一种用于ccga芯片植柱工艺的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于CCGA(Ceramic Column Grid Array)封装器件技术领域。
【背景技术】
[0002]以航天电子产品应用领域为代表的高可靠元器件应用中，CCGA(Ceramic ColumnGrid Array)封装器件使用需求在快速增长，而CCGA封装器件在使用过程中，常因焊接不良或其他损伤而导致电路失效，因此需要重新进行植柱焊接返工。
[0003]目前的CCGA返修技术仅停留在拆除旧器件，重新更换新器件的阶段，而CCGA封装本身具有高可靠性、耐热冲击等特点，拆下的器件经验证可以进行植柱再利用。目前对于BGA植球技术应用较为成熟，返修成功率可达到98%以上，而针对CCGA返修植柱技术尚无较成功的解决方案。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种用于CCGA芯片植柱工艺的装置，能够达到95%以上的返修成功率。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案为:本装置用于为焊柱方格阵列CCGA芯片进行植柱，所述CCGA芯片上仅有呈方格阵列分布的焊盘，该CCGA芯片使用的焊柱高度为2.1mm，该装置包括底板、焊柱固定板和固定板支撑架三部分；
[0006]所述焊柱固定板中央具有通孔阵列，所述通孔阵列中通孔中心距与所述CCGA芯片焊盘间距重合，通孔直径与CCGA芯片焊柱直径相匹配，所述焊柱固定板的厚度为1.2mm。
[0007]所述固定板支撑架为一个方形框架，固定板支撑架的中空部分的尺寸与所述焊柱固定板尺寸相等，则所述固定板支撑架的底面、框架的四角处分别具有一个高度为0.6mm的凸块，凸块上固定连接一块方形板，凸块与方形板组成安装台阶，所述固定板支撑架的框架厚度大于0.3mm。
[0008]其中底板、焊柱固定板和固定板支撑架的连接关系为:将所述焊柱固定板四个角固定安装于安装台阶的方形板与固定板支撑架之间JfCCGA芯片的四个角固定安装在所述安装台阶端面上，所述CCGA芯片上焊盘与焊柱固定板上的通孔一一对应；将焊柱一一对应插入所述焊柱固定板上的通孔中，焊柱一端置于对应的焊盘上，将所述底板固定安装于所述固定板支撑架底部，以再流焊接的方式将所述焊柱焊接在其对应的焊盘上。
[0009]进一步地，固定板支撑架的材质为铝材，所述固定板支撑架的材质为FR4印制板材料，所述焊柱固定板的材质为铝材。
[0010]有益效果:
[0011]本发明所提供的用于CCGA芯片植柱工艺的装置，能够针对CCGA芯片进行植柱，通过设计底板、焊柱固定板和固定板支撑架的结构，能够将焊柱准确地固定于CCGA芯片的焊盘上，然后以再流焊接的方式进行植柱焊接，保证了植柱的准确度，同时焊柱固定板上的通孔能够确保植柱后的器件引脚(焊柱)垂直度<5°。本发明能够达到95%以上的植柱返修成功率。
【附图说明】
[0012]图1为本装置中的底板结构图；
[0013]图2为本装置中的焊柱固定板结构图；
[0014]图3(a)为固定板支撑架的俯视图；
[0015]图3(b)为固定板支撑架的正视图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0017]本发明提供了一种用于CCGA芯片植柱工艺的装置，用于为焊柱方格阵列CCGA芯片进行植柱，CCGA芯片上仅有呈方格阵列分布的焊盘，该CCGA芯片使用的焊柱高度为
2.1mm，该装置包括底板、焊柱固定板和固定板支撑架三部分。
[0018]其中底板如图1所示，底板为一个方形板，中央应保持平整。
[0019]焊柱固定板如图2所示，焊柱固定板中央具有通孔阵列，通孔阵列中通孔中心距与CCGA芯片焊盘间距重合，通孔直径与CCGA芯片焊柱直径相匹配，焊柱固定板的厚度为1.2mm0
[0020]固定板支撑架如图3所示，固定板支撑架为一个中央挖空的框架，中央挖空部分的尺寸与所述焊柱固定板尺寸相等，则所述固定板支撑架的底面、框架的四角处分别具有一个高度为0.6mm的凸块，凸块上固定连接一块方形板，凸块与方形板组成安装台阶，固定板支撑架的框架厚度大于0.3_。
