CN103231138A - Bga植球单点返修方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种BGA植球单点返修方法，包括：第一步骤：去除BGA芯片底面上的漏球焊盘表面的氧化层和污染物；第二步骤：取膏状助焊剂，并将其涂在漏球焊盘上；第三步骤：在第二步骤中涂覆了膏状助焊剂的焊盘上放置与焊盘直径相匹配的锡球；第四步骤：利用热风枪以热风枪的出风垂直于BGA芯片底面的方式对在第三步骤放置了锡球的位置进行加热；第五步骤：在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后检测返修是否成功。

Description

BGA植球单点返修方法
技术领域
本发明涉及半导体封装技术，更具体地说，本发明涉及一种BGA植球单点返修方法。
背景技术
球栅阵列（BGABall Grid Array）是集成电路的一种封装法。球栅阵列具有共面性好、I/O数量多、组装密度高、电性能及热性能良好、焊接时具有自校准功能等优点，使用越来越广泛。
如图1所示，BGA芯片底面100布置有阵列式的焊球10，在植球、运输和存储过程中，会有个别焊球缺失的现象。图2示意性地示出了BGA芯片底面布置的阵列式的焊球存在“缺球”现象的情况的示意图。如图2所示，其中焊盘20的位置处缺少本应存在的焊球。
换言之，在电装生产中，常碰到BGA器件有“缺球”现象，常用的办法是使用“助焊剂”+“锡球”工艺完成植球生产，其主要过程为“
1）涂覆助焊剂，在BGA器件的锡球表面涂刷一层膏状“助焊剂”（整体涂刷助焊剂是防止锡球过回流炉发生老化现象）；
2）贴植球网板，将裁剪好的植球漏网放在空缺位置（防止加热时锡球跑位）；
3）在需要补充的位置放置锡球，即在空缺位置放上与焊盘直径相匹配的锡球；
4）回流焊接，将整个BGA器件放进回流炉进行焊接。
但是，由于“助焊剂”在温度升高时呈现液态形状，容易致使锡球跑位造成“缺球”和“偏盘”等焊接缺陷。而且，这种传统的返修方法使得整个器件又多受热一次，整体加热必然会对器件的使用寿命带来一定的影响，同时膏状“助焊剂”用毛刷涂刷不均匀会造成返修成功率不高，严重时将损伤器件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够高效地、低风险对BGA芯片底部缺失的焊球进行修补的BGA植球单点返修方法。
根据本发明，提供了一种BGA植球单点返修方法，其特征在于包括：
第一步骤：去除BGA芯片底面上的漏球焊盘表面的氧化层和污染物；
第二步骤：取膏状助焊剂，并将其涂在漏球的单个焊盘上；
第三步骤：在第二步骤中涂覆了膏状助焊剂的焊盘上放置与焊盘直径相匹配的锡球；
第四步骤：利用热风枪以热风枪的出风垂直于BGA芯片底面的方式对在第三步骤放置了锡球的位置进行加热；
第五步骤：在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后检测返修是否成功。
优选地，在第五步骤中，在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后利用针尖水平拨动锡球，在锡球不被拨走时则判定返修成功，在锡球被拨走时判定返修没有成功。
优选地，在第二步骤中，膏状助焊剂的涂覆范围完全覆盖漏球的单个焊盘，并且膏状助焊剂的涂覆范围不超出以漏球的单个焊盘的中心为中心、漏球的单个焊盘的半径的1.1倍为半径的圆形区域。
优选地，在第四步骤中，热风枪的出风口距离BGA芯片底面100的距离介于锡球直径的10倍至20倍之间。
优选地，所述的BGA植球单点返修方法还包括：
第六步骤：待BGA芯片冷却至室温后进行局部清洗及烘干；
第七步骤：检查植球质量。
本发明采用BGA植球单点返修技术，将BGA整体受热改为局部受热，可以减少BGA器件整体受热次数；同时热风枪加热速度快，使得焊接时间也大幅度减少，因此对器件寿命的影响明显降低；而且本发明将“助焊剂”整体涂刷改为局部点涂，提高了返修合格率。而且，本发明进一步通过控制膏状助焊剂的涂覆范围，并且针对BGA焊盘直径控制锡球的直径，可以进一步确保返修合格率。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了BGA芯片底面布置的阵列式的焊球的示意图。
图2示意性地示出了BGA芯片底面布置的阵列式的焊球存在“缺球”现象的情况的示意图。
图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的BGA植球单点返修方法的流程图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的BGA植球单点返修方法的流程图。
具体地说，如图3所示，根据本发明优选实施例的BGA植球单点返修方法包括：
第一步骤S1：去除BGA芯片底面100上的漏球的BGA焊盘（本说明书中简称“漏球焊盘”）表面的氧化层和污染物。例如，污染物包括灰尘。
