DE10045534B4 - Elektronisches Bauteil mit Außenanschlußelementen ausgebildet als Kapillarelement, Verfahren zur Herstellung und Anordnung - Google Patents

Elektronisches Bauteil mit Außenanschlußelementen ausgebildet als Kapillarelement, Verfahren zur Herstellung und Anordnung Download PDF

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Abstract

Elektronisches Bauteil (1) mit Außenanschlusselementen (2), die mit Kontaktanschlussflächen (3) eines Systemträgers oder mit Kontaktflächen (29, 30, 31, 32) eines Chips (16) verbunden sind, wobei mindestens ein Außenanschlusselement (2) als ein Kapillarelement (6) ausgebildet ist, das aus dem elektronischen Bauteil (1) herausragt und an seinem herausragenden Ende (7) eine kapillar wirkende Saugöffnung (8) aufweist, und wobei das Kapillarelement (6) Zwillingshöcker (11) aufweist, die in einem kapillar wirkenden Abstand (12) voneinander angeordnet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil mit Außenanschlusselementen ausgebildet als Kapillarelement, ein Verfahren zur elektrischen Verbindung und/oder Fixierung des elektronischen Bauteils und einer Leiterplatte und eine Anordnung mit einem solchen elektronischen Bauteil.
  • Beispielsweise ist eine solche Anordnung in der JP 09321419 A beschrieben, siehe dort etwa 7 und 8.
  • In der DE 197 04 930 A1 wird gezeigt, dass man Stifte zur Halterung von Leiterplatten mit langgestreckten Kanälen versehen kann, um überschüssiges Lot abzuleiten.
  • Die JP 61117857 A schlägt vor, einen zu verlötenden Leiter mit einem Längsschlitz zu versehen, in dem Lot hochsteigt, so dass man die hergestellte Lötstelle überprüfen kann.
  • In der US 5,925,927 A wird vorgeschlagen, Leiterplatten-Verbindungen einer solchen Form auf die Leiterplatte aufzulöten, dass das durch Kapillarwirkung verteilte Lot besseren Halt der Verbindungen nach dem Erstarren ermöglicht.
  • Um Leiterplattenflächen möglichst optimal zu nutzen, werden Leiterplatten beidseitig bestückt. Das Fixieren und elektrische Verbinden von elektronischen Bauteilen auf beiden Seiten der Leiterplattenfläche wie es z.B. durch Löten erfolgt, erfordert in vielen Fällen zusätzliche adhäsive Fixierpunkte zwischen Bauteil und Leiterplatte, insbesondere für die Bauteile, die auf der Unterseite der Leiterplatte zu kontaktieren sind, da sonst die Gefahr besteht, dass diese Bauteile abfallen.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Bauteil mit Außenanschlusselementen anzugeben, mit denen zusätzliche Fixierpunkte an den Bauteilen überflüssig werden und die ein Anhaften des Bauteils beim Verbinden mit einer Leiterplatte sicherstellen, so dass eine Leiterplatte beidseitig mit Bauelementen bestückt werden kann, ohne dass die Bauteile auf der Unterseite der Leiterplatte beim Verbindungsvorgang herabfallen.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst, Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die Erfindung macht zur Lösung der Aufgabe von Kapillarkräften in flüssigem Lot Gebrauch.
  • Erfindungsgemäß weist das elektronische Bauteil Außenkontaktelemente auf, die mit Kontaktanschlussflächen eines Systemträgers oder mit Kontaktflächen eines Chips verbunden sind. Dabei ist mindestens ein Außenanschlusselement als ein Kapillarelement ausgebildet, das aus dem Bauteil herausragt und an seinem herausragenden Ende eine kapillar wirkende Saugöffnung aufweist und wobei das Kapillarelement Zwillingshöcker aufweist, die in einem kapillar wirkenden Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Lösung hat den Vorteil, dass das elektronische Bauteil mittels der kapillar wirkenden Saugöffnung seines Kapillarelementes die Adhäsion in einem flüssigen Löttropfen, der an der Leiterplatte haftet, wesentlich gegenüber kapillar nicht wirksamen Außenanschlusselementen erhöht. Durch die mittels Kapillarwirkung erhöhte Adhäsion des Bauteils zu einer Leiterplatte wird das Bauteil vor einem Herabfallen von der Unterseite einer beidseitig bestückten Leiterplatte gesichert. Außerdem kann sich aufgrund der erfindungsgemäßen Außenanschlusselemente in Form von Kapillarelernenten eine massive flächige Materialbrücke zwischen Bauteil und Leiterplatte in Form einer Lötsäule ausbilden, so dass auf zusätzliche Fixierpunkte beispielsweise aus Epoxidkleber verzichtet werden kann. Zwillingshöcker können unmittelbar auf den Kontaktflächen eines Chips angeordnet werden; was besonders geeignet ist für Chips, die unmittelbar auf einer Leiterplatte liegen sollen. Die den Kapillareffekt bewirkenden Elemente am elektronischen Bauteil können bereits während der Bauteilherstellung mit erzeugt werden. Darüber hinaus hat dieses elektronische Bauteil den Vorteil, dass sich beim Verbinden mit der Leiterplatte durch das Ausbilden einer massivflächigen Materialbrücke wie einer Lötsäule ein zusätzlicher mechanischer Schutz der Bauteilkontakte gegen Beschädigung durch Kompression oder Scherung bildet. Schließlich ergibt sich durch die Verwendung nur eines Materials, nämlich z.B. eines Lotes, zum Verbinden und Fixieren des elektronischen Bauteils an einer Leiterplatte unter Verzicht auf klebende und adhäsive Fixierpunkte eine wesentliche Vereinfachung beim Austausch von elektronischen Bauteilen auf Leiterplatten, da keine zusätzlichen anderen Fixiermaterialien entfernt und für das Auswechseln erneut aufgebracht werden müssen.
