die Lotdepots vorgesehenen Bereiche ein Abstandhalter mit einer geringeren Höhe als der Höhe der Lotdepots vorgesehen ist. Mit der erfindungsgemäßen Lotdepot-Trägerplatte lassen sich die im Zu- sammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits erläuterten Vorteile erreichen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Lotdepot-Trägerplatte lassen sich ebenfalls den bereits erläuterten Verfahrensansprüchen entnehmen.
Zuletzt bezieht sich die Erfindung auf ein Bauelement mit einer flachen Anschlussseite zur Montage auf einem Trägerbauteil mit dem Trägerbauteil zugewandter Anschlussseite und mit zumindest teilweise auf der Anschlussseite vorgesehenen Kon- taktflächen für Lotkontakte zur Verbindung mit dem Trägerbauteil. Ein derartiges Bauelement lässt sich ebenfalls der eingangs genannten DE 196 53 499 AI entnehmen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bauelement mit Kontaktflächen für Lotkontakte auf dessen Anschluss- seite anzugeben, an dem mittels Umschmelzen von Lotdepots von einer Lotdepot-Trägerplatte auf die Kontaktflächen des Bauelementes vergleichsweise maßgenaue Lotkontakte hergestellt werden können.
Diese weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an dem Bauelement außerhalb der Kontaktflächen ein Abstandhalter angebracht ist, der einen Mindestabstand zwischen der Anschlussseite und einer beliebigen, flachen Unterlage definiert, wobei der Mindestabstand der Höhe der auf der An- schlussseite zu bildenden Lotkontakte entspricht. Durch die Gestaltung der Abstandhalter in einer derartigen Höhe, dass die zu bildenden Lotkontakte in ihrer Höhe dem Abstandhalter entsprechen, wird erreicht, dass das Bauelement bei einer Herstellung der Lotkontakte durch Umschmelzen von Lotdepots mit einem größeren Volumen, insbesondere einer größeren Höhe, als die Lotkontakte zuverlässig auf eine die Lotdepots tragende Unterlage wie z. B. eine Lotdepot-Trägerplatte gedrückt werden kann. Dabei wird die einheitliche Höhe der Lotkontakte dadurch sichergestellt, dass durch die Abstandhalter ein Absinken des Bauelementes auf die Unterlage begrenzt wird. Hierdurch lassen sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile erreichen. Weitere Ausgestaltungen des Bauelementes lassen sich den oben angeführten Verfahrensansprüchen entnehmen. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Hierbei zeigen
Figur la bis e die verschiedenen Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bauelementes als teilweise aufgeschnittene Seitenansicht .
Eine Lotdepot-Trägerplatte 11 gemäß Figur la aus einem durch Lotmaterial nicht oder schlecht benetzbaren Material wie z. B. Keramik oder Glas wird mittels Sputtern mit einem Abstandhalter 12a beschichtet, der bezüglich einer Oberfläche 13 eine Höhe aufweist, die der Höhe von an einem nicht darge- stellten Bauelement zu erzeugenden Lotkontakten entspricht. Der Abstandhalter 12a besteht aus mehreren säulenartigen Abstandelementen, von denen zwei in der Figur la zu erkennen sind.
Im Verfahrensschritt gemäß Figur lb werden in Maskentechnologie Lotdepots 14 auf die Lotdepot-Trägerplatte 11 aufgedruckt, wobei die hierzu zum Einsatz kommende Maske, die in ihrer Dicke der Höhe der gebildeten Lotdepots 14 genau entspricht, bereits wieder entfernt ist, so dass sie in Figur lb nicht dargestellt ist.
Der Verfahrensschritt gemäß Figur 1c besteht in einem Aufsetzen eines Bauelementes 15, welches an einer Anschlussseite 16 Kontaktflächen 17 aufweist. In der Darstellung gemäß Figur lc sind lediglich die Kontaktflächen am Rand des Bauelementes 15 zu erkennen, welche neben einem nicht erkennbaren Flächenanteil an der Anschlussseite 16 des Bauelementes 15 mit einem weiteren Flächenanteil an einer Seitenfläche 18 des Bauele- entes 15 hochgeführt sind. Das Bauelement 15 kommt mit den
Kontaktflächen 17 genau auf den zugehörigen Lotdepots 14 der Lotdepot-Trägerplatte 11 zu liegen.
Im Verfahrensschritt gemäß Figur ld erfolgt ein Umschmelzen der Lotdepots 14 (vgl. Figur lc) in Lotkontakte 19 des Bauelementes 15 auf den Kontaktflächen 17. Hierzu wird den Lotdepots 14 Wärme zugeführt, beispielsweise in einem Reflowlöt- ofen oder durch direkte Beheizung der Lotdepot-Trägerplatte 11. Während des Umschmelzens wird über eine Masse 20 eine Gewichtskraft F auf das Bauelement 15 ausgeübt, so dass sich das Bauelement 15 durch Aufschmelzen der Lotdepots 14 mit der Anschlussseite 16 auf den Abstandhalter 12a absenkt, wobei gleichzeitig eine Volumenreduzierung des Materials erfolgt. Während des Absenkens des Bauelementes 15 in Richtung der Lotdepot-Trägerplatte 11 kann die Masse 20 entlang der strichpunktierten Linien 21 geführt werden, um ein Verrutschen der Masse 20 zu verhindern.
