CN104640355A - 调整基板曲度的方法与制具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种调整基板曲度的方法，包括：置放一基板于一载具的一凹槽中，其中凹槽具有一肩部，且基板定位于肩部；将一具有气孔的盖板盖于载具上，其中盖板具有对应于肩部的一凸缘以固定基板；经由载具对基板加热；经由顶盖的气孔进行一真空吸取步骤，使基板朝气孔方向弯曲；以及冷却基板。本发明亦提供一种调整基板曲度的制具。

Description

调整基板曲度的方法与制具

技术领域

本发明涉及一种调整基板曲度的方法与制具。

背景技术

随着电子产业的蓬勃发展，电子产品不断往轻、薄、短、小发展，电子产业不断地开发新技术，以能在更狭小的空间里提供更多的功能元件，进而达到整体系统成本的降低。

然而，为了制作高密度内连线的电子产品，所需的工艺越来越复杂，在印刷电路板（printed circuit board,PCB）上形成高密度积体电的工艺（例如，植晶片或上电容等工艺）会造成基板某种程度的弯曲或翘曲。目前业界所使用的改善基板弯曲或翘曲的方法，大多是使用机具机械式地将基板压平。然而，以机械式压平会对基板上的电子元件造成破坏，甚至会破坏基板的结构强度。

有鉴于此，目前业界亟需提出一种改良的方法以改善基板的弯曲或翘曲。

发明内容

本发明一实施例提供一种调整基板曲度的方法，其包括：置放一基板于一载具的一凹槽中，其中凹槽具有一肩部，且基板定位于肩部；将一具有气孔的盖板盖于载具上，其中盖板具有对应于肩部的一凸缘以固定基板；经由载具对基板加热；经由顶盖的气孔进行一真空吸取步骤，使基板朝气孔方向弯曲；以及冷却基板。

本发明另一实施例提供一种调整基板曲度的制具，其包括：一载具，载具包括用以置放一基板的一凹槽；以及一肩部，位于凹槽的边缘，用以支撑与定位基板；以及一盖板，盖板包括对应于肩部的一凸缘以及穿透盖板的一气孔。

附图说明

图1A～图1D为根据本发明的实施例绘示出调整基板曲度的制具的示意图。

图2绘示出本发明的调整基板曲度的方法的流程图。

图3～图7为本发明调整基板曲度的方法的不同阶段的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

100调整基板曲度的制具

110载具

112凹槽

114、114a、114b肩部

120盖板

122气孔

124凸缘

130无孔盖板

140腔室

140a上腔室

140b下腔室

200调整基板曲度的方法

300基板

302焊球

500真空管

502真空吸取步骤

600冷却装置

700工艺

具体实施方式

以下说明本发明实施例的制作与使用。本发明实施例提供许多合适的发明概念而可广泛地实施于各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法制作及使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

图1A～图1D为根据本发明实施例绘示出调整基板曲度的制具100的示意图。

请参照图1A，其绘示出本发明实施例的调整基板曲度的制具100的剖面示意图，制具100包括一载具110与一盖板120。载具110具有一凹槽112，用以在调整基板曲度的过程中置放基板。凹槽112的边缘具有肩部114，用以支撑与定位基板10，基板10放置于凹槽112的肩部114上，且与凹槽114的底表面相隔一固定距离。请参照图1B，其绘示出载具110的俯视示意图。如图1B所示，本发明一些实施例中，肩部114沿着凹槽112的周边连续设置而成为一环型。在另一些实施例中，肩部亦可不连续地设置，例如，在凹槽112一方向X的两侧边缘上设置肩部114a（如图1C所示），还可同时在凹槽另一方向Y的两侧边缘上设置肩部114b（如图1D所示）。