  • Somit kann durch die Außenanschlußelemente des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils die Distanz zwischen Bauteil und Leiterplatte durch Kapillarwirkung überbrückt werden und es können flächige Kontakte, welche die Adhäsion zwischen Bauteil und Leiterplatte wesentlich erhöhen, ausgebildet werden. Dar über hinaus wird gleichzeitig eine mechanische Stabilisierungsmöglichkeit für empfindliche Kontakte geschaffen, die ohne zusätzliche Materialien und Prozesse auskommt und somit voll produktionstauglich ist. Dazu muss das erfindungsgemäße elektronische Bauteil als Außenkontaktelemente lediglich Kapillarelemente mit Zwillingshöcker aufweisen.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht eine mit dem elektrischen Bauelement zu verbindende Leiterplatte vor, die eine mehrschichtige Leiterplatte mit Leiterbahnen aus einer Kupferlegierung aufweist. D Leiterplatten werden beide mit elektronischen Bauteilen bestückt, wobei mit der Verwendung des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils ein Abfallen der auf der Unterseite anzuordnenden Bauelemente verhindert wird.
  • Mit einer weiteren Ausführungsform wird die Adhäsion dadurch erhöht, dass die Kapillarelemente eine Oberflächenbeschichtung zur Vergrößerung der Benetzungsfähigkeit für geschmolzenes Lot aufweisen. Eine derartige Oberflächenbeschichtung weist in einer Ausführungsform eine Nickel-Gold-Legierung auf.
  • Bei einer Ausführungsform weist die kapillar wirkende Saugöffnung eine Öffnungsweite zwischen 50 μm und 500 μm auf. Diese Öffnungsweite hängt im wesentlichen von der Benetzungsfähigkeit der Oberfläche des Kapillarelementes durch ein flüssiges Lot ab. Je größer die Benetzungsfähigkeit ist, um so größer kann die Öffnungsweite sein, so dass sich eine größere Materialbrücke zwischen Leiterplatte und Bauelement ausbildet.
  • Außerdem kann vorgesehen sein, dass die vertikalen Kontaktelemente zu der Bauteiloberfläche eine Neigung unter einem Winkel α aufweisen. Aufgrund dieser Neigung wird die Nachgiebigkeit der Kontaktelemente gegenüber einer 90°-Anordnung erhöht und die Belastung des erfindungsgemäßen Bauteils vermindert. Außerdem wird die Adhäsionswirkung bei gleichem Abstand zwischen erfindungsgemäßem elektronischen Bauteil und Leiterplatte aufgrund der Neigung der Kontaktelemente gegenüber der Bauteiloberfläche erhöht, da die Benetzungsfläche vergrößert ist.
  • Des weiteren kann in einer Anordnung das erfindungsgemäße elektronische Bauteil über eine Lotbrücke zwischen dem Kapillarelement und einer Leiterplatte auf der Leiterplatte verankert und mit ihr elektrisch verbunden sein. Die Adhäsionsfähigkeit dieser Lotbrücke bildet sich bereits aus, wenn das Lot geschmolzen wird, wodurch das elektronische Bauteil an der Lei terplatte haftet, ohne dass zusätzliche Fixierpunkte erforderlich sind.
