CN110504177A - 一种bga植球方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种BGA植球方法，通过在待植球塑封产品板的待植球面上喷涂或贴附感光材料形成感光膜材料层，再通过曝光等制程，在感光膜材料层上对应待植球焊点处形成凹槽，在凹槽内放置锡球并进行处理，使锡球发生融化焊接，之后去除感光膜材料层，获取植球后的塑封产品板。本发明BGA植球方法植出的锡球，焊接性好、光泽好、熔锡过程不会出现跑球短路现象；且操作过程简单，缩短了生产周期；降低了生产成本高；可以同时进行多个芯片操作，效率高，生产品质稳定。

Description

一种BGA植球方法
技术领域
本发明涉及半导体封装领域，尤其涉及一种新型的采用曝光显影方式的BGA植球方法。
背景技术
BGA(Bump Grid Array，球栅阵列封装技术)是一种新型IC封装方式，其物理特性较QFP(Plastic Quad Flat Package，方型扁平式封装技术)更坚固，是目前多脚IC较为流行的封装方式之一。虽然BGA的I/O引脚数增多，但引脚之间的距离大，从而提高了组装成品率。而且BGA采用了可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能。另外BGA的组装可用共面焊接，从而能大大提高封装的可靠性；并且由BGA实现的封装CPU信号传输延迟小，适应频率可以提高很大。因此，BGA封装方式成为CPU，主板南、北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。
现有的BGA植球方法有以下两种：方法一是“锡膏”+“锡球”，方法二是“助焊膏”+“锡球”。方法一是用专用的植球夹具先把锡膏印刷在BGA的焊盘上，再在焊盘上面加上一定大小的锡球，锡膏起到黏住锡球的作用，在随后的加温过程中，锡球与锡膏就熔融在一起，从而在BGA焊盘上形成新的焊点。这种方法植出的锡球，焊接性好、光泽好、熔锡过程不会出现跑球现象。但是，这种方法操作过程十分繁琐，生产周期长，而且专用的植球夹具昂贵，生产成本高，效率低，每次只能够进行单个芯片操作。方法二与方法一类似，只是将锡膏换成助焊膏，方法二也存在操作过程繁琐，生产周期长，成本高，效率低的问题。且助焊膏在温度升高的时候会变成液状，容易致使锡球乱跑，形成串锡短路，使得生产品质不稳定；再者助焊膏的焊接性较差。
因此，亟需一种新型的BGA植球方法，克服上述现有BGA植球方法的缺点。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有BGA植球方法的缺点，提供一种BGA植球方法，能够实现熔锡过程不会出现跑球现象，缩短生产周期，提高效率，降低成本，生产品质稳定。
为了实现上述目的，本发明提供了一种BGA植球方法，包括如下步骤：(1)提供一待植球塑封产品板，所述待植球塑封产品板包括一塑封层，所述塑封层内塑封至少一电子器件，所述塑封层的第一表面暴露出至少一待植球焊点；(2)在所述塑封层的第一表面形成一感光膜材料层，所述感光膜材料层在对应所述待植球焊点处形成一凹槽，其中，所述感光膜材料层的厚度与待植入的锡球的球高相适配，所述凹槽内的感光膜材料被去除；(3)在所述凹槽内放置所述锡球，并对放置所述锡球后的塑封产品板进行处理，使所述锡球发生融化焊接；(4)去除所述感光膜材料层，获取植球后的塑封产品板；(5)对植球后的塑封产品板进行切割处理，获取至少一BGA植球塑封产品。
本发明的优点在于：本发明BGA植球方法植出的锡球，焊接性好、光泽好、熔锡过程不会出现跑球现象；且操作过程简单，缩短了生产周期；降低了生产成本高；可以同时进行多个芯片操作，效率高，生产品质稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式中的技术方案，下面将对实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1，本发明BGA植球方法的步骤示意图；
图2A～图2H，本发明BGA植球方法一实施例的工艺流程图；
