FR2792861A1 - Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede - Google Patents
Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede Download PDFInfo
- Publication number
- FR2792861A1 FR2792861A1 FR9905544A FR9905544A FR2792861A1 FR 2792861 A1 FR2792861 A1 FR 2792861A1 FR 9905544 A FR9905544 A FR 9905544A FR 9905544 A FR9905544 A FR 9905544A FR 2792861 A1 FR2792861 A1 FR 2792861A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- mold
- guide
- alloy
- injection
- matrix
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 title 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 70
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
- B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
- B23K3/0607—Solder feeding devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
- B23K3/06—Solder feeding devices; Solder melting pans
- B23K3/0607—Solder feeding devices
- B23K3/0638—Solder feeding devices for viscous material feeding, e.g. solder paste feeding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4846—Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
- H01L21/4853—Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
- B23K2101/40—Semiconductor devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
- H01R12/50—Fixed connections
- H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
- H01R12/55—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals
- H01R12/57—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures characterised by the terminals surface mounting terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
- H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
- H05K2203/0113—Female die used for patterning or transferring, e.g. temporary substrate having recessed pattern
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un procédé de moulage et de brasage de plots de connexion électrique sur des plages d'accueil (12) de raccordement électrique de circuits ou des composants électroniques.Le procédé comporte une opération d'injection d'alliage liquide (48) conducteur dans un guide ouvert à une extrémité placée en regard de la plage d'accueil du composant. Le guide est formé de deux pièces séparables, un moule (16) et une matrice d'injection (18), avec un rétrécissement du guide au niveau de la séparation des pièces, et on sépare les pièces du guide pendant que l'alliage est liquide. Applications : réalisations des plots de connexions de substrat ou de composants électroniques.
Description
1 2792861
PROCEDE DE REALISATION
DE PLOTS DE SOUDURE SUR UN SUBSTRAT
ET GUIDE POUR LA MISE EN îUVRE DU PROCEDE
La présente invention concerne un procédé de moulage et de brasage de plots de connexion électrique sur des plages d'accueil de
raccordement électrique de circuits ou des composants électroniques.
Les connexions électriques des composants électroniques, tels que les circuits intégrés comportant un nombre important de points de connexions, sont réalisées habituellement au moyens de billes de soudure brasées sur des plages d'accueil métalliques du substrat du composant. Ces plages d'accueil sont situées sur la face de report du composant sur un circuit d'interconnexion électrique. Un procédé connu de réalisation des connexions électriques d'un circuit intégré comporte les principales étapes suivantes: fabrication des billes de soudure au diamètre voulu; trempage des billes dans un flux et dépôt des billes sur le substrat du composant; passage dans un four du composant
équipé des billes afin d'assurer le brasage.
Le dépôt des billes sur le substrat est effectué par un dispositif type
aspirateur ou tamis déposant les billes sur les plages d'accueil du composant.
Ces dispositifs sont chers et la réalisation des billes et leur stockage
sont très coûteux.
Une autre technique consiste à réaliser et à braser des billes à partir de refusion de crème à braser déposée par sérigraphie sur les plages d'accueil du composant. La crème est sérigraphiée à travers deux pochoirs superposés au-dessus du substrat. Le pochoir du dessus sert uniquement à déposer la crème; I'autre pochoir sert de moule et reste en place jusqu'à refusion de la crème dans un four à passage. Du fait de la présence de flux les substrats et
les pochoirs doivent être nettoyés.
Même si la crème est 3 à 5 fois moins chère qu'une bille préfabriquée, la nécessité d'utiliser ces pochoirs en fait également une
technique très coûteuse.
Afin de pallier les inconvénients de I 'art antérieur, I'invention propose un procédé pour réaliser des billes ou des plots de soudure sur une plage d'accueil électriquement conductrice d'un composant électronique comportant
2 2792861
une opération d'injection d'alliage liquide conducteur dans un guide ouvert à une extrémité placée en regard de la plage d'accueil du composant, caractérisé en ce que le guide est formé de deux pièces séparables, un moule et une matrice d'injection, avec un rétrécissement du guide au niveau de la séparation des pièces, et on sépare les pièces du guide pendant que l'alliage est liquide. Dans le procédé de réalisation des plots de soudure selon l'invention décrit par la suite, le moule est la pièce en contact direct avec le substrat du
composant et la matrice d'injection l'autre pièce.