  • Das erfinderische elektronische Bauteil sieht vor, dass das Kapillarelement Zwillingshöckern aufweist. Die bereits oben erwähnten Zwillingshöcker können auf einem Halbeiterchip relativ kostengünstig hergestellt werden, da lediglich zu jedem bisher vorhandenen Höcker auf dem Halbleiterchip eine weitere Kontaktfläche vorgesehen werden muss, auf der ein weiterer oder zweiter Höcker des Zwillingshöckers geformt wird. Der Abstand zwischen den Zwillingshöckern muss derart eng gewählt werden, dass im Spalt zwischen den beiden Zwillingshöckern eine Kapillarwirkung auftritt.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das elektronische Bauteil ein Kunststoffgehäuse aufweist, aus dem die mehrfach angeordneten vertikalen Kontaktelemente herausragen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Kontaktelemente sicher und korrekt in dem Kunststoffgehäuse eingebettet sein können und eine Gefahr des Verschiebens der Kontaktelemente gegeneinander nicht gegeben ist.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das elektronische Bauteil in seinem Gehäuse einen Systemträger auf, der vertikale Kontaktelemente trägt und mindestens einen Halbleiterchip mit einer integrierten Schaltung aufweist. Ein derartiges elektronisches Bauteil hat den Vorteil, dass für die Befestigung der vertikalen Kontaktelemente an dem elektronischen Bauteil durch den Systemträger wesentlich mehr Fläche zur Verfügung steht als direkt auf einem Halbleiterchip. Der Übergang vom Halbleiterchip auf den Systemträger und vom Systemträger auf die Kapillarelemente als Außenaanschlusskontakte kann in vorteilhafter Weise durch halbleiterprozess-konforme Verfahrenstechniken verwirklicht werden.
  • Zusätzlich kann die Leiterplatte Lötflächen mit Lötmaterial aufweisen, das in die Kapillarelemente des elektronischen Bauteils hineinragt. Dieses Lötmaterial verstärkt zusätzlich die Außenanschlusselemente und schützt sie gleichzeitig vor Beschädigung durch Scherung oder Kompression.
  • Ein Verfahren zur elektrischen Verbindung und/oder Fixierung eines elektronischen Bauteils und einer Leiterplatte, weist folgende Verfahrensschritte auf:
    • – Bestücken des elektronischen Bauteils mit mindestens einem Kapillarelement, das eine kapillar wirkende Öffnung aufweist und aus dem elektronischen Bauteil herausragt,
    • – selektives Beschichten einer Leiterplatte mit einem benetzende Material auf vorbestimmten Kontaktanschlussflächen,
    • – Erwärmen des benetzenden Materials auf seine Schmelztemperatur,
    • – Positionieren und Ausrichten von elektronischen Bauteilen auf der Ober- und Unterseite der Leiterplatte,
    • – Eintauchen der Kapillarelemente in das geschmolzene Material,
    • – Ausbildung eines flächigen Kontaktes mit dem Kapillarelement und auf der Leiterplatte unter gleichzeitiger Erstarrung des Materials.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Adhäsion des elektronischen Bauteils an der Leiterplatte im Bereich des geschmolzenen Materials durch die Kapillarwirkung des Kapillarelementes wesentlich erhöht wird, so dass zusätzliche Schritte wie Aufbringen von Klebstoff zum Ankleben der Bauelemente an der Unterseite der Leiterplatte entfallen. Außerdem werden die Verbindungen zwischen Leiterplatte und Außenanschlusselementen des elektronischen Bauteils zusätzlich durch die sich ausbildende Materialsäule in dem Kapillarelement verstärkt, so dass sich ein Schutz gegen Beschädigungen durch Scherung oder durch Komprimieren ausbilden kann. Somit wird eine wesentliche mechanische Stabilisierung insbesondere für empfindliche Kontakte erreicht. Gleichzeitig werden zusätzliche Prozesse und Materialien eliminiert, die lediglich einer Fixierung der Bauelemente auf der Unterseite einer Leiterplatte dienen. Zusätzlich wird ein Instandsetzungsprozess in der Weise vereinfacht, dass beim Ersatz eines erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils lediglich eine einzige Materialkomponente aufzuschmelzen ist und keine weiteren Schritte erforderlich werden, die sich auf zusätzliche Fixierpunkte aus Klebstoffen beziehen.
  • Ein weiterer Verfahrensschritt sieht vor, dass die Oberfläche des Kapillarelementes mit einer die Benetzung fördernden Schicht beschichtet wird. Eine derartige Schicht kann mittels Aufdampftechnik oder Sputtertechnik aufgebracht werden, wobei die Aufdampftechnik den Vorteil eines geringen apparativen Aufwandes aufweist, während die Sputtertechnik den Vorteil hat, dass nicht aufdampfbare Materialien auf den Oberflächen der Kapillarelemente schichtförmig aufgebracht werden können.
