在基板的焊盤上形成焊球的方法
2023-05-10 22:55:26 2
在基板的焊盤上形成焊球的方法
【專利摘要】本發明提供了一種在基板的焊盤上形成焊球的方法，該方法包括下述步驟：提供具有焊盤的基板；在基板的焊盤上放置中空焊料，中空焊料包括實體部和被實體部至少部分地圍繞的中空部；以及對中空焊料進行回流，以形成焊球，其中，焊球的體積小於實體部的體積與中空部的體積之和。
【專利說明】在基板的焊盤上形成焊球的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子封裝的領域，更具體地講，涉及一種在基板的焊盤上形成焊球的方法。
【背景技術】
[0002]圖1是示出一種傳統的層疊封裝件10的示意性剖視圖。參照圖1，層疊封裝件10包括層疊的上封裝件12和下封裝件11。上封裝件12和下封裝件11是傳統的球柵陣列(BGA)半導體封裝件，其具有基板，基板中設置有多條圖案化的導線。基板的頂部上具有多個連接焊盤，半導體晶片引線鍵合到連接焊盤。另外，基板頂部的某些區域通過環氧模塑料包封而形成包封構件，使得半導體晶片和引線被封住。基板底部的焊盤上粘附有多個焊球，這些焊球可與布置在基板中的導線連接。上封裝件12的多個焊球13電連接到下封裝件11的暴露於其包封構件外並位於其上表面上的焊盤，從而形成層疊封裝件10。
[0003]隨著電子封裝技術的發展，尺寸超小的焊球或者超小間距的焊球正變得越來越受歡迎。例如，圖1中示出的層疊封裝件10中的焊球13之間的間距已經達到0.35mm甚至更小，此時焊球13的尺寸(例如，直徑)可為0.2mm甚至更小。焊球越小或者焊球的間距越小，意味著一定面積內可布置的焊球的數目越多；且回流後焊球的高度越小，有助於實現高密度、小厚度的封裝。
[0004]然而，隨著焊球尺寸的減小，焊球的布置變得越來越困難。通過傳統的焊球布置方法很難實現間距在0.3mm以下的焊球布置。通過印刷焊膏可以實現較小的焊球陣列，但是通過該方法形成的焊球具有不均勻的缺陷。因此，難以均勻地形成小尺寸的焊球，尤其是當焊球的尺寸在0.2mm以下時。
【發明內容】
[0005]本發明的一個目的在於提供一種能夠形成超小尺寸或超小間距的焊球的在基板的焊盤上形成焊球的方法。
[0006]本發明的另一目的在於提供一種能夠均勻地形成焊球的在基板的焊盤上形成焊球的方法。
[0007]本發明的又一目的在於提供一種便於藉助現有的焊球附著手段來實現的在基板的焊盤上形成焊球的方法。
[0008]根據本發明的在基板的焊盤上形成焊球的方法包括下述步驟:提供具有焊盤的基板；在基板的焊盤上放置中空焊料，中空焊料包括實體部和被實體部至少部分地圍繞的中空部；以及對中空焊料進行回流，以形成焊球，其中，焊球的體積小於實體部的體積與中空部的體積之和。
[0009]根據本發明的一方面，基板是印刷電路板。
[0010]根據本發明的一方面，基板還具有設置在與焊盤所處的表面相反的表面上的被模塑的半導體晶片。[0011]根據本發明的一方面，中空焊料的實體部包括Sn-Ag-CiuSnBi焊料和SnCu焊料中的至少一種。
[0012]根據本發明的一方面，中空焊料的形狀是管形、球形、半球形、球缺形、橢球形、半橢球形、多面體形或者不規則形。
[0013]根據本發明的一方面，對中空焊料進行回流的步驟包括在真空環境下對中空焊料進行回流。
[0014]根據本發明的一方面，焊球的體積等於或小於實體部的體積與中空部的體積之和的 90%ο
[0015]根據本發明的一方面，焊球的直徑等於或小於0.2mm。
[0016]根據本發明的一方面，提供具有焊盤的基板的步驟包括提供具有多個焊盤的基板；在基板的焊盤上放置中空焊料的步驟包括用相同的工藝在所述多個焊盤中的每個焊盤上放置中空焊料，放置在多個焊盤上的中空焊料具有均一的尺寸、材料和性質；對中空焊料進行回流的步驟包括用相同的工藝對放置在多個焊盤上的中空焊料進行回流，以形成分別設置在多個焊盤上的尺寸和性質均一的多個焊球。
[0017]根據本發明的一方面，分別設置在多個焊盤上的多個焊球中的每個焊球的直徑等於或小於0.2mm，分別設置在多個焊盤上的多個焊球中相鄰的焊球之間的間距等於或小於
0.35mm0
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]通過下面結合附圖對實施例的描述，本發明的以上和/或其它方面和優點將變得清楚且更容易理解，在附圖中:
