Terminologie des Lötens

PS ist die Abkürzung für Pressure Soldering. Es handelt sich um ein Drucklötverfahren, das zwei Vorteile bietet: 1.) Verzicht auf Flussmittel, 2.) Keine Porenbildung. Es wurde von Tokuda, Chiba und Mizuishi am Hitachi-Forschungszentrum entwickelt und soll hier am Beispiel eines Siliziumpellets erklärt werden, das auf ein Substrat gelötet wird (siehe Abbildung). Hierzu wird die Kontaktfläche zuvor metallisiert.

(1). Das Si-Pellet wird mit einem vorgeformten Lotdepot als Zwischenschicht auf dem Substrat platziert. Anschließend senkt man den Umgebungsdruck auf P₁ (ca. 1 Torr) herab. Da an der Kontaktfläche naturgemäß ein Zwischenraum existiert, herrscht auch im Inneren des Lotformteils der Druck P₁.

(2). Durch Schmelzen des Lotes verschwindet die Lücke und das Innere des Lotformteiles ist bei P₂ luftdicht verschlossen.

(3). Wenn nun der Außendruck wieder auf den Normdruck P₂ (760 Torr) zurückgesetzt wird, entsteht zwischen dem luftdicht bei P₁ verschlossenen Innenraum und der Außenseite die Druckdifferenz (P₂-P₁), wodurch das geschmolzene Lot sofort in den Hohlraum des Lotformteils fließt.

(4). Die Wärmezufuhr wird unterbrochen und das Lot erstarrt.

Bezeichnet man Volumen und Temperatur im Inneren des Lotformteils zum Zeitpunkt der Arbeitsschritte (2) und (4) jeweils mit V₁, V₂, und T₁, T₂, so ergibt sich aus dem Boyle-Charles-Gesetz: