TW405194B - Solder ball loading mechanism - Google Patents

Description

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 s—4〇 ⑽ 4_ B7__ 五、發明説明（1 ) 本發明偽大致有關於半導體封裝之技術，並且特別是 有關於一種在一 BGA封裝過程中使用的一焊料球裝載機構 Ο BGA (球柵陣列）傣相當新的半導體裝置，其中該等 接點是以一陣列結構排列的多數焊料球，當産生一BGA裝 置時，該等焊料球必須以一陣列結構準確地放置在該BGA 基材上。最近，一 BGA裝置之所有球傜使用一吸引拾取與 放置裝置同時放置，該趿引拾取與放置裝置以一陣列結構 拾取該等球並且將它們放在該BGA基材上。但是在該吸引 裝置可以拾取該等球之前*該等球必須先以一陣列結構被 装載在一模板上。在一 BGA封裝過程中，這會是一相當耗 時的步驟，因為該等球將是非常小的且每一列有相當多的 球，即使只有單一個漏失的球也需要重覆該裝載過程。清 楚地，需要有以最少的重覆次數來有效且可靠地裝載該等 焊料球成為一陣列結構的一機構。 因此本發明之一目的為提供一種用以有效地將焊料球 以一陣列結構裝載在一模板上的一機構。 本發明之裝載機構包含一可移動板，放置在該板頂部 的是可以固持相當大置焊料球的一球容器，該容器沒有底 部，卽，該容器之底部主要是該板本身。該容器應輕置於 該板上使得該板可以輕易地在該容器下方滑動*為了確使 該容器輕置於該板上而不會有間隙，彈性缓衝物可設置在 該容器與該板之間。壓縮空氣由該容器兩側經由一空氣供 應管以一交替之方式供應，其中只有其中一管隨時提供空 -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -- ! I II 11 11. L -I! ----- HI —I-- 1-- - I— -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫•本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 4〇&i9赛 五、發明説明（2 ) 氣使得該空氣壓力使該等焊料球在該容器内由一側移動到 另一侧。 該板具有至少一排模板，並且在這較佳實施例中，有 六痼模板，該等模板操設置在該板上使得所有的六個模板 可以藉由使該板滑向該容器而披定位在該容器下方。該模 板基本上包含以與由在最後BGA裝置上之球所形成之圖案 相同者之一陣列結構排列的多數階孔，各孔只大到足以固 持一單一焊料球，各孔延伸穿過該板的整锢厚度但是該孔 在該底部處之直徑小於該球之直徑，使得該焊料球不會掉 落穿過該孔。在該放置位置時，該焊料球應在正下方或與 該板之平面齊平。 一對感應裝置、一偵測器與一發射器被用來偵測在該 等模板上一漏失的球*該發射器傜位於該等模板之正下方 *並且該偵測器連接該容器的側邊。該發射器發出穿過該 等模板的光，使得當該等模板被定位在該偵測器下方時* 未被一焊料球所佔據之任何一孔可讓該光照射在該偵测器 上。 第1圖是本發明之球装載機構與焊料球吸引拾取與放 置裝置的一立體圖。 第2圖是在該陣列模板中之孔的一横截面圖，並且一 焊料球放置在該孔内。 、 第1圖顯示本發明之較佳實施例，為了達到顯示之目 的，本發明的該球裝載機構1偽與一球吸引拾取與放置装 置2 —同在此顯示。在一 BGA封裝時*該球吸引拾取與放 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） mu - - I .^m j - - ........ t ! I »:1 n ί m I ^^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫•本頁) 405194

五 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 發明説明（3 ) 置裝置2與該球裝載機構1 一起工作，但是它不是該球裝 載機構1的一部份。熟習此項技藝者應可了解除了在此所 示者外，該球裝載機構1可以其他種類的球吸引拾取與放 置機構一起工作。 該球裝載機構1包括一可移動板5 ·放置在該板頂部 上的是用以固持相當大量之焊料球20的一球容器15，該容 器15沒有底部，即，該容器之底部主要是該板5本身。該 容器15應輕置於該板上使得該板5可以輕易地在該容器15 下方滑動》為了確使該容器15輕置於該板5上而不會有間 隊，彈性缓衝物可設置在該容器15與該板5之間。 齠縮空氣由該容器15兩側經由空氣供應管25 (只顯示 一値）以一交替之方式供應*其中只有其中一管随時提供 空氣使得該空氣壓力使該等焊料球在該容器内由一倒移動 到另一倒（因此該容器以具有一蓋為佳，但它在圖中顯示 出來）。熟習此項技藝者者應可了解雖然空氣源在該《充 過程中有幫助且非常需要，該球裝載機構可以不需要這種 空氣源而可操作•或者，以用以擾動在該容器内之球的其 他裝置來操作。 該板5具有至少一排模板10,並且在這較佳實施例中 ，有六攧模板，該等模板10偽設置在該板5上使得所有的 六橱模板10可以藉由使該板5滑向該容器15而被定位在該 容器15下方。該模板10基本上包含以與由在最後BGA裝置 上之球所形成之圃案相同者之一陣列結構排列的多數階孔 ，如第2圖中所示，各孔39只大到足以固持一單一焊料球 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） «HI nn ^^^1 L· mu «In if m» nn--t (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印繁 r " I Α7 - 405194 β7__ 五、發明却afl ) 20，各孔39延伸穿過該板5的整館厚度但是在該底部處之 該孔37的直徑小於該球之直徑，使得該焊料球不會掉落穿 過該孔。在該放置位置時，該焊料球20應在正下方或與該 板5之頂平面齊平。 一對感應裝置、一偵測器30與一發射器35披用來偵測 在該等模板10上一漏失的球，該發射器35 (以虛線顯示） 係位於該等模板10之正下方*並且該偵測器30連接該容器 15的钿邊。該發射器35發出穿過該等模板10的光，使得當 該等模板10被定位在該偵測器30下方時•未被一焊料球所 佔據之任何一孔可讓該光照射在該偵測器30上。 該焊料球裝載過程開始時偽以足量之焊料球填充該容 器15,為使該過程逹到最佳化，該容器傜以只披部份地填 充或沒有足夠之空間供該等焊料球使用以沿著該容器内部 移動者為佳。充份的移動是必要的，因為它有助於將該等 焊料球移入定位。另一方面，只有太少的焊料球也不是所 需要的，因為箱要一足夠數置的球來使該随意缜充過程最 佳化。 —旦該容器充滿該等焊料球20，空氣源披致動，使得 該等焊料球由該容器之内部的一側移動到另一側•接箸該 板5滑向該容器15以將該等模板10放在該容器15下方。一 旦在該容器15下方，在一段短時間内，該板5仍保持在定 位上以便讓該等球20可以填補該等模板10的孔。在這段預 定時間過去之後，該板5滑雞該容器15使得該等模板10不 再位於該容器15下方。當該等模板10在該上方感應器30下 本纸伕尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