第二步骤S2：取膏状助焊剂，并将其涂在单个漏球焊盘上。例如，可利用针头在膏状阻焊剂内蘸取少量膏状助焊剂，并将膏状助焊剂轻轻涂在单个漏球焊盘（例如，图2所示的焊盘20）上。第二步骤S2的这种焊盘单点涂抹“助焊剂”的方法，目的在于防止“助焊剂”涂抹面积过大，避免后续加热过程中锡球跑位与相邻锡球发生熔焊现象。例如，在优选示例中，膏状助焊剂的涂覆范围完全覆盖单个漏球焊盘，并且膏状助焊剂的涂覆范围不超出以单个漏球焊盘的中心为中心、1.1倍半径的圆形区域。
第三步骤S3：在第二步骤S2中涂覆了膏状助焊剂的漏球焊盘上放置与焊盘直径相匹配的锡球；由于膏状助焊剂具有粘性，此时，锡球会被助焊剂粘在焊盘上。
第四步骤S4：利用热风枪以热风枪的出风垂直于BGA芯片底面100的方式对在第三步骤S3放置了锡球的位置进行加热。例如，可打开热风枪的加热和吹风开关，调整温度和风量旋钮，当加热温度和吹出的风量满足生产需求后（例如能够达到使得锡球熔化的目的），手持热风枪，使热风枪的枪口垂直于BGA芯片底面100，对漏球位置进行热风加热。
对锡球垂直加热的方式有利于防止锡球偏离至邻近焊盘。
优选地，热风枪的出风口距离BGA芯片底面100的距离介于锡球直径的10倍至20倍之间。
第五步骤S5：在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后检测返修是否成功。具体地说，在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后利用针尖水平拨动锡球，在锡球不被拨走（即，针尖离开锡球之后锡球仍处于原焊盘位置）时则判定返修成功（换言之，锡球与焊盘焊接成功）；反之，在锡球被拨走（即，针尖离开锡球之后锡球不再处于原焊盘位置）时判定返修没有成功（换言之，锡球与焊盘焊接没有成功）。
例如，在第五步骤S5中，可在锡球的表面亮度超过预定亮度时判定锡球熔化。
而且，例如，在第五步骤S5中，在不使用测试设备的情况下，可目视加热位置的锡球变化，发现锡球由暗变亮，则判定锡球熔化，此时可用针尖（例如，以1-5N的力度）水平拨动锡球，如果锡球不被拨走，而是被焊锡自动拉回焊盘中心位置，此时表明返修成功，即可迅速移走热风枪。
此后优选地还可以执行下述步骤。
第六步骤S6：待BGA芯片冷却至室温后进行局部清洗及烘干，例如利用清洗液清洗助焊剂残留、并烘干。
第七步骤S7：检查植球（即，漏球的单个BGA焊盘上焊接的锡球）质量；例如，可在放大镜下检查BGA单点植球情况，例如检查植球的外观是否完整，检查植球是否与相邻锡球发生熔焊。
通过以上七个步骤，可以加快单点植球的速度，而且采用热风枪加热可以减少BGA芯片表面的受热面积，由于热风枪预热时间短，加热速度快，可以减少锡球与焊盘的焊接时间，同时对BGA器件的热损伤减小，降低了返修对器件寿命的影响，提高了植球返修的合格率。
而且，发明人通过实验结果可以看出，如果膏状助焊剂的涂覆范围完全覆盖单个漏球焊盘，并且膏状助焊剂的涂覆范围不超出以单个漏球焊盘的中心为中心、1.1倍半径的圆形区域，并且在第四步骤中使得热风枪的出风口距离BGA芯片底面100的距离介于锡球直径的10倍至20倍之间，则利用热风枪对锡球垂直加热之后，可以通过均衡热风枪气流的动态变化以及锡球的动态变化，使得返修合格率达到99.9%。
本发明采用BGA植球单点返修技术，将BGA整体受热改为局部受热，可以减少BGA器件整体受热次数；同时热风枪加热速度快，使得焊接时间也大幅度减少，因此对器件寿命的影响明显降低；而且本发明将“助焊剂”整体涂刷改为局部点涂，提高了返修合格率。而且，本发明进一步通过控制膏状助焊剂的涂覆范围，并且针对漏球焊盘直径控制锡球的直径，可以进一步确保返修合格率。
而且，如果一个BGA芯片上存在多个漏球焊盘，则分别执行上述方法。
此外，需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种BGA植球单点返修方法，其特征在于包括：
第一步骤：去除BGA芯片底面上的漏球焊盘表面的氧化层和污染物；
第二步骤：取膏状助焊剂，并将其涂在漏球焊盘上；
第三步骤：在第二步骤中涂覆了膏状助焊剂的焊盘上放置与焊盘直径相匹配的锡球；
第四步骤：利用热风枪以热风枪的出风垂直于BGA芯片底面的方式对在第三步骤放置了锡球的位置进行加热；
第五步骤：在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后检测返修是否成功。
2.根据权利要求1所述的BGA植球单点返修方法，其特征在于，在第五步骤中，在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后利用针尖水平拨动锡球，在锡球不被拨走时则判定返修成功，在锡球被拨走时判定返修没有成功。
3.根据权利要求1或2所述的BGA植球单点返修方法，其特征在于，在第二步骤中，膏状助焊剂的涂覆范围完全覆盖漏球的单个焊盘，并且膏状助焊剂的涂覆范围不超出以漏球的单个焊盘的中心为中心、1.1倍半径的圆形区域。
4.根据权利要求1或2所述的BGA植球单点返修方法，其特征在于，在第四步骤中，热风枪的出风口距离BGA芯片底面100的距离介于锡球直径的10倍至20倍之间。
5.根据权利要求1或2所述的BGA植球单点返修方法，其特征在于还包括：
第六步骤：待BGA芯片冷却至室温后进行局部清洗及烘干；
第七步骤：检查植球质量。
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