WO2019170212A1 - Verfahren zur herstellung einer sandwichanordnung - Google Patents

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WO2019170212A1
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contact surfaces
fixing agent
solder
contact
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Michael Schäfer
Nadja Pelshaw
Yvonne LÖWER
Anton-Zoran Miric
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Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sandwich assembly comprising a first component connected via solder to a second component.
  • Soldering as a method for integrally joining components is known to the person skilled in the art.
  • it is a method to connect components used in electronics via a respective contact surface mechanically and thermally and electrically conductive with each other.
  • the solder material used may be a solder preform placed between the components to be connected, which is melted into molten solder in an oven and, after leaving the furnace, cooling and solidification, results in the desired connection of the components.
  • the problem is that when moving the arrangement of component or elements and Lotvorform, for example, during transport into the oven, there may be an undesirable change in position between Lotvorform and components to be connected. In the worst case, a component can not only move to Lotvorform and connected to the device or assume a lopsided position, but even solve and fall down.
  • Causes can be, for example, vibrations or acceleration or deceleration during transport.
  • JP S59 110457A discloses the solder joining of components by means of solder strips provided on the front and back with an adhesive layer.
  • Adhesive layer may be, for example, a dried solution of a thermoplastic resin.
  • US 5,177,134 discloses the use of an adhesive suitable for temporary bonding of electronic components with flux properties in solder joining the electronic components.
  • An essential component of the adhesive is a 2,2-disubstituted succinic acid.
  • the object of the invention is the development of a method for producing a sandwich assembly of two components with solder located therebetween, in which a fixing agent is used as an intermediary, which waives the Use of a flux and the production of a satisfactory solder joint between the two components allowed.
  • a fixing agent used as an intermediary, which waives the Use of a flux and the production of a satisfactory solder joint between the two components allowed.
  • "satisfactory solder joint” means a
  • Solder joint without or with only a small amount of voids defects at the interface between the component and the solder, depending on the number and size.
  • the fixative should preferably be used in a relatively small amount. It has been found that the method according to the invention disclosed below can achieve the object.
  • a flux not to be confused i. non-flux-forming fixative agent-applicable fixative agent for fixing a device or devices to a solder preform during a per se known solder jointing process, i.e., no fluxing action (i.e., no soldering or soldering metal dissolving or soldering dissolving during and after soldering);
  • the fixing means a fixation in the sense of a temporary sufficient adhesion of a Lotvorform to a component or at
  • fixative means dispenses with the use of complex mechanical fixation devices. It has also been found that the method according to the invention corresponding use of the fixative soldered minor to tolerable influences on the mechanical, thermal or electrical connection and performance finished
  • the inventive method is a method for producing a sandwich assembly of a first component with a Contact surface A, a second component with a contact surface D and between the contact surfaces A and D befindlichem Lot,
  • solder by melting from a discrete contact surfaces B and C
  • Lotvorform is fixed before melting with their contact surfaces B and / or C by means of a fixing agent applied from a fixative fixative on the contact surfaces A and / or D, and
  • fixer composition is
  • At least one solvent selected from the group consisting of water and organic solvents boiling at ⁇ 285 ° C.
  • at least one material M1 selected from the group consisting of ( i) in the range of 30 to 180 ° C meltable thermoplastic organic polymers and (ii) in the range of 30 to 180 ° C fusible non-polymeric organic compounds without acidic groups
  • At least one material M2 selected from the group consisting of (iii) in the range of 30 to 180 ° C non-meltable organic polymers and (iv) non-meltable in the range of 30 to 180 ° C non-polymeric organic compounds without acidic groups and without boiling point or with a boiling point above 285 ° C, and
  • organic compound and “organic polymer” as used herein may also include substances having organic and inorganic moieties; purely inorganic substances are not included in the terms.
  • polymers used herein also includes oligomers; both should not be confused with non-polymeric compounds.
  • the boundary between oligomers and polymers is defined herein by the weight average molecular weight determinable by GPC (gel permeation chromatography, polystyrene standards, polystyrene gel as the stationary phase, tetrahydrofuran as the mobile phase).
  • GPC gel permeation chromatography, polystyrene standards, polystyrene gel as the stationary phase, tetrahydrofuran as the mobile phase.
  • Polymers have a weight average molecular weight M w over 1000, for example in the range from 1000 to 300 000, oligomers have a weight average molecular weight M w of ⁇ 1000, for example in the range from 500 to ⁇ 1000.
  • non-polymeric compounds are low molecular weight compounds having a defined sum and structural formula.
  • "without acidic groups” means without
  • solder preform is fixed with its contact surface B by means of said fixing means to the contact surface A of the first component before melting, while it is not fixed with its contact surface C at the contact surface D of the second component but merely brought into contact therewith.
  • solder preform is before melting with its contact surface C by means of said
  • the solder preform is fixed before melting by means of said fixing both with its contact surface B on the contact surface A of the first component and with its contact surface C on the contact surface D of the second component.
  • the term "component” is preferably to include individual parts. These items are preferably not further dismantled.
  • the components are components or components used in electronics.
  • the components have contact surfaces, in particular metallic contact surfaces.
  • the metallic contact surfaces may be present in the form of contact surfaces of solder deposits connected to the actual metallic contact surfaces.
  • Hierin is between a device with a contact surface A and a different or different from it distinguishable component with a
  • Contact area D distinguished.
  • components with a contact surface can not be distinguished from one another only if they are identical, when viewed as free components, or if they are arranged symmetrically with respect to one another. If they are not in a symmetrical arrangement, identical components can also be used
  • Contact area D may be of the same type, i.
  • they can be substrates, or they can be active or passive components or an active and a passive component.
  • the component with a contact surface A is a substrate and the component with a contact surface D is an active or passive component, or vice versa.
  • the substrates, the active and the passive components are in particular parts that are used in electronics.
  • substrates examples include IMS substrates (insulated metal substrates), direct copper bonded substrates (DCB),
  • the sizes of the contact surfaces are for example in the range of 0.01 to 200 cm 2 .
  • the shape of the contact surfaces can be arbitrary, for example, round, hexagonal, triangular, preferably rectangular.
  • active components are diodes, LEDs (light emitting diodes,
  • the sizes of the contact surfaces are for example in the range of 0.01 to 200 cm 2 .
  • the shape of the contact surfaces can be arbitrary, for example, round, hexagonal, triangular, preferably rectangular.
  • Examples of passive components are sensors, bottom plates, heat sinks, connectors (eg clips), resistors, capacitors, inductors and antennas.
  • the sizes of the contact surfaces are for example in the range of 0.01 to 200 cm 2 .
  • the shape of the contact surfaces can be arbitrary, for example, round, hexagonal, triangular, preferably rectangular.
  • Lot is solder metal, such as tin or tin rich
  • tin-rich alloys are those with a tin content, for example in the range of 90 to 99.5 wt .-%.
  • alloying metals are copper, silver, indium, germanium, nickel, lead, bismuth and antimony.
  • the Alloys can be leaded or lead free.
  • Lead-free alloys may, for example, be selected from the group consisting of SnAg, SnBi, SnSb, SnAgCu, SnCu, SnSb, InSnCd, InBiSn, InSn, BiSnAg or SnAgCuBiSbNi.
  • lead-containing alloys may be selected from the group comprising SnPb and SnPbAg.
  • the melting temperatures of the solders may for example be in the range of 150 to 500 ° C, in particular 170 to 350 ° C.
  • Lotvorformen is solder metal in the form of molded parts
  • solder metal foil solder metal tape
  • solder metal plate solder metal plate
  • solder preforms have discrete contact surfaces B and C, i. they are separate and distinguishable contact surfaces B and C, for example on opposite sides of a Lotvorform
  • the sizes of the contact surfaces of the type B and C are each, for example, in the range of 0.01 to 200 cm 2 .
  • the shape of the contact surfaces of the type B and C can be arbitrary, for example round,
  • the thickness of the solder preform may be, for example, in the range of 10 to 750 pm.
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • Fixing agent composition on the contact surfaces C and / or D (5) making a sandwich assembly of the two components with the intermediate Lotvorform and with the fixing between the
  • the term "provided with fixing agent” or “not provided with fixing agent” is used. It states whether or not one or more relevant contact surfaces are provided with fixative or are free thereof, in other words, whether fixative has been applied to one or more respective contact surfaces or not.
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • Fixing agent composition on the contact surfaces A and / or B
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • Fixing agent is provided, (2) optionally applying the fixing agent from the
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • Fixing agent composition on the contact surfaces A and / or B
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • Fixing agent composition on the contact surfaces A and / or B
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • the method according to the invention comprises the successive steps:
  • a device comprising a contact surface D, a fixer composition as aforesaid (i.e., suitable for applying the fixative), and a discrete preform of solder preform each with the one of
  • Fixiermittelzusammen applied fixative provided contact surfaces B and C,
  • Fixing agent composition on the contact surface A (5) producing a sandwich arrangement of the two components with the solder preform therebetween and with the fixing means located between the contact surfaces A and B as well as C and D,
  • the aforementioned ten embodiments of the method according to the invention represent defined step sequences which comprise or consist of the respective successive steps (1) to (6) or (1) to (7). These six or seven steps may be directly sequential steps, i. without intermediate steps or at least without essential intermediate steps, that is without the essence of the method according to the invention changing intermediate steps. However, partial steps of the
  • Provisioning step (1) form an exception such that, as far as the further step sequence permits or even requires, it can take place or be completed at a suitable point in the method and thus bring the provisioning step (1) to a complete conclusion.
