一種球柵陣列封裝晶片的植球裝置及方法
2023-07-21 23:24:41 1
專利名稱：一種球柵陣列封裝晶片的植球裝置及方法
技術領域：
本發明涉及集成電路封裝領域，尤其涉及一種球柵陣列封裝晶片的植球裝 置及方法。
背景技術：
現代電子整機產品中，採用球柵陣列封裝晶片(BGA， Ball Grid Array)封 裝的大規模集成電路已經大量使用，例如電腦中的CPU、總線控制器、數據控 制器、顯示控制器晶片等。在採用表面貼裝技術(SMT， Surface Mounted Technology)組裝這些電路的過程中，通常存在BGA晶片連錫、虛焊、冷焊等缺 陷,，統計表明，在已經損壞的BGA晶片中，電路邏輯上真正損,壞的很少，多數 是晶片與電路板的連接被損壞，即電路板故障是由於BGA晶片焊接不良引起的。 為了降低BGA晶片返修成本，縮短返修周期，減少BGA晶片報廢成本，提高芯 片利用率，目前主要採用重新植球技術對BGA進行修復， 一種BGA植球流程是 首先將BGA晶片固定到植球工裝上面，接著在晶片表面塗上助焊膏，助焊膏用 於固定錫球並在加熱焊接錫球時起助焊作用；下一步將專用鋼網放在BGA晶片 表面並對好位，對位好後填錫球，填好錫球後，將鋼網與BGA晶片分離，最後 取下填好錫球的BGA晶片，用回流爐或BGA返修臺進行高溫焊接錫球。
上述的植球技術填完球後需要將植球鋼網與BGA晶片分離，由於錫球只是 通過助焊膏粘在BGA晶片焊盤上，因此，分離時很容易導致錫球發生混亂，導 致填球失敗，並且植球鋼網與BGA晶片分離後，BGA晶片還需要過回流爐或BGA 返修臺進行加熱焊接，由於BGA表面上的錫球在焊接過程中，易受熱風及表面 張力的影響出現連錫缺陷，導致植球失敗。
發明內容
本發明實施例所要解決的技術問題在於，提供球柵陣列封裝晶片的植球裝 置及方法。提高了植球的質量。
本發明實施例提供了一種植球工裝，包括 基座，用於支撐整個植球工裝；
支撐墊片，位於所述基座上方，用於在垂直方向支撐待植球的球柵陣列封 裝晶片；
框體，位於所述支撐墊片上方，用於在水平方向固定待植球的球柵陣列封 裝晶片；
多個通孔，位於所述基座上，用於將焊接裝置的熱量傳遞給位於所述支撐 墊片上的所述待植球的球柵陣列封裝晶片。
相應的，本發明實施例還提供了一種球柵陣列封裝晶片的植球裝置，包括 有植球鋼網和植球工裝，所述植球工裝包括
基座，用於支撐整個植球工裝；
支撐墊片，位於所述基座上方，用於在垂直方向支撐待植球的球柵陣列封 裝晶片；
框體，位於所述支撐墊片上方，用於在水平方向固定'待植球的球柵陣列封 裝晶片；
多個通孔，位於所述基座上，用於將焊接裝置的熱量傳遞給位於所述支撐 墊片上的所述待植球的球柵陣列封裝晶片。
相應的，本發明實施例還提供了一種球柵陣列封裝晶片的植球方法，包括 將球柵陣列封裝晶片和相應的植球鋼網依次放置到植球工裝上； 為所述球柵陣列封裝晶片填球；
通過焊接裝置對所述植球工裝上的球柵陣列封裝晶片焊球； 焊接完成後，將所述植球鋼網和所述球柵陣列封裝晶片/人所述植球工裝上 分離。
本發明實施例將植球鋼網與球柵陣列封裝晶片的分離工序;^文在焊球之後， 在焊球過程中植球鋼網限制球珠位於所述保證所述球柵陣列封裝晶片上的對應 的焊盤上，避免了焊接過程中受熱風及表面張力影響出現連錫的缺陷，並且分 離鋼網時，球珠已經牢固焊接至所述球柵陣列封裝晶片上，避免了分離時導致 錫球發生混亂的缺陷，提高了植球的質量。