  • In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird die benetzungsfördernde Schicht mittels stromloser Metallabscheidung aus einem Lösungsmittel aufgebracht. Zwar muss bei einem derartigen Verfahren das elektronische Bauteil mit seinen Außenanschlusselementen in ein Lösungsmittel getaucht werden, jedoch ist der apparative Aufwand für eine derartige Beschichtung wesentlich geringer als bei dem vorangegangenen Verfahren.
  • Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die benetzungsfördernde Schicht mittels galvanischer Platierung aufzubringen, wobei ein Strom zwischen einer metallischen Opferanode und dem auf Kathode geschalteten Kapillarelementen fließen muss. Dabei kann das Anlegen einer elektrischen Spannung an die Kapillarelemente problematisch sein, weshalb ein derartiger Schritt noch vor dem Anbringen der Kapillarelemente an das elektronische Bauteil durchzuführen ist.
  • Ein weiteres Durchführungsbeispiel des Verfahrens sieht vor, dass die kapillar wirkende Öffnung durch Mehrfachfaltung eines flachen Außenanschlusselements hergestellt wird. Dazu ist lediglich ein verlängertes Außenanschlusselement erforderlich, das durch mäanderförmiges Falten unter Beachtung eines kapillar wirkenden Abstands zwischen den Faltungen hergestellt werden kann. Damit wird in vorteilhafter Weise der Aufwand für die bisherige Herstellung von elektronischen Bauteilen nicht wesentlich vergrößert. Lediglich das Design eines metallischen Systemträgers mit Flachleitern muss auf die Mehrfachfaltung der Außenanschlusselemente abgestimmt sein, indem längere Flachleiter als Außenanschlusselemente vorgesehen werden.
  • Eine kapillar wirkende Öffnung kann mittels eines Ausstanzens von Längsschlitzen in einem flachen Außenanschlusselement in einem weiteren Durchführungsbeispiel hergestellt werden. Zwar wird damit nicht die Flächengrößenordnung einer Mehrfachfaltung erreicht, jedoch kann auch bereits ein solches Längsschlitzen eines flachen Außenanschlusselementes die Adhäsion aufgrund der Kapillarwirkung der Schlitze zu dem Lötmaterial der Leiterplatte erhöht werden ohne die Außenabmessungen flacher Außenanschlusselemente zu verändern.
  • In einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird das Kapillarelement in Form eines Hohlstiftes mit Längsschlitz durch Rundformen eines flachen Außenanschlusselementes hergestellt. Dieses Rundformen eines zunächst flachen Außenanschlusselementes kann beispielsweise durch Rundformen über einen Dorn erfolgen und erfordert somit nur einen geringen zusätzlichen Aufwand für die Herstellung des Kapillarelementes.
  • Um einen nahezu rechteckigen oder ovalen Querschnitt einer kapillar wirkenden Öffnung herzustellen, kann ein rundes längsgeschlitztes Kapillarelement abgeflacht werden, so dass automatisch ein rechteckiger bzw. ovaler Querschnitt entsteht.
  • Um somit die Leiterplattenfläche möglichst optimal zu nutzen und die Leiterplatten beidseitig zu bestücken, müssen die Bauteile auf der Leiterplattenunterseite gegen Herabfallen geschützt werden, z.B. durch die Adhäsion der Kontaktstellen bzw. der Außenanschlusselemente eines elektronischen Bauteils oder durch zusätzliche Fixierpunkte.
  • Die Adhäsion eines elektronischen Bauteils zu einer Leiterplatte wird hierbei durch die Gesamtfläche dieser Verbindungen bestimmt. Die benötigte Adhäsion kann jedoch durch die Relation von Abstand des elektronischen Bauteils zu der Leiterplattenoberfläche, der frei verfügbaren Fläche und der Art sowie des Materials des Verbindungsprozesses eingeschränkt sein.
  • Werden die Kontaktstellen und/oder Fixierpunkte gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgeformt, dass durch Kapillarwirkung eine massive flächige Materialbrücke zwischen Bauteil und Leiterplatte z.B. durch Ausbilden einer Lötsäule ausgebildet wird, können maßliche sowie material- und prozessbedingte Einschränkungen überwunden werden.
  • Dabei werden die den Kapillareffekt bewirkenden Elemente bereits während der zur Bauteil- oder Leiterplattenherstellung notwendigen Prozesse miterzeugt.
  • Ein Vorteil dieser massivflächigen Materialbrücken, die durch das erfindungsgemäße elektronische Bauteil ermöglicht werden, ist ein zusätzlicher mechanischer Schutz der Bauteilkontakte gegen Beschädigung durch Scherung oder Kompression nach der Durchführung der Lötung. Schließlich bringt eine Bauteilfixierung aus nur einem Material wie einem Lötmaterial, eine wesentliche Vereinfachung einer Leiterplattenreparatur mit sich, da kein zusätzliches anderes Fixiermaterial entfernt und nach der Reparatur wieder auf gebracht werden muss.
  • Somit hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Kapillarwirkung zum Überbrücken der Distanz Bauteil zu Leiterplatte beiträgt und flächige Kontakte ausgebildet werden, welche die Adhäsion zwischen Bauteil und Leiterplatte wesentlich erhöhen. Außerdem können zusätzliche Prozesse und Materialkomponenten wie Klebstoffe eliminiert werden. Ferner tritt eine wesentliche Stabilisierung bei mechanisch sehr empfindlichen Kontakten ein.
  • Die vorliegende Erfindung führt zur Ablösung von Fixierungs- und Stabilisierungstechnologien bei der Bestückung von Leiterplatten durch eine kostengünstige Variante, die ohne zusätzliche Materialien und Prozesse auskommt, und bei der produktionstaugliche Prozesse wie z.B. der Lötpastendruck integriert werden können und eine einfache Realisierung des Reparaturprozesses ermöglicht wird.
  • Ausführungsformen, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden können, werden nun anhand von Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform.
  • 2 zeigt eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform.
  • 3 zeigt eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform.
  • 1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein elektronisches Bauteil, das Bezugszeichen 2 ein Außenanschlusselement, das Bezugszeichen 3 eine Kontaktanschlussfläche eines Systemträgers, das Bezugszeichen 4 einen Systemträger, das Bezugszeichen 6 Kapillarelemente, das Bezugszeichen 7 herausragende Enden der Kapillarelemente und das Bezugszeichen 8 kapillar wirkende Saugöffnungen. Mit dem Bezugszeichen 9 werden vertikale Kontaktelemente, dem Bezugszeichen 10 ein Kapillarspalt, dem Bezugszeichen 12 ein kapillar wirkender Abstand, mit Bezugszeichen 13 die Bauteiloberfläche und mit Bezugszeichen 14 eine Lötbrücke bezeichnet. Zusätzlich zu dem elektronischen Bauteil 1 wird in 1 eine Leiterplatte 15 mit Lötflächen 17, auf denen ein Lötmaterial 18 angeordnet ist, gezeigt.
  • In dieser Ausführungsform nach 1 weist das elektronische Bauteil 1 Außenanschlusselemente 2 auf, die vertikale Kontaktelemente symbolisieren. Andererseits ist es auch möglich, derartige Außenanschlusselemente 2 durch ein U-förmiges Falten eines flachen Außenanschlusselementes 2 zu erreichen. Jedes Außenanschlusselement weist nach 1 zwei Schenkel 20, 21 und 22, 23 auf, zwischen denen ein kapillar wirkender Abstand 12 angeordnet ist.
  • Neben zwei flachen Außenanschlusselementen 2 symbolisiert 1 den Querschnitt durch einen Hohlstift, der einen nicht gezeigten rechteckförmigen, ovalen oder runden Querschnitt aufweisen kann.
  • Das kapillar wirkende Außenanschlusselement 2, im folgenden Kapillarelement 6 genannt, weist an seinem herausragenden Ende eine kapillar wirkende Saugöffnung 8 auf. Wird eine derartige Öffnung in einen Löttropfen, der senkrecht nach unten hängt, eingetaucht, so bleibt aufgrund der Kapillarwirkung des Kapillarelementes das Bauteil an dem Löttropfen hängen und kann nur bei Überwindung der Kapillarkraft und der Adhäsionskraft aus der hängenden Position befreit werden.
  • Somit zeigt die erste Ausführungsform bereits den positiven Effekt, der durch ein derart hergestelltes Bauelement erreichbar ist. Dieser Effekt besteht darin, dass auf der Unterseite 24 einer Leiterplatte 15 Bauelemente angeordnet werden können, ohne dass sie von der Leiterplattenunterseite 24 herunterfallen. Dazu wird das Lötmaterial 18 auf der Lötfläche 17 der Leiterplatte 15 geschmolzen und das erfindungsgemäße elektronische Bauteil mit der kapillar wirkenden Öffnung seiner Kapillarelemente in das flüssige Lötmaterial eingetaucht und aufgrund der Kapillarkraft in der hängenden Position auf der Unterseite 24 der Leiterplatte 15 wie in 1 gezeigt gehalten. Demnach kann die Leiterplatte 15 ohne Gefahr, dass die unten anhängenden Bauteile herunterfallen, beidseitig bestückt werden. Dazu muss der kapillar wirkende Abstand 12 auf das Lötmaterial und auf die benetzenden Eigenschaften der Oberfläche des Kapillarelementes 6 abgestimmt sein.