  • inventive arrangement comprises various variants of a still unfinished, i. unsoldered sandwich assembly of a first component having a contact surface A, a second component having a contact surface D and one located between the two components
  • Another arrangement obtainable as an intermediate in various embodiments of the method according to the invention is an arrangement of a component with a contact surface A and a solder preform with discrete
  • Another such arrangement which is available as an intermediate in various embodiments of the method according to the invention, is an arrangement comprising a component having a contact surface D and a solder preform having discrete ones
  • Another such arrangement which is available as an intermediate in various embodiments of the method according to the invention, is an arrangement comprising a component having a contact surface D and a solder preform having discrete ones
  • the present disclosure further includes as intermediates of
  • inventive method available free components with a with the Fixing agent provided contact area A and free components with a provided with the fixing contact surface D.
  • the contact surfaces A are turned to B and C turned to D respectively brought into contact.
  • the contact surfaces A and B and C and D respectively form a common one with each other
  • the common overlapping surface of a partial surface corresponds to at least one of the contact surfaces forming it A and B respectively C and D.
  • the term "contact” means a direct contact in the sense of a touch up to a contact in the sense of an approach to a negligible distance of, for example, ⁇ 100 pm. The latter applies in particular in the case of a
  • the contacting of contact surfaces with the fixing means between said contact surfaces means that the fixing agent has been applied from at least one of the two contact surfaces involved, which in the case of a solvent-containing fixative composition, as mentioned above, comprises removal of solvent prior to actual contacting. All contact surfaces A, B, C and D have a low average
  • fixative or “fixative applied from a fixer composition as mentioned above”. This refers to the applied to a respective contact surface A, B, C respectively D fixing in the state and under the conditions immediately before the respectively facing each other arranging and
  • Said conditions include, for example, the conditions prevailing in arranging and contacting in terms of temperature, air pressure and humidity or temperature and type of
  • the fixing agent is composed of a compound as mentioned above
  • Fixing agent applied.
  • Applying may be followed by a thermal and / or photochemical during and / or subsequent to the actual application
  • Fixierstoffzusammen includes the term "applying" in each case, a subsequent to the actual application subsequent removal of solvent,
  • the fixative composition consists, as already stated
  • At least one solvent selected from the group consisting of water and at ⁇ 285 ° C boiling organic solvents
  • At least one material M2 selected from the group consisting of (iii) in the range of 30 to 180 ° C non-meltable organic polymers and (iv) non-meltable in the range of 30 to 180 ° C non-polymeric organic compounds without acidic groups and without boiling point or with a boiling point above 285 ° C, and
  • the fixative composition may be a solvent-free, an aqueous, organic solvent-free one aqueous organic solvent-containing or non-aqueous
  • organic solvent-containing composition act.
  • solvent-free fixer compositions are, when applied, solid to tacky fixer compositions, for example in the form of film, strand, powder, droplets, hotmelt material, oily or resinous material.
  • Fixer composition the skilled person will select a suitable for applying to a contact surface A, B, C and D respectively.
  • aqueous fixer compositions are aqueous from
  • organic solvent-free or aqueous organic solvent-containing fixative compositions may be solutions, suspensions or dispersions whose theological behavior can be in a wide range from the liquid to the pasty state. Accordingly, the aqueous fixative compositions can be applied to a variety of ways
  • Contact surface A, B, C and D are applied, for example, by jetting, dispensing, spraying, brushing, dabbing, dipping or printing, followed by a Drying for the purpose of largely to preferably complete removal of
  • Fixer compositions may be solutions, suspensions or dispersions, the rheological behavior of which may range widely from the liquid to the pasty state. Accordingly, non-aqueous organic solvents containing
  • Fixing agent compositions are applied in different ways to a contact surface A, B, C and D, for example by jetting, dispensing, spraying, brushing, dabbing, dipping or printing, followed by drying for the purpose of largely to preferably completely removing the organic solvent.
  • the at least one material M1 are in the range of 30 to 180 ° C fusible thermoplastic organic polymers of the type (i), and including in particular partially or fully synthetic representatives. Preferably, this includes
  • At least one material M1 does not contain nonsynthetic organic polymers, i. no organic polymers of natural origin such as natural resins.
  • organic polymers of natural origin such as natural resins.
  • natural resins are tree resins such as rosin.
  • Substance is for the melting in the range of 30 to 180 ° C thermoplastic organic polymers, no limitation. It may be, for example, vinyl copolymers,
  • Cellulose ethers and esters act. Particularly preferred are (meth) acrylic copolymers and cellulose derivatives such as methylcellulose or ethylcellulose.
  • the meltable in the range of 30 to 180 ° C thermoplastic organic polymers may have acid groups corresponding to an acid number in the range of 0 to 50 mg KOH / g, preferably below 25 mg KOH / g; more preferably, they have no acidic groups and have no acid number.
  • the determination of the acid number for example the carboxyl number of organic polymers, is known to the person skilled in the art, for example the determination according to DIN EN ISO 2114.
  • non-polymeric organic compounds which can be melted in the range from 30 to 180 ° C without acidic groups of type (ii) are lactams such as for example, laurolactam; and fatty alcohols such as 1-dodecanol (lauryl alcohol), 1-tetradecanol (myristyl alcohol), 1-hexadecanol (cetyl alcohol), 1-heptadecanol (margaryl alcohol), 1-octadecanol (stearyl alcohol), 1-eicosanol (arachidyl alcohol), 1-docosanol ( Behenyl alcohol), 1-tetracosanol
  • lactams such as for example, laurolactam
  • fatty alcohols such as 1-dodecanol (lauryl alcohol), 1-tetradecanol (myristyl alcohol), 1-hexadecanol (cetyl alcohol), 1-heptadecanol (margaryl alcohol), 1-octadecano
  • non-polymeric organic compounds which can be melted in the range from 30 to 180 ° C. without acidic groups of type (ii) are corresponding individual constituents of mixtures of organic substances which can be melted in the range from 30 to 180 ° C., such as oils, fats, waxes, for example natural waxes for example, beeswax, paraffin waxes and Vaseline.
  • the fixer composition contains 0 to 20% by weight of at least one
  • Materials M2 selected from the group consisting of (iii) in the range of 30 to 180 ° C non-meltable organic polymers and (iv) in the range of 30 to 180 ° C non-meltable non-polymeric organic compounds without acidic groups and without boiling point or with a boiling point above 285 ° C.
  • the organic polymers of type (iii) differ from those of type (i) and preferably also have no acidic groups. For example, it may be non-thermoplastic or outside the range of 30 to 180 ° C
  • fusible non-polymeric organic compounds without acidic groups may be non-polymeric organic compounds having no acidic groups which can boil and be distilled above 285 ° C without decomposition or which have a decomposition point or range instead of a boiling point. The latter can not be distilled under normal conditions.
  • Representatives of material M2 may be, for example, additives such as wetting additives and rheology additives.
  • the fixer composition contains from 0 to 30% by weight of one or more inorganic solid fillers. Examples of inorganic solid fillers are silica and alumina. The sum of the surface portions of the one provided with the fixing agent
  • common overlap surface forming contact surfaces A and B respectively C and D is in the presence of one or more constituents of type (i) in at least one material M1 1500 pm 2 to 50 area%, preferably 1500 pm 2 to 20 area%, in particular 1500 pm 2 to 10 area% of the common
  • Overlapping area In the sole presence of one or more constituents of type (ii) in at least one material M1, said sum is 1500 pm 2 to 100 area%, preferably 1500 pm 2 to 50 area%, in particular 1500 pm 2 to 20 area% or even only 1500 pm 2 to 10 area% of the common
  • the fixative can in all the above-mentioned cases as a single
  • Overlap area boundary line protrude, for example, such that the fixative composition is intentionally or unintentionally applied overlapping a respective Kochlappungs vombegrenzungsline.
  • a surface element may partially cover the overlap area boundary line, partially inside and partially outside of it
  • Overlap surface are located.
  • a partial or complete frame-like covering of the overlap area boundary line is also possible.
  • Individual contiguous surface elements not touching the overlap area boundary line may have an area of, for example, 1500 pm 2 to 10 area%, preferably 1500 pm 2 to 5 area%, in particular 1500 pm 2 to 2 area% of the respective common overlap area. That or the
  • the fixative Surface elements can protrude sufficiently far from the corresponding contact surface plane to allow a fixing connection to be connected contact surfaces. So can the one or the existing of the fixative Surface elements have a thickness, for example, in the range of 1 to 100 ⁇ m, or preferably 1 to 50 ⁇ m, or more preferably 1 to 20 ⁇ m, or most preferably 1 to 10 ⁇ m; This is especially true for not or not completely melted fixative.
  • the applied fixing agent may differ in its composition qualitatively and / or quantitatively from that of the fixative composition. This may be the result, for example, of its application and / or removal of solvent or drying and / or thermal and / or photochemical treatment deliberately carried out as part of its application.