圖1是本發明球柵陣列封裝晶片的植球裝置的一個實施例結構剖面圖2是圖1中植球工裝的一個實施例結構示意圖3是圖1中植球鋼網的一個實施例的一俯視圖4是圖1中植球鋼網的一個實施例的一側視圖5是本發明球柵陣列封裝晶片的植球方法的一個實施例流程圖6是本發明球柵陣列封裝晶片的植球方法的另 一個實施例流程圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。
本發明實施例提供了一種球珊陣列封裝晶片的植球裝置。圖1是該植球裝 置的一個實施例結構剖面圖。如圖所示，本實施例的植球裝置包括植球工裝10 和植球鋼網20,其中，植球工裝10包括基座11、支撐墊片12、框體13、立柱 14以及通孔15，所述支撐墊片12位於所述基座11上方，所述框體13位於所 述支撐墊片12上方，所述立柱14位於所述基座11和所述支撐墊片12之間， 螺釘(圖1中未畫.出)依次穿過所述框體13、所述支撐墊片12、所述立柱14 上的螺紋通孔將所述框體13、所述支撐墊片12以及所述立柱14固定到所述基 座11上， 一待植球的球柵陣列封裝晶片30放置在所述框體13中，所述支撐墊 片12在垂直方向支撐所述球^f冊陣列封裝晶片30，所述框體13在水平方向固定 所述球柵陣列封裝晶片30，植球鋼網11放置在所述球柵陣列封裝晶片30上方， 錫5*31填在所述植球鋼網11的開孔中，並粘放在所述球4冊陣列封裝晶片30 的焊盤上。本實施例中，多個通孔15用於在回流爐或其它焊接設備進行錫球焊 接時，將熱量快速傳至所述球柵陣列封裝晶片30上，使所述球4冊陣列封裝晶片 30上的錫球31熔化，達到焊接的目的。本實施例的植球裝置結構滿足將植球鋼 網與球柵陣列封裝晶片的分離工序放在焊球之後的需求，在焊球過程中植球鋼 網限制球珠位於所述球柵陣列封裝晶片上的對應的焊盤上，避免了焊接過程中 受熱風及表面張力影響出現連錫的缺陷，並且分離鋼網時，球珠已經牢固焊接 至所述球柵陣列封裝晶片上，避免了分離時導致錫球發生混亂的缺陷，提高了 植球的質量。
圖2是圖1中植球工裝的一個實施例結構示意圖。如圖所示，本實施例的 植球工裝具體包括基座11、支撐墊片12、框體]3、立柱14、通孔15、開槽16
以及折邊結構17，其中，基座11,用於支撐整個植3求工裝；基座11釆用不鏽 鋼材料。支撐墊片12，位於所述基座上方，用於在垂直方向支撐待植球的球柵 陣列封裝晶片；支撐墊片12採用不鏽鋼材料。框體13，位於所述支撐墊片上方， 用於在水平方向固定待植球的球柵陣列封裝晶片；所述框體13的內框尺寸取相 應的待植球的球柵陣列封裝晶片尺寸公差的上限，比如，球柵陣列封裝晶片尺 寸為23 ± 0.2mm，則框體13的尺寸為23.2mm,公差取(0 ~ 0.05mm ),所述框 體13採用防靜電的合成石。立柱14位於所述基座11和所述支撐墊片12之間， 用於支撐所述支撐墊片12。多個通孔15，位於所述基座11上，用於將焊接裝 置的熱量傳遞給位於所述支撐墊片12上的所述待植球的球柵陣列封裝晶片。開 槽16,位於所述框體13的一側，所述開槽16用於排放植球過程中多餘的錫球 珠。所述基座11的邊緣設置折邊結構17,所述折邊結構17保持所述工裝在水 平面的平衡，螺釘18依次穿過所述框體13、所述支撐墊片12、所述立柱14上 的螺紋通孔固定所述框體13、所述支撐墊片12以及所述立柱14到所述基座11 上。本實施例中，所述基座11採用不鏽鋼材料，'所述支撐墊片12採用不鏽鋼 材料，所述框體13採用防靜電的合成石，整個植球工裝重量輕、方便操作者取 放。