[0021]其中底板、焊柱固定板和固定板支撑架的连接关系为:将焊柱固定板四个角固定安装于安装台阶的方形板与固定板支撑架之间^fCCGA芯片的四个角固定安装在安装台阶端面上，CCGA芯片上焊盘与焊柱固定板上的通孔一一对应；将焊柱一一对应插入焊柱固定板上的通孔中，通过孔的匹配达到焊柱限位的目的，焊柱一端置于对应的焊盘上，焊盘上预涂覆了助焊膏，将底板固定安装于固定板支撑架底部，由于固定板支撑架的框架厚度大于0.3mm，能够保持焊柱另一端与底板之间有一定的缝隙，以再流焊接的方式将所述焊柱焊接在其对应的焊盘上。
[0022]工装底板起到焊柱限位的作用，因此要求有较小的粗糙度来保证焊柱底平面安装后的共面度。另外，底板材料还要能够在回流时，在高温度环境中保持不变形。选择铝作为工装底板选材，经过热处理后进行加工。
[0023]焊柱固定板用于焊柱的平面度和垂直度限位，因此要求材料打孔间距和孔径精度容易保证，打孔后孔壁相对光滑，受热后变形小。通过对普通的印制板材料和合成石材料对比，合成石材料热容性好，但加工后易出毛刺，不利于脱模。最终选择FR4印制板材料。
[0024]固定板支撑架要求采用受热后变形小，便于加工且吸热性能稍差的材料，先后选择了聚酰亚胺、合成石、H62铜、2A12H112铝合金等四种材料进行对比，如图所示。最终选择铝材，(在铣削加工前将金属材料去除表层后进行热时效处理，以释放工装在切削过程中和在回流受热时产生的应力变形。加工后各部位在放大镜下去除毛刺，为保证安装后各种精度要求，不能有任何金属肩和毛刺存在)。
[0025]综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于CCGA芯片植柱工艺的装置，用于为焊柱方格阵列CCGA芯片进行植柱，所述CCGA芯片上仅有呈方格阵列分布的焊盘，该CCGA芯片使用的焊柱高度为2.1mm，其特征在于，该装置包括底板(I)、焊柱固定板(2)和固定板支撑架(3)三部分； 所述焊柱固定板中央具有通孔阵列，所述通孔阵列中通孔中心距与所述CCGA芯片焊盘间距重合，通孔直径与CCGA芯片焊柱直径相匹配，所述焊柱固定板的厚度为1.2mm ; 所述固定板支撑架为一个方形框架，固定板支撑架的中空部分的尺寸与所述焊柱固定板尺寸相等，则所述固定板支撑架的底面、框架的四角处分别具有一个高度为0.6mm的凸块，凸块上固定连接一块方形板，凸块与方形板组成安装台阶(4)，所述固定板支撑架的框架厚度大于0.3mm ； 其中底板、焊柱固定板和固定板支撑架的连接关系为:将所述焊柱固定板四个角固定安装于安装台阶(4)的方形板与固定板支撑架之间JfCCGA芯片的四个角固定安装在所述安装台阶端面上，所述CCGA芯片上焊盘与焊柱固定板上的通孔一一对应；将焊柱一一对应插入所述焊柱固定板上的通孔中，焊柱一端置于对应的焊盘上，将所述底板固定安装于所述固定板支撑架底部，以再流焊接的方式将所述焊柱焊接在其对应的焊盘上。
2.如权利要求1所述的一种用于CCGA芯片植柱工艺的装置，其特征在于，所述固定板支撑架的材质为铝材，所述固定板支撑架的材质为FR4印制板材料，所述焊柱固定板的材质为铝材。
【专利摘要】本发明公开了一种用于CCGA芯片植柱工艺的装置，用于为焊柱方格阵列CCGA芯片进行植柱，CCGA芯片上仅有呈方格阵列分布的焊盘，该CCGA芯片使用的焊柱高度为2.1mm，该装置包括底板、焊柱固定板和固定板支撑架三部分。其中底板、焊柱固定板和固定板支撑架的连接关系为：将焊柱固定板四个角固定安装于安装台阶的方形板与固定板支撑架之间；将CCGA芯片的四个角固定安装在安装台阶端面上，CCGA芯片上焊盘与焊柱固定板上的通孔一一对应；将焊柱一一对应插入焊柱固定板上的通孔中，焊柱一端置于对应的焊盘上，将底板固定安装于固定板支撑架底部，以再流焊接的方式将焊柱焊接在其对应的焊盘上。使用本装置进行植柱能够达到95％以上的返修成功率。
【IPC分类】H01L21-67
【公开号】CN104779186
【申请号】CN201510181711
【发明人】沈浩, 张宝维, 张震, 孙培霖, 张佳宇
【申请人】中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月16日