磁性非对称型柱或核球的植球治具及植球方法
【专利摘要】本发明涉及一种磁性非对称型柱或核球的植球治具及植球方法，其特征是：包括托盘和吸头，托盘的上部和吸头下部分别呈开口状，托盘的下部和吸头的上部分别设置抽真空口，在托盘内固定下模，在吸头内固定上模；在所述下模和托盘的下部之间形成第一真空腔，在上模和吸头的上部之间形成第二真空腔，第一真空腔和第二真空腔分别与抽真空口连通，抽真空口分别连接真空装置；在所述下模上表面设置第一BGA点阵孔，在上模下表面设置第二BGA点阵孔，第一BGA点阵孔与第一真空腔连通，第二BGA点阵孔与第二真空腔连通，第一BGA点阵孔与第二BGA点阵孔呈上下映射；所述托盘与振动装置连接，托盘和吸头一侧分别设置电磁装置。本发明实现了非对称型柱或核球的植球，锡球或锡柱在高度方向达到使用需求，有效减小植球间距。
【专利说明】磁性非对称型柱或核球的植球治具及植球方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磁性非对称型柱或核球的植球治具及植球方法，属于半导体封装【技术领域】。
【背景技术】
[0002]作为目前封装高密集成的主要方式，PoP (package on package，层叠封装)得到越来越多的重视。芯片的堆叠是提高电子封装高密化的主要途径之间，PoP设计已经在业界得到比较广泛的开发和应用。
[0003]现有技术中，一般采用锡球互连的PoP解决方案，锡球一般为对称的球型；这种结构在坍塌、位移(shift)等方面存在一定难度和不足。采用铜核锡球可以有效解决坍塌、位移等工艺问题，铜核锡球包括铜核球，在铜核球表面镀锡或镍等。但目前还没有铜核锡球/柱，因此也没有针对铜核锡球/柱的植球工作出现；尤其是对于非对称型铜核锡球/柱，在植球工艺上存在一定的难度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种磁性非对称型柱或核球的植球治具及植球方法，实现非对称型柱或核球的植球，使得锡球或锡柱在高度方向达到使用需求，有效减小植球间距。
[0005]按照本发明提供的技术方案，所述磁性非对称型柱或核球的植球治具，其特征是:包括托盘和吸头，托盘的上部和吸头下部分别设置腔体，托盘的下部和吸头的上部分别设置抽真空口，在托盘内固定下模，在吸头内固定上模；在所述下模和托盘的下部之间形成第一真空腔，在上模和吸头的上部之间形成第二真空腔，第一真空腔和第二真空腔分别与抽真空口连通，抽真空口分别连接真空装置；在所述下模上表面设置第一 BGA点阵孔，在上模下表面设置第二 BGA点阵孔，第一 BGA点阵孔与第一真空腔连通，第二 BGA点阵孔与第二真空腔连通，第一 BGA点阵孔与第二 BGA点阵孔呈上下映射；所述托盘与振动装置连接，托盘和吸头一侧分别设置电磁装置。
[0006]进一步的，所述第一 BGA点阵孔与待植球的铜核锡球/柱的一端形状、大小相匹配，第二 BGA点阵孔与待植球的铜核锡球/柱的另一端形状、大小相匹配。
[0007]进一步的，在所述下模的上表面加工定位点或定位标识，在上模的下表面设置与定位点或定位标识相配合的定位识别装置。
[0008]所述磁性非对称型柱或核球的植球方法，其特征是，包括以下步骤:
(1)将铜核锡球倒入托盘中，在振动装置的振动和电磁装置的作用下，使铜核锡球分布于第一 BGA点阵孔中；
(2)启动托盘一侧的真空装置，对第一真空腔进行抽真空，使得铜核锡球固定在第一BGA点阵孔中，再将多余的铜核锡球倒出托盘；
(3)吸头移动至托盘的上方，通过上模上的第二BGA点阵孔与铜核锡球一一对应和定位；启动吸头一侧的真空装置和电磁装置，将铜核锡球吸附到上模上，再由吸头携带铜核锡球转移至下一工序。
[0009]本发明所述的磁性非对称型柱或核球的植球治具及植球方法，能够实现非对称型锡或核球的植球，使得锡球或锡柱在高度方向达到使用需求，有效减小植球间距。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为椭球形铜核锡球在托盘中呈取向分布的示意图。
[0011]图2为上模对椭球形铜核锡球进行定位的示意图。
[0012]图3为柱形铜核锡球在托盘中呈取向分布的示意图。
[0013]图4为上模对柱形铜核锡球进行定位的示意图。
[0014]图5为本发明所述植球工艺的流程图。
