CN101005018A

CN101005018A - 物件及其植球方法

Info

Publication number: CN101005018A
Application number: CN 200610006110
Authority: CN
Inventors: 郑启铭; 蓝正萍
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Taida Electronic Industry Co Ltd; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2007-07-25

Abstract

本发明公开一种物件的植球方法，该物件的一表面具有至少一焊垫，该植球方法包括下列步骤：放置一屏蔽于该物件上，该屏蔽具有至少一图样，该图样与该焊垫对应；以及通过一印刷方式于该焊垫上形成一焊球。

Description

物件及其植球方法

技术领域

本发明涉及一种物件(object)及其植球方法，特别是涉及一种具有焊球的物件及其植球方法。

背景技术

随着科技的进步及因应现今电子产品需轻薄短小的要求。以往，双列直插式封装(DualIn-line Package，DIP)芯片或四方扁平封装(Quad Flat Package，QFP)芯片已无法满足实际需求，而且上述封装型式的芯片接脚数有其限制，且其电特性与热传导性较差，因此球格阵列(Ball Grid Array，BGA)封装芯片渐成为主流，该BGA封装芯片的接脚是通过多个锡球形成，具有较佳的电气特性与热传导性。

请参阅图1所示，为一种现有BGA封装芯片的示意图。该BGA封装芯片1具有多个焊垫11，其上分别设置一锡球12，通过该各锡球12与一电路板(图未显示)电连接。虽然该BGA封装芯片1具有上述的优点，但是当该BGA封装芯片1需进行检修时，通常需要加热至一特定温度以使该BGA封装芯片1的该各锡球12熔融后，才能将该BGA封装芯片1取下检修，倘若该BGA封装芯片1并未损坏时，如何重行将该等锡球12黏焊于该BGA封装芯片1的该各焊垫11上，则为一重要课题。

针对这点，以往通常采用人工方式将该各具有特定尺寸的锡球12一颗一颗植在该BGA封装芯片1的该各焊垫11上。或是采用另一种人工植球方式(请参阅图2)：首先将该BGA封装芯片1固定在一治具J上，再将一具有多个筛孔的筛槽M覆盖于该BGA封装芯片1上。其中该筛槽M的该各筛孔恰好对应该各焊垫11，再将该各锡球12置于该筛槽M中。此时将该筛槽M、该BGA封装芯片1连同该治具J左右摇晃，而使该各锡球12经由该各筛孔着装至该BGA封装芯片1的该各焊垫11上。之后，进行回焊(refloW)过程，使得该各锡球12固着于该各焊垫11上，再将该BGA封装芯片1取出。

但是上述的人工植球方式具有耗时、植球品质不均、产线无法自动化的缺点，为了克服上述的缺点，一种现有自动植球装置(请参阅图3所示)是采用一真空源V通过其真空吸头K，以吸取该各锡球12，使其着装至该BGA封装芯片1的该各焊垫11上，但是上述的该吸头K常发生未吸取该锡球12的情况，而造成该BGA封装芯片1无法使用。

此外，更有其它自动植球方式被提出，如台湾专利公告第292785号的自动植球装置，但是此种方式无法使用既有制作工艺设备而需要购买额外的设备进而造成生产成本增加，且操作过于繁琐。

因此，本发明提供一种物件及其植球方法，以解决上述的问题。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种物件及其植球方法通过印刷技术于该物件的焊垫上形成焊球，以达到简化制作工艺、提高植球可靠度及降低植球设备费用的功效。

为达上述的目的，依本发明的一种物件的植球方法，该物件的一表面具有至少一焊垫，该植球方法包括下列步骤：放置一屏蔽于该物件上，该屏蔽具有至少一图样，该图样与该焊垫对应；以及通过一印刷方式于该焊垫上形成一焊球。

为达上述的目的，依本发明的一种物件包括一本体、至少一焊垫以及至少一焊球。该本体具有一表面，该焊垫设置于该表面；该焊球通过一印刷方式，分别对应形成于该焊垫上。

承上所述，因依本发明的一种物件及其植球方法可以既有设备通过一印刷方式于该焊垫上形成一焊球，且本发明可应用于物件的植球与重行植球(rework)，达到简化制作工艺、提高植球可靠度及降低植球设备费用的功效。

