DE3888607T2 - Verfahren und Vorrichtung um Lötkugeln auszurichten. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung um Lötkugeln auszurichten.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln und ein Verfahren, das eine derartige Vorrichtung verwendet, auf die jeweils im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5 bezug genommen wird. Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren sind aus der JP-W- 52-115176 bekannt.
  • bei einem bekannten Verfahren ist ein Halbleiterchip auf einer Leiterplatte angebracht, und Lötkugeln werden erhitzt und geschmolzen, um die Elektroden des Halbleiterchips elektrisch und mechanisch mit Anschlußflächen der Leiter- Platte zu verbinden. Bei der Anwendung dieses Verfahrens wird es erforderlich, Elektroden des Halbleiterchips oder Anschlußflächen der Leiterplatte auf den Lötkugeln auszurichten und befestigen.
  • Ein solches Ausrichten von Lötkugeln wird bisher wie folgt durchgeführt. Zunächst wird eine Maske mit einer Reihe von Löchern, die den Ausrichtpositionen der Lötkugeln entsprechen, auf die Elektrodenseite des Halbleiterchips oder der Bauteilebefestigungsseite der Leiterpiatte plaziert, und Lötkugeln tverden auf die Maske gegeben. In diesem Zustand wird die Maske in Vibrationen versetzt, um die Lötkugeln in die Löcher der Maske zu befördern, oder die Lötkugeln werden unter Verwendung eines Werkzeugs wie einer Vakuumpinzette oder eines Pinsels einzeln manuell in die Löcher befördert. Anschließend werden überzählige Lötkugeln auf der Maske beispielsweise durch einen Pinsel entfernt.
  • Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der JP-A-58-35935 beschrieben.
  • Die JP-A-52-115176 offenbart eine Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln mit einer Ausrichtplatte mit darin ausgebildeten durchgehenden Löchern, wobei aufgebrachte Lötkugeln durch diese Ausrichtplatte ausgerichtet werden; einem Ausrichtplatten-Fixierblock zum Fixieren der Ausrichtplatte; und einer Lufteinsaugdüse, die mit dem Ausrichtplatten- Fixierblock gekoppelt ist.
  • Ferner zeigt dieses Dokument ein Verfahren zum Ausrichten von Lötkugeln, das die folgenden Schritte umfaßt: das Nutbringen von Lötkugeln auf einer Ausrichtplatte mit darin ausgebildeten durchgehenden Ausrichtlöchern; und das Ansaugen von Luft von der Unterseite dieser Ausrichtplatte zum Einpassen und Anziehen von Lötkugeln in diese durchgehenden Löcher und zum Ausrichten der Lötkugeln.
  • Ferner offenbart die US-A-3 355 078 ein Positionieren der elektrischen Bauteile. das durch die Aussparung durchgeführt wird, die die gleiche Form wie die äußere Form des elektrischen Bauteils aufweist, und das Fixieren des elektrischen Bauteils wird durch Ansaugen durchgeführt. Die Aussparung wird ausschließlich zum Positionieren elektrischer Bauteile verwendet. Sie wird nicht zum Verhindern einer gegenseitigen Verbindung der elektrischen Bauteile und/oder zum Beseitigen überzähliger elektrischer Bauteile verwendet. Daher offenbart dieses Dokument nichts außer dem Positionieren und Fixieren der elektrischen Bauteile.
  • Die US-A-43 46 516 zeigt ein Verfahren zum Formen einer keramischen Leiterplatte, bei der eine Vorrichtung zum Einbetten von Metallkugeln in die grüne Lage dieser Platte verwendet wird.