  • a fixing agent applied from a solvent-containing fixative its solvent content is reduced relative to that of the fixer composition by> 50 to 100% by weight, preferably by> 80 to 100% by weight.
  • more than half, preferably more than 80,% by weight of the solvent originally contained in the solvent-containing fixative composition is removed in the applied fixative.
  • Fixing agent composition different fixing agent for example, from 0 to 10 wt .-% of at least one solvent selected from the group consisting of water and at ⁇ 285 ° C boiling organic solvents,
  • At least one material M1 selected from the group consisting of (i) meltable in the range of 30 to 180 ° C thermoplastic organic polymers and (ii) meltable in the range of 30 to 180 ° C.
  • At least one material M2 selected from the group consisting of (iii) in the range of 30 to 180 ° C non-meltable organic polymers and (iv) non-meltable in the range of 30 to 180 ° C non-polymeric organic compounds without acidic groups and without boiling point or with a boiling point above 285 ° C, and
  • the fixing agent shows an adhesion-promoting behavior between the contact surfaces A and B to be connected, respectively, and C and D, ie at least when arranged and contacting the respective contact surfaces with the conditions prevailing therebetween fixing agent behaves sticky and / or adhesion of the respective contact surfaces effecting.
  • All ten of the aforementioned embodiments of the method according to the invention comprise placing the solder preform, for example placing the solder preform on a component or vice versa. The laying is done in terms of a mutually facing arrangement of the contact surfaces A and B and / or C and D.
  • All ten aforementioned embodiments of the method according to the invention is the preparation of a still unsoldered sandwich assembly of the two components with the intermediate Lotvorform with the
  • solder jointing process involves melting the solder preform to form molten solder and then cooling the molten solder below its solidification temperature to form a final soldered sandwich of the two components joined via their contact surfaces A and D and the solidified solder therebetween.
  • the sandwich assembly of the two components with the intermediate Lotvorform with the fixing between the contact surfaces A and B and / or C and D is conveyed in order to melt the Lotvorform in a furnace with a lying above the melting temperature of the solder furnace temperature.
  • the residence time in the oven and the oven temperature are such that complete melting of the solder preform can take place.
  • the Duration of stay in the range of 1 to 60 minutes at a furnace temperature, for example in the range of 150 to 500 ° C, in particular 170 to 350 ° C.
  • the melting process can be carried out as a batch process or as a continuous process.
  • Example 1 (according to the invention):
  • a fixer composition consisting of 20% by weight DEGALAN® LP 63/11 (acrylic copolymer available from Evonik Industries AG, acid number 6 mg KOH / g, Mw 30,000) dissolved in 80% by weight a-terpineol was coated by means of a 20 ⁇ m thick
  • Fixing center was launched.
  • Fixing agent composition analogously as described above repeated on the outwardly facing side of Lotvorform. Subsequently, a 10 mm ⁇ 10 mm ⁇ 0.18 mm IGBT was placed on the fixation center thus applied to the solder preform under the same conditions and using the same mounting apparatus.
  • the thus-still unsoldered sandwich assembly was exposed in a soldering oven to a temperature profile of 6 minutes at 180 ° C and then 3 minutes at 260 ° C, the solder completely melted. After removal from the oven, the sandwich assembly was allowed to cool to room temperature.
  • the thermal conductivity of the solder joint within the sandwich arrangement was determined to be 36 Wm 1 K 1 by means of the laser flash method (LFA 467 from Netzsch, Germany, Energyimpuls from the side of the IGBT).
  • the fixing agent composition was printed in each case by means of a 20 pm thick stencil with four square openings of 9 mm 2 , spaced apart from each other by 2 mm, as a 2-2 arrangement. This gave four each approximately 10 mm 2 and 3 pm thick Fixierstoff- surface elements (a total of about 40 area% coverage of the respective overlap area after placing the Lotvorform or after loading with the IGBT).
  • the thermal conductivity determination gave a value of 22 Wm 1 K 1 .
  • Example 3 Deviating from Example 1, the fixative composition was in each case by means of a 20 pm thick template with four as a 2-2 arrangement with 2 mm printed square spaced openings of 13 mm 2 each. This gave four each about 13.5 mm 2 large and 3 miti thick Fixierstoff- surface elements (total of about 55 area% coverage of the respective
  • the thermal conductivity determination gave a value of 15 Wm 1 K 1 .

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Sandwichanordnung aus einem ersten Bauelement mit einer Kontaktfläche A, einem zweiten Bauelement mit einer Kontaktfläche D und zwischen den Kontaktflächen A und D befindlichem Lot, wobei das Lot durch Schmelzen aus einer diskrete Kontaktflächen B und C aufweisenden Lotvorform und anschließendes Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur hergestellt wird, wobei die Lotvorform vor dem Schmelzen mit ihren Kontaktflächen B und/oder C mittels eines aus einer Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittels an den Kontaktflächen A und/oder D fixiert wird, und wobei die Kontaktfläche A zur Kontaktfläche B und die Kontaktfläche C zur Kontaktfläche D gewandt angeordnet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Sandwichanordnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sandwichanordnung aus einem ersten über Lot mit einem zweiten Bauelement verbundenen Bauelement.
Löten als Methode zum stoffschlüssigen Verbinden von Bauelementen ist dem Fachmann bekannt. Insbesondere handelt es sich um eine Methode, um in der Elektronik verwendete Bauelemente über eine jeweilige Kontaktfläche mechanisch sowie wärme- und elektrisch leitend miteinander zu verbinden. Als Lotmaterial kann eine zwischen den zu verbindenden Bauelementen platzierte Lotvorform verwendet werden, die in einem Ofen zu geschmolzenem Lot aufgeschmolzen wird und nach Verlassen des Ofens, Abkühlen und Erstarren die gewünschte Verbindung der Bauelemente ergibt. Problematisch ist, dass es beim Bewegen der Anordnung aus Bauelement oder -elementen und Lotvorform, beispielsweise beim Transport in den Ofen, zu einer unerwünschten Positionsveränderung zwischen Lotvorform und zu verbindenden Bauelementen kommen kann. Im ungünstigsten Fall kann sich ein Bauelement nicht nur gegenüber Lotvorform und zu verbindendem Bauelement verschieben oder eine Schieflage annehmen, sondern sich sogar lösen und herunter fallen. Ursachen können beispielsweise Erschütterungen oder Beschleunigungs- bzw. Abbremsvorgänge während des Transports sein.
JP S59 110457A offenbart das Lötverbinden von Bauteilen mittels auf Vorder- und Rückseite mit einer Klebstoffschicht versehenen Lotmetallstreifen. Bei der
Klebstoffschicht kann es sich beispielsweise um eine getrocknete Lösung eines thermoplastischen Harzes handeln.
US 5,177,134 offenbart die Verwendung eines zum temporären Verbinden von Elektronikkomponenten geeigneten Klebstoffs mit Flussmitteleigenschaften beim Lötverbinden der Elektronikkomponenten. Wesentlicher Bestandteil des Klebstoffs ist eine 2,2-disubstituierte Bernsteinsäure.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung einer Sandwichanordnung aus zwei Bauelementen mit dazwischen befindlichem Lot, bei dem intermediär ein Fixiermittel verwendet wird, welches einen Verzicht auf die Verwendung eines Flussmittels und die Herstellung einer zufriedenstellenden Lötverbindung zwischen den beiden Bauelementen erlaubt. Im Kontext der vorliegenden Offenbarung bedeutet„zufriedenstellende Lötverbindung“ eine
Lötverbindung ohne oder mit einer nach Anzahl und Größe nur geringe Menge an Lunkerfehlstellen an der Grenzfläche zwischen Bauelement und Lot. Solche
Lunkerfehlstellen können die mechanische, die elektrische und/oder die
wärmeleitende Verbindung stören. Das Fixiermittel soll möglichst in vergleichsweise geringer Menge eingesetzt werden können. Es hat sich gezeigt, dass das nachstehend offenbarte erfindungsgemäße Verfahren die Aufgabe lösen kann. Einer der Schlüssel zur Lösung liegt in der Verwendung eines mit einem Flussmittel nicht zu verwechselnden, d.h. eines kein Flussmittel darstellenden, weil keine Flussmittelwirkung (d.h. keine vor und/oder während des Lötens Lotmetalloxid oder Lotmetalloxidschicht auflösende respektive beseitigende Wirkung) aufweisenden, aus einer Fixiermittelzusammensetzung applizierbaren Fixiermittels zur Fixierung eines Bauelements oder von Bauelementen an einer Lotvorform während eines an sich bekannten Lötverbindungsprozesses,
insbesondere während damit einhergehender Transportschritte.