  • Nach einem Erstarren des Lötmaterials wird ein weiterer Vorteil des so hergestellten elektronischen Bauteils offensichtlich, nämlich, dass der elektrische Kontakt sowohl mechanisch verstärkt als auch elektrisch verbessert wird, da nicht mehr die im Querschnitt begrenzten Außenanschlussele mente die mechanische Festigkeit und den elektrischen Widerstand bestimmen, sondern die durch die Kapillarwirkung entstandene Lötsäule sowohl den elektrischen Widerstand vermindert als auch die mechanische Festigkeit erhöht. Somit sind die Außenanschlusselemente vor einem Abscheren oder vor einer Beschädigung durch Kompression geschützt.
  • 2 zeigt eine zweite Ausführungsform Komponenten in 2, die gleiche Funktionen wie in 1 erfüllen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass eine Erläuterung entfällt. In 2 ist ein elektronisches Bauteil mit einem Kunststoffgehäuse 19 gezeigt, das Kapillarelemente 6 aus vertikalen Kontaktelementen 9 aufweist. Die Kapillarwirkung wird in dieser Ausführungsform verstärkt durch die Neigung der Außenanschlusselemente um den Winkel α zur Bauteiloberfläche 13. Damit wird bei gleichem Abstand zwischen einer Leiterplatte 15 und dem elektronischen Bauteil 1 die kapillar wirkende Fläche in dem Kapillarelement vergrößert. Eine derartige Vergrößerung kann dann sinnvoll eingesetzt werden, wenn das Gesamtgewicht des elektronischen Bauteils 1 größer wird. Darüber hinaus zeigt die Ausführungsform nach 2 gegenüber der Ausführungsform nach 1 den Vorteil, dass durch die Neigung der Außenanschlusselemente die Belastung des elektronischen Bauteils 1 beim Annähern an die Leiterplatte 15 geringer ist, da die geneigten Außenanschlusselemen elastisch nachgeben können.
  • 3 zeigt eine dritte Ausführungsform und zugleich die Anordnung von Kontakthöckern gemäß der Erfindung. Komponenten in 3, die gleiche Funktionen wie in 1 oder 2 erfüllen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass eine Erläuterung entfällt. Die Außenanschlusselemente 2 sind in dieser Ausführungsform Kontakthöcker 25, 26, 27, 28. Die Kontakthöcker 25, 26, 27, 28 sind paarweise zu Zwillingshöckern 11 angeordnet. Derartige Höcker können unmittelbar auf einem Halbleiterchip 16 ausgebildet sein. Um Zwillingshöcker herzustellen, müssen lediglich in einem kapillar wirkenden Abstand 12 zwei Höcker auf entsprechenden Kontaktflä chen 29, 30, 31, 32 eines Chips angeordnet werden. Sobald die Spitzen 33, 34, 35, 36 der Kontakthöcker 25, 26, 27, 28 das geschmolzene Lötmaterial 18 auf den Lötflächen 17 auf der Unterseite 24 der Leiterplatte 15 berühren, wird die Kapillarkraft des kapillar wirkenden Abstandes zwischen den Zwillingshöckern 11 wirksam und hält den Halbleiterchip 16 in hängender Position auf der Unterseite 24 der Leiterplatte 15. Diese Ausführungsform der Erfindung wird dann angewandt, wenn ein Halbleiterchip unmittelbar mit seinen Kontakthöckern auf der Unterseite 24 einer Leiterplatte 15 bei beidseitiger Bestückung der Leiterplatte 15 angeordnet ist.