  • Beim oben beschriebenen bekannten Stand der Technik könnten Lötkugeln aneinander hängen bleiben, und Lötkugeln könnten aufgrund statischer Elektrizität einem Werkzeug wie einem Pinsel hängen bleiben. Daher könnten Lötkugeln nicht leicht in die Löcher der Maske eingeführt werden, und einmal ausgerichtete Lötkugeln könnten beim Entfernen überzähliger Lötkugeln von der Maske aus den Löchern springen, wodurch das Problem eines extrem niedrigen Wirkungsgrads der Arbeit auftritt.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine im Bezug auf oben genanntes Problem wirkungsvolle Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln zu schaffen.
  • Die oben beschriebene Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gelöst, das diese Vorrichtung wie jeweils in den Ansprüchen 1 und 5 beansprucht verwendet. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf Merkmale bevorzugter Ausführungen der Erfindung.
  • Da Lötkugeln, die auf die Ausrichtplatte aufgebracht werden, durch Luft in die durchgehenden Löcher der Ausricht- Platte gezogen werden, ist es möglich, ohne eine Beeinträchtigung durch statische Elektrizität Lötkugeln auf der Ausrichtplatte ausreichend auszurichten. Da einmal ausgerichtete Lötkugeln in die durchgehenden Löcher der Ausrichtplatte gezogen werden, springen bereits ausgerichtete Lötkugeln nicht aus den durchgehenden Löchern, wenn überzählige Lötkugeln durch einen Pinsel oder ähnliches entfernt werden. Dadurch wird eine wirkungsvolle Ausrichtung ermöglicht.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Figuren 1 und 2 sind grobe Querschnitte zur Erklärung einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 1 ist ein Querschnitt, der durch Luftsog ausgerichtete Lötkugeln zeigt.
  • Fig. 2 ist ein Querschnitt, der das Entfernen überzähliger Lötkugeln zeigt.
  • Fig. 3 zeigt einen auf einer Ausrichtplatte plazierten Halbleiterchip.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
  • Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 beschrieben.
  • In den Figuren 1 und 2 bezeichnet das Bezugskennzeichen 1 eine Ausrichtplatte, die durch Zusammenfügen zweier Platten, d.h. einer unteren Platte 2 und einer oberen Platte 3, gebildet wird. Das Material der Platten 2 und 3 umfaßt beispielsweise Glas oder Keramik. Im Falle von Glas wird oft photosensitives Glas mit ausgezeichneter Arbeitsleistung, Hitzebeständigkeit und Anpassungsfähigkeit in bezug auf den Ausdehnungsgrad beispielsweise mit einem Halbleiterchip verwendet.
  • In der unteren Platte 2 befinden sich durchgehende Löcher 4 mit kleineren Durchmessern als den Außendurchmessen der Lötkugeln, die ausgerichtet werden sollen, in Positionen, die den Ausrichtpositionen entsprechen. In der oberen Platte 3 befinden sich durchgehende Löcher 5 mit etwas größeren Durchmessern als den Außendurchmessern der Lötkugeln in Positionen, die denen der durchgehenden Löcher 4 entsprechen.
  • Das Bezugskennzeichen 6 bezeichnet einen Ausrichtplatten-Fixierblock zum Fixieren der Ausrichtplatte 1. Eine Lufteinsaugdüse 8 ist so an den Ausrichtplatten-Fixierblock 6 gekoppelt, daß er einer Offnung 7 des Ausrichtplatten-Fixierblocks gegenüberliegt. Die Lufteinsaugdüse 8 ist durch eine Röhre oder ähnliches mit einer Vakuumpumpe oder ähnlichem verbunden, wobei diese Vorrichtung nicht dargestellt ist.
  • Wenn Lötkugeln ausgerichtet werden sollen, wird die äusrichtplatte 1 am Ausrichtplatten-Fixierblock 6 befestigt, und Lötkugeln werden auf die Ausrichtplatte 1 aufgebracht.
