專利名稱：焊接式引線框架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種例如在制造安裝于較大電路板上的組件中將引線連接到基底上的方法。
背景在電子組件的回流焊的過程中，存在著與在焊某些類型的組件時軟釬焊料會產(chǎn)生重熔有關的問題和潛在的失效，這里所用的組件包括具有導電圖案的載體、安裝在載體上的各種元器件以及引線框架。如果該組件具有處于引線框架下方的載體如陶瓷基底，那么載體和元器件的重量將使該組件坍塌并使基底掉落。這種情況顯示于
圖1中。
當將引線框架連接到組件上時，存在著與二次回流或粘合劑的固化循環(huán)有關的可能失效，這種失效由安裝在組件上的元器件上的溫度應力所引起的。
當將對溫度敏感的元器件連接到基底或印制電路板上時，常規(guī)回流或用于固化粘合劑的循環(huán)會導致元器件失效。
這些問題的傳統(tǒng)解決方案包括下述-采用常規(guī)的軟釬焊料并接受回流工藝期間的焊料重熔。
-采用高溫軟釬焊料以避免回流工藝期間的焊料重熔。
-采用硬釬焊材料。
-采用導電聚合物基的粘合劑。
這里所用的軟釬焊料是指熔點低于450℃的合金，其用于在低于兩個部件的熔點的溫度下將這兩個部件相連。硬釬焊料是指用于相同目的但熔點高于450℃的合金。
上述解決方案的缺點包括-常規(guī)軟釬焊料在二次回流工藝中的重熔，對溫度敏感的元器件在回流期間可能會損壞。
-處于所需溫度范圍內(nèi)的已知軟釬焊料具有諸如脆性、成本較高或含有有害物質的不良特性。而且，許多元器件無法承受在使用高溫軟釬焊料時所需的高溫。
-元器件無法承受硬釬焊料的回流工藝所需的高溫。
-對于要求具有高效率的能源應用方面，已知的導電粘合劑材料的電性能具有不夠高的導電率。
作為上述方法的替代，可以采用熔焊。然而，熔焊工藝具有溫度較高且進行熔焊所需的能量較大的缺點。
概要本發(fā)明的一個目的是提供一種將例如引線框架或元器件中的引線連接到基底焊盤上的方法，其只需要用中等能量進行局部加熱。
本發(fā)明的另一目的是提供一種將引線框架中的引線連接到基底焊盤上以使引線框架和基底的組合件能夠承受較高的溫度、例如在高溫軟釬焊中所用溫度的方法。
一般來說，在將引線框架連接到例如組件中的基底焊盤上的方法中，在框架的引線中制出孔，然后將引線焊接到焊盤上。這些孔降低了進行焊接所需的能量。這些孔最好覆蓋了在焊接工藝中被加熱的約50％的面積。
在引線中采用孔允許生產(chǎn)出無引線的、實際上對熱不敏感的機械和電氣連接，并且可將對熱敏感的元器件連接到基底或印制電路板上?？梢灾圃斐鼍哂袩o引線式連接的表面安裝的子系統(tǒng)，并且在諸如使用軟釬焊或固化導電粘合劑時避免進行整體加熱。該工藝允許采用較低的輸入焊接能量來安裝厚引線。此外，它允許在對溫度敏感的裝置上安裝引線/元器件和安裝對溫度敏感的元器件。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在下述介紹中闡述，部分地可從下述介紹中理解，或者可在實施本發(fā)明中了解到。本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點可通過在所附權利要求中指出的方法、工藝、工具和其組合來實現(xiàn)和達到。
附圖簡介雖然在所附權利要求中具體地闡述了本發(fā)明的新穎特征，然而通過參考附圖并從對非限制性實施例的下述詳細介紹中，可以得到對本發(fā)明的關于其組織和內(nèi)容以及上述和其它特征方面的完整理解，并可以更好地了解本發(fā)明，在圖中圖1是與基底相連的引線框架的剖視圖，和圖2是與接觸焊盤相連的引線的局部平面視圖。