Es hat sich gezeigt, dass das Fixiermittel eine Fixierung im Sinne einer temporär hinreichenden Anhaftung einer Lotvorform an einem Bauelement oder an
Bauelementen erlaubt, was sich in der Praxis als deutlich verringerte Produktion von Ausschuss ausdrückt im Vergleich zum Arbeiten ohne Fixiermittel. Im Übrigen kann, wie sich auch gezeigt hat, beim Arbeiten mit Fixiermittel auf die Verwendung aufwändiger mechanischer Fixiereinrichtungen verzichtet werden. Es hat sich ferner gezeigt, dass die dem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechende Verwendung des Fixiermittels geringfügige bis tolerierbare Einflüsse auf die mechanische, thermische bzw. elektrische Verbindung und Performance fertiger verlöteter
Sandwichanordnungen von Bauelementen hat. Das nachfolgend offenbarte erfindungsgemäße Verfahren kann ohne Verwendung von Flussmittel durchgeführt werden.
Es handelt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um ein Verfahren zur Herstellung einer Sandwichanordnung aus einem ersten Bauelement mit einer Kontaktfläche A, einem zweiten Bauelement mit einer Kontaktfläche D und zwischen den Kontaktflächen A und D befindlichem Lot,
wobei das Lot durch Schmelzen aus einer diskrete Kontaktflächen B und C
aufweisenden Lotvorform und anschließendes Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur hergestellt wird,
wobei die Lotvorform vor dem Schmelzen mit ihren Kontaktflächen B und/oder C mittels eines aus einer Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittels an den Kontaktflächen A und/oder D fixiert wird, und
wobei die Kontaktfläche A zur Kontaktfläche B und die Kontaktfläche C zur
Kontaktfläche D gewandt angeordnet wird,
wobei die Fixiermittelzusammensetzung aus
0 bis 97 Gew.-% (Gewichts-%) mindestens eines Lösemittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und bei < 285°C siedenden organischen Lösemitteln, 3 bis 100 Gew.-% mindestens eines Materials M1 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren thermoplastischen organischen Polymeren und (ii) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen,
0 bis 20 Gew.-% mindestens eines Materials M2 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (iii) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren organischen Polymeren und (iv) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen und ohne Siedepunkt oder mit einem Siedepunkt oberhalb 285°C, und
0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer fester Füllstoffe besteht, wobei die Summe der mit dem Fixiermittel versehenen Flächenanteile der eine gemeinsame Überlappungsfläche bildenden Kontaktflächen A und B respektive C und D bei Anwesenheit eines oder mehrerer Bestandteile (i) im mindestens einen Material M1 1500 pm2 bis 50 Flächen-% der gemeinsamen Überlappungsfläche beträgt, während besagte Summe bei alleiniger Anwesenheit eines oder mehrerer Bestandteile (ii) im mindestens einen Material M1 1500 pm2 bis 100 Flächen-% der gemeinsamen Überlappungsfläche beträgt.
Die hierin verwendeten Begriffe„organische Verbindung“ und„organisches Polymer“ können auch Stoffe mit organischen und anorganischen Anteilen umfassen; lediglich rein anorganische Stoffe sind von den Begriffen nicht umfasst. Der hierin verwendete Begriff„Polymere“ umfasst auch Oligomere; beide sind nicht mit nichtpolymeren Verbindungen zu verwechseln. Die Grenze zwischen Oligomeren und Polymeren wird hierin durch das Gewichtsmittel der Molmasse, bestimmbar mittels GPC (Gelpermeationschromatographie, Polystyrolstandards, Polystyrolgel als stationäre Phase, Tetrahydrofuran als mobile Phase) definiert. Polymere haben eine gewichtsmittlere Molmasse Mw über 1000, beispielsweise im Bereich von 1000 bis 300.000, Oligomere haben eine gewichtsmittlere Molmasse Mw von <1000, beispielsweise im Bereich von 500 bis <1000.
Im Gegensatz zu Polymeren und Oligomeren handelt es sich bei nichtpolymeren Verbindungen um niedermolekulare Verbindungen mit definierter Summen- und Strukturformel. Der hierin verwendete Ausdruck„ohne saure Gruppen“ bedeutet ohne
Funktionalitäten, die als Protonendonator fungieren und in Wasser H30+-lonen bilden können, wie beispielsweise Carboxylgruppen, Sulfonsäuregruppen, phenolische OH- Gruppen und dergleichen. Der hierin im Zusammenhang mit Verbindungen vom Typ (iv) verwendete Ausdruck „ohne Siedepunkt“ bezieht sich auf solche Vertreter, die anstelle eines Siedepunktes lediglich einen Zersetzungspunkt oder -bereich aufweisen.
Mit anderen Worten, es sind grundsätzlich drei Fälle (a), (b) und (c) zu
unterscheiden:
(a) Die Lotvorform ist vor dem Schmelzen mit ihrer Kontaktfläche B mittels besagten Fixiermittels an der Kontaktfläche A des ersten Bauelements fixiert, während sie mit ihrer Kontaktfläche C nicht an der Kontaktfläche D des zweiten Bauelements fixiert sondern lediglich damit in Kontakt gebracht ist.
(b) Die Lotvorform ist vor dem Schmelzen mit ihrer Kontaktfläche C mittels besagten
Fixiermittels an der Kontaktfläche D des zweiten Bauelements fixiert, während sie mit ihrer Kontaktfläche B nicht an der Kontaktfläche A des ersten Bauelements fixiert sondern lediglich damit in Kontakt gebracht ist. (c) Die Lotvorform ist vor dem Schmelzen mittels besagten Fixiermittels sowohl mit ihrer Kontaktfläche B an der Kontaktfläche A des ersten Bauelements als auch mit ihrer Kontaktfläche C an der Kontaktfläche D des zweiten Bauelements fixiert. Im Rahmen der Erfindung soll der Begriff„Bauelement“ vorzugsweise Einzelteile umfassen. Diese Einzelteile sind vorzugsweise nicht weiter zerlegbar. Es handelt sich bei den Bauelementen insbesondere um Bauelemente oder Bauteile, die in der Elektronik verwendet werden. Die Bauelemente haben Kontaktflächen, insbesondere metallische Kontaktflächen. In einer Ausführungsform können die metallischen Kontaktflächen in Gestalt von Kontaktflächen von mit den eigentlichen metallischen Kontaktflächen betreffender Bauelemente verbundenen Lotdepots vorliegen.
Hierin wird zwischen einem Bauelement mit einer Kontaktfläche A und einem davon verschiedenen respektive davon unterscheidbaren Bauelement mit einer
Kontaktfläche D unterschieden. Um Missverständnissen vorzubeugen, Bauelemente mit Kontaktfläche können nur dann nicht voneinander unterscheidbar sein, wenn sie - als freie Bauelemente betrachtet - identisch sind, oder wenn sie zueinander symmetrisch angeordnet vorliegen. Liegen sie nicht in zueinander symmetrischer Anordnung vor, so können auch identische Bauelemente voneinander
unterscheidbar sein.
Das Bauelement mit einer Kontaktfläche A und das Bauelement mit einer
Kontaktfläche D können von derselben Art sein, d.h. es kann sich beispielsweise in beiden Fällen um Substrate handeln, oder es handelt sich jeweils um aktive oder passive Bauelemente oder um ein aktives und ein passives Bauelement. Es kann aber auch sein, dass es sich bei dem Bauelement mit einer Kontaktfläche A um ein Substrat und bei dem Bauelement mit einer Kontaktfläche D um ein aktives oder passives Bauelement handelt, oder umgekehrt. Bei den Substraten, den aktiven und den passiven Bauelementen handelt es sich insbesondere um Teile, die in der Elektronik verwendet werden.
Beispielsweise lassen sich so folgende Ausführungsformen unterscheiden:
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Beispiele für Substrate sind IMS-Substrate (insulated metal-Substrate, isolierte Metallsubstrate), DCB-Substrate (direct copper bonded-Substrate),
Keramiksubstrate, PCBs (printed Circuit boards, gedruckte Leiterplatten) und
Leadframes. Die Größen der Kontaktflächen liegen beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 200 cm2. Die Form der Kontaktflächen kann beliebig sein, beispielsweise rund, sechseckig, dreieckig, bevorzugt rechteckig.
Beispiele für aktive Bauelemente sind Dioden, LEDs (light emitting diodes,
Leuchtdioden), Dies (Halbleiterchips), IGBTs (insulated-gate bipolar transistors, Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode), ICs (integrated circuits, integrierte Schaltungen) und MOSFETs (metal-oxide-semiconductor field-effect transistors, Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren). Die Größen der Kontaktflächen liegen beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 200 cm2. Die Form der Kontaktflächen kann beliebig sein, beispielsweise rund, sechseckig, dreieckig, bevorzugt rechteckig.
Beispiele für passive Bauelemente sind Sensoren, Bodenplatten, Kühlkörper, Verbindungselemente (z. B. Clips), Widerstände, Kondensatoren, Induktoren und Antennen. Die Größen der Kontaktflächen liegen beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 200 cm2. Die Form der Kontaktflächen kann beliebig sein, beispielsweise rund, sechseckig, dreieckig, bevorzugt rechteckig.
Bei Lot handelt es sich um Lotmetall, beispielsweise Zinn oder zinnreiche
Legierungen. Beispiele für zinnreiche Legierungen sind solche mit einem Zinnanteil beispielsweise im Bereich von 90 bis 99,5 Gew.-%. Beispiele für Legierungsmetalle sind Kupfer, Silber, Indium, Germanium, Nickel, Blei, Bismut und Antimon. Die Legierungen können bleihaltig oder bleifrei sein. Bleifreie Legierungen können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus SnAg, SnBi, SnSb, SnAgCu, SnCu, SnSb, InSnCd, InBiSn, InSn, BiSnAg oder SnAgCuBiSbNi.