请回头参照图1A，盖板120具有一气孔122、以及凸缘124。气孔122穿透盖板120，且气孔122可位于盖板120的中央或依实际需求调整气孔122的位置，气孔122的位置的作用将在以下叙述调整基板曲度的方法的段落加以详述。在一些实施例中，盖板120可具有两个以上的气孔。凸缘124对应于肩部114，用以在调整基板曲度的工艺中，配合肩部114而将基板固定。举例来说，当肩部114为图1B所示的环形时，凸缘124则为对应到肩部114的环形。在本发明实施例中，载具110与盖板120的材质包括：铝、铁、钢、铜、前述的合金、或前述的组合。

以下将对本发明使用制具100而调整基板曲度的方法200作详述。在一实施例中，本发明的调整基板曲度的方法200整合在焊料凸块的回焊工艺前后皆可，再对基板进行曲度的调整。然而，本领域技术人员应可理解，本发明的方法亦可单独施加于基板或与其他工艺步骤作整合。请参照图2，其绘示出本发明的调整基板曲度的方法200的流程图，其中以虚线标示的步骤可视情况省略。图3～图7为本发明调整基板曲度的方法200的不同阶段的剖面示意图。请同时参照图2与图3，本发明一些实施例中，方法200由步骤202开始，将一基板300置放于如图1所示的载具110的凹槽112中，其中基板300定位于肩部114。基板300可为印刷电路板（printed circuit board,PCB）、中介片（interposer）、或半导体基板等。在以下实施例中，以PCB基板300作叙述，然而，本领域技术人员应可理解，本发明的调整基板曲度的方法200亦可应用于其他基板。

在一实施例中，基板300为一大概平坦的PCB基板，且其具有形成于其上的焊接凸块302，焊接凸块302可为，例如是，焊球302。当基板300置放于凹槽112时，基板300形成有焊球302的表面朝向凹槽112的底部。接着，以一无孔盖板130覆盖于载具110上。在无孔盖板130盖于载具110上后，将载具110连同无孔盖板130与基板300送入一回焊炉，以对焊球302进行一回焊工艺。回焊工艺是以约1.5℃～3℃/秒的升温速度而将焊球302加温至约150～190℃，以利于焊球中的部分溶剂及水气能够及时挥发。

接着，请回头参照图2，方法200进行至步骤204，视需要地（optionally）对基板300进行保温和/或温度监控步骤。在完成回焊工艺后，载具110将连同无孔盖板130与基板300通过输送台从回焊炉送至随后曲度调整工艺的加热装置400（请参考图4）。在一些实施例中，在输送载具、无孔盖板130与基板300从回焊炉送至加热装置400期间，可设置一保温装置（未绘示），以维持回焊工艺对基板300产生的温度，例如可以是，160～190℃。在另一些实施例中，亦可在输送载具、无孔盖板130与基板300从回焊炉送至加热装置期间，设置一评估装置（例如，测温装置），以便于在随后的加热工艺调整加热装置的参数。

接着，请同时参照图2与图4，方法200进行至步骤206。在此步骤中，载具110连同基板300被送至一加热装置400上，以进行后续的加热步骤，加热装置400可包括，例如，加热板或加热台等装置。在进行加热步骤前，以图1A的具有气孔122的盖板120取代无孔盖板130（如图4所示），其中盖板120与载具110形成一腔室（cavity）140，且其中基板300将腔室140划分为上腔室140a与下腔室140b。当具有气孔122的盖板120盖于载具110上时，肩部114与凸缘124夹住基板300使其固定。步骤206在以盖板120取代无孔盖板130后，以加热装置400通过载具110对基板300进行加热。

在本发明实施例中，加热步骤包括将基板300加热至基板300中的树酯的玻璃转换温度（glass transition temperature,Tg）。值得注意的是，放置有基板300的载具110在离开步骤202的回焊炉时，基板300的温度大概为约150～180℃，而一般PCB基板300中的树酯的玻璃转换温度为约160～200℃（玻璃转换温度会因树酯的材质而不同，例如可为：ABF、GX3、GX13或GX92…等类型，其玻璃转换温度皆不相同）。因此，可视情况（optionally）在步骤204对基板300进行保温及温度监控（如前述），以便于在加热基板时，能缩短加热时间。