圖3是圖1中植球鋼網的一個實施例的一俯視圖；圖4是圖1中植球鋼網 的一個實施例的一側^L圖。如圖3所示，所述植球鋼網包括一鋼網本體201和 位於所述鋼網本體上的多個開孔202,所述開孔202以滿陣列形式分布在所述鋼 網本體201上，所述開孔202倆倆間的間距與相應的球柵陣列封裝晶片上倆倆 焊盤間的間距相同，如圖4所示，所述鋼網本體201為中間薄、邊糹彖厚的階梯
分布形狀的形狀，在用鋼網進行植球時需要對所述鋼網上的開孔和所述球衝冊陣 列封裝晶片上的焊盤進行——對位，對位非常困難，本實施例將開孔設計為滿 陣列形式，在用鋼網進行植球時無需進行對位操作。本實施例的植球鋼網採用 階梯設計， 一方面避免了助焊膏與植球鋼網直接接觸，保證錫球焊接過程中助 焊膏揮發充分；另一方面方便植球鋼網與球柵陣列封裝晶片分離；再一方面加 強了 4直^求鋼網強度，減少鋼網變形機率。
本發明植球裝置的另一實施例與圖1所示的植球裝置不同支處在於，該植 球裝置包括現有的植球鋼網和圖2所示的植球工裝，在植球鋼網開孔與球柵陣
列封裝晶片上的焊盤對好位後，用螺釘固定到所述植球工裝上。
本發明實施例還提供了一種球柵陣列封裝晶片的植球方法，圖5是該方法
的一個實施例流程圖。如圖所示，本實施例的方法包括
步驟S300,將球柵陣列封裝晶片和相應的植球鋼網依次放置到植球工裝上；
步驟S301,將待焊接的錫球珠放置在所述植球鋼網的表面；
步驟S302,來回搖晃所述植球工裝，使所述錫球珠填入所述植球鋼網與焊
盤對應的開孔中，使所述錫球粘放到所述球柵陣列封裝晶片焊盤的助焊膏上； 步驟S303,通過焊接裝置對所述植球工裝上的^M冊陣列封裝晶片焊球； 步驟S304，焊接完成後，將所述植球鋼網和所述球柵陣列封裝晶片從所述
植球工裝上分離。
圖6是該方法的另一個實施例流程圖，如圖所示，本實施例的方法包括 步驟S400，將球柵陣列封裝晶片和相應的植球鋼網依次放置到植球工裝上； 步驟S401，將所述球;f冊陣列封裝晶片的焊盤與所述球珊鋼網上的開孔進行 對位；
步驟S402,將對好位的植球鋼網固定在植球工裝上；
步驟S403,將待焊接的錫球珠放置在所述植球鋼網的表面；
步驟S404，用妒刀將錫球珠填入所述植球鋼網與焊盤對應的開孔中，使所
述錫球粘放到所述球柵陣列封裝晶片焊盤的助焊膏上；
步驟S405，通過焊接裝置對所述植球工裝上的球^fr陣列封裝晶片焊球; 步驟S406,焊接完成後，將所述植球鋼網和所述球柵陣列封裝晶片從所述
植球工裝上分離。
本發明實施例的植球工裝基座設置上設置有多個通孔，所述通孔在用回流 爐或其它焊接設備進行錫球焊接時，將熱量快速傳至球柵陣列封裝晶片上，使 錫球熔化，達到焊接的目的，鑑於此，可將植球鋼網與球柵陣列封裝晶片的分 離工序放在焊球之後，本發明實施例在焊球過程中植球鋼網限制球珠位於所述 球柵陣列封裝晶片上的對應的焊盤上，避免了焊接過程中受熱風及表面張力影 響出現連錫的缺陷，另外，分離鋼網時，球珠已經牢固焊接至所述球柵陣列封 裝晶片上，避免了分離時導致錫球發生混亂的缺陷，可保證植球鋼網與球柵陣 列封裝晶片分離操作容易，提高了植球的質量，另外，本發明實施例植球鋼網 將開孔設計為滿陣列形式，在用鋼網進行植球時無需進行對位」操作，另外，本