Bleihaltige Legierungen können beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend SnPb und SnPbAg. Die Schmelztemperaturen der Lote können beispielsweise im Bereich von 150 bis 500°C, insbesondere 170 bis 350°C liegen.
Bei Lotvorformen handelt es sich um Lotmetall in Form von Formteilen,
beispielsweise Lotmetallfolie, Lotmetallband, Lotmetallplättchen oder
Lotmetallzylinder. Die Lotvorformen haben diskrete Kontaktflächen B und C, d.h. es handelt sich um voneinander separate und unterscheidbare Kontaktflächen B und C, beispielsweise auf einander gegenüberliegenden Seiten einer Lotvorform
angeordnete Kontaktflächen B und C. Die Größen der Kontaktflächen vom Typ B und C liegen jeweils beispielsweise im Bereich von 0,01 bis 200 cm2. Die Form der Kontaktflächen vom Typ B und C kann beliebig sein, beispielsweise rund,
sechseckig, dreieckig, bevorzugt rechteckig.
Die Dicke der Lotvorform kann beispielsweise im Bereich von 10 bis 750 pm liegen. In einer ersten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen
Kontaktflächen B und C,
(2) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche B auf die Kontaktfläche A mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D, (5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem Fixiermittel zwischen den
Kontaktflächen A und B sowie gegebenenfalls C und D,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter
Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
Hierin wird der Ausdruck„mit Fixiermittel versehen“ respektive„nicht mit Fixiermittel versehen“ verwendet. Er sagt aus, ob eine oder mehrere betreffende Kontaktflächen mit Fixiermittel ausgestattet oder frei davon sind, mit anderen Worten, ob Fixiermittel auf eine oder mehrere betreffende Kontaktflächen appliziert worden ist oder nicht.
In einer zweiten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen
Kontaktflächen B und C,
(2) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche C auf die Kontaktfläche D mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen C und D sowie gegebenenfalls A und B befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen. In einer dritten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen Kontaktflächen B und C,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche B auf die Kontaktfläche A ohne Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B,
(3) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem nur zwischen den Kontaktflächen C und D befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen. In einer vierten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen Kontaktflächen B und C,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche C auf die Kontaktfläche D ohne Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D,
(3) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem nur zwischen den Kontaktflächen A und B befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und (6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen. In einer fünften Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die
Kontaktfläche B mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten
Fixiermittel versehen ist,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche B auf die gegebenenfalls mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehene Kontaktfläche A mit dem Fixiermittel zwischen den
Kontaktflächen A und B,
(3) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie gegebenenfalls C und D befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
In einer sechsten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die
Kontaktfläche B mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten
Fixiermittel versehen ist, (2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche C auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche D,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche A,
(5) Fierstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie gegebenenfalls C und D befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
In einer siebten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die
Kontaktfläche C mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten
Fixiermittel versehen ist,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche C auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche D mit dem
Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D,
(3) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen C und D sowie gegebenenfalls A und B befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und (6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen. In einer achten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die
Kontaktfläche C mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten
Fixiermittel versehen ist,
(2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche B auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche A,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche D,
(5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen C und D sowie gegebenenfalls A und B befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
In einer neunten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten
Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehenen Kontaktflächen B und C,
(2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche A,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche B auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche A mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche D,
(5) Fierstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie C und D befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
In einer zehnten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten
Bauelements mit einer Kontaktfläche D, einer wie vorerwähnt zusammengesetzten (d.h. zum Applizieren des Fixiermittels geeigneten) Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils mit dem aus der
Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehenen Kontaktflächen B und C,
(2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche D,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche C auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche D mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche A, (5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie C und D befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter
Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
Die vorerwähnten zehn Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens stellen definierte Schrittfolgen dar, welche die jeweiligen aufeinander folgenden Schritte (1 ) bis (6) respektive (1 ) bis (7) umfassen oder daraus bestehen. Es kann sich bei besagten sechs oder sieben Schritten um direkt aufeinander folgende Schritte handeln, d.h. ohne Zwischenschritte oder zumindest ohne wesentliche Zwischenschritte, also ohne das Wesen des erfindungsgemäßen Verfahrens verändernde Zwischenschritte. Allerdings können Teilschritte des
Bereitstellungsschritts (1 ) eine Ausnahme dergestalt bilden, dass sie, soweit es die weitere Schrittfolge erlaubt oder sogar erfordert, an geeigneter Stelle im Verfahren stattfinden oder abgeschlossen werden und so Bereitstellungsschritt (1 ) zum vollständigen Abschluss bringen können.
Die vorliegende Offenbarung umfasst neben den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Sandwichanordnungen auch Anordnungen, die als
Zwischenprodukte des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten werden oder auftreten können.
Eine solche als Zwischenprodukt bei allen zehn Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche Anordnung umfasst verschiedene Varianten einer noch unfertigen, d.h. unverlöteten Sandwichanordnung aus einem ersten Bauelement mit einer Kontaktfläche A, einem zweiten Bauelement mit einer Kontaktfläche D und einer zwischen den beiden Bauelementen befindlichen
Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C mit dem zwischen den
Kontaktflächen A und B und/oder zwischen den Kontaktflächen C und D befindlichen Fixiermittel. Eine weitere solche als Zwischenprodukt bei verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche Anordnung ist eine Anordnung aus einem Bauelement mit einer Kontaktfläche A und einer Lotvorform mit diskreten
Kontaktflächen B und C mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B, wobei die Kontaktfläche C mit dem Fixiermittel versehen sein kann.
Eine weitere solche als Zwischenprodukt bei verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche Anordnung ist eine Anordnung aus einem Bauelement mit einer Kontaktfläche D und einer Lotvorform mit diskreten
Kontaktflächen B und C mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D, wobei die Kontaktfläche B mit dem Fixiermittel versehen sein kann.
Eine weitere solche als Zwischenprodukt bei verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche Anordnung ist eine Anordnung aus einem Bauelement mit einer Kontaktfläche A und einer Lotvorform mit diskreten
Kontaktflächen B und C ohne Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B, wobei die Kontaktfläche C mit dem Fixiermittel versehen ist.
Eine weitere solche als Zwischenprodukt bei verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche Anordnung ist eine Anordnung aus einem Bauelement mit einer Kontaktfläche D und einer Lotvorform mit diskreten
Kontaktflächen B und C ohne Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D, wobei die Kontaktfläche B mit dem Fixiermittel versehen ist. Die vorliegende Offenbarung umfasst neben den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Sandwichanordnungen sowie den vorerwähnten
Anordnungen, die als Zwischenprodukte erhalten werden können, auch eine ebenfalls als Zwischenprodukt bei verschiedenen Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche freie Lotvorform mit diskreten
Kontaktflächen B und C, wobei die Kontaktflächen B und/oder C mit dem Fixiermittel versehen sind.
Die vorliegende Offenbarung umfasst ferner als Zwischenprodukte des
erfindungsgemäßen Verfahrens erhältliche freie Bauelemente mit einer mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche A sowie freie Bauelemente mit einer mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche D.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Kontaktflächen A zu B und C zu D gewandt angeordnet respektive in Kontakt gebracht. Dabei bilden die Kontaktflächen A und B respektive C und D jeweils miteinander eine gemeinsame
Überlappungsfläche. Weisen die Kontaktflächen A und B respektive C und D nicht die gleichen Abmessungen auf oder sind die Kontaktflächen A und B respektive C und D bei der zueinander gewandten Anordnung nicht kongruent zueinander gewandt angeordnet, so entspricht die gemeinsame Überlappungsfläche einer Teilfläche mindestens einer der sie bildenden Kontaktflächen A und B respektive C und D.