[0019]圖1是示出一種傳統的層疊封裝件的示意性剖視圖；
[0020]圖2至圖4是示出根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法的流程圖；以及
[0021]圖5是示出參照圖2至圖4描述的在基板的焊盤上形成焊球的方法中使用的中空焊料的透視圖。
【具體實施方式】
[0022]在下文中，將參照附圖來更充分地描述本發明，在附圖中示出了本發明的實施例。本發明可以以許多不同的方式來實施，而不應該被理解為局限於這裡闡述的實施例。在附圖中，為了清晰起見，可誇大層和區域的尺寸。
[0023]圖2至圖4是示出根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法的流程圖。圖5是示出參照圖2至圖4描述的在基板的焊盤上形成焊球的方法中使用的中空焊料的透視圖。下面將參照圖2至圖5描述根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法。
[0024]參照圖2,提供具有焊盤110的基板100。基板100可以是印刷電路板(PCB),並可具有設置在其上表面120上的多個焊盤110。此外，基板100還可具有設置在其下表面上的至少一個焊盤(未示出)以及設置在其中以將焊盤110連接到下表面上的焊盤的內部引線(未示出)。此外，在基板Iio的下表面上可以設置有已經被模塑的半導體晶片。雖然圖2中示出了兩個焊盤110，但是焊盤110的數量不受限制。
[0025]如圖5中所示，管形的中空焊料200包括圓筒形的實體部210和被實體部210部分地圍繞的中空部220。管形的中空焊料200的示例包括適合於進行回流的所有焊料，例如SAC (Sn-Ag-Cu )焊料、SnBi焊料、SnCu焊料中的至少一種。
[0026]參照圖3A，在基板100的焊盤110上水平地放置管形的中空焊料200。在這種情況下，管形的中空焊料200的縱軸基本上平行於焊盤110，使得管形的中空焊料200水平地放置在基板100的焊盤110上。
[0027]參照圖3B，選擇性地，在基板100的焊盤110上豎直地放置管形的中空焊料200。在這種情況下，管形的中空焊料200的縱軸基本上垂直於焊盤110，使得管形的中空焊料200豎直地放置在基板100的焊盤110上。
[0028]參照圖4，對管形的中空焊料200進行回流，以形成焊球300。在示例性實施例中，可以在真空環境下對管形的中空焊料200進行回流，以形成焊球300。在對管形的中空焊料200進行回流的過程中，中空焊料200的中空部220減小或被消除。因此，所形成的焊球300的體積小於管形的中空焊料200的實體部210的體積與中空部220的體積之和。在示例性實施例中，焊球300的體積是管形的中空焊料200的實體部210的體積與中空部220的體積之和的90%以下、80%以下、70%以下、60%以下、50%以下或者40%以下。
[0029]因為管形的中空焊料200的實體部210的體積與中空部220的體積之和大於所期望形成的焊球300的體積，所以在意圖形成期望的小尺寸(例如，直徑0.2mm以下)的焊球300時，可以在焊盤110上放置尺寸比期望的小尺寸大的中空焊料200。在這種情況下，因為中空焊料200的尺寸相對大，所以可以容易地通過現有的焊球附著手段(例如，預塗錫膏和貼裝)放置中空焊料200。
[0030]此外，多個管形的中空焊料200可以被製造成具有均一的尺寸、材料和性質。因此，通過用相同的工藝放置並回流具有均一的尺寸、材料和性質的多個管形的中空焊料200，可以獲得尺寸和性質均一的多個焊球300。
[0031]因此，根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法可以均勻地形成超小尺寸或超小間距的焊球。
[0032]雖然在參照圖2至圖5描述的根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法中，使用的管形中空焊料200具有閉合環形的橫截面，但是本發明不限於此。管形的中空焊料200的橫截面的形狀可以是非閉合的環形、閉合或非閉合的橢圓環、多邊形環
坐寸ο
