JPH01228698A - プリフォームろう材の成形方法 - Google Patents
プリフォームろう材の成形方法Info
- Publication number
- JPH01228698A JPH01228698A JP63056965A JP5696588A JPH01228698A JP H01228698 A JPH01228698 A JP H01228698A JP 63056965 A JP63056965 A JP 63056965A JP 5696588 A JP5696588 A JP 5696588A JP H01228698 A JPH01228698 A JP H01228698A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing filler
- filler metal
- shape
- laser beam
- thickness
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering or brazing
- B23K35/0233—Sheets or foils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、例えばＩＣなどの半導体素子を製造する場
合に、シリコンウエーノ＼等を基盤に固定するために用
いられるろう材の成形方法に関し、特に、多品種少量生
産において製造コストが安く、またろう付けが円滑に行
えるような高品質な材料を安定的に製造することができ
るようなプリフォームろう材の成形方法に関する。
合に、シリコンウエーノ＼等を基盤に固定するために用
いられるろう材の成形方法に関し、特に、多品種少量生
産において製造コストが安く、またろう付けが円滑に行
えるような高品質な材料を安定的に製造することができ
るようなプリフォームろう材の成形方法に関する。
［従来の技術］
上記のような目的に各種のろう材が使用されている。こ
れらは、通常、被固定材の底面の周縁に沿って付着して
用いられるので、予め薄板素材を被固定物の底面の外縁
の形状に合致する穴あき板状に成形しておき、これをチ
ップと基盤との間に挟んだ状態で加熱してろう材を溶融
させ、固定するようにしている。このようなプリフォー
ムろう材は、従来は、金型を用いて打ち抜き成形して製
造していた。
れらは、通常、被固定材の底面の周縁に沿って付着して
用いられるので、予め薄板素材を被固定物の底面の外縁
の形状に合致する穴あき板状に成形しておき、これをチ
ップと基盤との間に挟んだ状態で加熱してろう材を溶融
させ、固定するようにしている。このようなプリフォー
ムろう材は、従来は、金型を用いて打ち抜き成形して製
造していた。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記のような従来の技術においては、次
のような問題点があった。
のような問題点があった。
（１）近年の素子の微細化または省資源化の傾向に伴い
、ろう材も極薄に、かつ幅狭になっている。
、ろう材も極薄に、かつ幅狭になっている。
例えば、Ｇａ−Ａｓグイボンディング用のＡｕろうとし
ては、Ａ ｕ −２０ｖｔ＄Ｓ ｎろうが多用されてい
るが、その寸法は、１０ μｍ（ｔ）Ｘｏ、 １ｍｍ（
ｗ）ｘＯ，１ｍｍ（ｆ２）程度となっている。また、チ
ップのセラミックパッケージのシーリングソルダーとし
て、同様の素材で、３０μｍ（ｔ）Ｘ２．Ｏ＋＋ｖφ（
外径）Ｘｌ、７ａ＋φ（内径）のリング状材などが使用
されている。このように微細化し、かつ極薄化した素材
を金型を用いて打抜き成形することは非常に困難である
。例えば、ポンチとダイのクリアランスは、通常の打抜
きでは打抜き板厚の数％であることが必要とされるが、
板厚が数μｍ〜数十μｍである場合にはこのクリアラン
スの管理が事実上困難であり、金型の設計が不可能にな
る。また、このようなりリアランス管理が不充分である
と良好な加工条件が確保されず、打抜き素材に不要の力
が作用し、反りや歪み、ばりなどが発生ずるとともに、
金型寿命の低下をも惹起する。反りやばつが発生すると
、このろう材を接合面に配置したときにぴったり収まら
ず、ろう付は作業が円滑に進まない、あるいはろう付は
不良などが発生ずる。
ては、Ａ ｕ −２０ｖｔ＄Ｓ ｎろうが多用されてい
るが、その寸法は、１０ μｍ（ｔ）Ｘｏ、 １ｍｍ（
ｗ）ｘＯ，１ｍｍ（ｆ２）程度となっている。また、チ
ップのセラミックパッケージのシーリングソルダーとし
て、同様の素材で、３０μｍ（ｔ）Ｘ２．Ｏ＋＋ｖφ（
外径）Ｘｌ、７ａ＋φ（内径）のリング状材などが使用
されている。このように微細化し、かつ極薄化した素材