Hierin ist vom Inkontaktbringen von Kontaktflächen mit dem oder ohne das
Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen die Rede. In diesem Kontext bedeutet der Begriff„Kontakt“ einen direkten Kontakt im Sinne einer Berührung bis hin zu einem Kontakt im Sinne einer Annäherung bis auf einen vernachlässigbaren Abstand von beispielsweise <100 pm. Letzteres trifft insbesondere zu im Falle eines
Vorhandenseins des Fixiermittels zwischen Kontaktflächen. Zur Vermeidung von Missverständnissen, im Falle einer stoffschlüssigen Lotverbindung zwischen
Kontaktflächen besteht lediglich eine indirekte Verbindung zwischen den
lotverbundenen respektive verlöteten Kontaktflächen, hingegen ein direkter Kontakt zum verbindenden Lot. Das Inkontaktbringen von Kontaktflächen mit dem Fixiermittel zwischen besagten Kontaktflächen bedeutet, dass das Fixiermittel aus einer wie vorerwähnt zusammengesetzten Fixiermittelzusammensetzung auf mindestens eine der beiden beteiligten Kontaktflächen appliziert worden ist, was im Falle einer lösemittelhaltigen Fixiermittelzusammensetzung wie nacherwähnt ein Entfernen von Lösemittel vor dem eigentlichen Inkontaktbringen umfasst. Alle Kontaktflächen A, B, C und D weisen eine nur geringe mittlere
Oberflächenrauigkeit Ra (bestimmt nach DIN EN ISO 25178-6:2010-06)
beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 40 pm auf. Im Allgemeinen sind die
Kontaktflächen eben oder im Wesentlichen eben. Hierin wird der Ausdruck„Fixiermittel“ oder„aus einer wie vorerwähnt zusammengesetzten Fixiermittelzusammensetzung appliziertes Fixiermittel“ gebraucht. Gemeint ist damit das auf eine betreffende Kontaktfläche A, B, C respektive D applizierte Fixiermittel in dem Zustand und unter den Bedingungen unmittelbar vor dem respektive beim zueinander gewandten Anordnen und
Inkontaktbringen der Kontaktflächen von Lotvorform und Bauelement mit dem dazwischen befindlichen Fixiermittel. Besagte Bedingungen umfassen beispielsweise die beim Anordnen und Inkontaktbringen herrschenden Bedingungen betreffend Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchte respektive Temperatur und Art der
Umgebungsatmosphäre. So kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, ein Anordnen und Inkontaktbringen bei erhöhter, in jedem Fall jedoch unterhalb der
Schmelztemperatur des Lots liegender Temperatur durchzuführen. Beispielsweise kann dies mit erwärmten Kontaktflächen erfolgen. Das Fixiermittel wird aus einer wie vorerwähnt zusammengesetzten
Fixiermittelzusammensetzung appliziert. Der hierin im Zusammenhang mit der Applikation von Fixiermittel aus einer wie vorerwähnt zusammengesetzten
Fixiermittelzusammensetzung auf eine Kontaktfläche verwendete Begriff
„Applizieren“ kann eine sich gegebenenfalls währenddessen und/oder an das eigentliche Applizieren anschließende thermische und/oder photochemische
Behandlung einschließen. Im Falle einer lösemittelhaltigen
Fixiermittelzusammensetzung schließt der Begriff„Applizieren“ in jedem Fall ein sich an das eigentliche Applizieren anschließendes Entfernen von Lösemittel,
insbesondere weitgehendes bis bevorzugt vollständiges Entfernen von Lösemittel ein, beispielsweise durch Trocknen, was durch übliche Maßnahmen wie
beispielsweise Erwärmen und/oder Druckverminderung unterstützt oder bewirkt werden kann. Weitgehende bis vollständige Lösemittelentfernung bedeutet
Entfernung von >50 bis 100 Gew.-%, bevorzugt >80 bis 100 Gew.-% des
ursprünglich in der lösemittelhaltigen Fixiermittelzusammensetzung enthaltenen Lösemittels.
Die Fixiermittelzusammensetzung besteht, wie schon gesagt, aus
0 bis 97 Gew.-% mindestens eines Lösemittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und bei < 285°C siedenden organischen Lösemitteln, 3 bis 100 Gew.-% mindestens eines Materials M1 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren thermoplastischen organischen Polymeren und (ii) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen,
0 bis 20 Gew.-% mindestens eines Materials M2 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (iii) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren organischen Polymeren und (iv) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen und ohne Siedepunkt oder mit einem Siedepunkt oberhalb 285°C, und
0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer fester Füllstoffe.
Entsprechend ihres Gehaltes von 0 bis 97 Gew.-% mindestens eines Lösemittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und bei < 285°C siedenden organischen Lösemitteln kann es sich bei der Fixiermittelzusammensetzung um eine lösemittelfreie, um eine wässrige von organischem Lösemittel freie, um eine wässrige organisches Lösemittel enthaltende oder um eine nichtwässrige
organisches Lösemittel enthaltende Zusammensetzung handeln.
Beispiele für lösemittelfreie Fixiermittelzusammensetzungen sind beim Applizieren feste bis klebrige Fixiermittelzusammensetzungen, beispielsweise in Form von Folie, Strang, Pulver, Tropfen, Hotmelt-Material, öligem oder harzartigem Material.
Abhängig von der Konsistenz einer betreffenden lösemittelfreien
Fixiermittelzusammensetzung wird der Fachmann ein zum Applizieren auf eine Kontaktfläche A, B, C respektive D geeignetes Verfahren auswählen.
Beispiele für wässrige Fixiermittelzusammensetzungen sind wässrige von
organischem Lösemittel freie oder wässrige organisches Lösemittel enthaltende Fixiermittelzusammensetzungen. Dabei kann es sich um Lösungen, Suspensionen oder Dispersionen handeln, deren Theologisches Verhalten in einem breiten Bereich vom flüssigen bis zum pastösen Zustand liegen kann. Dementsprechend können die wässrigen Fixiermittelzusammensetzungen auf verschiedene Art auf eine
Kontaktfläche A, B, C respektive D appliziert werden, beispielsweise durch Jetten, Dispensen, Sprühen, Pinseln, Tupfen, Tauchen oder Drucken, gefolgt von einer Trocknung zwecks weitgehender bis bevorzugt vollständiger Entfernung des
Wassers und des gegebenenfalls enthaltenen organischen Lösemittels.
Bei nichtwässrigen organisches Lösemittel enthaltenden
Fixiermittelzusammensetzungen kann es sich um Lösungen, Suspensionen oder Dispersionen handeln, deren rheologisches Verhalten in einem breiten Bereich vom flüssigen bis zum pastösen Zustand liegen kann. Dementsprechend können die nichtwässrigen organisches Lösemittel enthaltenden
Fixiermittelzusammensetzungen auf verschiedene Art auf eine Kontaktfläche A, B, C respektive D appliziert werden, beispielsweise durch Jetten, Dispensen, Sprühen, Pinseln, Tupfen, Tauchen oder Drucken, gefolgt von einer Trocknung zwecks weitgehender bis bevorzugt vollständiger Entfernung des organischen Lösemittels.
Bevorzugt als das mindestens eine Material M1 sind im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbare thermoplastische organische Polymere vom Typ (i), und darunter insbesondere teil- oder vollsynthetische Vertreter. Bevorzugt umfasst das
mindestens eine Material M1 keine nichtsynthetischen organischen Polymere, d.h. keine organischen Polymere natürlichen Ursprungs wie Naturharze. Beispiele für Naturharze sind Baumharze wie Kolophoniumharz. Stofflich besteht für die im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren thermoplastischen organischen Polymere keine Beschränkung. Es kann sich beispielsweise um Vinylcopolymere,
(Meth)acrylcopolymere, Polyester, Polyurethane, Polymervorläufer solcher vorerwähnten Polymere und/oder um Cellulosederivate wie beispielsweise
Celluloseether und -ester handeln. Besonders bevorzugt sind (Meth)acrylcopolymere und Cellulosederivate wie Methylcellulose oder Ethylcellulose. Die im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren thermoplastischen organischen Polymere können saure Gruppen entsprechend einer Säurezahl im Bereich von 0 bis 50 mg KOH/g, bevorzugt unter 25 mg KOH/g aufweisen; besonders bevorzugt haben sie keine sauren Gruppen und weisen keine Säurezahl auf. Die Bestimmung der Säurezahl, beispielsweise Carboxylzahl von organischen Polymeren ist dem Fachmann bekannt, beispielsweise die Bestimmung nach DIN EN ISO 2114.
Bevorzugte Beispiele für im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbare nichtpolymere organische Verbindungen ohne saure Gruppen vom Typ (ii) sind Lactame wie beispielsweise Laurinlactam; und Fettalkohole wie beispielsweise 1 -Dodecanol (Laurylalkohol), 1 -Tetradecanol (Myristylalkohol), 1 -Hexadecanol (Cetylalkohol), 1- Heptadecanol (Margarylalkohol), 1 -Octadecanol (Stearylalkohol), 1-Eicosanol (Arachidylalkohol), 1 -Docosanol (Behenylalkohol), 1 -Tetracosanol
(Lignocerylalkohol), 1 -Hexacosanol (Cerylalkohol), 1 -Octacosanol (Montanylalkohol), 1 -Triacontanol (Melissylalkohol).
Weitere Beispiele für im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbare nichtpolymere organische Verbindungen ohne saure Gruppen vom Typ (ii) sind entsprechende Einzelbestandteile von im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren Gemischen organischer Substanzen wie Öle, Fette, Wachse, beispielsweise natürliche Wachse wie beispielsweise Bienenwachs, Paraffinwachse und Vaseline.
Die Fixiermittelzusammensetzung enthält 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines
Materials M2 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (iii) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren organischen Polymeren und (iv) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen und ohne Siedepunkt oder mit einem Siedepunkt oberhalb 285°C. Die organischen Polymeren vom Typ (iii) unterscheiden sich von denen vom Typ (i) und besitzen bevorzugt auch keine sauren Gruppen. Beispielsweise kann es sich um nichtthermoplastische oder um außerhalb des Bereichs von 30 bis 180 °C
schmelzbare organische Polymere handeln. Die nichtpolymeren organischen
Verbindungen vom Typ (iv) unterscheiden sich von denen vom Typ (ii);
beispielsweise kann es sich um außerhalb des Bereichs von 30 bis 180 °C
schmelzbare nichtpolymere organische Verbindungen ohne saure Gruppen handeln; alternativ kann es sich um nichtpolymere organische Verbindungen ohne saure Gruppen handeln, die unzersetzt oberhalb 285°C sieden und destilliert werden können oder die anstelle eines Siedepunktes einen Zersetzungspunkt oder -bereich aufweisen. Letztere lassen sich nicht unter Normalbedingungen destillieren.