接着，请同时参照图2与图5，方法200进行至步骤208。在加热基板300至树酯的玻璃转换温度后，以一真空管500通过气孔122进行一真空吸取步骤502，使基板300朝气孔122的方向弯曲。在一实施例中，真空吸取步骤502在真空压力为约-65～-95kPa下进行约45～70秒。可视基板300的材质、与所需（desired）的曲度而调整真空吸取步骤502的真空度与时间。应注意的是，在进行真空吸取步骤502时，可通过加热装置400持续对基板300进行加热，以使基板300大概维持在其玻璃转换温度。本发明利用加热基板300使其软化，再通过真空吸取步骤502所造成上腔室140a与下腔室140b的压力差（上腔室的压力可为约-65～-95kPa，而下腔室的压力可为约一大气压），使基板300相对于气孔122的部分朝气孔122（上腔室）的方向弯曲）。在进行真空吸取步骤502时使基板300维持在其玻璃转换温度，可使真空吸取步骤502对基板所造成的形变（弯曲、翘曲）在随后的工艺中，不易回复原形。

接着，请同时参照图2与图6，方法200进行至步骤210。在进行真空吸取步骤502之后，以一冷却装置600对基板300进行冷却步骤，以使基板300保持在真空吸取步骤所产生的曲度。冷却装置600可为一空气冷却装置（aircooling device）、或换热器（heat exchanger）等冷却装置。冷却步骤包括：使基板300于50～70秒内降温至20～25℃，较佳为使基板300于60秒内降温至室温。在冷却基板300之后，基板300的曲率半径为约0.1～180μm。

接着，请同时参照图2与图7，方法200进行至步骤212，在完成基板300的冷却后，对基板300进行后续的工艺700。工艺700可为加工后板弯翘测量、电性测试或其他信赖性测试，包含其他现有的形成电子元件的工艺（如：植晶片、上电容元件）。基板真空塑形工艺会对基板300造成某种程度的弯曲，可利用本发明的调整基板曲度的方法200预先补偿基板的曲度，使其朝工艺700所造成基板300翘曲的相反方向弯曲。如此一来，在进行工艺700时，预先补偿曲度的基板300能往回弯曲，进而形成平坦的基板300。

应注意的是，在以上的实施例中，调整基板曲度的方法200整合在对焊球302的回焊工艺后，利用回焊工艺对PCB基板300产生温度，直接在回焊工艺之后对基板300进行保温、加温与真空吸取步骤，以节省加热时间与成本。然而，本发明的方法200亦可与其他工艺整合，且基板300可为PCB板以外的基板。

再者，以上实施例虽是以预先使基板300弯曲的形式，进而能补偿植晶片或上电容等工艺对基板300所造成的曲度而使基板300平坦。然而，本发明的调整基板曲度的方法亦可针对经过不同工艺而已弯曲的基板进行曲度的调整。举例来说，本发明的加热与真空吸取步骤可在工艺700之后执行，由于工艺700已对基板造成弯曲，可通过本发明的方法而对基板的曲度进行调整而形成平坦的基板。因此，在对基板进行本发明的调整曲度的方法200后，基板的曲率半径可为无限大（即基板不弯曲）。

除此之外，虽然图1B中的气孔122的位置是在上盖120的中央，然而，气孔122可形成于上盖120的任一位置，如此一来，可局部性地调整基板的曲度，以形成局部弯曲的基板。

综上所述，本发明至少包括以下优点：

（1）可在如植晶片或上电容等会造成基板弯曲的工艺之前，以本发明的方法预先使基板朝一方向弯曲，预先形成基板的曲度能在进行植晶片或上电容等工艺时，补偿基板，使基板往另一相反方向弯曲，从而使基板平坦。

