CN103390561A - 覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法及其回焊整平设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法，包括下列步骤：提供一基板载台于一容置腔体内，将具有多个锡球凸块的覆晶载板置于该基板载台上，提供一具平坦底面的压合头座于基板载台上方，提供一盖体盖合该容置腔体以形成一密闭腔室并灌入氮气，然后抽取真空；加热基板载台以使锡球凸块到达熔点，并加热压合头座到接近锡球凸块的熔点；向下移动压合头座使的接触覆晶载板上的锡球凸块达一预定的时间，使些锡球凸块的顶缘呈平面状且呈共平面，降低压合头座的温度，然后移开压合头座以及盖体，最后移出该覆晶载板。本发明另提供其回焊整平设备。本发明不用施加巨大的力量于覆晶载板，可避免覆晶载板的锡球凸块在整平过程中不慎被压损。

Description

覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法及其回焊整平设备

技术领域

本发明是有关于一种覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法及其回焊整平设备，特别是有关于一种覆晶封装的锡球凸块的回焊整平设备，可以应用于将锡球凸块整平而形成共平面的方法。

背景技术

覆晶接合技术(Flip Chip Bonding Technology，简称FC)是一种将芯片(die)连接至载体(carrier)的封装技术，其主要是利用面阵列(area array)的方式，将多个芯片垫(die pad)配置于芯片的有源表面(active surface)上，并在芯片垫上形成凸块(bump)，接着将芯片翻覆(flip)之后，再经由这些凸块，将芯片的这些芯片垫分别电性(electrically)及结构性(structurally)连接至载体上的接点(contact)，使得芯片可经由凸块而电性连接至载体，再经由载体的内部线路而电性连接至外界的电子装置。

上述形成后的覆晶载板的锡球凸块的顶缘为圆形，为能取得良好的共面性，并连接于电子装置，通常会再施以压平(coining,flatting)的步骤至这些锡球凸块的顶缘。

现有技术整平覆晶载板的锡球凸块方式，如中国台湾专利号I223373，通常是覆晶载板先通过回焊炉制程，形成锡球凸块后，再利用金属重块，以接近1500公斤的力量施压于覆晶载板上，以整平锡球凸块。此种方式，在施压的过程容易伤害覆晶载板，此外回焊炉又占用相当大的厂房空间，不利于大批量产处理。

因此，本发明人有感上述问题的可改善，乃潜心研究并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述问题的本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，在于提供一种覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法及其回焊整平设备，可以不需要施加重力于覆晶载板上，并且结合回焊制程，不需要额外的回焊炉，再者本发明可以整批的处理，以加速锡球凸块的整平速度。

为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种覆晶载板的锡球凸块的回焊整平方法，包括：

提供一基板载台于一容置腔体内，将一覆晶载板置于该基板载台上，该覆晶载板形成有多个锡球凸块；

提供一具加热能力的压合头座于该基板载台的上方，该压合头座具有一平坦底面；

提供一盖体，盖合该容置腔体以形成一密闭腔室；

灌入氮气于该密闭腔室内，然后抽取真空；

加热该基板载台以使这些锡球凸块到达熔点，并加热该压合头座到接近这些锡球凸块的熔点；

向下移动该压合头座，使该压合头座接触该覆晶载板上的这些锡球凸块达一预定的时间，使这些锡球凸块的顶缘呈平面状且呈共平面；

降低该压合头座的温度，然后移开该压合头座；

移开该盖体；及

移出该覆晶载板。

根据上述构思，加热该基板载台的步骤包括进一步提供一下热源于该基板载台的下方，以及一设置于该容置腔体外面的保护气体装置，该保护气体装置以至少一热气管连接至该容置腔体内。