發明實施例的植球鋼網採用階梯設計， 一方面避免了助焊膏與植球鋼網直接接 觸，保證錫球焊接過程中助焊膏揮發充分；另一方面方便植球鋼網與球柵陣列
封裝晶片分離；再一方面加強了植球鋼網強度，減少鋼網變形機率。
以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之 權利範圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的範圍。
權利要求
1、一種植球工裝，其特徵在於，包括基座，用於支撐整個植球工裝；支撐墊片，位於所述基座上方，用於在垂直方向支撐待植球的球柵陣列封裝晶片；框體，位於所述支撐墊片上方，用於在水平方向固定待植球的球柵陣列封裝晶片；多個通孔，位於所述基座上，用於將焊接裝置的熱量傳遞給位於所述支撐墊片上的所述待植球的球柵陣列封裝晶片。
6、如權利要求5所述的植球裝置，其特徵在於，所述的植球鋼網包括 鋼網本體，用於保持該植球鋼網的水平平衡；多個開孔，位於所述鋼網本體上，用於為待植球的球珊陣列封裝晶片填球， 所述開孔以滿陣列形式分二的待植球的球珊陣列封裝晶片上倆倆焊盤間的間距相同
7、如權利要求6所述的植球裝置，其特徵在於，所述鋼網本體為中間薄、 邊緣厚的階梯形。
8、 一種球柵陣列封裝晶片的植球方法，其特徵在於，包括 將球柵陣列封裝晶片和相應的植球鋼網依次放置到植球工裝上； 為所述J求柵陣列封裝晶片填球；通過焊接裝置對所述植球工裝上的球柵陣列封裝晶片焊^j^; 焊接完成後，將所述植球鋼網和所述球柵陣列封裝晶片/人所述植球工裝上 分離。
9、 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述的為所述球柵陣列封裝芯 片填球的步驟進一步包括將待焊接的錫球珠;故置在所述植球鋼網的表面；來回搖晃所述植球工裝，使所述錫球珠填入所述植球鋼網與焊盤對應的開 孔中，使所述錫球粘放到所述球柵陣列封裝晶片焊盤的助焊膏上。
10、 如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述的為所述球珊陣列封裝 晶片填球的步驟進一步包括將所述球柵陣列封裝晶片的焊盤與所述球珊鋼網上的開孔進行對位； 將對好位的才直球鋼網固定在植球工裝上； 將待焊接的錫球珠放置"在所述植球鋼網的表面；用4產刀將錫球珠填入所述植球鋼網與焊盤對應的開孔中，^吏所述錫球粘放 到所述^M冊陣列封裝晶片焊盤的助焊膏上。
全文摘要
本發明實施例公開了一種球柵陣列封裝晶片的植球裝置，包括有植球鋼網和植球工裝，其特徵在於，所述植球工裝包括基座，用於支撐整個植球工裝；支撐墊片，位於所述基座上方，用於在垂直方向支撐待植球的球柵陣列封裝晶片；框體，位於所述支撐墊片上方，用於在水平方向固定待植球的球柵陣列封裝晶片；多個通孔，位於所述基座上，用於將焊接裝置的熱量傳遞給位於所述支撐墊片上的所述待植球的球柵陣列封裝晶片。本發明實施例還公開了一種球柵陣列封裝晶片的植球方法。採用本發明，具有可保證植球鋼網與球柵陣列封裝晶片分離操作容易，避免了焊接過程中受熱風及表面張力影響出現連錫的缺陷，提高了植球的質量的優點。
文檔編號H01L21/02GK101097874SQ20071002873
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月21日 優先權日2007年6月21日
發明者袁均平 申請人:華為技術有限公司