图3，本发明BGA植球塑封产品一实施例的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的组件或具有相同或类似功能的组件。本发明的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”“第二”“第三”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后、内、外、侧面等，仅是参考附图的方向。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。
请参阅图1，本发明BGA植球方法的步骤示意图。所述方法包括如下步骤：S11：提供一待植球塑封产品板，所述待植球塑封产品板包括一塑封层，所述塑封层内塑封至少一电子器件，所述塑封层的第一表面暴露出至少一待植球焊点；S12：在所述塑封层的第一表面形成一感光膜材料层，所述感光膜材料层在对应所述待植球焊点处形成一凹槽；S13：在所述凹槽内放置锡球，并对放置所述锡球后的塑封产品板进行处理，使所述锡球发生融化焊接；以及S14：去除所述感光膜材料层，获取植球后的塑封产品板；S15：对植球后的塑封产品板进行切割处理，获取至少一BGA植球塑封产品。以下结合附图及实施例对上述步骤进行详细说明。
请一并参阅图1，图2A～图2H及图3，其中，图2A～图2H为本发明BGA植球方法一实施例的工艺流程图，图3为本发明BGA植球塑封产品一实施例的示意图。
关于步骤S11：提供一待植球塑封产品板，所述待植球塑封产品板包括一塑封层，所述塑封层内塑封至少一电子器件，所述塑封层的第一表面暴露出至少一待植球焊点，请一并参阅图1以及图2A，其中图2A为本实施例提供的待植球塑封产品板的俯视图。本实施例中，所述待植球塑封产品板包括一塑封层21，所述塑封层21的第一表面暴露出多个待植球焊点211，所述塑封层21内塑封有至少一电子器件(未示于图中)，所述电子器件可以为芯片或器件。在本实施例中，为了清楚说明本发明技术方案，在所述塑封层21内塑封有多个阵列排列的电子器件，每个电子器件的表面具有多个阵列排列的待植球焊点211。在其它实施例中，每个电子器件的表面可以具有一个、两个或多个待植球焊点211，本发明对待植球焊点211数量及其在电子器件的表面的设置位置不进行限制。
进一步的实施例中，需要对所述塑封层21的第一表面进行清洁氧化层及清洗油污等表面清洁处理。可以采用硫酸双氧水混合液、表面活性剂水溶液等进行表面清洁处理；清洁的目的是为了使得后续制备的感光膜材料层能够很好的粘附在所述塑封层21的第一表面。
关于步骤S12：在所述塑封层的第一表面形成一感光膜材料层，所述感光膜材料层在对应所述待植球焊点处形成一凹槽，请一并参阅图1以及图2B-图2D，其中，图2B为一实施例所述的形成感光膜材料层的示意图，图2B为所形成的凹槽的示意图，图2D为硬化处理后的感光膜材料层的主视图。其中，所述感光膜材料层22的厚度与待植入的锡球23(示于图2C中)的球高相适配，以便于放置所述锡球23；所述凹槽221内的感光膜材料被去除，以用于放置所述锡球23，且利于后续锡球融化焊接工艺，所述锡球23可以与所述塑封层21的第一表面的相应待植球焊点211焊接，焊接性好，且熔锡过程不会出现跑球串锡短路现象。所述感光膜材料层22的宽度可以略小于所述塑封层21的宽度，所述感光膜材料层22需要全面覆盖所有所述待植球焊点211，从而可以在对应每一所述待植球焊点211形成对应凹槽。可以根据待植球焊点的排布需要设计所述感光膜材料层22的长度及宽度，本发明对此不进行限制。
进一步的实施例中，步骤S12可以进一步采用以下子步骤实现：(21)在所述塑封层的第一表面喷涂或贴附一层厚度与待植入的锡球的球高相适配的感光膜材料；实施步骤(21)之后获取的结构的主视图如图2B所示；(22)对所述感光膜材料进行处理，以在对应所述待植球焊点形成一凹槽；实施步骤(22)之后获取的结构的主视图如图2C所示；以及(23)对所述感光膜材料进行硬化处理，形成所述感光膜材料层；实施步骤(23)之后获取的结构的主视图如图2D所示。
其中，步骤(22)可以采用一掩模板通过光照形式对所述感光膜材料进行曝光显影，其中，所述掩模板上设有与所述待植球焊点相对应的通孔，以在对应所述待植球焊点形成一凹槽。也可以不采用掩模板方式，而通过预先制作对应的曝光图纸，之后喷涂或贴附感光膜进行曝光，然后显影得到相应的凹槽。或者也可以采用激光方式：对所述感光膜材料进行全曝光，在通过预先制作的对应的烧孔图纸，采用激光烧孔形成相应的凹槽。
其中，步骤(23)可以采用回流焊烘烤或热烘烤的方法，使所述感光膜材料硬化，使所述感光膜材料层的表面失去粘性。