Dans une première variante du procédé selon l'invention, le moule l0 est retiré du composant avant solidification de l'alliage. Le métal en fusion présent sur la plage d'accueil du composant prend une forme de bille en se refroidissant. Dans une autre variante du procédé, le moule est refroidi en dessous du point de liquidus de l'alliage de sorte que l'étain se solidifie dans le moule après séparation des pièces. On sépare le moule du composant et on effectue
(en option) une refusion de l'alliage pour qu'il prenne la forme d'une bille.
L'invention concerne aussi un guide pour la réalisation de billes ou de plots de soudure sur des plages d'accueil électriquement conductrices d'un composant électronique, le guide étant destiné à contenir un alliage liquide conducteur et étant ouvert à une extrémité, caractérisé en ce qu'il est formé de deux pièces séparables (16,18) avec un rétrécissement du guide au niveau de
la séparation des pièces.
Dans une réalisation du guide, les deux pièces sont séparables dans
la direction d'injection de l'alliage liquide dans le guide.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront
à la lecture de la description d'exemples de réalisation du guide et des
variantes du procédé de moulage et de brasage selon l'invention des plots de soudure sur une plage d'accueil du composant dans lesquels: - les figures 1, 2, 3, 4 et 5 représentent différentes réalisations et
variantes de ces réalisations du guide selon l'invention.
- la figure 6 représente un dispositif de mise en oeuvre du procédé de
réalisation des plots de soudure selon l'invention utilisant le guide.
- les figures 7, 8, 9 et 10 représentent différentes phases d'une première variante du procédé de moulage et brasage selon l'invention de plots
de soudure sur un composant.
3 2792861
- les figures 11, 12, 13 et 14 représentent différentes phases d'une
deuxième variante du procédé de moulage et brasage selon l'invention.
La figure 1 représente un guide 10 comportant plusieurs passages identiques pour la réalisation du moulage et du brasage de plots de connexion électrique sur des plages d'accueil 12 de raccordement électrique d'un circuit
intégré 14.
Le guide comporte un moule 16 et une matrice d'injection 18 ayant chacun deux faces principales parallèles, une face substrat 20 et une face interne moule 22 pour le moule, et une face interne 24 et une face externe 26
l0 pour la matrice d'injection.
Le guide comporte respectivement des premiers passages 28 dans le moule et des seconds passages 30 dans la matrice d'injection, chacun des premiers passages étant aligné coaxialement selon un axe XX' avec un des seconds passages respectifs lui faisant face. L'axe XX' est sensiblement
perpendiculaire aux faces principales du guide.
La distribution des passages dans le guide est la même que celle des plages 12 métalliques d'accueil du circuit intégré 14 de façon à ce que chacune des plages métalliques du circuit intégré en contact avec la face
substrat 20 du moule 16 se trouve en face d'un passage du guide.
Dans une première réalisation du guide les premiers et seconds passages sont de forme tronconique, les petits diamètres des passages tronconiques se faisant face au niveau des séparations des deux pièces du guide de façon à ce que, lorsque ces faces (22, 24) sont en contact, le passage dans le guide comporte un rétrécissement ou un décrochement du diamètre du
guide au niveau de la séparation des pièces.
Dans une première variante de la première réalisation du guide, représentée à la figure 1, les ouvertures de plus petit diamètre, des premiers et seconds passages tronconiques respectivement sur les faces du moule et de la
matrice d'injection en contact ont sensiblement le même diamètre dl.
Dans une seconde variante de cette première réalisation (figure 2), l'ouverture du premier passage 28 du moule faisant face à la matrice d'injection est d'un diamètre d2 supérieur au diamètre d3 de l'ouverture du second
passage 30 de la matrice d'injection faisant face au moule.
Dans une troisième variante de la première réalisation (figure 3), I'ouverture du premier passage (28) du moule faisant face à la matrice
4 2792861
d'injection est de diamètre supérieur à l'ouverture du second passage (30) de la matrice d'injection faisant face au moule. En outre l'ouverture du côté de la face interne 24 du second passage 30 de la matrice d'injection 18 comporte un rebord 29 pénètrant, lorsque le moule et la matrice d'injection se trouvent en contact, dans le premier passage 28 tronconique du moule. Dans cette troisième variante, le rebord 29 autour de l'ouverture de la matrice d'injection peut être réalisé par usinage d'une partie de l'épaisseur de
sa surface interne 24 faisant face au moule, par exemple à l'aide d'un laser.
