CN108538737B - 载板的压合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种载板的压合方法，从下到上依次为：第一基座、石墨纸、合金板、缓冲材和第二基座；再提供一待压合载板，所述待压合载板包括若干个芯片与若干个IC载板，所述芯片上配置有芯片接垫，所述IC载板上配置有连接凸点，所述芯片接垫与对应的连接凸点之间通过一焊料凸块电连接；以及进行一热压合工艺，压合所述第二基座与所述第一基座，使所述缓冲材压合至所述第一基座上的所述石墨纸，且所述待压合载板置于所述缓冲材与所述合金板之间。本发明通过热压合工艺，结合合金板和缓冲材将芯片与IC载板进行焊接压合，能够保证芯片与IC载板的连接紧密性，即使不在同一水平面上也能够通过压合技术将其充分的连接。
Description
技术领域
本发明涉及电子组装件及其内部元件的结构与工艺，特别涉及一种载板的压合方法。
背景技术
在集成电路的制作中，芯片是经由晶片制作、形成集成电路以及切割晶片等步骤而完成的。芯片具有一有源面，有源面上配置有多个芯片接垫，芯片通过芯片接垫可电连接到其他IC载板上，以构成一PCB载板。有时还需要再电连接其它几块IC载板，进而能够多运用芯片的功能。
传统的连接方式包括引线键合和倒装芯片结合。主要以倒装芯片结合技术为主，通常在芯片接垫上进行制作焊料凸块，一作为芯片电连接外部的封装基板之用。由于这些焊料凸块通常以面阵列的方式排布于芯片的有源面上，使得倒装芯片结合技术适用于在高接点数及高接点密度的芯片封装结构。现有的技术，通常使用高温回焊或者超声波进行焊接，通过高温使得每一焊料凸块熔融为一球体状，或者通过超声波使焊料凸块键合，从而使芯片与IC载板进行电连接。但在这些技术中，因焊料凸块的不同，导致芯片接垫与IC载板并非位于同一平面上，会导致芯片接垫与IC载板的结合性并非良好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种通过热压方式在真空环境下进行的载板的压合方法，主要通过温度与压力实现芯片与IC载板的焊接以及多层IC载板的焊接。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种载板的压合方法，包括：
提供一第一基座，所述第一基座具有第一表面；
配置一石墨纸于所述第一表面，以使所述第一表面的热量均匀传导；
配置一合金板于所述石墨纸上，以提升所述第一表面的耐压度与平整度；
提供一第二基座，所述第二基座具有第二表面；
配置一缓冲材于所述第二表面，以通过压力和温度使其纵向位移改变；
提供一待压合载板，所述待压合载板包括若干个芯片与若干个IC载板，所述芯片上配置有芯片接垫，所述IC载板上配置有连接凸点，所述芯片接垫与对应的连接凸点之间通过一焊料凸块电连接；
以及进行一热压合工艺，压合所述第二基座与所述第一基座，使所述缓冲材压合至所述第一基座上的所述合金板，且初始压合温度低于70℃；其中，所述待压合载板置于所述缓冲材与所述合金板之间。
优选的，所述焊料凸块包括铜、镍、锡与金。
优选的，所述芯片与所述载板之间设有用于固定芯片的胶。
优选的，所述压合过程中温度变化分为如下几个步骤：
第一步：所述压合温度介于90℃至120℃之间，以使所述待压合载板内部的胶初步具有粘性；
第二步：所述压合温度介于140℃至160℃之间，增加胶的粘性以使所述待压合载板成型；
第三步：所述压合温度介于190℃至210℃之间，使所述待压合载板内部的胶轻微固化；
第四步：所述压合温度介于230℃至260℃之间，使所述焊料凸块内的锡融化，完成所述待压合载板内芯片与IC载板电连接。
这样，经过四个步骤将待压合载板内的芯片与IC载板进行充分的压合固定连接，通过胶来将芯片固定于IC载板上，再通过锡使芯片与IC载板能够进行电连接。
优选的，所述初始压合温度介于10℃至70℃之间。这样，便于后期的温度提升以及保证加热温度的持久性，同时方便放置产品时不易烫手。
优选的，所述压合力度介于200kgf至15000kgf之间。这样，能够将融化后的锡能够充分的连接各层IC载板。
优选的，所述保压时间介于5min至60min之间。这样，保证有充足的时间进行焊接压合。
优选的，所述压合过程中温度变化的各步骤保压时间介于1s至300s之间。这样，保证每一步骤中的各层IC载板之间能够有一定的时间达到预期的效果。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过热压合工艺，结合石墨纸和缓冲材将芯片与IC载板进行焊接压合，能够保证芯片与IC载板的连接紧密性，即使不在同一水平面上也能够通过压合技术将其充分的连接，不会有不良现象。
附图说明
图1本发明载板的压合方法结构示意图。
图中标号说明：1、第一基座，2、石墨纸，3、合金板，5、缓冲材，6、第二基座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步描述。
如图1所示，本实施例涉及一种载板的压合方法，包括：
提供一第一基座1，第一基座1具有第一表面；
配置一石墨纸2于第一表面，以使第一表面的热量均匀传导；
配置一合金板3于石墨纸2上，以提升第一表面的耐压度与平整度；
提供一第二基座6，第二基座6具有第二表面；
配置一缓冲材5于第二表面，以通过压力和温度使其纵向位移改变；
提供一待压合载板，待压合载板包括若干个芯片与若干个IC载板，芯片上配置有芯片接垫，IC载板上配置有连接凸点，芯片接垫与对应的连接凸点之间通过一焊料凸块电连接；