Im Verfahrensschritt gemäß Figur le wird das Bauelement 15 mit den Lotkontakten 19 von der in dieser Figur nicht mehr dargestellten Lotdepot-Trägerplatte 11 abgelöst. Diese Ablösung ist aufgrund der geringen Benetzbarkeit der Lotsdepot- Trägerplatte mit Lotwerkstoff ohne größere Ablösekräfte mög- lieh. Der Ablösungsvorgang kann beispielsweise durch Ultraschallwellen unterstützt werden.
In Figur 2 ist ein Bauelement 15 dargestellt, welches beispielsweise nach dem Verfahren gemäß Figur 1 belotet werden kann. Im Unterschied zu der Ausgestaltung im Verfahren gemäß Figur 1 befindet sich der Abstandhalter 12b allerdings an der Anschlussseite 16 des Bauelementes 15 und weist eine quader- förmige Form auf. Angedeutet ist strichpunktiert eine Bezugs- linie 22, die einerseits die Hohe der Einzelelemente des Abstandhalters 12b und andererseits die Hohe der unterschiedlichen Lotkontakte 19 kennzeichnet, wobei die Hohe der aufgeführten Einzelelemente konstant ist.
Am Bauelement 15 gemäß Figur 2 sind verschiedene Arten von Kontaktflachen schematisch dargestellt. Die Kontaktflache 17a bildet einen normalen Kontakt, wie er an der Anschlussseite 16 eines Bauelementes vorgesehen wird. Der zugehörige Lotkon- takt 19 bildet einen so genannten Kontaktbump aus. Die Kontaktflachen 17b besitzen neben den Flachenanteilen auf der Anschlussseite 16 des Bauelementes 15 auch an den Seitenflachen 18 Flachenanteile, d. h. die Kontaktflachen sind vom Rand der Anschlussseite 16 an den Seitenflachen 18 hochgezo- gen. Die sich ausbildenden, zugehörigen Lotkontakte 19 sind daher durch ein gewisses seitliches Hochfließen des Lotmaterials gekennzeichnet. Eine ahnliche Gestalt des Lotkotaktes 19 ergibt sich an einer Anschlussflache 17c, die in einer teilweise geschnitten dargestellten Durchkontaktierung 23 ei- ne so genannte Castellation bildet. Eine weitere Kontaktflache 17d dient zur Warmeabfuhrung aus dem Bauelement 15 und ist mit einem vergleichsweise großflächigen Lotkontakt 19 versehen, um eine zuverlässige Abf hrung der Warme in ein nicht dargestelltes Tragerbauteil wie eine Leiterplatte zu gewahrleisten.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von Lotkontakten (19) auf Kontaktflächen +02 eines Bauelementes (15), bei dem - Lotmaterial in Form von Lotdepots (14) entsprechend der Verteilung der zu erzeugenden Lotkontakte (19) auf eine Lotdepot-Trägerplatte (11) aufgebracht wird,
- das Bauelement (15) mit den Kontaktflächen (17) auf den Lotdepots (14) der Lotdepot-Trägerplatte (11) platziert wird, die Lotdepots (14) derart umgeschmolzen werden, dass sich die Lotkontakte (19) als feste Verbindung zwischen den Kontaktflächen (17) und dem umgeschmolzenen Lotmaterial bilden und - die Lotkontakte (19) zusammen mit dem Bauelement (15) von der Lotdepot-Trägerplatte (11) getrennt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Umschmelzen ein Abstandhalter (12a, 12b) mit einer geringeren Höhe als der Höhe der Lotdepots (14) zum Einsatz kommt, der eine Reduktion des Abstandes zwischen dem Bauelement (15) und der Lotdepot-Trägerplatte (11) begrenzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstandhalter (12a) auf der Lotdepot-Trägerplatte (11) vorgesehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstandhalter (12a) auf dem Bauelement (15) vorgesehen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstandhalter (12a, 12b) aus mehreren Einzelelementen mit jeweils gleicher Höhe gebildet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstandhalter (12a, 12b) durch Beschichten hergestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Bauelement (15) während des Umschmelzens der Lotdepots (14) mit einer Niederhaltekraft auf die Lotdepot- Trägerplatte gedrückt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Niederhaltekraft durch eine durch das Bauelement getragene Masse (20) erzeugt wird.
8. Lotdepot-Trägerplatte (11) für Lotdepots (14), welche der Umschmelzung zu Lotkontakten (19) auf Kontaktflächen (17) eines auf die Lotdepots (14) aufzusetzenden Bauelementes (15) dienen sollen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass auf der Lotdepot-Trägerplatte (11) im für das Aufsetzen des Bauelementes (15) vorgesehenen Bereich aber außerhalb der für die Lotdepots (14) vorgesehenen Bereiche ein Abstandhalter (12a) mit einer geringeren Höhe als der Höhe der Lotde- pots (14) vorgesehen ist.
9. Bauelement (15) mit einer flachen Anschlussseite (16) zur Montage auf einem Trägerbauteil mit dem Trägerbauteil zuge- wandter Anschlussseite (16) und mit zumindest teilweise auf der Anschlussseite (16) vorgesehenen Kontaktflächen (17) für Lotkontakte (19) zur Verbindung mit dem Trägerbauteil, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an dem Bauelement (15) außerhalb der Kontaktflächen (17) ein Abstandhalter (12a) angebracht ist, der einen Mindestabstand zwischen der Anschlussseite (16) und einer beliebigen, flachen Unterlage definiert, wobei der Mindestabstand der Höhe der auf der Anschlussseite (16) zu bildenden Lotkontakte (19) entspricht.
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