Dans une deuxième réalisation du guide (figure 4), le premier passage 28 du moule est de forme approximativement semi-sphérique, la plus grande ouverture étant située sur la face substrat 20 du moule 16 et une petite ouverture sur la face interne 22 du moule, le second passage 30 étant de forme tronconique dont la plus petite ouverture est sur la face interne 24 de la matrice
d'injection 18 face à la petite ouverture du premier passage semisphérique.
Dans une troisième réalisation du guide (figure 5), le premier passage 28 dans le moule est de forme tronconique, le plus petit diamètre du premier passage faisant face à la matrice d'injection et le second passage dans ladite matrice d'injection étant de forme cylindrique de diamètre très petit par
rapport au plus petit diamètre du premier passage 28 dans le moule 16.
La mise en oeuvre du procédé selon l'invention de réalisation des plots de soudure sur le substrat d'un composant est assurée par le guide en deux pièces séparables. A cet effet, un dispositif 40, représenté par un schéma de principe à la figure 6, produit l'injection dans les passages du guide 10 de
l'alliage liquide de moulage des connexions électriques sur le composant 14.
Le composant 14 est plaqué par une pièce 42 poussée par un élément élastique 44 contre le guide 10 de façon à ce que les plages d'accueil
12 du composant soient en regard des premiers passages 28 du moule.
Le dispositif 40 comporte essentiellement un réservoir 46 fermé comportant un alliage 48 en fusion. L'alliage peut être mis sous pression par un
gaz 50 provenant d'un réservoir 52 contenant le gaz sous pression.
Lors d'un moulage des connexions électriques sur le composant 14, l'alliage en fusion 48 mis sous pression remplit, à travers un conduit 54, une cavité 56 comportant une ouverture 58 englobant tous les passages du guide 10. Le composant 14 est maintenu par pression sur le guide, qui se trouve lui même plaqué contre l'ouverture 58 de la cavité 56, fermant cette cavité. La face
2792861
du composant 14 comportant les plages d'accueil est plaquée contre la face substrat 20 du moule et la face externe 26 de la matrice d'injection est plaquée
contre la face de la cavité 56 comportant l'ouverture 58.
L'alliage 48 en fusion dans la cavité 56 est injecté sous pression dans le guide 10 remplissant rapidement, à travers les seconds passages de la matrice d'injection, les premiers passages 28 du moule et mouillant les plages
d'accueil 12 du composant 14.
Les plages d'accueil du composant sont supposées ne pas être oxydées ni polluées par des matières organiques elles sont mouillables par l0 I'alliage en fusion; dans le cas contraire il faudra au préalable une étape
supplémentaire de nettoyage pour préparer les substrats en conséquence.
Dans la première variante, représentée par les figures 7 à 10, du procédé de moulage et de brasage de plots de connexion électrique sur des plages d'accueil du substrat d'un boîtier de circuit intégré (composant 14), le procédé comporte au moins les étapes suivantes: - Première étape (figure 7); injection de l'alliage: pendant l'injection de l'alliage liquide 48 sous pression dans les passages du guide, le moule 16 est maintenu à une température inférieure à celle de la matrice d'injection 18, mais
supérieure au seuil de liquidus de l'alliage 48.
- Deuxième étape (voir figure 8); séparation moule/ matrice d'injection: la pression d'injection chute voire s'inverse, l'alliage liquide 48 se retire dans la matrice d'injection 18. L'alliage liquide remplissant le moule 16 reste car le moule est plus froid que la matrice d'injection, la plage d'accueil 12, sur laquelle l'alliage a mouillé, a une plus grande superficie que le trou du moule côté matrice d'injection. La tension qui va retenir l'alliage liquide est donc supérieure à celle qui tend à l'aspirer dans la matrice d'injection. Ensuite le moule est séparé de la matrice d'injection permettant à un gaz inerte Gz voire réducteur de venir protéger l'alliage encore liquide contre l'oxydation. Ce même gaz est également injecté dans les passages (ou buses) de la matrice d'injection pour
la garder bien propre pour le prochain cycle.