Bei Vertretern des Materials M2 kann es sich beispielsweise um Additive wie beispielsweise Benetzungsadditive und Rheologieadditive handeln. Die Fixiermittelzusammensetzung enthält 0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer fester Füllstoffe. Beispiele für anorganische feste Füllstoffe sind Siliziumdioxid und Aluminiumoxid. Die Summe der mit dem Fixiermittel versehenen Flächenanteile der eine
gemeinsame Überlappungsfläche bildenden Kontaktflächen A und B respektive C und D beträgt bei Anwesenheit eines oder mehrerer Bestandteile vom Typ (i) im mindestens einen Material M1 1500 pm2 bis 50 Flächen-%, bevorzugt 1500 pm2 bis 20 Flächen-%, insbesondere 1500 pm2 bis 10 Flächen-% der gemeinsamen
Überlappungsfläche. Bei alleiniger Anwesenheit eines oder mehrerer Bestandteile vom Typ (ii) im mindestens einen Material M1 beträgt besagte Summe 1500 pm2 bis 100 Flächen-%, bevorzugt 1500 pm2 bis 50 Flächen-%, insbesondere 1500 pm2 bis 20 Flächen-% oder sogar nur 1500 pm2 bis 10 Flächen-% der gemeinsamen
Überlappungsfläche.
Das Fixiermittel kann dabei in allen vorerwähnten Fällen als einzelne
zusammenhängende Fläche oder als mehrere voneinander getrennte Flächen verteilt vorliegen, beispielsweise als ein oder mehrere Flächenelemente,
beispielsweise als Punkte, Linien, Linien- oder Punktemuster. Einzelne der oder alle Flächenelemente können auch über eine betreffende
Überlappungsflächenbegrenzungslinie hinausragen, beispielsweise dergestalt, dass die Fixiermittelzusammensetzung absichtlich oder unabsichtlich eine betreffende Überlappungsflächenbegrenzungslinie überschreitend appliziert wird. Beispielsweise kann ein Flächenelement die Überlappungsflächenbegrenzungslinie teilweise bedecken und sich dabei teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der
Überlappungsfläche befinden. Auch eine teilweise oder vollständige rahmenartige Bedeckung der Überlappungsflächenbegrenzungslinie ist möglich. Einzelne zusammenhängende die Überlappungsflächenbegrenzungslinie nicht berührende Flächenelemente können eine Fläche von beispielsweise 1500 pm2 bis 10 Flächen- %, bevorzugt 1500 pm2 bis 5 Flächen-%, insbesondere 1500 pm2 bis 2 Flächen-% der betreffenden gemeinsamen Überlappungsfläche haben. Das oder die
Flächenelemente können aus der entsprechenden Kontaktflächenebene hinreichend weit herausragen, um eine Fixierverbindung zu verbindender Kontaktflächen zu ermöglichen. So können das oder die aus dem Fixiermittel bestehenden Flächenelemente eine Dicke beispielsweise im Bereich von 1 bis 100 pm oder bevorzugt 1 bis 50 pm oder mehr bevorzugt 1 bis 20 pm oder am meisten bevorzugt 1 bis 10 pm aufweisen; dies gilt insbesondere für nicht oder nicht vollständig geschmolzenes Fixiermittel.
Das applizierte Fixiermittel kann sich in seiner Zusammensetzung qualitativ und/oder quantitativ von der der Fixiermittelzusammensetzung unterscheiden. Dies kann beispielsweise Folge seiner Applikation und/oder einer im Rahmen seiner Applikation bewusst durchgeführten Entfernung von Lösemittel oder Trocknung und/oder thermischen und/oder photochemischen Behandlung sein. Im Falle eines aus einer Lösemittel enthaltenden Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittels ist dessen Lösemittelanteil relativ zu dem der Fixiermittelzusammensetzung um >50 bis 100 Gew.-%, bevorzugt um >80 bis 100 Gew.-% reduziert. Mit anderen Worten, im Vergleich zur lösemittelhaltigen Fixiermittelzusammensetzung ist im applizierten Fixiermittel mehr als die Hälfte, bevorzugt mehr als 80 Gew.-% des ursprünglich in der lösemittelhaltigen Fixiermittelzusammensetzung enthaltenen Lösemittels entfernt.
Ein sich in seiner Zusammensetzung von der vorerwähnten
Fixiermittelzusammensetzung unterscheidendes Fixiermittel kann beispielsweise aus 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines Lösemittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und bei < 285°C siedenden organischen Lösemitteln,
65 bis 100 Gew.-% mindestens eines Materials M1 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren thermoplastischen organischen Polymeren und (ii) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren
nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen,
0 bis 25 Gew.-% mindestens eines Materials M2 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (iii) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren organischen Polymeren und (iv) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen und ohne Siedepunkt oder mit einem Siedepunkt oberhalb 285°C, und
0 bis 35 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer fester Füllstoffe bestehen.
Das Fixiermittel zeigt ein haftvermittelndes Verhalten zwischen zu verbindenden Kontaktflächen A und B respektive C und D, d.h. zumindest bei den beim Anordnen und Inkontaktbringen der betreffenden Kontaktflächen mit dem dazwischen befindlichen Fixiermittel herrschenden Bedingungen verhält es sich klebrig und/oder Adhäsion der betreffenden Kontaktflächen bewirkend. Alle zehn vorerwähnten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen ein Platzieren der Lotvorform, beispielsweise ein Auflegen der Lotvorform auf ein Bauelement oder umgekehrt. Das Auflegen geschieht dabei im Sinne einer zueinander gewandten Anordnung der Kontaktflächen A und B und/oder C und D. Allen zehn vorerwähnten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemein ist die Herstellung einer noch unverlöteten Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform mit dem
Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B und/oder C und D, gefolgt vom eigentlichen Verlöten unter Bildung der fertigen verlöteten Sandwichanordnung.
Platzieren der Lotvorform und Herstellen der noch unverlöteten Sandwichanordnung kann beispielsweise bei einer Temperatur der betreffenden Kontaktflächen im Bereich von Raumtemperatur bis unterhalb der Schmelztemperatur der Lotvorform stattfinden, beispielsweise bis 10 °C unterhalb der Schmelztemperatur der
Lotvorform.
Nach Bildung der noch unverlöteten Sandwichanordnung findet der eigentliche Lötverbindungsprozess statt. Dieser Lötverbindungsprozess umfasst das Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots und ein anschließendes Abkühlen des geschmolzenen Lots unter dessen Erstarrungstemperatur unter Bildung einer fertigen verlöteten Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
Die Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B und/oder C und D wird zwecks Schmelzen der Lotvorform in einen Ofen mit einer oberhalb der Schmelztemperatur des Lots liegenden Ofentemperatur befördert. Die Aufenthaltsdauer im Ofen und die Ofentemperatur sind so bemessen, dass ein vollständiges Schmelzen der Lotvorform stattfinden kann. Beispielsweise beträgt die Aufenthaltsdauer im Bereich von 1 bis 60 Minuten bei einer Ofentemperatur beispielsweise im Bereich von 150 bis 500°C, insbesondere 170 bis 350°C. Der Schmelzprozess kann als Batch- oder als kontinuierlicher Prozess durchgeführt werden.
Es ist nicht im Einzelnen geklärt, was beim Schmelzvorgang bzw. Lötprozess mit dem Fixiermittel geschieht.
Nach Verlassen des Ofens kühlt die Sandwichanordnung aus den beiden
Bauelementen und dem geschmolzenem Lot ab und das Lot erstarrt nach
Unterschreiten seiner Erstarrungstemperatur unter Bildung des Produkts des erfindungsgemäßen Verfahrens, nämlich der fertigen Sandwichanordnung aus dem ersten Bauelement mit der Kontaktfläche A, dem zweiten Bauelement mit der Kontaktfläche D mit dem zwischen den Kontaktflächen A und D befindlichen die beiden Bauelemente mechanisch, elektrisch und wärmeleitend verbindenden Lot.