根据上述构思，进一步包括通过该热气管通入气体状助焊剂于该容置腔体内。

根据上述构思，该压合头座以陶瓷材料制成。

根据上述构思，加热该压合头座的步骤为加热至低于这些锡球熔点10±5℃，然后向下移动该压合头座以接触这些锡球凸块。

此外，为了解决上述技术问题，根据本发明的一种方案，提供一种覆晶载板的锡球凸块的回焊整平设备，包括：

一容置腔体，连接至少一气体管体；

一基板载台，设置于该容置腔体内，用以承载一具有锡球凸块的覆晶载板；

一下热源，设于该容置腔体内以加热该基板载台；

一盖体，可移动地覆盖于该容置腔体以形成一密封腔室；

一压合头座，可移动地设于该基板载台的上方，具有一平坦底面用以压平这些锡球凸块、及一热源设置于其内。

根据上述构思，进一步包括一设置于该容置腔体外面的保护气体装置，该保护气体装置以至少一热气管连接至该容置腔体内。

根据上述构思，进一步包括通过该热气管连通至该容置腔体内的助焊剂供应器。

根据上述构思，进一步包括：一载板输送设备，位于该容置腔体的外面以输送多个该覆晶载板；及一机械手臂，以移动该覆晶载板于该容置腔体内。

本发明具有以下有益效果：本发明不用施加巨大的力量于覆晶载板，可避免上述覆晶载板的锡球凸块在整平过程中不慎被压损的风险。此外，本发明的压合头座及基板载台可设成较大的面积，以承载多片覆晶载板，可以更省成本。

为了能更进一步了解本发明为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明、图式，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附图式与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明的覆晶载板的锡球凸块的整平设备的示意图。

图2至图6为本发明的覆晶载板的整平方法的流程示意图。

图7至图9为本发明的覆晶载板的整平过程中的放大示意图。

图10为本发明将覆晶载板的锡球凸块的整平设备整合在一个机台的立体图。

其中，附图标记说明如下：

盖体11

容置腔体12

气体管体121、122

视觉辨识装置14

基板载台20

下热源22

保护气体装置30

热气管301、302

加热器31

助焊剂供应器32

压合头座40

底部402

热源42

载板输送设备50

机械手臂60

覆晶载板9

锡球凸块92

具体实施方式

请参考图1，为本发明的覆晶载板的锡球凸块的整平设备的示意图。本发明的覆晶载板的锡球凸块的整平设备包括一容置腔体12、一可移动地覆盖于该容置腔体12上方的盖体11以形成一密封腔室、一设置于该容置腔体12内的基板载台20、及一压合头座40可移动地设于该基板载台20的上方。

上述基板载台20用以承载一具有锡球凸块的覆晶载板9。容置腔体12连接二气体管体121及122，分别作为氮气输入管及真空抽出管，然而也可以连接至少一气体管体，将上述的功能并在一个管体。上述压合头座40具有一热源42设置于其内及一具平坦底面的底部402，上述热源42用以加热该底部402，上述底部402较佳为高平坦度材料制成(如陶瓷材料)。上述平坦底面用以压平该覆晶载板9的锡球凸块92(参图7及图8)。

本设备较佳地设置一下热源22，其设于该容置腔体12内以加热该基板载台20。此外，进一步包括一设置于该容置腔体12外面的保护气体装置30，该保护气体装置30以二热气管301、302连接至该容置腔体12内。再者，本发明较佳地进一步包括助焊剂供应器32，通过该热气管301、302连通至该容置腔体12内，以提供助焊剂(flux)。其中保护气体装置30设有加热器31以加热助焊剂。

请配合图2至图6，分别表示本发明利用上述覆晶载板的锡球凸块的整平设备，以整平覆晶载板的锡球凸块的方法，其步骤包括：

提供基板载台20于容置腔体12内，将覆晶载板9置于该基板载台20上，该覆晶载板9形成有多个锡球凸块92。关于锡球凸块92形成于覆晶载板9上有多种的方法，在此不予赘述。

提供压合头座40于该基板载台20的上方，该压合头座40具有一平坦底面。

如图2所示，接着将盖体12盖合该容置腔体12以形成一密闭腔室。

如图3所示，由上述气体管体121灌入氮气于该密闭腔室12内，然后由上述气体管体122抽取真空。

然后，加热该基板载台20以使这些锡球凸块到达熔点，此加热过程较佳依据锡球在回焊过程中的温度曲线图进行。并且加热该压合头座40到接近这些锡球凸块的熔点。

如图4所示，等到该压合头座40加热至低于这些锡球熔点10±5℃，然后向下移动该压合头座40，使该压合头座40接触该覆晶载板9上的这些锡球凸块92达一预定的时间，使这些锡球凸块92的顶缘呈平面状且呈共平面。如图7-至图9所示。