-Troisième étape (voir figure 9); séparation composant (ou substrat) /moule: avant que l'alliage se solidifie, on sépare le composant 14 du moule 16; malgré les défauts d'alignement, l'alliage a mouillé sur une surface suffisante de la plage d'accueil 12 en sorte que l'alliage liquide 48 reste accroché au substrat et non au moule. Le matériau du moule est choisi (acier
6 2792861
inoxydable 316L avec ébavurage chimique, ou graphite, ou téflon, ou silicium traité par exemple) de manière à minimiser la tension superficielle alliage/moule. L'alliage liquide 48 est toujours dans un environnement gazeux (Gz) neutre voire réducteur. -Quatrième étape (figure 10); solidification: I'alliage en fusion ne subissant plus de contrainte mécanique prend la forme d'une calotte sphérique car c'est dans cette configuration que les tensions superficielles sont
réduites au minimum. En se refroidissant, I'alliage se fige sous cette forme.
Etant donné qu'il n'y a pas eu besoin d'utiliser un flux, il n'est pas
nécessaire de nettoyer le substrat du composant 14.
Dans la deuxième variante, le procédé comporte au moins les étapes suivantes: -Première étape (figure 11); Pendant l'injection de l'alliage liquide 48 sous pression dans les passages du guide, le moule 16 est à une température inférieure au seuil de liquidus de l'alliage, mais suffisamment élevée pour
permettre le mouillage des plages d'accueil 12 et le remplissage des passages.
- Deuxième étape (voir figure 12); solidification de l'alliage dans le moule, séparation moule/matrice d'injection: le moule 16 est maintenu à une température en dessous du seuil du liquidus de l'alliage, en sorte que celui-ci se solidifie rapidement dans les premiers passages 28 du moule. La pression d'injection chute, I'alliage liquide 48 se retire dans la matrice d'injection. On sépare le moule de la matrice d'injection permettant à un gaz neutre Gz voir réducteur de saturer l'atmosphère sous l'alliage et dans les passages de la
matrice d'injection, en sorte qu'elle soit bien propre pour le prochain cycle.
- Troisième étape (voir figure 13); séparation composant (ou substrat)/moule: la forme du premier passage (ou cavité) du moule ouvert au maximum côté substrat, un matériau du moule ayant un coefficient de dilatation inférieur à celui de l'alliage et un traitement de surface du premier passage du moule de type ébavurage chimique, facilite le démoulage. Les plots solidifiés 62
ont sensiblement la forme des premiers passages 28 dans le moule.
- Quatrième étape (voir figure 14); refusion des plots solidifiés 62: cette étape s'impose pour obtenir des connexions sous la forme de billes 64 parfaitement positionnées par rapport à leur plage d'accueil 12. Cette opération peut s'effectuer en collectif dans une étuve dans un environnement gazeux
7 2792861
neutre de type azote. L'alliage ne subissant aucune contrainte mécanique prend une forme sphérique régulière correspondant à la configuration de tension de surface minimale. Cette refusion ne nécessite pas de flux, ou alors
un flux peu actif et il n'est pas nécessaire de nettoyer le substrat après refusion.
Ces procédés selon l'invention, comportent l'avantage d'utiliser de l'étain solide sous forme de barreau d'un coût nettement inférieur au coût de la crème à braser ou des billes utilisés dans les procédés de l'art antérieur, sans tenir
compte de l'aspect stockage qui est beaucoup moins sensible.
Dans les première et deuxième variantes du procédé de réalisation des 1o plots de soudure, on peut améliorer la rupture de la soudure entre les deux pièces du guide au moment de leur séparation. A cet effet on fait vibrer le guide au moment de la séparation des pièces pour que cette rupture s'effectue toujours au même endroit au niveau du rétrécissement du guide. Ceci assure
une très bonne reproductibilité du volume des plots de soudure.
Un autre avantage du procédé selon l'invention réside dans le fait qu'il permet de former et de braser la connexion sur la plage d'accueil en une seule étape avec éventuellement une refusion en étuve alors que les autres principes de l'art antérieur nécessitent en plus d'une machine de sérigraphie et/ou de placement des billes, un four à passage, voire une machine de nettoyage. La machine associée sera par principe deux fois moins chère à réaliser. Enfin
l'outillage associé à chaque produit est beaucoup moins coûteux.