关于步骤S13：在所述凹槽内放置锡球，并对放置所述锡球后的塑封产品板进行处理，使所述锡球发生融化焊接，请一并参阅图1以及图2E-图2F，其中，图2E为凹槽内放置锡球后的示意图，图2F为锡球发生融化焊接后的主视图。其中，所述感光膜材料层22的每一所述凹槽221内放置有一所述锡球23，所述锡球23通过融化焊接植在所述塑封层21的第一表面的相应待植球焊点211，所述锡球23的数量与所述待植球焊点211的数量相适配。
进一步的实施例中，步骤S13可以进一步采用以下子步骤实现：(31)将一锡球框装到所述待植球塑封产品板上，并进行对位固定，使得所述锡球框的网孔与所述感光膜材料层的凹槽位置对应；(32)提供待植入锡球，并让所述锡球滚动入所述网孔，从而放置到所述凹槽内，并移除所述锡球框；实施步骤(32)之后获取的结构的主视图如图2E所示。之后，可以对放置所述锡球23后的塑封产品板进行烘烤、过炉处理或烤箱热处理，使所述锡球23发生融化焊接，获取的结构的主视图如图2F所示。
关于步骤S14：去除所述感光膜材料层，获取植球后的塑封产品板，请一并参阅图1以及图2G，其中图2G为实施步骤S14之后获取的结构的主视图。其中，所述锡球23通过融化焊接植在所述塑封层21的第一表面的相应待植球焊点211，所述锡球23的数量与所述待植球焊点211的数量相适配。可以采用退膜的方式去除所述感光膜材料层22，从而使得所述塑封层21的第一表面仅保留植入的所述锡球23。
关于步骤S15：对植球后的塑封产品板进行切割处理，获取至少一BGA植球塑封产品，请一并参阅图1以及图2H，其中图2H为本实施例提供的通过切割刀29对植球后的塑封产品板进行切割处理的示意图。切割后获取的一BGA植球塑封产品的主视图如图3所示。
本发明BGA植球方法植出的锡球，焊接性好、光泽好、熔锡过程不会出现跑球现象；且操作过程简单，缩短了生产周期；降低了生产成本高；可以同时进行多个芯片操作，效率高，生产品质稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种BGA植球方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)提供一待植球塑封产品板，所述待植球塑封产品板包括一塑封层，所述塑封层内塑封至少一电子器件，所述塑封层的第一表面暴露出至少一待植球焊点；
(2)在所述塑封层的第一表面形成一感光膜材料层，所述感光膜材料层在对应所述待植球焊点处形成一凹槽，其中，所述感光膜材料层的厚度与待植入的锡球的球高相适配，所述凹槽内的感光膜材料被去除；
(3)在所述凹槽内放置所述锡球，并对放置所述锡球后的塑封产品板进行处理，使所述锡球发生融化焊接；
(4)去除所述感光膜材料层，获取植球后的塑封产品板；
(5)对植球后的塑封产品板进行切割处理，获取至少一BGA植球塑封产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)进一步包括：对所述塑封层的第一表面进行清洁氧化层及清洗油污处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)进一步包括：
(21)在所述塑封层的第一表面喷涂或贴附一层厚度与待植入的所述锡球的球高相适配的感光膜材料；
(22)对所述感光膜材料进行处理，以在对应所述待植球焊点处形成一凹槽；
(23)对所述感光膜材料进行硬化处理，形成所述感光膜材料层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(23)进一步包括：采用加热烘烤的方法使所述感光膜材料硬化，使所述感光膜材料层的表面失去粘性。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的在所述凹槽内放置所述锡球的步骤进一步包括：
(31)将一锡球框装到所述待植球塑封产品板上，并进行对位固定，使得所述锡球框的网孔与所述感光膜材料层的凹槽位置对应；
(32)提供待植入的锡球，并让所述锡球滚动入所述网孔，从而放置到所述凹槽内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的对放置所述锡球后的塑封产品板进行处理，使所述锡球发生融化焊接的步骤进一步包括：对放置所述锡球后的塑封产品板进行烘烤、过炉处理或烤箱热处理，使所述锡球发生融化焊接。
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