专利名称：一种球栅阵列封装芯片的植球装置及方法
技术领域：
本发明涉及集成电路封装领域，尤其涉及一种球栅阵列封装芯片的植球装 置及方法。
背景技术：
现代电子整机产品中，采用球栅阵列封装芯片(BGA， Ball Grid Array)封 装的大规模集成电路已经大量使用，例如电脑中的CPU、总线控制器、数据控 制器、显示控制器芯片等。在采用表面贴装技术(SMT， Surface Mounted Technology)组装这些电路的过程中，通常存在BGA芯片连锡、虚焊、冷焊等缺 陷,，统计表明，在已经损坏的BGA芯片中，电路逻辑上真正损,坏的很少，多数 是芯片与电路板的连接被损坏，即电路板故障是由于BGA芯片焊接不良引起的。 为了降低BGA芯片返修成本，缩短返修周期，减少BGA芯片报废成本，提高芯 片利用率，目前主要采用重新植球技术对BGA进行修复， 一种BGA植球流程是 首先将BGA芯片固定到植球工装上面，接着在芯片表面涂上助焊膏，助焊膏用 于固定锡球并在加热焊接锡球时起助焊作用；下一步将专用钢网放在BGA芯片 表面并对好位，对位好后填锡球，填好锡球后，将钢网与BGA芯片分离，最后 取下填好锡球的BGA芯片，用回流炉或BGA返修台进行高温焊接锡球。
上述的植球技术填完球后需要将植球钢网与BGA芯片分离，由于锡球只是 通过助焊膏粘在BGA芯片焊盘上，因此，分离时很容易导致锡球发生混乱，导 致填球失败，并且植球钢网与BGA芯片分离后，BGA芯片还需要过回流炉或BGA 返修台进行加热焊接，由于BGA表面上的锡球在焊接过程中，易受热风及表面 张力的影响出现连锡缺陷，导致植球失败。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供球栅阵列封装芯片的植球装 置及方法。提高了植球的质量。
本发明实施例提供了一种植球工装，包括 基座，用于支撑整个植球工装；
支撑垫片，位于所述基座上方，用于在垂直方向支撑待植球的球栅阵列封 装芯片；
框体，位于所述支撑垫片上方，用于在水平方向固定待植球的球栅阵列封 装芯片；
多个通孔，位于所述基座上，用于将焊接装置的热量传递给位于所述支撑 垫片上的所述待植球的球栅阵列封装芯片。
相应的，本发明实施例还提供了一种球栅阵列封装芯片的植球装置，包括 有植球钢网和植球工装，所述植球工装包括
基座，用于支撑整个植球工装；
支撑垫片，位于所述基座上方，用于在垂直方向支撑待植球的球栅阵列封 装芯片；
框体，位于所述支撑垫片上方，用于在水平方向固定'待植球的球栅阵列封 装芯片；
多个通孔，位于所述基座上，用于将焊接装置的热量传递给位于所述支撑 垫片上的所述待植球的球栅阵列封装芯片。
相应的，本发明实施例还提供了一种球栅阵列封装芯片的植球方法，包括 将球栅阵列封装芯片和相应的植球钢网依次放置到植球工装上； 为所述球栅阵列封装芯片填球；
通过焊接装置对所述植球工装上的球栅阵列封装芯片焊球； 焊接完成后，将所述植球钢网和所述球栅阵列封装芯片/人所述植球工装上 分离。
本发明实施例将植球钢网与球栅阵列封装芯片的分离工序;^文在焊球之后， 在焊球过程中植球钢网限制球珠位于所述保证所述球栅阵列封装芯片上的对应 的焊盘上，避免了焊接过程中受热风及表面张力影响出现连锡的缺陷，并且分 离钢网时，球珠已经牢固焊接至所述球栅阵列封装芯片上，避免了分离时导致 锡球发生混乱的缺陷，提高了植球的质量。
图1是本发明球栅阵列封装芯片的植球装置的一个实施例结构剖面图2是图1中植球工装的一个实施例结构示意图3是图1中植球钢网的一个实施例的一俯视图4是图1中植球钢网的一个实施例的一侧视图5是本发明球栅阵列封装芯片的植球方法的一个实施例流程图6是本发明球栅阵列封装芯片的植球方法的另 一个实施例流程图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种球珊阵列封装芯片的植球装置。图1是该植球装 置的一个实施例结构剖面图。如图所示，本实施例的植球装置包括植球工装10 和植球钢网20,其中，植球工装10包括基座11、支撑垫片12、框体13、立柱 14以及通孔15，所述支撑垫片12位于所述基座11上方，所述框体13位于所 述支撑垫片12上方，所述立柱14位于所述基座11和所述支撑垫片12之间， 螺钉(图1中未画.出)依次穿过所述框体13、所述支撑垫片12、所述立柱14 上的螺紋通孔将所述框体13、所述支撑垫片12以及所述立柱14固定到所述基 座11上， 一待植球的球栅阵列封装芯片30放置在所述框体13中，所述支撑垫 片12在垂直方向支撑所述球^f册阵列封装芯片30，所述框体13在水平方向固定 所述球栅阵列封装芯片30，植球钢网11放置在所述球栅阵列封装芯片30上方， 锡5*31填在所述植球钢网11的开孔中，并粘放在所述球4册阵列封装芯片30 的焊盘上。本实施例中，多个通孔15用于在回流炉或其它焊接设备进行锡球焊 接时，将热量快速传至所述球栅阵列封装芯片30上，使所述球4册阵列封装芯片 30上的锡球31熔化，达到焊接的目的。本实施例的植球装置结构满足将植球钢 网与球栅阵列封装芯片的分离工序放在焊球之后的需求，在焊球过程中植球钢 网限制球珠位于所述球栅阵列封装芯片上的对应的焊盘上，避免了焊接过程中 受热风及表面张力影响出现连锡的缺陷，并且分离钢网时，球珠已经牢固焊接 至所述球栅阵列封装芯片上，避免了分离时导致锡球发生混乱的缺陷，提高了 植球的质量。
图2是图1中植球工装的一个实施例结构示意图。如图所示，本实施例的 植球工装具体包括基座11、支撑垫片12、框体]3、立柱14、通孔15、开槽16
以及折边结构17，其中，基座11,用于支撑整个植3求工装；基座11釆用不锈 钢材料。支撑垫片12，位于所述基座上方，用于在垂直方向支撑待植球的球栅 阵列封装芯片；支撑垫片12采用不锈钢材料。框体13，位于所述支撑垫片上方， 用于在水平方向固定待植球的球栅阵列封装芯片；所述框体13的内框尺寸取相 应的待植球的球栅阵列封装芯片尺寸公差的上限，比如，球栅阵列封装芯片尺 寸为23 ± 0.2mm，则框体13的尺寸为23.2mm,公差取(0 ~ 0.05mm ),所述框 体13采用防静电的合成石。立柱14位于所述基座11和所述支撑垫片12之间， 用于支撑所述支撑垫片12。多个通孔15，位于所述基座11上，用于将焊接装 置的热量传递给位于所述支撑垫片12上的所述待植球的球栅阵列封装芯片。开 槽16,位于所述框体13的一侧，所述开槽16用于排放植球过程中多余的锡球 珠。所述基座11的边缘设置折边结构17,所述折边结构17保持所述工装在水 平面的平衡，螺钉18依次穿过所述框体13、所述支撑垫片12、所述立柱14上 的螺紋通孔固定所述框体13、所述支撑垫片12以及所述立柱14到所述基座11 上。本实施例中，所述基座11采用不锈钢材料，'所述支撑垫片12采用不锈钢 材料，所述框体13采用防静电的合成石，整个植球工装重量轻、方便操作者取 放。
图3是图1中植球钢网的一个实施例的一俯视图；图4是图1中植球钢网 的一个实施例的一侧^L图。如图3所示，所述植球钢网包括一钢网本体201和 位于所述钢网本体上的多个开孔202,所述开孔202以满阵列形式分布在所述钢 网本体201上，所述开孔202俩俩间的间距与相应的球栅阵列封装芯片上俩俩 焊盘间的间距相同，如图4所示，所述钢网本体201为中间薄、边纟彖厚的阶梯
分布形状的形状，在用钢网进行植球时需要对所述钢网上的开孔和所述球冲册阵 列封装芯片上的焊盘进行——对位，对位非常困难，本实施例将开孔设计为满 阵列形式，在用钢网进行植球时无需进行对位操作。本实施例的植球钢网采用 阶梯设计， 一方面避免了助焊膏与植球钢网直接接触，保证锡球焊接过程中助 焊膏挥发充分；另一方面方便植球钢网与球栅阵列封装芯片分离；再一方面加 强了 4直^求钢网强度，减少钢网变形几率。
本发明植球装置的另一实施例与图1所示的植球装置不同支处在于，该植 球装置包括现有的植球钢网和图2所示的植球工装，在植球钢网开孔与球栅阵
列封装芯片上的焊盘对好位后，用螺钉固定到所述植球工装上。
本发明实施例还提供了一种球栅阵列封装芯片的植球方法，图5是该方法
的一个实施例流程图。如图所示，本实施例的方法包括
步骤S300,将球栅阵列封装芯片和相应的植球钢网依次放置到植球工装上；
步骤S301,将待焊接的锡球珠放置在所述植球钢网的表面；
步骤S302,来回摇晃所述植球工装，使所述锡球珠填入所述植球钢网与焊
盘对应的开孔中，使所述锡球粘放到所述球栅阵列封装芯片焊盘的助焊膏上； 步骤S303,通过焊接装置对所述植球工装上的^M册阵列封装芯片焊球； 步骤S304，焊接完成后，将所述植球钢网和所述球栅阵列封装芯片从所述
植球工装上分离。
图6是该方法的另一个实施例流程图，如图所示，本实施例的方法包括 步骤S400，将球栅阵列封装芯片和相应的植球钢网依次放置到植球工装上； 步骤S401，将所述球;f册阵列封装芯片的焊盘与所述球珊钢网上的开孔进行 对位；
步骤S402,将对好位的植球钢网固定在植球工装上；
步骤S403,将待焊接的锡球珠放置在所述植球钢网的表面；