    •
    • 1
    elektronisches Bauteil
    2
    Außenanschlusselemente
    3
    Kontaktanschlussfläche
    4
    Systemträger
    5
    Chip
    6
    Kapillarelement
    7
    herausragendes Ende des Kapillarelementes
    8
    Saugöffnung
    9
    vertikale Kontaktelemente zweifach oder mehrfach eng
    angeordnet
    10
    Kapillarspalt
    11
    Zwillingshöcker
    12
    kapillar wirkender Abstand
    13
    Bauteiloberfläche
    14
    Lötbrücke
    15
    Leiterplatte
    16
    Halbleiterchip
    17
    Lötflächen
    18
    Lötmaterial
    19
    Gehäuse
    20, 21,
    22, 23
    Schenkel
    24
    Unterseite
    25, 26,
    27, 8
    Kontakthöcker
    29, 30,
    31, 32
    Kontaktflächen eines Chips
    33, 34,
    35, 36
    Spitzen der Kontakthöcker

Claims (20)

  1. Elektronisches Bauteil (1) mit Außenanschlusselementen (2), die mit Kontaktanschlussflächen (3) eines Systemträgers oder mit Kontaktflächen (29, 30, 31, 32) eines Chips (16) verbunden sind, wobei mindestens ein Außenanschlusselement (2) als ein Kapillarelement (6) ausgebildet ist, das aus dem elektronischen Bauteil (1) herausragt und an seinem herausragenden Ende (7) eine kapillar wirkende Saugöffnung (8) aufweist, und wobei das Kapillarelement (6) Zwillingshöcker (11) aufweist, die in einem kapillar wirkenden Abstand (12) voneinander angeordnet sind.
  2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwillingshöcker (11) unmittelbar auf Kontaktflächen (29, 30, 31, 32) des Chips angeordnet sind.
  3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bauteil (1) einen Halbleiterchip (16) mit Zwillingshöckern (11) aufweist.
  4. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bauteil (1) ein Kunststoffgehäuse aufweist, aus dem das Kapillarelement (6) herausragt.
  5. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bauteil (1) über eine Lotbrücke (14) zwischen dem Kapillarelement (6) und einer Leiterplatte (15) auf dieser verankert und/oder mit ihr elektrisch verbunden ist.
  6. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem elektronischen Bauteil (1) zu verbindende Leiterplatte (15) eine mehrschichtige, beidseitig bestückte Leiterplatte mit Leiterbahnen aus einer Kupferlegierung ist.
  7. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarelement (6) eine Oberflächenbeschichtung zur Erhöhung der Benetzungsfähigkeit für geschmolzenes Lot aufweist.
  8. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarelement (6) mit einer Nickel-Gold-Legierung beschichtet ist.
  9. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kapillar wirkende Saugöffnung (8) eine Öffnungsweite zwischen 50 μm und 500 μm aufweist.
  10. Verfahren zur elektrischen Verbindung und/oder zur Fixierung eines elektronischen Bauteils (1) und einer Leiterplatte (15), das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Bestückung des elektronischen Bauteils (1) mit mindestens einem Kapillarelement (6), das eine kapillar wirkende Saugöffnung (8) aufweist und aus dem elektronischen Bauteil (1) herausragt, – selektives Beschichten einer Leiterplatte (15) mit einem benetzenden Material auf vorbestimmten Kontaktanschlussflächen (17), – Erwärmen des benetzenden Materials auf seine Schmelztemperatur, – Positionieren und Ausrichten mindestens eines elektronischen Bauteils (1) auf der Unterseite (24) der Leiterplatte (15) unter – Eintauchen des Kapillarelements (6) in das geschmolzene Material und Ausbilden eines flächigen Kontaktes mit dem Kapillarelement (6) und auf der Leiterplatte (15) unter gleichzeitiger Erstarrung des Materials.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Kapillarelements (6) mit einer benetzungsfördernden Schicht beschichtet werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benetzungsfördernde Schicht mittels Aufdampftechnik aufgebracht wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benetzungsfördernde Schicht mittels Sputtertechnik aufgebracht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benetzungsfördernde Schicht mittels stromloser Metallabscheidung aus einem Lösungsmittel aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benetzungsfördernde Schicht mittels galvanischer Platierung aufgebracht wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die kapillar wirkende Saugöffnung (8) durch Mehrfachfaltung eines flachen Außenanschlusselements (2) hergestellt wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die kapillar wirkende Öffnung (8) durch Ausstanzen von Längsschlitzen in einem flachen Außenanschlusselement (8) hergestellt wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapillarelement (6) in Form eines Hohlstiftes mit Längsschlitz durch Rundformen eines flachen Außenanschlusselements (2) hergestellt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch Abflachen eines runden längsgeschlitzten Kapillarelements (6) eine kapillar wirkende Saugöffnung (8) mit einem ovalen bis rechteckigen Querschnitt durch Zusammen- drücken eines runden Stiftes hergestellt wird.