詳細介紹在圖1的示意性剖視圖中，組件顯示為例如包括在連接位置5處與引線框架3相連的陶瓷基底1。在這些位置處，引線框架的連接引線或引腳7制成為與基底的焊盤9電連接，這可見于圖2中的局部平面視圖。引線7具有比薄接觸焊盤9大得多的厚度。例如可采用如標號10所示的激光束、等離子焊接、微氧焰焊(microflame)在連接位置處將引線焊接到焊盤上。
在焊接工藝的加熱中，焊盤將比引線更容易受熱，這是因為存在著由不同的厚度所引起的熱容量差異。然而，為了降低引線7的熱容量，可在引線7上設置至少一個、最好兩個孔11，其覆蓋了在焊接中被加熱的例如約50％的面積。這些孔可具有任何形狀，例如在圖中所示的圓形。接著在加熱過程中，孔11的壁內(nèi)或引線上孔處的邊緣區(qū)域內(nèi)的材料會產(chǎn)生熔化，熔化的材料向下流動以與下方焊盤9的材料相連。與此同時，引線框架上的處于孔周圍的區(qū)域被加熱，并且基底即基底的焊盤9也通過孔11而被加熱。
當采用大功率激光束來進行加熱時，由于在將引線框架置于基底上時孔11能夠有效地形成空腔，因此可以快速地形成可吸收激光的等離子體。這種等離子體可顯著地增強激光能量到待相互焊接的材料上的耦合。
通常來說，孔11制于引線框架材料中，其直徑處于約0.1-0.8毫米范圍內(nèi)，而引線框架材料的厚度處于0.1-1毫米的范圍內(nèi)。由箭頭10表示的輸入加熱能量具有與待相互焊接的元器件的較大表面大致垂直的方向。
在焊接工藝中，引線框架由未示出的夾具相對基底和焊盤夾持住并定向，以便使其處于所需的位置。
雖然在這里已經(jīng)介紹并描述了本發(fā)明的特定實施例，然而應當理解，本領域的技術人員可以容易地認識到許多另外的優(yōu)點、修改和變更。因此，本發(fā)明在廣義上不限于這里所顯示和介紹的具體細節(jié)、代表性裝置和所示示例。因此，在不脫離由所附權利要求及其等效物所限定的整體性發(fā)明概念的精神或范圍的前提下，可以進行多種修改。因此應當理解，所附權利要求旨在覆蓋屬于本發(fā)明的精髓和范圍內(nèi)的所有這種修改和變更。
權利要求
1.一種用于將引線框架或元器件中的引線連接到基底的接觸焊盤上的方法，包括對所述引線和接觸焊盤進行局部加熱以將其相連，其特征在于，所述局部加熱作為焊接工序來進行，其熔化所述引線和接觸焊盤中的至少一個的至少部分材料，以使這種或這些材料將所述引線與所述接觸焊盤相連，并且在進行所述局部加熱之前在所述引線中制出至少一個孔，從而允許在所述局部加熱中使用相對較低的能量，所述局部加熱優(yōu)選或主要熔化所述至少一個孔的壁內(nèi)的材料或所述引線上的所述至少一個孔處的邊緣區(qū)域內(nèi)的材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述引線中制出兩個孔。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一個孔制成為覆蓋了被局部加熱的所述引線的大致50％的面積。
全文摘要
在將引線框架(3)或元器件中的引線與基底(1)的接觸焊盤(9)相連的過程中，局部地焊接引線和接觸焊盤以使它們電連接。為了降低在焊接操作中所用的能量，引線具有至少一個、最好兩個孔(11)，這樣在焊接工序中，引線材料在將與焊盤的加熱材料相連的孔的邊緣處熔化。因此就可在焊接中采用相對較低的能量，焊接中采用的局部加熱優(yōu)選或主要熔化了所述至少一個孔的壁中的材料。
文檔編號H01L21/60GK1539256SQ02815347
公開日2004年10月20日 申請日期2002年8月7日 優(yōu)先權日2001年8月7日
發(fā)明者L·古斯塔夫松, L 古斯塔夫松, J·厄恩, 濾固羋, P·倫德斯特倫 申請人:艾利森電話股份有限公司