附图说明

图1为一种现有BGA封装芯片的一示意图；

图2为一种现有BGA封装芯片通过人工植球的一示意图；

图3为一种现有自动植球装置的一示意图；

图4为本发明较佳实施例的一种物件的一示意图；

图5为本发明较佳实施例的一种物件的植球方法的一流程图；以及

图6A至图6E为本发明较佳实施例的一种物件的植球方法的示意图。

元件符号说明：

1 BGA封装芯片

11 焊垫 12 锡球

J 治具 M 筛槽

V 真空源 K 真空吸头

4 物件 41 本体

411 表面 42 焊垫

43 焊球 44 凸块

50 承载座 51 屏蔽

52 图样

S01～S02 植球方法的流程步骤

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种物件及其植球方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

请参阅图4所示，为本发明较佳实施例的一种物件4的示意图。该物件4包括一本体41、至少一焊垫42以及至少一焊球43。在本实施例中，该物件4可为一种球格阵列(Ball Grid Array，BGA)封装体，并具有多个焊垫42及多个焊球43。该本体41具有一表面411，且该各焊垫42以阵列方式排列于该表面411上。该焊垫42的材质可为铜、铝、银、金或其合金。

另外，该各焊球43通过一印刷(例如网版印刷)方式，分别对应形成于该各焊垫42上，使得每一个焊垫42上都可形成至少一个焊球43。该各焊球43的材质系可为铜、铅、铝、金、银、锡、铋或其合金。

该物件4可通过该各焊球43与另一电子元件、另一半导体元件、另一芯片、另一封装体或一电路板(图未显示)电连接，以进行信号传送。在本实施例中，该物件4以BGA封装体为例进行说明，但不限定于此，该物件4也可为一电子元件、一半导体元件、一芯片、一封装体、一待重行植球的结构或是其它需要植球的物件。

请参阅图5与图6A至图6E所示，分别为本发明较佳实施例的一种物件的植球方法的流程图及其示意图。本实施例的植球方法可应用以形成上述实施例的该物件4。该物件4的该本体41的该表面411具有多个焊垫42，该植球方法包括下列步骤：放置一屏蔽于该物件上，且该屏蔽具有至少一图样，该图样与该焊垫对应；以及通过一印刷方式于该焊垫上形成一焊球。首先，如图6A所示，通过一承载座50容置并固定该本体41，以利进行后续流程，固定的方式也可通过例如一治具(图未显示)夹持该本体41，或是其它方式加以固定。

接着，如图5、图6B及图6C所示，于步骤S01，放置一屏蔽51于该本体41上，该屏蔽51具有至少一图样52，该图样52与该焊垫42对应设置，将该屏蔽51的该图样52对准并放置于该焊垫42上，使得该图样52的该各孔洞分别与该各焊垫42对应。在此，该图样52为阵列排列的多个孔洞。

于步骤S02，通过一印刷方式将一焊料形成于该焊垫42上，以形成一焊球43，该焊料的材质可为铜、铅、铝、金、银、锡、铋或其合金，且该焊料可包括一助焊剂，以利黏焊。在本实施例中，该焊料为一锡膏。

接着，移除该屏蔽51，而该各焊垫42上分别形成一凸块44(如图6D所示)。最后，将该承载座50置入一回焊炉(图未显示)，将该本体41上的该各凸块44进行回焊，使得该凸块44内的助焊剂挥发，且通过该焊料本身的内聚力，使得该凸块44形成该焊球43，即可于每一个焊垫42分别形成一焊球43，再将该本体41由该承载座50取出，即可得到植球后之该物件4(如图6E)。

另外，假设该物件4为需要重行植球的物件，只需在上述的流程前，增加去除已存在于该物件4上既存焊球的步骤，甚至增加清洁该物件4的该表面411的步骤，使得该等焊垫42表面实质上平齐即可。

该植球方法仅需要一般印刷设备，即可进行植球制作工艺或是重行植球制作工艺。并且本实施例的该植球方法仅需调整该屏蔽51与该承载座50的设计，即可同时对复数个物件4进行植球，与现有技术相比较，本实施例的植球方法具有简化制作工艺、提高植球可靠度及降低植球设备费用的优点。

