[发明专利]用于产生焊接连接部的方法

说明书

本发明涉及一种用于通过加热和熔化焊接材料(16)来在处理室中产生多个部件(12A，12B)之间的焊接连接部的方法，处理室与其周围环境隔离开，焊接材料(16)布置在待接合的部件(12A，12B)之间。待接合的部件(12A，12B)通过粘结材料(18)而暂时接合在一起以形成焊接组(10)，在焊接组(10)中，部件(12A，12B)相对于彼此被适当保持在接合位置中。

技术领域

本发明涉及一种用于通过加热和熔化焊接材料来在处理室中产生多个部件之间的焊接连接部的方法，该处理室与其周围环境隔离(sealed off)，该焊接材料布置在待连接的部件之间。

背景技术

术语“部件”通常是指由金属、陶瓷、塑料或其他材料或材料制成的电路载体、基板、基板载体、底板、工件载体、安装载体等或者材料的任何所需的组合连同待固定至其的部件，例如功率半导体芯片、(半导体)组件等。

所讨论类型的方法特别地用在大面积的焊接操作中，其中，例如半导体部件、微电子部件或功率半导体芯片，例如印刷电路板上的晶体管或二极管、金属化陶瓷基板或其他电路载体上的IGBT、MOSFET或二极管被焊接或焊接在一起，或者其中，金属化陶瓷基板被焊接到金属底板和/或散热器。待连接到散热器的印刷电路板也可以在所讨论类型的焊接装置中被焊接。

为了获得最佳的焊接效果，需要付出努力来以受控的方式且在大于1013mbar的高压下将熔融的焊料连同待连接的部件加热到高于焊料的熔点，并且然后以受控方式进行冷却至焊料的凝固点以下，以便没有空隙地将部件连接在一起。

焊接连接部通常在一个处理室中产生，该处理室与其周围环境隔离，特别是是可抽空的，在该处理室中布置有焊接装置，该焊接装置包括底板和压力板，底板和压力板之间容纳有包括部件和焊接材料的焊接组。底板和压力板关于他们的间距相对于彼此可调节，以在焊接组上施加压力。同时，压力板和/或底板可以加热和/或冷却部件和焊接材料。为此，所述板可以与适当的热源和/或散热器热耦合。

通常，例如以焊接芯片或焊料粉末形式的部件和焊接材料在被引入到处理室中之前被组装以形成堆叠。

然而，当有必要在处理室的外部和/或内部处理部件时，以及还在实际的焊接操作期间，一旦熔融的焊接材料已经凝固，就存在部件相对于彼此没有处在期望位置的风险。关于部件的侧向位置及其他们的相对间距都可能发生偏差。

US 4 801 069 A公开了一种用于在气体气氛中焊接部件的方法和装置，其中在第一步骤中，借助于粘结材料将焊接芯片定位在作为电路载体的印刷电路板上，并且通过加热至少暂时地固定焊接芯片，并且在随后的步骤中，在焊接操作之前，通过施加压力，使用另外的粘结材料将待焊接的部件暂时地固定到焊接芯片和电路载体。该操作具有多个阶段，并且涉及对部件的重复加热和冷却，这意味着处理不仅在能源方面昂贵且涉及暴露于高热负载，而且相对耗时。多级布置步骤很容易导致放错位置。该方法的多阶段性质意味着它不能在真空气氛下实施。

US 2009/0 085 227 A1提出了一种用于将部件的倒装芯片连接到电路载体的方法和装置，其中，通过具有放置架的安装设备实现预定的间距，该放置架在真空抽吸设备的引导下将待连接的部件放置到电路载体上。一旦待连接的部件已经通过放置架定位在电路载体上，就通过加热位于它们之间的焊料粉末树脂来连接部件，其中形成有焊接材料的气体气氛，该气体气氛通过对流除气，从而仅有待连接的接触表面被焊接。这里既没有提出用于暂时对齐和固定的粘结剂，也没有提出在连接操作期间和之后进一步施加压力，以便随后保持相对于彼此的最小间距和取向。