[0015]图中序号:托盘1、吸头2、下模3、上模4、抽真空口 5、第一真空腔6、第二真空腔7、第一 BGA点阵孔8、第二 BGA点阵孔9、铜核锡球/柱10。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0017]如图1?图4所示:所述磁性非对称型柱或核球的植球治具，包括托盘I和吸头2，托盘I的上部和吸头2下部分别设置腔体，托盘I的下部和吸头2的上部分别设置抽真空口 5，在托盘I内固定下模3，在吸头2内固定上模4;在所述下模3和托盘I的下部之间形成第一真空腔6，在上模4和吸头2的上部之间形成第二真空腔7，第一真空腔6和第二真空腔7分别与抽真空口 5连通，抽真空口 5分别连接真空装置；在所述下模3上表面设置第一BGA点阵孔8，在上模4下表面设置第二 BGA点阵孔9，第一 BGA点阵孔8与第一真空腔6连通，第二 BGA点阵孔9与第二真空腔7连通，第一 BGA点阵孔8与第二 BGA点阵孔9呈上下映射；所述第一 BGA点阵孔8与待植球的铜核锡球/柱10的一端形状、大小相匹配，第二BGA点阵孔9与待植球的铜核锡球/柱10的另一端形状、大小相匹配；
所述第一 BGA点阵孔8和第二 BGA点阵孔9的排布距离和数量根据产品所需铜核锡球/柱10的要求决定；
所述托盘I与振动装置连接，振动装置对托盘I进行上下振动，使铜核锡球/柱10在托盘的第一 BGA点阵孔8中分布；
在所述托盘I和吸头2 —侧分别设置电磁装置，电磁装置可以采用现有的电磁设备，如电永磁吸盘，用于产生磁力，从而将铜核锡球/柱10定位在第一 BGA点阵孔8和第二 BGA点阵孔9中；
在所述下模3的上表面加工定位点或定位标识，在上模4的下表面设置与定位点或定位标识相配合的定位识别装置。
[0018]实施例一:一种磁性非对称型柱或核球的植球方法，如图5所示，包括以下步骤:
(1)如图1所示，将铜核锡球倒入托盘I中，在振动装置的振动和电磁装置的作用下，使铜核锡球取向性分布于第一 BGA点阵孔8中；
(2)启动托盘I一侧的真空装置，对第一真空腔6进行抽真空，使得铜核锡球固定在第一 BGA点阵孔8中，再将多余的铜核锡球倒出托盘I ; (3)如图2所示，吸头2移动至托盘I的上方，通过上模4上的第二 BGA点阵孔8与铜核锡球一一对应和定位；启动吸头2 —侧的真空装置和电磁装置，将铜核锡球吸附到上模4上，再由吸头2携带铜核锡球转移至下一工序，如转印flux (助焊剂/膏)，最后转移至基板进行植球。
[0019]实施例一中为椭圆球形铜核锡球的植球方法。
[0020]实施例二:方法同实施例一，铜核锡球采用柱形。
[0021]本发明采用电磁装置使磁性球/柱(铜核锡球)进行取向性排布，有效解决了非对称型锡柱/球的植球问题，使非对称型锡柱/球的在高度方向上达到设计要求，同时满足小间距植球的发展趋势。本发明所述的植球治具及植球方法，可以应用于PoP芯片互连堆叠，有效解决坍塌、位移等工艺问题。
【权利要求】
1.一种磁性非对称型柱或核球的植球治具，其特征是:包括托盘(I)和吸头(2)，托盘Cl)的上部和吸头(2)下部分别设置腔体，托盘(I)的下部和吸头(2)的上部分别设置抽真空口(5)，在托盘(I)内固定下模(3)，在吸头(2)内固定上模(4);在所述下模(3)和托盘(I)的下部之间形成第一真空腔(6)，在上模(4)和吸头(2)的上部之间形成第二真空腔(7)，第一真空腔(6)和第二真空腔(7)分别与抽真空口(5)连通，抽真空口(5)分别连接真空装置；在所述下模(3)上表面设置第一 BGA点阵孔(8)，在上模(4)下表面设置第二 BGA点阵孔(9)，第一 BGA点阵孔(8)与第一真空腔(6)连通，第二 BGA点阵孔(9)与第二真空腔(7)连通，第一 BGA点阵孔(8)与第二 BGA点阵孔(9)呈上下映射；所述托盘(I)与振动装置连接，托盘(I)和吸头(2 ) —侧分别设置电磁装置。
2.如权利要求1所述的磁性非对称型柱或核球的植球治具，其特征是:所述第一BGA点阵孔(8)与待植球的铜核锡球/柱的一端形状、大小相匹配，第二 BGA点阵孔(9)与待植球的铜核锡球/柱的另一端形状、大小相匹配。
3.如权利要求1所述的磁性非对称型柱或核球的植球治具，其特征是:在所述下模(3)的上表面加工定位点或定位标识，在上模(4 )的下表面设置与定位点或定位标识相配合的定位识别装置。
4.一种磁性非对称型柱或核球的植球方法，其特征是，包括以下步骤: (1)将铜核锡球倒入托盘(I)中，在振动装置的振动和电磁装置的作用下，使铜核锡球分布于第一 BGA点阵孔(8)中； (2)启动托盘(I)一侧的真空装置，对第一真空腔(6)进行抽真空，使得铜核锡球固定在第一 BGA点阵孔(8)中，再将多余的铜核锡球倒出托盘(I); (3)吸头(2)移动至托盘(I)的上方，通过上模(4)上的第二BGA点阵孔(8)与铜核锡球一一对应和定位；启动吸头(2) —侧的真空装置和电磁装置，将铜核锡球吸附到上模(4)上，再由吸头(2)携带铜核锡球转移下一工序。
【文档编号】H01L21/67GK104485300SQ201410757801
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】陈南南, 王宏杰 申请人:华进半导体封装先导技术研发中心有限公司