,1T 405194 A7 __ 發明説明（5 ) 方移動時，可測出是否有任何孔上沒有焊料球，如果偵測 到有漏失的焊料球，該板5滑回朝向該容器15並且重覆該 填充過程。當在該模板10上之所有孔均己被焊料球填滿時 ，沒有光線穿過該等模板孔並且該焊料球裝載過程就完成 了0 一旦該裝載過程完成之後，該球吸引拾取與放置裝置 2由該等模板上拾起該等焊料球而仍保持住該陣列結構， 並且將該等焊料球放在BGA基材上。進一步加工以便將該 等焊料球永久地連接在該等基材上是必要的。 本發明可以在不偏離其精神或主要持擻的倩形下以其 他形態來實施，因此•以上所掲露之實施例偽應被視為說 明而非限制之用•本發明之範赙係由以下申請專利範圔所 界定並且在該申請專利範圍之等效意義與範圍内所有的變 化均應被包含在其中β 元件標號對照 - —.1 -II i ^^1 t^i I 1— I - . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁

1____ .球裝載機構 25. ...空氣供應管 2____ .拾取與放置裝置 30. ...偵測器 5____ .可移動板 35. ...發射器 10... .模板 37. …孔 15... .球容器 39. …孔 20... .焊料球 V 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'乂297公釐）

Claims (1)

1. B8 C8 D8 405194 '申請專利範園 1. —種焊料球裝載機構，包含： 一板； 設置在該板上的至少一陣列模板； 用以固持設置在該板上的一容器，該容器之一底 係該板之一上表面； 用以偵测該陣列模板是否完全被焊料球所填滿的 一機構；. 藉由該板滑向該容器以便將該模板放在該容器下 方以便以該等焊料球填補該陣列模板。 2. 如申請專利範圍第1項之焊料球裝載機構，還包含用 以使該等焊料球在該容器内移動的一空氣源。 3. 如申請專利範圍第1項之焊料球裝載機構，其中該陣 列模板包含一陣列階孔，各孔係大到足以容納一單一 焊料球，該孔具有具有直徑小於該焊料球的一底孔。 4. 如申請專利範圍第2項之焊料球裝載機構，其中該陣 列模板包含一陣列階孔，各孔傺大到足以容納一單一 焊料球，該孔具有具有直徑小於該焊料球的一底孔。 5. 如申請專利範圍第1項之焊料球裝載機構，其中該偵 测機構包含一偵測器與一發射器。 6. 如申請專利範圍第2項之焊料球裝載機構，其中該偵 測機構包含一偵測器與一發射器。 7. 如申請專利範圍第3項之焊料球裝載機構，其中該偵 測機構包含一偵測器與一發射器，該發射器位在該模 板下方，該偵測器位在該板上方，其中該發射器發出 -9 - 本紙張尺度逋用+中國國家標準（CNS ) A—4規格（21〇χ_29：7公釐） ---^----------^------、1Τ------^ (請先聞讀會面之注意事項再填肩本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4 A w ， B8 C8 p405104---- 六、申請專利範圍 穿過該等孔的一光線，該光線被該偵測器偵測，藉此 偵測到該光線表示有一漏失的焊料球。 8. 如申請專利範圍第2項之焊料球裝載機構，其中該空 氣源傣位在該容器之兩側上以便將空氣以一交替之方 式供應到該容器中而使該等焊料球由一側移動到另一 側。 9. 如申請專利範圍第4項之焊料球裝載機構，其中該空 氣源僳位在該容器之兩側上以便將空氣以一交替之方 式供應到該容器中而使該等焊料球由一側移動到g — 側。 10.如申諳專利範圍第1項之焊料球裝載機構，還包含在 該容器與該板之間的一彈性緩衝物。 ---·ι—·-----装------訂----：--泉 (請先閱讀f-®-之注意事項再填寫.本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）