を金型を用いて打抜き成形することは非常に困難である
。例えば、ポンチとダイのクリアランスは、通常の打抜
きでは打抜き板厚の数％であることが必要とされるが、
板厚が数μｍ〜数十μｍである場合にはこのクリアラン
スの管理が事実上困難であり、金型の設計が不可能にな
る。また、このようなりリアランス管理が不充分である
と良好な加工条件が確保されず、打抜き素材に不要の力
が作用し、反りや歪み、ばりなどが発生ずるとともに、
金型寿命の低下をも惹起する。反りやばつが発生すると
、このろう材を接合面に配置したときにぴったり収まら
ず、ろう付は作業が円滑に進まない、あるいはろう付は
不良などが発生ずる。
（２）一方、ろう材においては、材料自身が打抜き成形
に適していないことが多い。例えば、上記のようなＡｕ
系のろうなどの場合、一般に塑性伸びがほどんどなく、
脆性を呈するものが多いので、上記のように厚さが数十
μｍと薄く、かつ桟幅が０゜１〜０．３ｍ程度のＷｔｗ
ｉ化したしのを打ち抜く場合には、その機械的衝撃で容
易に破壊してしまう。−方、Ａｕ系以外を素材とするら
のとして、Ｐｂ−５ｎ系、Ｐｂ−Ｉｎ系等のＨｖ：ＩＯ
〜３０程度の軟質のろう材ら一般的に使用されている。
に適していないことが多い。例えば、上記のようなＡｕ
系のろうなどの場合、一般に塑性伸びがほどんどなく、
脆性を呈するものが多いので、上記のように厚さが数十
μｍと薄く、かつ桟幅が０゜１〜０．３ｍ程度のＷｔｗ
ｉ化したしのを打ち抜く場合には、その機械的衝撃で容
易に破壊してしまう。−方、Ａｕ系以外を素材とするら
のとして、Ｐｂ−５ｎ系、Ｐｂ−Ｉｎ系等のＨｖ：ＩＯ
〜３０程度の軟質のろう材ら一般的に使用されている。
このような素材においては、材料が金型に付着して加工
精度を低下させ、さらにボンデやダイの隙間へ侵入して
目詰まりを起こし、円滑な打抜き作業を困難にしてしま
う。
精度を低下させ、さらにボンデやダイの隙間へ侵入して
目詰まりを起こし、円滑な打抜き作業を困難にしてしま
う。
（３）半導体素子の需要が多様化するに伴い、ろう材も
多品種少量生産の傾向が見えてきているが、周知のよう
に金型のコストが高いので、従来の製造方法では経済的
に成立しない場合が起きている。
多品種少量生産の傾向が見えてきているが、周知のよう
に金型のコストが高いので、従来の製造方法では経済的
に成立しない場合が起きている。
（４）金型の寿命を延ばし、金型からの成形品の剥離を
円滑にするために潤滑油が用いられているが、これによ
る汚れを次工程で除去しなければならない。この他、剪
断加工に伴う変形やばりの発生が避けられず、金型の使
用回数が増えるに従いその傾向が高まること、加工変形
に伴う熱による歪みの発生など、金型加工に特有の欠点
が存在する。
円滑にするために潤滑油が用いられているが、これによ
る汚れを次工程で除去しなければならない。この他、剪
断加工に伴う変形やばりの発生が避けられず、金型の使
用回数が増えるに従いその傾向が高まること、加工変形
に伴う熱による歪みの発生など、金型加工に特有の欠点
が存在する。
［課題を解決するための手段］
上記のような課題を解決するために、この発明は、低融
点のろう材を厚さ５μｍ以上の薄板とし、レーザービー
ムを照射して所定の形状に切断加工するようにしたもの
である。
点のろう材を厚さ５μｍ以上の薄板とし、レーザービー
ムを照射して所定の形状に切断加工するようにしたもの
である。
レーザービームの発生装置としては、ガスレーザー、半
導体レーザーなど適宜のものが採用されてよいが、小出
力のものでよいのでＹへＧレーザーなどが好適である。
導体レーザーなど適宜のものが採用されてよいが、小出
力のものでよいのでＹへＧレーザーなどが好適である。
ろう材の厚さを５μｍ以上としたのは、これ以下の厚さ
では、素材の熱容量が小さくなって精密な加工が不可能
になるからである。
では、素材の熱容量が小さくなって精密な加工が不可能
になるからである。
［作用］
このようなプリフォームろう材の成形方法においては、
薄板に照射されたレーザービームのエネルギーが薄板素
材を購成する分子に直接作用し、これを昇華させる。レ
ーザービームを所定の軌跡に沿って移動すると、その照
射位置以外に熱や機械的影響を与えることなく、形状や
厚さのいかんを問わず、また素材の材質にかかわらず、
ぼりゃ反りを生ずることなく所定の形状に切断加工がな
される。
薄板に照射されたレーザービームのエネルギーが薄板素
材を購成する分子に直接作用し、これを昇華させる。レ
ーザービームを所定の軌跡に沿って移動すると、その照
射位置以外に熱や機械的影響を与えることなく、形状や
厚さのいかんを問わず、また素材の材質にかかわらず、
ぼりゃ反りを生ずることなく所定の形状に切断加工がな
