TWI628767B - Staggered configuration grafting method - Google Patents

Abstract

一種交錯配置植膠方法，尤特指植膠治具在針座設有兩組呈相互交錯配置的膠針，膠針先沾附助焊劑，再以互相交替的方式多次將助焊劑轉印於基板上呈陣列配置的焊墊中，除了使得針座上安裝膠針的通孔間隙增加，藉以提昇針座整體強度並減少加工變形量之外，同時還可以讓膠針於針座結合部份直徑增加，藉以提昇膠針整體強度並降低組裝時的困難度，為其特徵者。

Description

交錯配置植膠方法

本發明交錯配置植膠方法，主要是應用於球柵陣列(Ball Grid Array)封裝中膠針轉印(Pin Transfer)助焊劑的技術上。

球柵陣列(英語：Ball Grid Array，以下簡稱BGA)封裝技術為應用在積體電路上的一種表面黏著封裝技術，此技術常用來永久固定如微處理器之類的裝置。在運作時即可將電子訊號從積體電路上傳導至其所在的印刷電路板(printed circuit board，以下簡稱PCB)。BGA封裝能提供比其他封裝容納更多的接腳，整個裝置的底部表面可全作為接腳使用，而不是只有周圍可使用，比起周圍限定的封裝類型還能具有更短的平均導線長度，以具備更佳的高速效能。

焊接BGA封裝的裝置需要精準的控制，且通常是由自動化程序的工廠設備來完成的。在BGA封裝下，基板在封裝底部處引腳是由錫球所取代，由一粒小小的錫球固定其上。這些錫球可以透過自動化機器配置，並透過助焊劑將它們定位於基板的焊墊上。裝置以表面貼焊技術固定在PCB上時，基板底部錫球的排列恰好對應到PCB上銅箔的位置。產線接著會將其加熱，將錫球溶解。表面張力會使得融化的錫球撐住封裝點並對齊到PCB上，在正確的間隔距離下，當錫球冷卻並固定後，形成的焊接接點即可連接裝置與PCB。

敬請參閱第一圖所示：係習式之立體示意圖。傳統習用植膠治具，由於基板60上的焊墊61呈矩陣配置，且間距非常小只有在0.3mm以下，使得傳統習用植膠治具的針座70在安裝膠針80時，其通孔(圖中未示)的間隙與膠針80的直徑都很小，通孔(圖中未示)的間隙小，除了會降低針座70整體的強度之外，而且還會導致針座70在加工通孔(圖中未示)時的變形量增加，膠針80的直徑小，除了會降低膠針80整體的強度之外，而且還會增加膠針80組裝於通孔(圖中未示)時的困難度，為其既存尚待克服解決的問題與缺失之一。

除此之外，敬請參閱第二、三圖所示：係習式膠針與基板發生橋接狀態之平面示意圖。傳統習用植膠方法利用膠針80將助焊劑1轉印於基板60的焊墊61時，由於膠針80的間距太小，導致有些助焊劑1於不同焊墊61上會有相連的情形發生，此種現象稱之為橋接(Bridge)，影響植膠良率。橋接於膠針80及基板60上皆可能發生，於連續轉印過程中助焊劑1殘留於膠針80至一定量後也會發生橋接(Bridge)，使得膠針80清洗的頻率增加。為其既存尚待克服解決的問題與缺失之二。

本發明人目前從事相關產品的製造、設計，累積多年的實務經驗與心得，針對傳統習用的植膠方法所既存的問題與缺失，積極地投入創新與改良的精神，所完成的交錯配置植膠方法。

發明解決問題所應用的技術手段以及對照先前技術的功效係在於：對於球柵陣列(Ball Grid Array)封裝在錫球間距縮短及數量增加，對於膠針轉印(Pin Transfer)助焊劑方法改善，將原本錫球陣列變更為兩組 相交錯配置並以多次轉印沾附助焊劑於焊墊上，相對於現有轉印方式有以下優點：一、降低助焊劑沾附及轉印時造成橋接(Bridge)發生可能性。二、降低膠針及針座加工難度，並有更好穩定度。其中：交錯配置方式能增加膠針間距，於極小間距(0.3mm~0.1mm以下)能改善橋接問題，並減少膠針清洗頻率。同時，可以使得針座安裝膠針的通孔間隙增加，除了可以提升針座的整體強度，並減少加工變形量之外，還可以讓膠針於針座結合部份直徑增加，除了可以提升膠針的整體強度之外，還可以降低組裝的困難度，具有功效上的增進，為其主要目的達成者。