8 2792861
Claims (22)
1. Procédé pour réaliser des billes ou des plots de soudure (60,62,64) sur une plage d'accueil (12) électriquement conductrice d'un composant électronique (14), comportant une opération d'injection d'alliage liquide (48) conducteur dans un guide (10) ouvert à une extrémité placée en regard de la plage d'accueil du composant, caractérisé en ce que le guide est formé de deux pièces séparables, un moule (16) et une matrice d'injection (18), avec un rétrécissement du guide au niveau de la séparation des pièces, et on
sépare les pièces du guide pendant que l'alliage est liquide.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le moule (16) est séparé du substrat du composant avant solidification de l'alliage, le métal en fusion présent sur la plage d'accueil du composant prenant une forme
de bille en se refroidissant.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le moule (16) est refroidi en dessous du point de liquidus de l'alliage de sorte que l'étain se solidifie dans le moule après séparation des pièces, on sépare le moule du composant et on effectue (en option) une refusion de l'alliage pour qu'il prenne
la forme d'une bille.
4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - positionnement et maintien par pression du substrat sur le moule, puis injection de l'alliage liquide (48) sous pression dans le guide (10) remplissant rapidement les premiers passages (28) du moule et mouillant les plages d'accueil (12) du substrat, le moule étant à une température inférieure à celle de la matrice d'injection (18), mais supérieure au seuil de liquidus de l'alliage (48). - retrait de l'alliage liquide dans la matrice d'injection (18) suivi de la séparation du moule (16) de la matrice d'injection, l'alliage liquide remplissant les premiers passages du moule restant dans le moule, le moule étant plus froid que la matrice d'injection et la plage d'accueil, sur laquelle l'alliage a mouillé,
ayant une plus grande superficie que le trou du moule côté matrice d'injection.
-séparation du substrat du moule (16) avant que l'alliage (48) se solidifie, I'alliage ayant mouillé sur une surface suffisante de la plage d'accueil
12 en sorte que l'alliage liquide (48) reste accroché au substrat.
9 2792861
- refroidissement de l'alliage produisant sa solidification sous la forme
d'une calotte sphérique (60).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le retrait de l'alliage de la matrice d'injection est effectué par inversion de la pression d'injection de l'alliage liquide dans le guide.
6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le retrait de l'alliage de la matrice d'injection est effectué par une chute de la pression
d'injection de l'alliage liquide dans le guide.
7. Procédé pour réaliser des plots de soudure sur un substrat selon o la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: positionnement et maintient par pression du substrat sur le moule, puis injection de l'alliage liquide (48) sous pression dans le guide(10) remplissant rapidement les premiers passages (28) du moule et mouillant les plages d'accueil (12) du substrat, le moule étant à une température inférieure au seuil de liquidus de l'alliage, mais suffisamment élevé pour permettre le mouillage
des plages d'accueil et le remplissage des passages.
-maintien du moule (16) à une température en dessous du seuil de liquidus de l'alliage, en sorte que celui-ci se solidifie rapidement dans le moule, -retrait de l'alliage liquide dans la matrice d'injection suivi de la
séparation du moule de la matrice d'injection.
- séparation du substrat du moule faisant apparaître des plots de soudure (62), soudés sur les plages d'accueil, de la forme des premiers
passages (28) du moule (16).
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le retrait de l'alliage de la matrice d'injection est effectué par une chute de la pression
d'injection de l'alliage liquide dans le guide.
9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce
qu'on effectue une refusion des plots de soudure (62) permettant d'obtenir des connexions sous la forme de billes (64) parfaitement positionnées par rapport à
leur plage d'accueil.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la refusion des plots s'effectue en collectif dans une étuve avec un environnement
neutre de type azote.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce
qu'on fait vibrer le guide (10) au moment de la séparation des pièces pour que
2792861
cette rupture s'effectue au même endroit du rétrécissement du guide, assurant
une très bonne reproductibilité du volume des plots de soudure.
12. Procédé selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce
qu'un gaz inerte permet de saturer l'atmosphère sous l'alliage et dans des seconds passages de la matrice d'injection.
13. Guide pour la réalisation de billes ou de plots de soudure sur des plages d'accueil électriquement conductrices d'un composant électronique, le guide étant destiné à contenir un alliage liquide conducteur et étant ouvert à une extremité, caractérisé en ce qu'il est formé de deux pièces séparables
(16,18) avec un rétrécissement du guide au niveau de la séparation des pièces.
14. Guide selon la revendication 13, caractérisé en ce que les deux
pièces sont séparables dans la direction d'injection de l'alliage en fusion.
