CN1866487A - 球栅阵列封装基板植球方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种BGA封装基板植球设备及方法，该设备包括至少一块封装模块基板，一个SMT印刷机，第一钢网及第二钢网、刮刀及焊盘，第一钢网及第二钢网放置于封装模块基板的上方，第一钢网及第二钢网的开口对应于各个焊盘。由于通过第二钢网开口限定助焊膏只印刷到植球的焊盘位置，避免基板其它位置污染，减少后续焊球熔化的短路缺陷。利用印刷机使第一钢网及第二钢网自动脱膜来实现焊球放置，使得第一钢网及第二钢网对位具有高的准确度和效率，垂直的脱膜避免了焊球的偏位；第一钢网及第二钢网下表面和基板上表面的间隙可通过印刷机设定，刮刀刃与钢网上表面的间隙同样可通过印刷机设定调整，避免刮刀削掉部分焊球。

Description

球栅阵列封装基板植球方法及设备
技术领域
本发明涉及集成电路领域的生产工艺技术，更具体地说，涉及一种BGA(Ball Grid Array，球栅阵列)封装基板的封装方法及设备。
背景技术
随着技术的进步，芯片集成度不断提高，I/O引脚数急剧增加，功耗也随之增大，对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要，BGA封装开始被应用于生产。
通常情况下，采用手工通过毛刷或其它工具涂覆助焊膏，但助焊膏涂覆厚度不可控制、一致性较差，不需要涂覆的焊盘中间位置容易被污染，同时会浪费较多的助焊膏，所以手工涂助焊膏效率较低。放置焊球的钢网开口与封装基板焊盘的对位通常采用机械目视定位，但对位精度较差，对位调整时间长，效率较低；且放置焊球的钢网容易变形，使得钢网下表面与封装基板上表面的间隙不可控制，这样，会发生封装基板表面的助焊膏接触到钢网下表面，不仅污染钢网，同时钢网脱膜时会带离封装基板，造成植球失败。
另外，植球钢网脱膜时需要控制垂直移动，手工控制垂直度较差，容易使放置好的焊球偏位，焊球熔化过程中(回流焊或其它方式)容易发生短路及偏位等缺陷。若通过夹具，其只适用于单个BGA封装模块基板的植球，焊球间距不能小于0.03英寸，且不适合大批量、高质量的植球。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题在于，提供一种BGA封装基板植球的方法，其操作简便，高效，植球质量高且适于大批量的植球。
本发明解决上述问题的技术方案是，提供一种BGA封装基板植球方法，包括如下步骤：
(a)将具有至少一开口的第一钢网放置于封装模块基板上焊盘的正上方；
(b)于第一钢网上放置助焊膏；
(c)通过SMT(Surface Mounting Technology，表面封装技术)印刷机自动印刷助焊膏，并取走第一钢网；
(d)将具有至少一开口的第二钢网放置于焊盘的正上方，于第二钢网上放置焊球；
(e)利用刮刀将焊球填充第二钢网的开口，取走第二钢网；
(f)熔化焊球。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种BGA封装基板植球设备，其操作简便，高效，植球质量高且适于大批量的植球。
本发明解决上述问题的技术方案是，提供一种BGA封装基板植球设备，包括至少一块封装模块基板，一个SMT印刷机，该封装模块基板通过该印刷机进行植球，其特征在于，还包括第一钢网、第二钢网、刮刀及焊盘，其中，焊盘安置于基板上，所述第一钢网及第二钢网分别具有开口，第一钢网及第二钢网分别放置于封装模块基板的上方并使其开口正对于各个焊盘的正上方，刮刀安置于印刷机上并在印刷机的驱动下于基板上方移动。
本发明提供的BGA封装基板植球方法及设备，由于通过第二钢网开口限定助焊膏只印刷到植球的焊盘位置，避免基板其它位置污染，大大减少后续焊球熔化的短路缺陷。利用印刷机使第二钢网自动脱膜来实现焊球放置，使得第二钢网对位具有高的准确度和效率，垂直的脱膜避免了焊球的偏位；第一钢网及第二钢网的下表面和基板上表面的间隙可通过印刷机设定，刮刀刃与第一钢网及第二钢网的上表面的间隙同样可通过印刷机设定调整，避免刮刀削掉部分焊球。另外，通过回流焊炉熔化有时需要放置在密闭的集热托盘中再放置于轨道上进行，这样有助于减少焊球氧化和防止空气气流不稳定造成的焊球偏位。
附图说明
图1是本发明多个BGA封装基板的拼接结构示意图；
图2是本发明BGA封装基板在涂助焊膏时的结构示意图；
图3是本发明BGA封闭装基在涂焊球时的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供的BGA封装基板植球方法及设备适用于一个或多个BGA封装基板的植球。
请参照图1，本发明提供的BGA封装基板的植球设备包括多个封装模块基板10，各个封装模块基板10间通过连接块102拼接在一起，也可以采用V-cut或者邮票孔的拼板连接方式，拼板连接后的封装模块基板10周缘的工艺边12上设置有至少两个识别点121，用于定位识别。
请参照图2，封装模块基板10上设置有焊盘13，焊盘13上方放置有第一钢网20，刮刀40安置于一个现有的SMT通用的印刷机上，助焊膏30放置于该第一钢网20上，该助焊膏30为透明的浅黄色或透明的乳白色的形态为粘状的树脂，起助焊作用。该第一钢网20的厚度为0.001-0.005英寸，其开口尺寸和与其对应的焊盘13的尺寸有不大于正负10％的偏差，其开口形状和与其对应的焊盘13的形状相同，其尺寸规格与SMT自动化锡膏印刷机用的相同。
请参照图3，涂有助焊膏30的焊盘13上方安置有第二钢网22，第二钢网22上放置有焊球42。第二钢网22的厚度应与焊球42的直径有0.002英寸的上公差，其开口尺寸应与焊球42的直径有0.003-0.004英寸的上公差，其开口形状为圆形，其尺寸规格与SMT自动化锡膏印刷机用的相同。
本发明使用上述设备实现BGA封装基板植球的方法包括以下步骤：
(a)将具有至少一开口的第一钢网(20)放置于封装模块基板(10)上焊盘(13)的正上方；
(b)于第一钢网(20)上放置助焊膏(30)；
(c)通过SMT(Surface Mounting Technology，表面封装技术)印刷机自动印刷助焊膏(30)，并取走第一钢网(20)；
(d)将具有至少一开口的第二钢网(22)放置于焊盘(13)的正上方，于第二钢网(22)上放置焊球(42)；
(e)利用刮刀(40)将焊球(42)填充第二钢网(22)的开口，取走第二钢网(22)；
(f)熔化焊球(42)。
其中，通过SMT通用的印刷机印刷助焊膏30，使助焊膏30准确地自钢网开口落入焊盘13上，所以各个焊盘上的助焊膏30的厚度是一致的，而且封装模块基板10上的其它位置不会受到污染。另外，通过SMT通用的印刷机的光学定位系统对第一钢网20及第二钢网22的开口与封装模块基板10进行对位，通过SMT通用的印刷机设定第一钢网20及第二钢网22的下表面与封装模块基板10上表面间的距离，且第二钢网22相对封装模块基板10上表面的距离应比第一钢网20相对封装模块基板10的距离较大些。
刮刀40的刀刃与第一钢网20及第二钢网22的间隙也可通过印刷机设定及调整。利用刮刀40自动刮动焊球填充第二钢网22的开口。刮刀40的行进速度及行进路程均可通过按需求预先设定。另外，第一钢网20及第二钢网22的脱膜通过印刷机完成，这样，该脱膜过程可严格地在垂直方向上完成，其中，通过印刷机使第二钢网22自动脱膜可实现焊球42的放置，而且可避免焊球42的偏位。
焊球42的熔化采用SMT通用的回流焊炉或热板炉进行，熔化温度根据焊球42的成分和助焊膏要求进行设定，有时，通过回流焊炉熔化需要放置在密闭的集热托盘中再放置于轨道上进行，这样有助于减少焊球氧化和防止空气气流不稳定造成的焊球偏位。