  • Ein Luftsog wird dann unter Verwendung der Lufteinaugdüse 8 gestartet. Da die Luft auf der Oberfläche der Ausrichtplatte 1 durch die durchgehenden Löcher 4 und 5 gesaugt wird, werden in der Nähe der durchgehenden Löcher 5 befindliche Lötkugeln 9 zusammen mit der Luft in die durchgehenden Locher gezogen und schließlich in dem Zustand, daß sie in die durchgehenden Löcher 5 eingefügt sind, angezogen und gehalten. Dies bedeutet, dar die durchgehenden Löcher 5 als Führungslöcher zum Anziehen von Lötkugeln 9 dienen, während die unteren durchgehenden Löcher 4 die Lötkugeln tatsächlich positionieren und anziehen.
  • Nachdem in allen Positionen der durchgehenden Löcher Lötkugeln 9 ausgerichtet sind, wird wie in Fig 2 gezeigt die Oberfläche der Ausrichtplatte 1 beispielsweise mit einem Pinsel 10 gefegt, um überzählige auf der Ausrichtplatte 1 befindliche Lötkugeln 9 zu entfernen. Da die bereits ausgerichteten Lötkugeln während dieses Vorgangs durch Luftsog in den durchgehenden Löchern 4 gehalten werden, springen die bereits ausgerichteten Lötkugeln nicht aus den durchgehenden Löchern 4. Die Tatsache, dar nur die oberen Abschnitte der ausgerichteten Lötkugeln leicht über die Oberfläche der Ausrichtplatte 1 hinausragen und die größten Teile der ausgerichteten Lötkugeln sich innerhalb der durchgehenden Löcher 5 befinden, verhindert ebenfalls wirkungsvoll das Entkommen der bereits ausgerichteten Lötkugeln.
  • Nach Ausführung dieser Arbeit wird der Luftsog beendet und die Ausrichtplatte 1 zum Ausrichten von Lötkugeln wird vom Ausrichtplatten-Fixierblock 6 entfernt. Damit ist das Ausrichten der Lötkugeln abgeschlossen.
  • Wenn die Ausrichtplatte 1 einem Stoß ausgesetzt wird oder wenn die Ausrichtplatte 1 gekippt wird, während sie vom Äusrichtplatten-Fixierblock entfernt wird oder danach, bestefit eine Möglichkeit, dar Lötkugeln aus den durchgehenden Löchern 4 gleiten. Da die Lötkugeln in den durchgehenden Löchern 5 gehalten werden, kehren die Lötkugeln jedoch leicht in die durchgehenden Löcher 4 zurück. Die durchgehenden Löcher 5 führen auch diese Funktion aus.
  • Nach Abschluß des Ausrichtens von Lötkugeln werden die Ausrichtplatten 2 und 3 vom Ausrichtplatten-Fixierblock 6 entfernt, und eine Leiterplatte 11 wird auf den Ausrichtplatten 2 und 3 plaziert, um den Lötvorgang wie in Fig. 3 gezeigt durchzuführen.
  • Auch wenn im vorstehenden eine Ausführung beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung abgeändert werden, um entsprechend den jeweiligen Anforderungen ausgeführt zu weruen.
  • In der oben beschriebenen Ausführunge werden beispielsweise Lötkugeln auf die Ausrichtplatte aufgebracht, während der Luftsog angehalten ist. Es können jedoch Lötkugeln die Ausrichtplatte aufgebracht werden, während Luft eingesaugt wird. Die Struktur der Ausrichtplatte kann bedarfsgerecht abgeändert werden. So können beispielsweise die beiden Platten dem Ausrichtplatte 1, d.h. die untere Platte 2 und die obere Platte 3, als ein Körper ausgebildet sein.
  • Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren für andere kleine Kugeln als Lötkugeln ähnlich anwendbar.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, liefert die vorliegende Erfindung eine Wirkung, dar Lötkugeln einfach und wirkungsvoll ausgerichtet werden können.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln mit
einer Ausrichtplatte (1) mit darin ausgebildeten durchgehenden Ausrichtlöchern (4, 5), wobei aufgebrachte Lötkugeln durch diese Ausrichtplatte ausgerichtet werden;
einem Ausrichtplatten-Fixierblock (6) zum Fixieren der Ausrichtplatte; und
einer Luftansaugdüse (8), die mit dem Ausrichtplatten-Fixierblock (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausrichtplatte zwei Platten enthält, die eine untere Platte (2) und eine obere Platte (3) umfassen;
Durchgangslöcher (4) mit kleineren Durchmessern als die Außendurchmesser der auszurichtenden Lötkugeln an Stellen der unteren Platte geöffnet sind, die den Ausrichtpositionen entsprechen; und
die Durchgangslöcher (5) etwas größere Durchmesser als die Außendurcnmesser der Lötkugeln aufweisen und an Stellen der oberen Platte geöffnet sind, die den in der unteren Platte geöffneten Durchgangslöchern (4) entsprechen.
2. Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln nach Anspruch 1, bei der die beiden Platten, nämlich die untere Platte (2) und die obere Platte (3), die die Ausrichtplatte bilden, Glas enthalten.
3. Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln nach Anspruch 1, bei der die beiden Platten, nämlich die untere Platte (2) und die obere Platte (3), die die Ausrichtplatte bilden, photosensitives Glas enthalten.
4. Vorrichtung zum Ausrichten von Lötkugeln nach Anspruch 1, bei der die beiden Platten, nämlich die untere Platte (2) und die obere Platte (3), die die Ausrichtplatte bilden, Keramik enthalten.
Verfahren zum Ausrichten von Lötkugeln unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die folgende Schritte umfaßt:
Aufbringen von Lötkugeln (9) auf eine Ausrichtplatte (1) mit darin ausgebildeten ausgerichteten Durchgangslöchern (4, 5); und
Ansaugen von Luft von der Unterseite der Ausrichtplatte, um Lötkugeln in die Durchgangslöcher einzupassen und anzuziehen und die Lötkugeln auszurichten, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausrichtplatte (1) zwei Platten enthält, die eine untere Platte (2) und eine obere Platte (3) umfassen, Durchgangslöcher (4) mit kleineren Durchmessern als die Außendurchmesser der auszurichtenden Lötkugeln an Stellen der unteren Platte geöffnet sind, die den Ausrichtpositionen entsprechen, und Durcngangslöcher (5) mit etwas größeren Durchmessern als die Außendurchmesser der Lötkugeln an Stellen der oberen Platte geöffnet sind, die den in der unteren Platte geöffneten Durchgangslöchern (4) entsprechen;
die Ausrichtplatte (1) an einem Ausrichtplatten- Fixierblock (6) befestigt ist, wobei der Ausrichtplatten- Fixierblock mit einer Luffansaugdüse (8) verbunden ist; und
das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Aufbringen von Lötkugeln auf die Ausrichtplatte;
Ansaugen von Luft unter Verwendung der Luftansaugdüse;
Anziehen und Einpassen von auf der Ausrichtplatte befindlichen Lötkugeln in die Durchgangslöcher (5) mit etwas größeren Durchmessern als die Außendurchmesser der Lötkugeln; und
Positionieren und Anziehen von Lötkugeln in die Durchgangslöcher (4) mit kleineren Durchmessern als die Außendurchmesser der Lötkugeln.
6. Verfahren zum Ausrichten von Lötkugeln nach Anspruch 5, bei dem die Ausrichtplatte Glas enthält.
7. Verfahren zum Ausrichten von Lötkugeln nach Anspruch 5, bei dem die Ausrichtplatte photosensitives Glas enthält.
8. Verfahren zum Ausrichten von Lötkugeln nach Anspruch 5, bei dem die Ausrichtplatte Keramik enthält.
DE3888607T 1987-09-14 1988-07-27 Verfahren und Vorrichtung um Lötkugeln auszurichten. Expired - Fee Related DE3888607T2 (de)

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JP62230406A JPH0795554B2 (ja) 1987-09-14 1987-09-14 はんだ球整列装置

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