される。
し実施例］
以下、この発明の実施例をさらに詳細に説明する。
（１）Ａ ｕ−’２０ｗｔ＄Ｓ ｎの組成を持つろう材
を、通常の加工法（圧延及び剪断）により、１０ μｍ
（ｔ）Ｘ５０ｍ＋（ｖ）ＸＩｏｏａｍ（＆）ｌ：加工し
、出力４０ＹノＹ Ａ Ｇ ｌ／−ザーにより、以下の
条件で切断加工を行った。
を、通常の加工法（圧延及び剪断）により、１０ μｍ
（ｔ）Ｘ５０ｍ＋（ｖ）ＸＩｏｏａｍ（＆）ｌ：加工し
、出力４０ＹノＹ Ａ Ｇ ｌ／−ザーにより、以下の
条件で切断加工を行った。
パルスエネルギー ：０．０１Ｊｏｕｌｅパルス幅：０
．１５ｍ５ パルス周波数：ｌ８０１１ｚ 送り速度：３００ｍｍ／ｗｉｎ 形状及び寸法は ■外径２．０■φ、内径！、７ａ＋ｍφのリング状（第
１図参照） ■外径５．０ｇ＋＋ａ口、内径４．０ｍｍ口の角リング
状（第２図参照） また、比較例として、これを従来の金型を用いて打抜き
成形したときの欠陥の発生を調べた。金型成形条件は以
下のとおり。
．１５ｍ５ パルス周波数：ｌ８０１１ｚ 送り速度：３００ｍｍ／ｗｉｎ 形状及び寸法は ■外径２．０■φ、内径！、７ａ＋ｍφのリング状（第
１図参照） ■外径５．０ｇ＋＋ａ口、内径４．０ｍｍ口の角リング
状（第２図参照） また、比較例として、これを従来の金型を用いて打抜き
成形したときの欠陥の発生を調べた。金型成形条件は以
下のとおり。
金型の材質＋ Ｓ Ｋ Ｉ−ｉ舖、
クリアランス条件＝５μｍ以下
金型使用回数二数万回／個
金型移動速度；６０２ストロ一ク／分
（２）Ｐ ｂ −１０ｗＬ＄Ｓ ｎろう材を通常の加工
法により、７０μｓ（ｔ）Ｘ５０ａｍ（ｗ）ＸＩ００ａ
＋ａ＋（ｊ）に加工し、出力４［のＹＡＧレーザーによ
り、以下の条件で切断加工を１テった。
法により、７０μｓ（ｔ）Ｘ５０ａｍ（ｗ）ＸＩ００ａ
＋ａ＋（ｊ）に加工し、出力４［のＹＡＧレーザーによ
り、以下の条件で切断加工を１テった。
パルスエネルギー ＋０．０５Ｊｏｕｌｅパルス幅＋０
．１５ｍ５ パルス周波数 ：ｌ８０１１ｚ 送り速度：１５０１１ＩＩｌ／ｗｉｎ 形状及び寸法は ■外径１．０．０ｍｌｌ１口、内径８．０ｍ１１＋口の
角リング状■外径２０．Ｏｍｍ口、内径１７．ｒｈｒｍ
口の角リング状（第２図参照） また、比較例として、これを従来の金型を用いて打抜き
成形したときの欠陥の発生を調べた。金型成形条件は上
記と同様である。
．１５ｍ５ パルス周波数 ：ｌ８０１１ｚ 送り速度：１５０１１ＩＩｌ／ｗｉｎ 形状及び寸法は ■外径１．０．０ｍｌｌ１口、内径８．０ｍ１１＋口の
角リング状■外径２０．Ｏｍｍ口、内径１７．ｒｈｒｍ
口の角リング状（第２図参照） また、比較例として、これを従来の金型を用いて打抜き
成形したときの欠陥の発生を調べた。金型成形条件は上
記と同様である。
次頁の表にその結果を示す。
この結果において示されるように、本発明の方法による
成形においては、機械的に剪断するのではないので微視
的あるいは巨視的な応力が全く一作用しない。従って、
従来の場合に比較して切断後の縁部に反りや歪みが生じ
ることがなく、材質にかかイつらず細い桟の部分で破断
することもない。
成形においては、機械的に剪断するのではないので微視
的あるいは巨視的な応力が全く一作用しない。従って、
従来の場合に比較して切断後の縁部に反りや歪みが生じ
ることがなく、材質にかかイつらず細い桟の部分で破断
することもない。
また、溶断するのではないのでパリの発生もなく、金型
の場合のように使用回数による影響もなく、良好な品質
のろう材を製造することができる。
の場合のように使用回数による影響もなく、良好な品質
のろう材を製造することができる。
また、本発明の方法は機械的な機構によるものではない
から、成形すべきろう材の薄肉化、微細化にかかわらず
、ろう材の材質のいかんにかかわらず、常に同一の条件
で一定の品質のろう材を成形することができる。そして
、切断する形状はレーザービームの移動によって決定さ
れるのであるから、形状を変える場合にはビーム移動の
ためのプログラムを変更するだけでよく、設備の付加な
どの必要がない。従って、近年要求されるような多品種
少量生産の場合にも、コストの上昇を伴うことなく、迅
速に対応することができる。
から、成形すべきろう材の薄肉化、微細化にかかわらず
、ろう材の材質のいかんにかかわらず、常に同一の条件
で一定の品質のろう材を成形することができる。そして
、切断する形状はレーザービームの移動によって決定さ
れるのであるから、形状を変える場合にはビーム移動の
ためのプログラムを変更するだけでよく、設備の付加な
どの必要がない。従って、近年要求されるような多品種
少量生産の場合にも、コストの上昇を伴うことなく、迅
速に対応することができる。