（2）本发明的方法亦可对已弯曲的基板进行曲度调整，使基板平坦或依照客规微调曲率。

（3）可通过调整气孔的位置，从而局部性地调整基板的曲度，以形成局部弯曲的基板，适于更多不同的应用。

虽然本发明已经以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可以作出变动、替代与润饰。举例来说，任何本领域技术人员可轻易理解此处所述的许多特征、功能、工艺及材料可在本发明的范围内作出变动。而且，本发明的保护范围并不局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何本领域技术人员可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大体相同功能或获得大体相同结果皆可使用于本发明中。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。

Claims (16)

1.一种调整基板曲度的方法，包括：

置放一基板于一载具的一凹槽中，其中该凹槽具有一肩部，且该基板定位于该肩部；

将一具有气孔的盖板盖于该载具上，其中该盖板具有对应于该肩部的一凸缘以固定该基板；

经由该载具对该基板加热；

经由该顶盖的该气孔进行一真空吸取步骤，使该基板朝该气孔方向弯曲；以及

冷却该基板。

2.如权利要求1所述的调整基板曲度的方法，还包括：

在进行该加热步骤之前，以一无孔盖板盖于其中放置有该基板的该载具上；

对该基板进行一回焊工艺；以及

以具有该气孔的该盖板替换该无孔盖板后，进行该加热步骤。

3.如权利要求1或2所述的调整基板曲度的方法，其中在进行该真空吸取步骤时持续进行该加热步骤，且其中该加热步骤包括：持续对该基底加热以使该基板大概维持在其玻璃转换温度。

4.如权利要求3所述的调整基板曲度的方法，其中该加热与真空吸取步骤进行约45～70秒。

5.如权利要求4所述的调整基板曲度的方法，其中该真空吸取步骤的真空度为-65～-95kPa。

6.如权利要求1或2所述的调整基板曲度的方法，其中该冷却步骤包括：

使该基板在60秒以内降温至室温。

7.如权利要求1或2所述的调整基板曲度的方法，其中该载具与该盖板的材质包括：铝、铁、钢、铜及其合金、或其组合。

8.如权利要求1或2所述的调整基板曲度的方法，其中在该冷却步骤之后，该基板的曲率半径为1～180μm。

9.如权利要求1或2所述的调整基板曲度的方法，其中该肩部沿着该凹槽的周边而设置。

10.如权利要求1或2所述的调整基板曲度的方法，其中该肩部可包括系沿着该凹槽的周边连续设置而成的一环型肩部、不连续地设置于该凹槽的相对的两侧边缘上的肩部、或不连续地设置于该凹槽的四侧边缘的肩部。

11.如权利要求1或2所述的调整基板曲度的方法，其中该制具包括：

多个具有该肩部的凹槽；

其中该盖板包括：

多个气孔，对应于所述凹槽；以及

多个凸缘，对应于所述凹槽中的该肩部；

且其中该调整基板曲度的方法还包括：

同时置放多个基板于所述凹槽中，并进行该加热与该真空吸取步骤。

12.一种调整基板曲度的制具，包括：

一载具，该载具包括：

一凹槽，用以置放一基板；以及

一肩部，位于该凹槽的边缘，用以支撑与定位该基板；以及

一盖板，该盖板包括：

对应于该肩部的一凸缘；以及

一气孔，穿透该盖板。

13.如权利要求12所述的调整基板曲度的制具，其中该载具与该盖板的材质包括：铝、铁、钢、铜及其合金、或其组合。

14.如权利要求12所述的调整基板曲度的制具，其中该肩部沿着该凹槽的周边而设置。

15.如权利要求12所述的调整基板曲度的制具，其中：

该载具包括：

多个具有该肩部的凹槽；

且其中该盖板包括：

多个气孔，对应于所述凹槽；以及

多个凸缘，对应于所述凹槽中的该肩部。

16.如权利要求12所述的调整基板曲度的制具，其中该肩部可包括系沿着该凹槽的周边连续设置而成的一环型肩部、不连续地设置于该凹槽的相对的两侧边缘上的肩部、或不连续地设置于该凹槽的四侧边缘的肩部。