步骤S404，用妒刀将锡球珠填入所述植球钢网与焊盘对应的开孔中，使所
述锡球粘放到所述球栅阵列封装芯片焊盘的助焊膏上；
步骤S405，通过焊接装置对所述植球工装上的球^fr阵列封装芯片焊球; 步骤S406,焊接完成后，将所述植球钢网和所述球栅阵列封装芯片从所述
植球工装上分离。
本发明实施例的植球工装基座设置上设置有多个通孔，所述通孔在用回流 炉或其它焊接设备进行锡球焊接时，将热量快速传至球栅阵列封装芯片上，使 锡球熔化，达到焊接的目的，鉴于此，可将植球钢网与球栅阵列封装芯片的分 离工序放在焊球之后，本发明实施例在焊球过程中植球钢网限制球珠位于所述 球栅阵列封装芯片上的对应的焊盘上，避免了焊接过程中受热风及表面张力影 响出现连锡的缺陷，另外，分离钢网时，球珠已经牢固焊接至所述球栅阵列封 装芯片上，避免了分离时导致锡球发生混乱的缺陷，可保证植球钢网与球栅阵 列封装芯片分离操作容易，提高了植球的质量，另外，本发明实施例植球钢网 将开孔设计为满阵列形式，在用钢网进行植球时无需进行对位」操作，另外，本
发明实施例的植球钢网采用阶梯设计， 一方面避免了助焊膏与植球钢网直接接 触，保证锡球焊接过程中助焊膏挥发充分；另一方面方便植球钢网与球栅阵列
封装芯片分离；再一方面加强了植球钢网强度，减少钢网变形几率。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之 权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1、一种植球工装，其特征在于，包括基座，用于支撑整个植球工装；支撑垫片，位于所述基座上方，用于在垂直方向支撑待植球的球栅阵列封装芯片；框体，位于所述支撑垫片上方，用于在水平方向固定待植球的球栅阵列封装芯片；多个通孔，位于所述基座上，用于将焊接装置的热量传递给位于所述支撑垫片上的所述待植球的球栅阵列封装芯片。
6、如权利要求5所述的植球装置，其特征在于，所述的植球钢网包括 钢网本体，用于保持该植球钢网的水平平衡；多个开孔，位于所述钢网本体上，用于为待植球的球珊阵列封装芯片填球， 所述开孔以满阵列形式分二的待植球的球珊阵列封装芯片上俩俩焊盘间的间距相同
7、如权利要求6所述的植球装置，其特征在于，所述钢网本体为中间薄、 边缘厚的阶梯形。
8、 一种球栅阵列封装芯片的植球方法，其特征在于，包括 将球栅阵列封装芯片和相应的植球钢网依次放置到植球工装上； 为所述J求栅阵列封装芯片填球；通过焊接装置对所述植球工装上的球栅阵列封装芯片焊^j^; 焊接完成后，将所述植球钢网和所述球栅阵列封装芯片/人所述植球工装上 分离。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的为所述球栅阵列封装芯 片填球的步骤进一步包括将待焊接的锡球珠;故置在所述植球钢网的表面；来回摇晃所述植球工装，使所述锡球珠填入所述植球钢网与焊盘对应的开 孔中，使所述锡球粘放到所述球栅阵列封装芯片焊盘的助焊膏上。
10、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的为所述球珊阵列封装 芯片填球的步骤进一步包括将所述球栅阵列封装芯片的焊盘与所述球珊钢网上的开孔进行对位； 将对好位的才直球钢网固定在植球工装上； 将待焊接的锡球珠放置"在所述植球钢网的表面；用4产刀将锡球珠填入所述植球钢网与焊盘对应的开孔中，^吏所述锡球粘放 到所述^M册阵列封装芯片焊盘的助焊膏上。
全文摘要
本发明实施例公开了一种球栅阵列封装芯片的植球装置，包括有植球钢网和植球工装，其特征在于，所述植球工装包括基座，用于支撑整个植球工装；支撑垫片，位于所述基座上方，用于在垂直方向支撑待植球的球栅阵列封装芯片；框体，位于所述支撑垫片上方，用于在水平方向固定待植球的球栅阵列封装芯片；多个通孔，位于所述基座上，用于将焊接装置的热量传递给位于所述支撑垫片上的所述待植球的球栅阵列封装芯片。本发明实施例还公开了一种球栅阵列封装芯片的植球方法。采用本发明，具有可保证植球钢网与球栅阵列封装芯片分离操作容易，避免了焊接过程中受热风及表面张力影响出现连锡的缺陷，提高了植球的质量的优点。
文档编号H01L21/02GK101097874SQ20071002873
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月21日 优先权日2007年6月21日
发明者袁均平 申请人:华为技术有限公司