  20. Anordnung mit einem elektronischen Bauteil (1) mit Außenanschlusselementen (2), die mit Kontaktflächen (29, 30, 31, 32) eines Chips verbunden sind, wobei mindestens ein Außenanschlusselement (2) als Kapillarelement (6) ausgebildet ist, das aus dem elektronischen Bauteil (1) herausragt und an seinem herausragenden Ende (7) eine kapillar wirkende Saugöffnung (8) aufweist, und mit einer Leiterplatte (15), die Lötflächen (17) aufweist, wobei im Bereich des Kapillarelements (6) eine Materialbrücke zwischen Bauteil (1) und Leiterplatte (15) in Form einer Lotsäule ausgebildet ist.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6978539B2 (en) * 2002-07-17 2005-12-27 Compal Electronics, Inc. Method for attaching an integrated circuit package to a circuit board
US7115998B2 (en) * 2002-08-29 2006-10-03 Micron Technology, Inc. Multi-component integrated circuit contacts
DE10252556B3 (de) 2002-11-08 2004-05-19 Infineon Technologies Ag Elektronisches Bauteil mit Außenkontaktelementen und Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl dieses Bauteils
US8403203B2 (en) * 2002-12-10 2013-03-26 Neonoda Inc. Component bonding using a capillary effect
US6959856B2 (en) * 2003-01-10 2005-11-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Solder bump structure and method for forming a solder bump
US7015590B2 (en) * 2003-01-10 2006-03-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Reinforced solder bump structure and method for forming a reinforced solder bump
DE10345768B4 (de) * 2003-10-01 2006-07-27 Siemens Ag Anschlussmittel und Verfahren zum Kontaktieren des Anschlussmittels
KR100659527B1 (ko) * 2003-10-22 2006-12-20 삼성전자주식회사 3차원 범프 하부 금속층을 갖는 플립 칩 본딩용 반도체칩과 그 실장 구조
US7523852B2 (en) * 2004-12-05 2009-04-28 International Business Machines Corporation Solder interconnect structure and method using injection molded solder
US9583470B2 (en) * 2013-12-19 2017-02-28 Intel Corporation Electronic device with solder pads including projections
KR102152865B1 (ko) * 2014-02-06 2020-09-07 엘지이노텍 주식회사 인쇄회로기판, 이를 포함하는 패키지 기판 및 이의 제조 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61117857A (ja) * 1984-11-14 1986-06-05 Hitachi Ltd チツプキヤリヤ・パツケ−ジ
DE19704930A1 (de) * 1996-02-12 1997-09-25 Zierick Mfg Corp An der Oberfläche zu befestigende Verbinder, die die Kapillarwirkung fördern
JPH09320660A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Tokai Rika Co Ltd プリント配線板用取付部材及びその取付構造
JPH09321419A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Omron Corp プリント配線板及びその製造方法
JPH11186465A (ja) * 1997-12-25 1999-07-09 Matsushita Electron Corp 半導体装置およびその製造方法
US5925927A (en) * 1996-12-18 1999-07-20 Texas Instruments Incoporated Reinforced thin lead frames and leads
DE19907427A1 (de) * 1998-03-05 1999-09-23 Mannesmann Vdo Ag Kontaktfuß für eine flächige Lötverbindung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476211A (en) 1993-11-16 1995-12-19 Form Factor, Inc. Method of manufacturing electrical contacts, using a sacrificial member
JP3486872B2 (ja) * 2001-01-26 2004-01-13 Ｎｅｃセミコンダクターズ九州株式会社 半導体装置及びその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61117857A (ja) * 1984-11-14 1986-06-05 Hitachi Ltd チツプキヤリヤ・パツケ−ジ
DE19704930A1 (de) * 1996-02-12 1997-09-25 Zierick Mfg Corp An der Oberfläche zu befestigende Verbinder, die die Kapillarwirkung fördern
JPH09320660A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Tokai Rika Co Ltd プリント配線板用取付部材及びその取付構造
JPH09321419A (ja) * 1996-05-28 1997-12-12 Omron Corp プリント配線板及びその製造方法
US5925927A (en) * 1996-12-18 1999-07-20 Texas Instruments Incoporated Reinforced thin lead frames and leads
JPH11186465A (ja) * 1997-12-25 1999-07-09 Matsushita Electron Corp 半導体装置およびその製造方法
DE19907427A1 (de) * 1998-03-05 1999-09-23 Mannesmann Vdo Ag Kontaktfuß für eine flächige Lötverbindung

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 09320660 A. In: Pat.Abstr. of JP
JP 09320660 A. In: Patent Abstracts of Japan *
JP 09321419 A. In: Pat.Abstr. of JP
JP 09321419 A. In: Patent Abstracts of Japan *
JP 11186465 A. In: Pat.Abstr. of JP
JP 11186465 A. In: Patent Abstracts of Japan *
JP 61117857 A In: Patent Abstracts of Japan *
JP 61117857 A Pat.Abs. of JP

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