[0033]雖然在參照圖2至圖5描述的根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法中，使用了管形的中空焊料200，但是本發明不限於此。在根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法中可使用的中空焊料可以是包括實體部和被實體部至少部分地圍繞的中空部的球形中空焊料、半球形中空焊料、球缺形中空焊料、橢球形中空焊料、半橢球形中空焊料、多面體形中空焊料、不規則形中空焊料等。在這種情況下，可以通過適當的方法穩定地放置具有各種形狀的中空焊料。
[0034]術語「被實體部至少部分地圍繞的中空部」是指中空部被實體部部分地圍繞或被實體部完全地圍繞。換言之，在根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法中使用的中空焊料可以是中空部被實體部完全封閉的空心焊料，或者中空部未被實體部完全封閉而與外部相通的空心焊料。
[0035]根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法可以由尺寸相對大的中空焊料形成尺寸相對小的焊球，因此，便於實現超小尺寸或超小間距的焊球。
[0036]此外，根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法使用相對大的中空焊料，因此，可以容易地通過現有的焊球附著手段(例如，預塗錫膏和貼裝)放置中空焊料。
[0037]此外，在根據本發明示例性實施例的在基板的焊盤上形成焊球的方法中，可以使用相同的工藝放置並回流具有均一的尺寸、材料和性質的多個中空焊料，因此可以獲得尺寸和性質均一的多個焊球。
[0038]雖然參照本發明的示例性實施例具體示出並描述了本發明，但是本領域技術人員應該理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可做出形式上和細節上的各種改變。
【權利要求】
1.一種在基板的焊盤上形成焊球的方法，所述方法包括下述步驟: 提供具有焊盤的基板； 在基板的焊盤上放置中空焊料，中空焊料包括實體部和被實體部至少部分地圍繞的中空部；以及 對中空焊料進行回流，以形成焊球， 其中，焊球的體積小於實體部的體積與中空部的體積之和。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，基板是印刷電路板。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，基板還具有設置在與焊盤所處的表面相反的表面上的被模塑的半導體晶片。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，中空焊料的實體部包括Sn-Ag-Cu、SnBi焊料和SnCu焊料中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，中空焊料的形狀是管形、球形、半球形、球缺形、橢球形、半橢球形、多面體形或者不規則形。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，對中空焊料進行回流的步驟包括在真空環境下對中空焊料進行回流。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，焊球的體積等於或小於實體部的體積與中空部的體積之和的90%。
8.根據權利要求1所述的方法，其中，焊球的直徑等於或小於0.2mm。
9.根據權利要求1所述的方法，其中， 提供具有焊盤的基板的步驟包括提供具有多個焊盤的基板； 在基板的焊盤上放置中空焊料的步驟包括用相同的工藝在所述多個焊盤中的每個焊盤上放置中空焊料，放置在多個焊盤上的中空焊料具有均一的尺寸、材料和性質； 對中空焊料進行回流的步驟包括用相同的工藝對放置在多個焊盤上的中空焊料進行回流，以形成分別設置在多個焊盤上的尺寸和性質均一的多個焊球。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，分別設置在多個焊盤上的多個焊球中的每個焊球的直徑等於或小於0.2mm,分別設置在多個焊盤上的多個焊球中相鄰的焊球之間的間距等於或小於0.35mm。
【文檔編號】H05K3/34GK103489793SQ201310370783
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】王玉傳 申請人:三星半導體(中國)研究開發有限公司, 三星電子株式會社