H - Electricity – 05 – K
Patent
H - Electricity
05
K
H05K 1/18 (2006.01) B23K 1/00 (2006.01) H01L 21/48 (2006.01) H01L 23/488 (2006.01) H01L 23/498 (2006.01) H05K 1/11 (2006.01) H05K 3/34 (2006.01) H05K 3/42 (2006.01)
Patent
CA 2134019
High melting temperature Pb/Sn 95/5 solder balls ale connected to copper pads on the bottom of a ceramic chip carrier substrate by low melting temperature eutectic Pb/Sn solder. The connection is made by quick reflow to prevent dissolving Pb into the eutectic solder and raising its melting temperature. Then the module is placed on a fiberglass-epoxy circuit board with the solder balls on eutectic Pb/Sn solder bumps on copper pads of the board. The structure is reflowed to simultaneously melt the solder on both sides of the halls to allow each ball to center between the carrier pad and circuit board pad to form a more symmetric joint. This process results in structure that are more reliable under high temperature cycling. Also to further improve reliability the balls are made as large as the I/O spacing allows without bridging beam on balls; the two pads are about the same size with more solder on the smaller pad; the pads are at least 75% of the ball diameter; and the eutectic joints are made as large as possible without bridging between pads. For reliability at even higher temperature cycles or larger substrate sizes columns are used instead of balls.
Des billes de soudure Pb/Sn 95/5 à température élevée de fusion sont fixées à des plots de cuivre sur le fond d'un support de puce en céramique au moyen d'une soudure Pb/Sn eutectique à basse température de fusion. La connexion est réalisée par refusion rapide pour éviter la dissolution du Pb dans la soudure eutectique et l'élévation de sa température de fusion. Le module est alors placé sur une plaque à circuit en fibre de verre-époxy, les billes de soudure reposant sur des bourrelets de soudure Pb/Sn eutectique placés sur les plots de cuivre de la plaque. L'ensemble est soumis à un traitement de refusion pour faire fondre simultanément la soudure sur les deux côtés des billes pour permettre à celles-ci de se centrer entre les plots et la plaque à circuit et former un joint plus symétrique. Ce procédé donne une structure plus fiable aux cycles de traitement haute température. Par ailleurs, pour accroître davantage la fiabilité, on donne aux billes un diamètre aussi grand que l'espacement des entrées/sorties le permet sans risque de pontage; les deux plots ont à peu près la même dimension et le plus petit porte plus de soudure; et les joints eutectiques sont dimensionnés le plus largement possible sans donner prise au pontage des plots. Pour conserver la fiabilité à des températures encore plus élevées ou avec des substrat plus volumineux, on fait appel à des colonnettes de soudure au lieu de billes.
Acocella John
Banks Donald Ray
Benenati Joseph Angelo
Caulfield Thomas
Corbin John S. Jr.
Barrett B.p.
International Business Machines Corporation
LandOfFree
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