本發明部分

1‧‧‧助焊劑

10‧‧‧基板

11‧‧‧第一部分

12‧‧‧第二部分

13‧‧‧焊墊

20‧‧‧針座

21‧‧‧第一部分

22‧‧‧第二部分

23‧‧‧通孔

30‧‧‧膠針

40‧‧‧彈性元件

41‧‧‧壓制元件

50‧‧‧膠盤

習式部分

60‧‧‧基板

61‧‧‧焊墊

70‧‧‧針座

80‧‧‧膠針

第一圖：係習式之立體示意圖。

第二圖：係習式膠針發生橋接狀態之平面示意圖。

第三圖：係習式基板發生橋接狀態之平面示意圖。

第四圖：係本發明之立體組合示意圖。

第五圖：係本發明移動針座至膠盤上方之平面示意圖。

第六圖：係本發明針座下降沾附助焊劑之平面示意圖。

第七圖：係本發明針座上昇脫離之平面示意圖。

第八圖：係本發明移動針座至基板上方之平面示意圖。

第九圖：係本發明針座下降轉印助焊劑，第一次植膠之平面示意圖。

第十圖：係本發明針座上昇脫離之平面示意圖。

第十一圖：係本發明第一次植膠(完成50%)之立體示意圖。

第十二圖：係本發明基板左移第二次植膠(完成75%)之立體示意圖。

第十三圖：係本發明基板右移第三次植膠(完成100%)之立體示意圖。

為使專精熟悉此項技藝之人仕業者易於深入瞭解本發明的構造內容以及所能達成的功能效益，茲列舉一具體實施例，並配合圖式詳細介紹說明如下：一種交錯配置植膠方法，敬請參閱第四圖所示：係本發明之立體組合示意圖。主要在於：包括：基板10、針座20、膠針30、彈性元件40與膠盤50；其中：該基板10區分設有兩個大小相同的第一部分11與第二部分12，該基板10在第一部分11與第二部分12上設有複數個呈矩陣配置的焊墊13，該焊墊13的間距為0.3mm~0.1mm以下，該焊墊13的深度為0.05mm；該針座20對應於基板10的第一部分11與第二部分12處亦區分設有兩個大小相同的第一部分21與第二部分22，該針座20的第一部分21對應於基板10第一部分11的焊墊13處設有複數個呈間隔配置的通孔23，該針座20的第二部分21對應於上述基板10第二部分12的焊墊13處設有複數個呈間隔配置的通孔23，該第一部分21與第二部分22的複數個通孔23呈交錯配置，該針座20第一部分21與第二部分22的複數個通孔23中設有複數個膠針30；該膠針30係安裝於上述針座20第一部分21與第二部分22的複數個通孔23中，該膠針30可供沾附助焊劑1並向下植入上述基板10的焊墊13中；該彈性元件40係安裝於上述膠針30頂部的壓制元件4 1，提供膠針30將助焊劑1向下植入上述基板10的焊墊13時適當向上的彈性緩衝作用；該膠盤50內部設有助焊劑1，可供上述膠針30沾附助焊劑1，並植入上述基板10的焊墊13中者。

藉由上述各元件結構所組合而成之本發明，係在提供一種交錯配置植膠方法，在實際操作應用上：一、移動針座20至膠盤50上方(如第五圖所示)；二、針座20下降沾附助焊劑1(如第六圖所示)；三、針座20上昇脫離(如第七圖所示)；四、移動針座20至基板10上方(如第八圖所示)；五、針座20下降轉印助焊劑1，第一次植膠(完成50%)(如第九、十圖所示)；六、針座20上昇脫離(如第十一圖所示)；七、重複步驟一至四，基板10左移，針座20下降轉印助焊劑1，第二次植膠(完成75%)(如第十二圖所示)；八、針座20上昇脫離；九、重複步驟一至四，基板10左移，針座20下降轉印助焊劑1，第三次植膠(完成100%)(如第十三圖所示)。

綜合上述所陳，本發明係在提供一種交錯配置植膠方法，經過本發明人實際製做完成以及反覆操作測試之後，證實的確可以達到本發明所預期的功能效益，同時又為目前坊間尚無見聞之首先創作，具有產業上的利用價值，誠然已經符合發明專利實用性與進步性之成立要義，爰依 專利法之規定，向 鈞局提出發明專利之申請。

Claims (6)

1. 一種交錯配置植膠方法，主要在於：植膠治具的針座設有複數組呈相互交錯配置的膠針，並以多次至膠盤沾附助焊劑的方式，將助焊劑轉印於基板的焊墊上；其中：植膠方法包括下列步驟：一、移動針座其中一組的膠針至膠盤上方；二、針座下降，先由該組膠針沾附膠盤中的助焊劑；三、針座上昇脫離；四、移動針座該組膠針至基板上方；五、針座下降，由該組膠針將助焊劑轉印於基板的焊墊上；六、針座上昇脫離；七、依序移動針座其它組的膠針至膠盤中沾附助焊劑；八、依序移動基板，由其它組的膠針依序將助焊劑轉印於基板其它組的焊墊上者。
2. 一種交錯配置植膠方法，主要在於：植膠治具的針座設有複數組呈相互交錯配置的膠針，並以多次至膠盤沾附助焊劑的方式，將助焊劑轉印於基板的焊墊上；其中：植膠方法包括下列步驟：一、移動針座複數組的膠針至膠盤上方；二、針座下降，先由複數組膠針同時沾附膠盤中的助焊劑；三、針座上昇脫離；四、移動針座該組膠針至基板上方；五、針座下降，由複數組膠針將助焊劑轉印於基板的焊墊上；六、針座上昇脫離； 七、依序移動針座其它組的膠針至膠盤中沾附助焊劑；八、依序移動基板，由其它組的膠針依序將助焊劑轉印於基板其它組的焊墊上者。
3. 如請求項1或2所述之交錯配置植膠方法，其中：該針座對應於複數個膠針處設有複數個通孔，該膠針的頂部設有壓制元件與彈性元件，提供膠針將助焊劑向下轉印於基板的焊墊時適當向上的彈性緩衝作用者。
4. 如請求項1或2所述之交錯配置植膠方法，其中：該焊墊呈矩陣方式配置者。
5. 如請求項1或2所述之交錯配置植膠方法，其中：該焊墊的間距為0.3mm~0.1mm者。
6. 如請求項1或2所述之交錯配置植膠方法，其中：該焊墊的深度為0.05mm者。