15. Guide selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce qu'il
comporte un moule (16) et une matrice d'injection (18) ayant chacun deux faces principales parallèles, une face substrat (20) et une face interne moule (22) pour le moule et une face interne (24) et une face externe (26) pour la matrice d'injection, le moule (16) et la matrice d'injection (18) comportent respectivement des premiers passages (28) dans le moule et des seconds passages (30) dans la matrice d'injection, chacun des premiers passages étant alignés coaxialement selon un axe XX' avec un des seconds passages respectifs lui faisant face, I'axe XX' étant sensiblement perpendiculaire aux
faces principales du guide.
16. Guide selon la revendication 15, caractérisé en ce que les premiers (28) et seconds passages (30) sont de forme tronconique, les petits diamètres des passages tronconiques se faisant face au niveau des séparations des deux pièces du guide de façon à ce que, lorsque ces faces (22, 24) sont en contact, le passage dans le guide comporte un rétrécissement ou un
décrochement du diamètre du guide au niveau de la séparation des pièces.
17. Guide selon la revendication 16, caractérisé en ce que les ouvertures de plus petit diamètre, des premiers et seconds passages situées sur les faces
du moule et de la matrice d'injection en contact, ont le même diamètre (dl).
18. Guide selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'ouverture du premier passage du moule faisant face à la matrice d'injection est de diamètre (d2) supérieur au diamètre (d3) de l'ouverture du second passage de la matrice
d'injection faisant face au moule.
Il 2792861
19. Guide selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'ouverture du premier passage du moule faisant face à la matrice d'injection est de diamètre supérieur à l'ouverture du second passage de la matrice d'injection faisant face au moule, un rebord (28) de l'ouverture du côté de la face interne (24) du second passage (30) de la matrice d'injection (18) pénétrant lorsque le moule et la matrice d'injection se trouvent en contact, dans le premier passage
tronconique du moule.
20. Guide selon la revendication 15, caractérisé en ce que le premier passage (28) du moule est de forme semi-sphérique, la plus grande ouverture étant située sur la face substrat (20) du moule et une petite ouverture sur la face interne du moule (22), le second passage (30) étant de forme tronconique dont la plus petite ouverture est sur la face interne (24) de la matrice d'injection
face à la petite ouverture semi-sphérique du premier passage.
21. Guide selon la revendication 15, caractérisé en ce que le premier passage (28) dans le moule est de forme tronconique, le plus petit diamètre du premier passage faisant face à la matrice d'injection et le second passage dans ladite matrice d'injection étant de forme cylindrique de diamètre très petit par
rapport au plus petit diamètre du premier passage dans le moule.
22. Guide selon l'une des revendications 15 à 21, caractérisé en ce que
le moule est réalisé dans une matière choisie parmi soit l'acier inoxydable 316L
avec ébavurage chimique, soit le graphite, soit le téflon, soit le silicium.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9905544A FR2792861B1 (fr) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede |
PCT/FR2000/001097 WO2000066312A1 (fr) | 1999-04-30 | 2000-04-26 | Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede |
US09/926,402 US6708868B1 (en) | 1999-04-30 | 2000-04-26 | Method for producing weld points on a substrate and guide for implementing said method |
JP2000615184A JP2002543603A (ja) | 1999-04-30 | 2000-04-26 | 基板上にハンダ接続パッドを作製する方法およびその方法を遂行するためのガイド |
KR1020017013713A KR20020003243A (ko) | 1999-04-30 | 2000-04-26 | 기판상에 솔더 접속 패드를 형성하는 방법 및 상기 방법을실시하기 위한 가이드 |
EP00922746A EP1175275A1 (fr) | 1999-04-30 | 2000-04-26 | Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede |
TW089108005A TW473413B (en) | 1999-04-30 | 2000-04-27 | Method for the making of solder connection pads on a substrate and guide for the implementation of the method |
MYPI20001845A MY133204A (en) | 1999-04-30 | 2000-04-28 | Method for producing weld points on a substrate and guide for implementing said method |
HK02102155.5A HK1040660A1 (zh) | 1999-04-30 | 2002-03-21 | 在基片上製作焊點的方法以及實施該方法所採用的器具 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9905544A FR2792861B1 (fr) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2792861A1 true FR2792861A1 (fr) | 2000-11-03 |