Beispiele
Beispiel 1 (erfindungsgemäß):
Eine Fixiermittelzusammensetzung bestehend aus 20 Gew.-% DEGALAN® LP 63/11 (Acrylcopolymer erhältlich von Evonik Industries AG, Säurezahl 6 mg KOH/g, Mw 30.000) gelöst in 80 Gew.-% a-Terpineol wurde mittels einer 20 pm dicken
Schablone mit einer runden Öffnung und einem Durchmesser von 40 pm auf eine Kupferseite eines DCB-Substrats (320 pm dicke AhOs-Keramik mit beidseitiger jeweils 200 pm Kupferkaschierung) gedruckt. Anschließend wurde die so applizierte Fixiermittelzusammensetzung 20 min lang bei 80°C im Umlufttrockenschrank getrocknet. Man erhielt einen 2000 pm2 großen und 3 pm dicken Fixiermittelpunkt. Auf diesen Fixiermittelpunkt wurde anschließend eine 10 mm x 10 mm x 0,1 mm große Lotvorform (Zinn-Silber-Legierung mit 3,5 Gew.-% Silberanteil) maschinell zentrisch platziert. Dies geschah mittels einer Bestückungsapparatur Datacon 2200 evo, wobei das DCB-Substrat vor dem eigentlichen Bestücken auf 130°C
vorgewärmt und die Lotvorform mit einer Kraft von 1 Newton auf den
Fixiermittelpunkt aufgelegt wurde. In einem zweiten Schritt wurde das Drucken und Trocknen der
Fixiermittelzusammensetzung analog wie zuvor beschrieben auf der nach außen weisenden Seite der Lotvorform wiederholt. Auf den so auf die Lotvorform applizierten Fixiermittelpunkt wurde anschließend ein 10 mm x 10 mm x 0,18 mm großer IGBT unter den gleichen Bedingungen und unter Verwendung der gleichen Bestückungsapparatur platziert.
Die so geschaffene noch unverlötete Sandwichanordnung wurde in einem Lötofen einem Temperaturprofil von 6 Minuten bei 180°C und anschließend 3 Minuten bei 260°C ausgesetzt, wobei das Lot vollständig schmolz. Nach Entnahme aus dem Ofen wurde die Sandwichanordnung auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Nach dem Abkühlen wurde die Wärmeleitfähigkeit der Lotverbindung innerhalb der Sandwichanordnung mittels der Laserflashmethode (Gerät LFA 467 der Firma Netzsch, Deutschland, Energieimpuls von der Seite des IGBT her) zu 36 Wm 1K 1 bestimmt.
Beispiel 2 (erfindungsgemäß):
Abweichend von Beispiel 1 wurde die Fixiermittelzusammensetzung jeweils mittels einer 20 pm dicken Schablone mit vier als 2-2-Anordnung mit jeweils 2 mm voneinander beabstandeten quadratischen Öffnungen von jeweils 9 mm2 gedruckt. Man erhielt vier jeweils circa 10 mm2 große und 3 pm dicke Fixiermittel- Flächenelemente (insgesamt circa 40 Flächen-% Bedeckung der jeweiligen Überlappungsfläche nach Auflegen der Lotvorform bzw. nach dem Bestücken mit dem IGBT).
Die Wärmeleitfähigkeitsbestimmung ergab einen Wert von 22 Wm 1K 1.
Beispiel 3 (Vergleich): Abweichend von Beispiel 1 wurde die Fixiermittelzusammensetzung jeweils mittels einer 20 pm dicken Schablone mit vier als 2-2-Anordnung mit jeweils 2 mm voneinander beabstandeten quadratischen Öffnungen von jeweils 13 mm2 gedruckt. Man erhielt vier jeweils circa 13,5 mm2 große und 3 miti dicke Fixiermittel- Flächenelemente (insgesamt circa 55 Flächen-% Bedeckung der jeweiligen
Überlappungsfläche nach Auflegen der Lotvorform bzw. nach dem Bestücken mit dem IGBT).
Die Wärmeleitfähigkeitsbestimmung ergab einen Wert von 15 Wm 1K 1.
Wärmeleitfähigkeiten >20 Wm 1K 1 stellen zufriedenstellende Ergebnisse dar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Sandwichanordnung aus einem ersten Bauelement mit einer Kontaktfläche A, einem zweiten Bauelement mit einer
Kontaktfläche D und zwischen den Kontaktflächen A und D befindlichem Lot, wobei das Lot durch Schmelzen aus einer diskrete Kontaktflächen B und C aufweisenden Lotvorform und anschließendes Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur hergestellt wird,
wobei die Lotvorform vor dem Schmelzen mit ihren Kontaktflächen B und/oder C mittels eines aus einer Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittels an den Kontaktflächen A und/oder D fixiert wird, und
wobei die Kontaktfläche A zur Kontaktfläche B und die Kontaktfläche C zur
Kontaktfläche D gewandt angeordnet wird,
wobei die Fixiermittelzusammensetzung aus
0 bis 97 Gew.-% mindestens eines Lösemittels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und bei < 285°C siedenden organischen Lösemitteln,
3 bis 100 Gew.-% mindestens eines Materials M1 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (i) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren thermoplastischen organischen Polymeren und (ii) im Bereich von 30 bis 180°C schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen,
0 bis 20 Gew.-% mindestens eines Materials M2 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (iii) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren organischen Polymeren und (iv) im Bereich von 30 bis 180°C nicht schmelzbaren nichtpolymeren organischen Verbindungen ohne saure Gruppen und ohne Siedepunkt oder mit einem Siedepunkt oberhalb 285°C, und
0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer anorganischer fester Füllstoffe besteht, wobei die Summe der mit dem Fixiermittel versehenen Flächenanteile der eine gemeinsame Überlappungsfläche bildenden Kontaktflächen A und B respektive C und D bei Anwesenheit eines oder mehrerer Bestandteile (i) im mindestens einen Material M1 1500 pm2 bis 50 Flächen-% der gemeinsamen Überlappungsfläche beträgt, während besagte Summe bei alleiniger Anwesenheit eines oder mehrerer Bestandteile (ii) im mindestens einen Material M1 1500 pm2 bis 100 Flächen-% der gemeinsamen Überlappungsfläche beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte: (1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen
Kontaktflächen B und C,
(2) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die
Kontaktflächen A und/oder B,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche B auf die Kontaktfläche A mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie gegebenenfalls C und D befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter
Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte: (1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten
Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen
Kontaktflächen B und C,
(2) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche C auf die Kontaktfläche D mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen C und D sowie gegebenenfalls A und B befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und (7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen. 4. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen
Kontaktflächen B und C,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche B auf die Kontaktfläche A ohne Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B,
(3) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem nur zwischen den Kontaktflächen C und D befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils nicht mit Fixiermittel versehenen
Kontaktflächen B und C,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche C auf die Kontaktfläche D ohne Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D,
(3) Applizieren des Fixiermittels aus der Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem nur zwischen den Kontaktflächen A und B befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und (6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen. 6. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die Kontaktfläche B mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehen ist,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche B auf die gegebenenfalls mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehene Kontaktfläche A mit dem Fixiermittel zwischen den
Kontaktflächen A und B,
(3) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie gegebenenfalls C und D befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen. 7. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die Kontaktfläche B mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehen ist,
(2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen C und/oder D, (3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche C auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche D,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche A,
(5) Fierstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie gegebenenfalls C und D befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter
Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte: (1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten
Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die Kontaktfläche C mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehen ist,
(2) Platzieren der Lotvorform mit ihrer mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche
C auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche D mit dem zwischen den Kontaktflächen C und D befindlichen Fixiermittel,
(3) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(4) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen C und D sowie gegebenenfalls A und B befindlichen Fixiermittel,
(5) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(6) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte: (1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C, wovon nur die Kontaktfläche C mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehen ist,
(2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktflächen A und/oder B,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehenen Kontaktfläche B auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche A,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche D,
(5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen C und D sowie gegebenenfalls A und B befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte:
(1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehenen Kontaktflächen B und C,
(2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche A,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche B auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche A mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche D, (5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie C und D befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter
Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
11. Verfahren nach Anspruch 1 , umfassend die aufeinander folgenden Schritte: (1 ) Bereitstellen eines ersten Bauelements mit einer Kontaktfläche A, eines zweiten
Bauelements mit einer Kontaktfläche D, der Fixiermittelzusammensetzung sowie einer Lotvorform mit diskreten jeweils mit dem aus der Fixiermittelzusammensetzung applizierten Fixiermittel versehenen Kontaktflächen B und C,
(2) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche D,
(3) Platzieren der Lotvorform mit ihrer Kontaktfläche C auf die gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehene Kontaktfläche D mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D,
(4) gegebenenfalls Applizieren des Fixiermittels aus der
Fixiermittelzusammensetzung auf die Kontaktfläche A,
(5) Herstellen einer Sandwichanordnung aus den beiden Bauelementen mit der dazwischen befindlichen Lotvorform sowie mit dem zwischen den Kontaktflächen A und B sowie C und D befindlichen Fixiermittel,
(6) Schmelzen der Lotvorform unter Bildung geschmolzenen Lots, und
(7) Abkühlen des geschmolzenen Lots unter seine Erstarrungstemperatur unter
Bildung einer Sandwichanordnung aus den beiden über ihre Kontaktflächen A und D und das dazwischen befindliche erstarrte Lot verbundenen Bauelementen.
12. Zwischenprodukt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 , 2, 6, 9 oder 10 in Form einer Anordnung aus einem Bauelement mit einer Kontaktfläche A und einer
Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen A und B, wobei die Kontaktfläche C gegebenenfalls mit dem
Fixiermittel versehen ist, oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 , 3, 7, 8 oder 11 in Form einer Anordnung aus einem Bauelement mit einer Kontaktfläche D und einer Lotvorform mit diskreten Kontaktflächen B und C mit dem Fixiermittel zwischen den Kontaktflächen C und D, wobei die Kontaktfläche B gegebenenfalls mit dem Fixiermittel versehen ist.
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