以及进行一热压合工艺，压合第二基座6与第一基座1，使缓冲材5压合至第一基座1上的合金板3，且初始压合温度低于70℃；其中，待压合载板置于缓冲材5与合金板3之间。
简单的说，其载板的压合方法从下往上依次为第一基座1、石墨纸2、合金板3、待压合载板、缓冲材5、第二基座6。其中，第一基座1和第二基座6可以为石墨基座。
其中，焊料凸块包括铜、镍、锡与金。芯片与IC载板之间设有用于固定芯片的胶。
本实施例是通过热压方式在真空环境下进行的焊接压合工艺，主要通过温度与压力实现芯片与IC载板的焊接以及多层IC载板的焊接。
石墨基座作为加热承载台，具有良好的平整性和良好的导热效果。
石墨纸2表面光滑，富有弹性，导热效果好可让石墨基座与合金板3紧密连接，便于传到热量，石墨纸2的厚度在0.5mm到1.5mm之间，优选为1mm厚度。
合金板3用于承载产品，除了可以使用钛合金板外，其他导热性好，硬度高的，耐压性强，受热变形量小，平整性好的板均可以，合金板3的硬度在100HB左右，其厚度在3mm到4mm之间。
缓冲材5采用耐热缓冲垫，在受热受压时会有纵向形变，达到与产品充分结合的效果，缓冲材5的厚度在1mm到2mm之间。纵向位移是通过压力使缓冲材5形变达到的，不同产品需要的纵向位移不一样，纵向位移一般大于60μm。
将产品放入其中进行压合时，需要控制时间、压力和温度。
其中，因需要压合的产品不同，所采用压合的机器不同，再加上在跑程式的时候会有不同压力的时间，结束之后会持压，所以在压合的总时间上因控制在5min到60min之间。这样，保证有充足的时间进行焊接压合。压力范围在200kgf到15000kgf,所属要压合的面积越大，压力就越大。这样，能够将融化后的锡能够充分的连接各层IC载板。
在压合过程中，需要控制其温度的变化，使产品能够充分的结合成型。其中，在压合之前需要对压合治具进行预热，温度应控制在70℃以下，作为优选，初始温度因控制在10℃到70℃之间，这样便于放置产品，又能具有较高的温度，也不容易烫手，为后期的产品结合定型做准备。后期的温度变化具体可以分为以下四个步骤：
第一步：将温度控制在90℃到120℃之间，这时的温度可以使产品中的胶初步具有粘性，再结合压力，能够使产品之间初步粘合；
第二步：将温度控制在140℃到160℃之间，此时的温度是胶粘合的最佳温度，能够使产品初步定型；
第三步：将温度控制在190℃到210℃之间，这个温度能够让胶轻微的固化，能够使产品定型；
第四步：将温度控制在230℃到260℃之间，在这个温度范围内是锡的融化点，锡融化后能够将产品结合，完成整个产品的压合成型。
这样，经过四个步骤将待压合载板内的芯片与IC载板进行充分的压合固定连接，通过胶来将芯片固定于IC载板上，再通过锡使芯片与IC载板能够进行电连接。
以上各阶段的保压时间在1s-300s之间。这样，保证每一步骤中的各层IC载板之间能够有一定的时间达到预期的效果。
本发明的有益效果为：通过热压合工艺，结合石墨纸2和缓冲材5将芯片与IC载板进行焊接压合，能够保证芯片与IC载板的连接紧密性，即使不在同一水平面上也能够通过压合技术将其充分的连接，不会有不良现象。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种载板的压合方法，其特征在于：包括：
提供一第一基座，所述第一基座具有第一表面；
配置一石墨纸于所述第一表面，以使所述第一表面的热量均匀传导；
配置一合金板于所述石墨纸上，以提升所述第一表面的耐压度与平整度；
提供一第二基座，所述第二基座具有第二表面；
配置一缓冲材于所述第二表面，以通过压力和温度使其纵向位移改变；
提供一待压合载板，所述待压合载板包括若干个芯片与若干个IC载板，所述芯片上配置有芯片接垫，所述IC载板上配置有连接凸点，所述芯片接垫与对应的连接凸点之间通过一焊料凸块电连接；
以及进行一热压合工艺，压合所述第二基座与所述第一基座，使所述缓冲材压合至所述第一基座上的所述合金板，且初始压合温度低于70℃；其中，所述待压合载板置于所述缓冲材与所述合金板之间。
2.根据权利要求1所述的载板的压合方法，其特征在于：所述焊料凸块包括铜、镍、锡与金。
3.根据权利要求2所述的载板的压合方法，其特征在于：所述芯片与所述IC载板之间设有用于固定芯片的胶。
4.根据权利要求3所述的载板的压合方法，其特征在于：压合过程中温度变化分为如下几个步骤：
第一步：压合温度介于90℃至120℃之间，以使所述待压合载板内部的胶初步具有粘性；
第二步：压合温度介于140℃至160℃之间，增加胶的粘性以使所述待压合载板成型；
第三步：压合温度介于190℃至210℃之间，使所述待压合载板内部的胶轻微固化；
第四步：压合温度介于230℃至260℃之间，使所述焊料凸块内的锡融化，完成所述待压合载板内芯片与IC载板电连接。
5.根据权利要求1所述的载板的压合方法，其特征在于：所述初始压合温度介于10℃至70℃之间。
6.根据权利要求1所述的载板的压合方法，其特征在于：压合力度介于200kgf至15000kgf之间。
7.根据权利要求1所述的载板的压合方法，其特征在于：保压时间介于5min至60min之间。
8.根据权利要求4所述的载板的压合方法，其特征在于：压合过程中温度变化各步骤保压时间介于1s至300s之间。
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