FR2792861B1 FR2792861B1 (fr) | 2001-07-06 |
Family
ID=9545107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9905544A Expired - Fee Related FR2792861B1 (fr) | 1999-04-30 | 1999-04-30 | Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6708868B1 (fr) |
EP (1) | EP1175275A1 (fr) |
JP (1) | JP2002543603A (fr) |
KR (1) | KR20020003243A (fr) |
FR (1) | FR2792861B1 (fr) |
HK (1) | HK1040660A1 (fr) |
MY (1) | MY133204A (fr) |
TW (1) | TW473413B (fr) |
WO (1) | WO2000066312A1 (fr) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2838913A1 (fr) * | 2002-04-19 | 2003-10-24 | Applied Utech | Procede de realisation de plots de contact electrique sur un substrat et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7347349B2 (en) * | 2003-06-24 | 2008-03-25 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method for printing micro metal structures |
US20060009038A1 (en) | 2004-07-12 | 2006-01-12 | International Business Machines Corporation | Processing for overcoming extreme topography |
US20060273138A1 (en) * | 2005-06-07 | 2006-12-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Soldering apparatus for printed circuit board, soldering method for printed circuit board and soldering cream printing unit for soldering printed circuit board |
US20070152023A1 (en) * | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Semx Corporation | Solder deposit method on electronic packages for post-connection process |
KR101033773B1 (ko) * | 2009-08-11 | 2011-05-13 | 에스티에스반도체통신 주식회사 | 솔더 범프 형성용 템플릿 및 이를 이용한 솔더 범프 형성 방법 |
JP5971000B2 (ja) | 2012-07-20 | 2016-08-17 | 富士通株式会社 | 配線基板、配線基板の製造方法、電子機器及び電子機器の製造方法 |
CN103962677B (zh) * | 2014-05-15 | 2016-01-13 | 苏州云远网络技术有限公司 | 一种电路板一次焊接装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4720402A (en) * | 1987-01-30 | 1988-01-19 | American Telephone And Telegraph Company | Method for dispensing viscous material |
WO1997036710A1 (fr) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Ford Motor Company | Distributeur de soudure |
EP0902610A1 (fr) * | 1997-09-10 | 1999-03-17 | STMicroelectronics S.r.l. | Arrangement ordonné de billes de soudage sur les plages de contact correspondantes de la plaque de base d'un dispositif à réseau de billes (BGA) |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5244143A (en) * | 1992-04-16 | 1993-09-14 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for injection molding solder and applications thereof |
US5478700A (en) * | 1993-12-21 | 1995-12-26 | International Business Machines Corporation | Method for applying bonding agents to pad and/or interconnection sites in the manufacture of electrical circuits using a bonding agent injection head |
US5673846A (en) * | 1995-08-24 | 1997-10-07 | International Business Machines Corporation | Solder anchor decal and method |
US6231333B1 (en) * | 1995-08-24 | 2001-05-15 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method for vacuum injection molding |
US5718367A (en) * | 1995-11-21 | 1998-02-17 | International Business Machines Corporation | Mold transfer apparatus and method |
US5735452A (en) * | 1996-06-17 | 1998-04-07 | International Business Machines Corporation | Ball grid array by partitioned lamination process |
AU8502798A (en) * | 1997-07-21 | 1999-02-10 | Aguila Technologies, Inc. | Semiconductor flip-chip package and method for the fabrication thereof |
US6138562A (en) * | 1998-01-20 | 2000-10-31 | Hertz; Allen D. | Vibrational energy waves for assist in the print release process for screen printing |
US6105852A (en) * | 1998-02-05 | 2000-08-22 | International Business Machines Corporation | Etched glass solder bump transfer for flip chip integrated circuit devices |
US6003757A (en) * | 1998-04-30 | 1999-12-21 | International Business Machines Corporation | Apparatus for transferring solder bumps and method of using |
US6189772B1 (en) * | 1998-08-31 | 2001-02-20 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a solder ball |
US6276596B1 (en) * | 2000-08-28 | 2001-08-21 | International Business Machines Corporation | Low temperature solder column attach by injection molded solder and structure formed |
-
1999
- 1999-04-30 FR FR9905544A patent/FR2792861B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-26 JP JP2000615184A patent/JP2002543603A/ja not_active Withdrawn