本发明较佳地提供一视觉辨识装置14以检测该基板载台20下移的高度。

上述加热该基板载台20的步骤，可以是通过设置于该基板载台20下方的下热源22来加热。为维护锡球凸块的品质，加热过程中，较佳进一步包括一设置于该容置腔体12外面的保护气体装置30，通过该热气管301、302通入气体状助焊剂于该容置腔体12内。助焊剂可使锡铅凸块表面的氧化物得以活化，以形成良好的接合效果。

降低该压合头座40的温度，然后移开该压合头座40。如图5所示。此时降温的过程，较佳仍是依据锡球在回焊过程中的温度曲线图进行。

如图6所示，最后移开该盖体11，然后移出该覆晶载板9。

请参阅图10，为本发明将覆晶载板的锡球凸块的整平设备整合在一个机台的立体图。其中进一步包括一载板输送设备50位于该容置腔体12的外面以输送多个该覆晶载板9、及一机械手臂60以移动该覆晶载板9于该容置腔体12内。

通过本发明的覆晶载板的锡球凸块的整平设备及其整平方法，具有如下述的特点及功能：

一、本发明不用施加巨大的力量于覆晶载板，可避免上述覆晶载板的锡球凸块在整平过程中不慎被压损的风险。此外，本发明的压合头座及基板载台可设成较大的面积，以承载多片覆晶载板，可以更省成本。

二、本发明不需要将覆晶载板置入回焊炉，可省略回焊炉的空间。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (9)

1.一种覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法，其特征在于，包括：

提供一基板载台于一容置腔体内，将一覆晶载板置于该基板载台上，该覆晶载板形成有多个锡球凸块；

提供一具加热能力的压合头座于该基板载台的上方，该压合头座具有一平坦底面；

提供一盖体，盖合该容置腔体以形成一密闭腔室；

灌入氮气于该密闭腔室内，然后抽取真空；

加热该基板载台以使这些锡球凸块到达熔点，并加热该压合头座到接近这些锡球凸块的熔点；

向下移动该压合头座，使该压合头座接触该覆晶载板上的这些锡球凸块达一预定的时间，使这些锡球凸块的顶缘呈平面状且呈共平面；

降低该压合头座的温度，然后移开该压合头座；

移开该盖体；及

移出该覆晶载板。

2.如权利要求1所述的覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法，其特征在于，加热该基板载台的步骤，包括进一步提供一下热源于该基板载台的下方，以及一设置于该容置腔体外面的保护气体装置，该保护气体装置以至少一热气管连接至该容置腔体内。

3.如权利要求2所述的覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法，其特征在于，进一步包括通过该热气管通入气体状助焊剂于该容置腔体内。

4.如权利要求1所述的覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法，其特征在于，该压合头座以陶瓷材料制成。

5.如权利要求1所述的覆晶载板的锡球凸块的回焊与整平方法，其特征在于，加热该压合头座的步骤为加热至低于这些锡球熔点10±5℃，然后向下移动该压合头座以接触这些锡球凸块。

6.一种覆晶载板的锡球凸块的回焊整平设备，其特征在于，包括：

一容置腔体，连接至少一气体管体；

一基板载台，设置于该容置腔体内，用以承载一具有锡球凸块的覆晶载板；

一下热源，设于该容置腔体内以加热该基板载台；

一盖体，可移动地覆盖于该容置腔体以形成一密封腔室；

一压合头座，可移动地设于该基板载台的上方，具有一平坦底面用以压平这些锡球凸块、及一热源设置于其内。

7.如权利要求6所述的覆晶载板的锡球凸块的回焊整平设备，其特征在于，进一步包括一设置于该容置腔体外面的保护气体装置，该保护气体装置以至少一热气管连接至该容置腔体内。

8.如权利要求7所述的覆晶载板的锡球凸块的回焊整平设备，其特征在于，进一步包括通过该热气管连通至该容置腔体内的助焊剂供应器。

9.如权利要求7所述的覆晶载板的锡球凸块的回焊整平设备，其特征在于，进一步包括：一载板输送设备，位于该容置腔体的外面以输送多个该覆晶载板；及一机械手臂，以移动该覆晶载板于该容置腔体内。

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