另外，当该焊料为一溶融态的焊料时，仅需将该溶融态的焊料填满于该图样52内，再使得溶融态的焊料固化，以形成该凸块44，最后移除该屏蔽51即可。

针对本实施例的植球方法如何调整该焊球43的尺寸加以说明，通过调整该屏蔽51的该图样52尺寸，控制该焊球43尺寸。在此假设预定形成的焊球体积为X，该预定焊球半径(亦即该图样52的半径)为R，该屏蔽51的厚度为H，该焊料的该助焊剂量/该焊料总量的比例为Y，则具有下列的关系式：X＝π×R²×H×(1-Y)×W，其中，(1-Y)×W为一调整参数，且W为其它环境参数，可依实际需要适度调整。另外，该图样52的该各孔洞间的间距随着该屏蔽51的厚度H及焊球半径R而改变，较佳是大于或等于0.1毫米。

综上所述，因依本发明的一种物件及其植球方法是可以既有设备通过一印刷方式于该焊垫上形成一焊球，且本发明可应用于物件的植球与重行植球，达到简化制作工艺、提高植球可靠度及降低植球设备费用的功效。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于权利要求中。

Claims

1、一种物件的植球方法，该物件的一表面具有至少一焊垫，包括下列步骤：

放置一屏蔽于该物件上，该屏蔽具有至少一图样，该图样与该焊垫对应；以及

通过一印刷方式于该焊垫上形成一焊球。

2、如权利要求1所述的植球方法，其中通过该印刷方式于该焊垫上形成该焊料的步骤，包括下列步骤：

通过该印刷方式于该焊垫上形成一凸块；以及

进行一回焊步骤，使该凸块形成该焊球。

3、如权利要求2所述的植球方法，其中通过该印刷方式于该焊垫上形成该凸块的步骤，包括下列步骤：

填满溶融态的焊料于该图样内；

固化该焊料以形成该凸块；以及

移除该屏蔽。

4、如权利要求2所述的植球方法，其中该焊球的体积为π×该图样的半径2×该屏蔽厚度×一调整参数。

5、如权利要求4所述的植球方法，其中该调整参数为(1-该凸块的一助焊剂量/该凸块总量的比例)×一环境参数。

6、如权利要求1所述的植球方法，更包括清洁该物件的该表面的步骤。

7、如权利要求1所述的植球方法，其中该印刷方式为一网版印刷方式。

8、如权利要求1所述的植球方法，更包括去除已存在于该物件上一既存焊球的步骤。

9、如权利要求1所述的植球方法，更包括固定该物件的步骤，通过一承载座容置该物件或一治具夹持该物件而加以固定。

10、如权利要求1所述的植球方法，其中该焊垫为阵列排列。

11、如权利要求1所述的植球方法，其中该物件为一电子元件、一半导体元件、一芯片、一封装体、一球格阵列(BGA)封装体或待重行植球的结构。

12、一种物件，包括：

一本体，具有一表面；

至少一焊垫，设置于该表面；以及

至少一焊球，通过一印刷方式，分别对应形成于该焊垫上。

13、如权利要求12所述的物件，其中该焊球的材质为铜、铅、铝、金、银、锡、铋或其合金。

14、如权利要求12所述的物件，其中该焊垫为阵列排列。

15、如权利要求12所述的物件，为一电子元件、一半导体元件、一芯片、一封装体、一球格阵列(BGA)封装体或一待重行植球的结构。

16、如权利要求12所述的物件，其中该焊球的形成方法包括：

放置一屏蔽于该本体上，该屏蔽具有至少一图样，该图样与该焊垫对应；

通过该印刷方式于该焊垫上形成至少一凸块；以及

回焊该凸块以形成该焊球。

17、如权利要求16所述的物件，其中该焊球的体积为π×该图样的半径2×该屏蔽厚度×一调整参数，且该调整参数为(1-该凸块的一助焊剂量/该凸块总量的比例)×一环境参数。

18、如权利要求12所述的物件，其中该图案更包括至少一孔洞，该孔洞间间距至少为0.1毫米。