［発明の効果］
以上詳述したように、この発明は、低融点のろう材を厚
さ５μｍ以上の薄板とし、レーザービームを照射して所
定の形状に切断加工するようにしたものであるので、被
加工物が機械的あるいは熱的変形を受けることがなく、
その形状や寸法の制約、素材特性にかかる制約にかかわ
らず良好な品質のろう材を安定的に製造することができ
るとともに、経時変化による装置の劣化や保全の必要性
が少なく、操業コストを低下させることができる。
さ５μｍ以上の薄板とし、レーザービームを照射して所
定の形状に切断加工するようにしたものであるので、被
加工物が機械的あるいは熱的変形を受けることがなく、
その形状や寸法の制約、素材特性にかかる制約にかかわ
らず良好な品質のろう材を安定的に製造することができ
るとともに、経時変化による装置の劣化や保全の必要性
が少なく、操業コストを低下させることができる。
同様に、被成形体の形状が変化してもレーザービームの
移動経路を変えればよいのでコストの上昇をｔ召くこと
なく、多品種少量生産においても充分に経済的利点を存
する成形方法を提供することができる。
移動経路を変えればよいのでコストの上昇をｔ召くこと
なく、多品種少量生産においても充分に経済的利点を存
する成形方法を提供することができる。
第１図及び第２図は、それぞれこの発明の実施例の斜視
図である。
図である。
Claims (1)
- 低融点のろう材を厚さ５μｍ以上の薄板とし、レーザー
ビームを照射して所定の形状に切断加工することを特徴
とするプリフォームろう材の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63056965A JPH01228698A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | プリフォームろう材の成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63056965A JPH01228698A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | プリフォームろう材の成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228698A true JPH01228698A (ja) | 1989-09-12 |
Family
ID=13042240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63056965A Pending JPH01228698A (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | プリフォームろう材の成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01228698A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7600666B2 (en) * | 2003-05-27 | 2009-10-13 | Rabinovich Joshua E | Repair with feedstock having conforming surfaces with a substrate |
| CN109070277A (zh) * | 2016-02-19 | 2018-12-21 | 美题隆公司 | 预成型焊料的激光制造 |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP63056965A patent/JPH01228698A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7600666B2 (en) * | 2003-05-27 | 2009-10-13 | Rabinovich Joshua E | Repair with feedstock having conforming surfaces with a substrate |
| CN109070277A (zh) * | 2016-02-19 | 2018-12-21 | 美题隆公司 | 预成型焊料的激光制造 |
| TWI759281B (zh) * | 2016-02-19 | 2022-04-01 | 美商萬騰榮公司 | 用於環狀焊接預製體的雷射製造的方法、由雷射製造備製的環狀焊接預製體及在框帽組件中使用環狀焊接預製體的方法 |
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