- 2000-04-26 US US09/926,402 patent/US6708868B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-04-26 KR KR1020017013713A patent/KR20020003243A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-04-26 EP EP00922746A patent/EP1175275A1/fr not_active Withdrawn
- 2000-04-26 WO PCT/FR2000/001097 patent/WO2000066312A1/fr not_active Application Discontinuation
- 2000-04-27 TW TW089108005A patent/TW473413B/zh active
- 2000-04-28 MY MYPI20001845A patent/MY133204A/en unknown
-
2002
- 2002-03-21 HK HK02102155.5A patent/HK1040660A1/zh unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4720402A (en) * | 1987-01-30 | 1988-01-19 | American Telephone And Telegraph Company | Method for dispensing viscous material |
WO1997036710A1 (fr) * | 1996-04-01 | 1997-10-09 | Ford Motor Company | Distributeur de soudure |
EP0902610A1 (fr) * | 1997-09-10 | 1999-03-17 | STMicroelectronics S.r.l. | Arrangement ordonné de billes de soudage sur les plages de contact correspondantes de la plaque de base d'un dispositif à réseau de billes (BGA) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2838913A1 (fr) * | 2002-04-19 | 2003-10-24 | Applied Utech | Procede de realisation de plots de contact electrique sur un substrat et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
WO2003090276A2 (fr) * | 2002-04-19 | 2003-10-30 | Applied Microtech | Procede de realisation de plots de contact electrique sur un substrat et dispositf pour la mise en oeuvre de ce procede |
WO2003090276A3 (fr) * | 2002-04-19 | 2004-04-01 | Applied Utech | Procede de realisation de plots de contact electrique sur un substrat et dispositf pour la mise en oeuvre de ce procede |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000066312A1 (fr) | 2000-11-09 |
MY133204A (en) | 2007-10-31 |
EP1175275A1 (fr) | 2002-01-30 |
JP2002543603A (ja) | 2002-12-17 |
TW473413B (en) | 2002-01-21 |
KR20020003243A (ko) | 2002-01-10 |
FR2792861B1 (fr) | 2001-07-06 |
HK1040660A1 (zh) | 2002-06-21 |
US6708868B1 (en) | 2004-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0082902B1 (fr) | Procédé pour souder les broches aux oeillets des conducteurs formés sur un substrat céramique | |
US6743499B2 (en) | Metal filling method and member with filled metal sections | |
FR2742687A1 (fr) | Procede de fourniture de soudure, appareil de fourniture de soudure et procede de soudage | |
FR2792861A1 (fr) | Procede de realisation de plots de soudure sur un substrat et guide pour la mise en oeuvre du procede | |
EP1125325A1 (fr) | Dispositif de mise a disposition de billes ou de preformes pour la fabrication de connexions a billes | |
WO1998049725A1 (fr) | Procede de realisation de billes de connexion sur des circuits ou des composants electroniques | |
EP2126969B1 (fr) | Procede d'interconnexion de tranches electroniques | |
EP2365741A1 (fr) | Procede de metallisation de vias borgnes | |
EP0351268B1 (fr) | Procédé de soudure des fils de connexions extérieures sur un composant électronique | |
EP2700077B1 (fr) | Elément de conduction thermique permettant d'améliorer la fabrication d'un emballage de transport et/ou d'entreposage de matières radioactives | |
FR2464010A1 (fr) | Structure de circuit a plusieurs couches et son procede de production | |
WO2003090276A2 (fr) | Procede de realisation de plots de contact electrique sur un substrat et dispositf pour la mise en oeuvre de ce procede | |
CH678471A5 (fr) | ||
WO2002007208A1 (fr) | Procede de fabrication de circuit integre de type montable en surface et circuit issu du procede | |
FR2789225A1 (fr) | Circuit integre de type montable en surface | |
WO2002049401A1 (fr) | Procede de realisation d'une brasure entre des billes metalliques d'un composant electronique et des plages d'accueil d'un circuit et four de brasage pour la mise en oeuvre de ce procede | |
JP4574642B2 (ja) | 充填金属部付き部材 | |
WO2010142725A1 (fr) | Creuset de brasage | |
FR2828983A1 (fr) | Interface d'interconnexion electrique et d'absorption de contraintes thermomecaniques et procede de realisation | |
FR2494495A1 (fr) | Cartouche coupe-circuit d'appareil et procede pour sa fabrication | |
CH703289A2 (fr) | Dispositif d'encapsulage pour MEMS. | |
FR2969381A1 (fr) | Puce electronique comportant des piliers de connexion, et procede de fabrication | |
FR2845520A1 (fr) | Procede et dispositif de remise en forme, notamment de remise en etat de la planeite, des elements d'interconnexion d'un module electronique, par ajout de matiere | |
JP2000340591A (ja) | 金属突起電極の形成方法 | |
BE548545A (fr) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20051230 |