Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE 43 20 055 A1, DE 42 00 492 C2 und DE 195 33 171 AI bekannt. Dieses Verfahren und diese Vorrich- tung haben einen Halter mit einer Kapillare. Der Halter wird mit seiner Spitze nahe der Lötstelle plaziert, worauf dann durch die Kapillare eine Lötkugel zugeführt wird, die auf der Lötstelle aufliegt. Durch die Kapillare hindurch wird dann die Lötkugel aufgeschmolzen, was vorzugsweise durch Laser-Energie erfolgt.

Zum Transport der Lötkugel innerhalb der Kapillare schlägt die DE 43 20 055 AI noch vor, eine Lichtleitfaser innerhalb der Kapillare verschieblich anzuordnen, so daß sie als Förderstempel für die Lötkugel dient und gleichzeitig auch zur Zufuhr der Laser-Energie.

Die DE 195 33 171 A1 schlägt stattdessen vor, die Lötkugel durch Schwerkraft, Vibration, insbesondere Ultraschallbeauf- schlagung und eine Luftströmung zu transportieren. Auch bei der DE 195 44 929 A1 erfolgt der Transport der Lötkugeln durch Druck eines Schutzgases.

Beim Stand der Technik berührt die Lötkugel im Moment des Aufschmelzens jedoch stets das Substrat oder die mit dem Lötmaterial zu benetzende Fläche. Dies bedingt, daß die Spitze des Halters sehr dicht zum Substrat positioniert werden muß, damit einerseits noch die Lötkugel in der Kapillare gehalten ist und andererseits aber schon die Lötkugel auf dem Substrat aufliegt. Da die Lötkugeln in manchen Fällen einen Durchmesser von wenigen y haben, bedingt dies eine extrem genaue Positionierung des Halters und die Gefahr, daß der Halter beim Positionieren mit Teilen auf dem Substrat kollidiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß ein ausreichend genaues Plazieren des Lötmateriales auf dem Substrat erreicht wird bei gleichzeitig verringerten Anforderungen an die Positioniergenauigkeit des Halters.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Das Grundprinzip der Erfindung liegt darin, das Lötmittel in festem Aggregatzustand zu positionieren und im Abstand zu dem Substrat zu halten, dann durch Energiezufuhr zu verflüssigen und schließlich durch ein Druckgas gegen das Substrat zu schleudern. Vorrichtungsmäßig wird dies dadurch erreicht, daß die Kapillare nahe der Spitze eine Verengung hat, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Lötkugel.

Die Kugel fällt also nur bis zu dieser Verengung und wird dort gehalten. Der Halter wird dann in ausreichendem Abstand oberhalb des Substrates positioniert. Sodann wird die Kugel vorzugsweise durch Laserlicht geschmolzen und durch Druckgas gegen die zu lötende Fläche beschleunigt. Der Abstand zwi- schen Spitze des Halters und Substrat ist somit nicht mehr kritisch, so daß bezüglich dieses Abstandes die Anforderungen an die Positioniergenauigkeit verringert sind. Gleichzeitig werden aber auch die Anforderungen an die Positioniergenauig- keit in der Substratebene (X/Y-Ebene) reduziert. Beim Stand der Technik konnte sich nämlich die Kugel in der Lötstellung in der X/Y-Ebene bewegen, sofern die Unterkante der Kapillare vom Substrat einen größeren Abstand hatte als den Radius der Lötkugel. Bei der Erfindung dagegen ist eine solche Bewegung nicht möglich und das Zentrum der Kapillare ent- spricht auch dem Mittelpunkt der Lötkugel.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Laser-Energie mit Sicherheit vollständig auf die Lötkugel trifft und nicht neben der Lötkugel vorbeigehen kann.

Als Druckgas zum Herausschleudern des verflüssigten Lotmate- rials wird vorzugsweise ein Schutzgas, wie z. B. ein Inertgas, verwendet.

Als Lötmittel kommen nicht nur Lötzinn sondern auch andere verflüssigbare Materialien in Frage, wie z. B. auch Kunststof- fe.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 eine Prinzipskizze der Vorrichtung vor dem Auf- schmelzen der Lötkugel ; und Fig. 2 eine Skizze ähnlich Fig. 1, jedoch nach dem Auf- schmelzen der Lötkugel.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Halter 1 mit einer Kapilla- re 2, die einen ersten Durchmesser D1 hat. Am unteren Ende 3 der Kapillare 2 ist eine konische Verengung vorgesehen, die ausgehend vom ersten Durchmesser D1 bis zu einem zweiten Durchmesser D2 konisch spitz zuläuft und damit einen vereng- ten Austritt 5 an einer Spitze 6 des Halters bildet. Die Durchmesser D1 und D2 sind so mit einem Durchmesser D3 der Lötkugel 7 abgestimmt, daß der erste Durchmesser D1 der Kapillare 2 größer und der zweite Durchmesser D2 am Austritt 5 der Verengung kleiner ist als der Durchmesser D3 der Lötkugel. Damit kann die Lötkugel von oben her in Rich- tung des Pfeiles 8 leicht bis zur Verengung 4 gelangen und zwar auch schon allein durch Schwerkraft. Dort wird sie an der Verengung 4 gehalten, dichtet die Kapillare teilweise nach oben ab und läßt bei optimaler Auslegung auch keinerlei Spalt frei, durch den Licht, insbesondere Laserlicht aus der Kapillare austreten kann, wenn sich eine Lotkugel 7 in der Verengung 4 befindet.

Die Zufuhr einer Lötkugel zur Kapillare erfolgt in bekannter Weise (vgl. z. B. DE 195 44 929 A1 oder DE 195 33 171 A1) durch eine Vereinzelungs-, Zufuhr-, Steuer-und Laserlicht- einrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird der Halter mit an seiner Spitze noch gehaltener Lötkugel oberhalb eines Substrates 10, beispielsweise im Bereich einer Leiterbahn 11 positioniert und zwar mit einem gewissen vertikalen Abstand gegenüber dem Substrat bzw. der Leiterbahn 11. Zwischen Lötkugel 7 und Leiterbahn 11 findet in dieser Position kein Kontakt statt. Sodann wird die Lötkugel 7 durch Laserlicht oder eine sonstige Energiequelle aufgeschmolzen und durch Druckgas aus der Kapillare herausgedrückt und"geschleudert", so daß sie als"Bumper"12 die zu benetzende Fläche, wie z. B. die Leiterbahn 11, benetzt, was in Fig. 2 dargestellt ist.

Da die aufgeschmolzene Lötkugel durch das Druckgas, das vorzugsweise impulsartig zugeschaltet wird, beschleunigt wird und somit mit einiger Geschwindigkeit auf das Substrat auftrifft, wird auch die Benetzung verbessert, da das ge- schmolzene Lötmaterial durch den Auftreffimpuls auch in kleinere Oberflächenunebenheiten, Spalten oder ähnliches des Substrates bzw. der Leiterbahn eindringt.