Claims (10)

1、一种BGA(Ball Grid Array，球栅阵列)封装基板植球方法，包括如下步骤：
(a)将具有至少一开口的第一钢网(20)放置于封装模块基板(10)上焊盘(13)的正上方；
(b)于第一钢网(20)上放置助焊膏(30)；
(c)通过SMT(Surface Mounting Technology，表面封装技术)印刷机自动印刷助焊膏(30)，并取走第一钢网(20)；
(d)将具有至少一开口的第二钢网(22)放置于焊盘(13)的正上方，于第二钢网(22)上放置焊球(42)；
(e)利用刮刀(40)将焊球(42)填充第二钢网(22)的开口，取走第二钢网(22)；
(f)熔化焊球(42)。
2、根据权利要求1所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述的封装模块基板(10)是以拼板形式连接。
3、根据权利要求2所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述的封装模块基板(10)具有周缘工艺边(12)，所述的周缘工艺边(12)上设置识别点(121)。
4、根据权利要求1所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述第一钢网(20)的厚度在0.001英寸与0.005英寸之间，开口尺寸和与其对应的焊盘(13)的尺寸有正负不大于10％的偏差，其开口形状和与其对应的焊盘(13)的形状相同。
5、根据权利要求1所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述第二钢网(22)的厚度与焊球(42)的直径有0.002英寸的上公差，其开口尺寸与焊球(42)的直径有0.003英寸与0.004英寸之间的上公差，其开口形状为圆形。
6、根据权利要求1所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述的印刷机具有光学定位系统，利用所述光学定位系统可分别对第一钢网(20)及第二钢网(22)的开口与封装模块基板(10)进行定位。
7、根据权利要求1所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述的印刷机可设定第一钢网(20)及第二钢网(22)下表面与封装模块基板(10)上表面间的距离。
8、根据权利要求1所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述的印刷机可对刮刀(40)的刀刃与第一钢网(20)及第二钢网(22)的间隙进行设定及调整。
9、根据权利要求1所述的BGA封装基板植球方法，其特征在于，所述的印刷机可对第一钢网(20)及第二钢网(22)自动脱膜。
10、一种BGA封装基板植球设备，包括至少一块封装模块基板(10)，一个SMT印刷机，该封装模块基板(10)通过该印刷机进行植球，其特征在于，还包括第一钢网(20)、第二钢网(22)、刮刀(40)及焊盘(13)，其中，焊盘(13)安置于基板(10)上，所述第一钢网(20)及第二钢网(22)分别具有开口，第一钢网(20)及第二钢网(22)分别放置于封装模块基板(10)的上方并使其开口正对于各个焊盘(13)的正上方，刮刀(40)安置于印刷机上并在印刷机的驱动下于基板(10)上方移动。
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