专利名称：增强芯片焊点可靠性的方法、印刷电路板及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及组装印刷电路板(PCBA :Printed Circuit BoardAssembly)加工，具体 涉及增强芯片焊点可靠性的方法、印刷电路板及电子设备。
背景技术：
多功能化和小型化成为手机、无线上网卡等个人消费电子产品的主要发展趋势和 技术需求；因此为了增强产品功能以及减小产品体积，消费电子芯片厂商从0. 50毫米(mm: millimeter)引脚间距(pitch)的芯片尺寸封装(CSP =Chip Scale Packaging)逐步向 0. 40mm pitch甚至0. 30mm pitch的CSP发展，同时推出立体组装工艺如层叠封装(POP Package On Package)芯片堆叠技术利用三维空间，提高PCBA的布局密度，印刷电路板 (PCB =Printed CircuitBoard)的厚度也由 1. 20mm，1. Omm 向 0. 80mm甚至0. 60mm方向发展， 以满足小型化的需求。芯片布局密度的提升、焊球体积的减小和PCB厚度变薄带来的PCBA 组装强度的下降，对高密表面贴装技术(SMT =Surface MountedTechnology)组装工艺和焊 点可靠性提出新的挑战，尤其在手机类产品中，因为产品日常使用中需要经受跌落、翻滚、 振动等场景带来的机械应力冲击，对球栅阵列封装(球栅阵列封装Ball GridArray)/CSP 类芯片的焊点机械可靠性要求很高，需要通过一些工艺解决方案增强焊点可靠性。现有的一种增强芯片焊点可靠性的方法是在SMT之后采用底部填充(Underfill) 胶水对芯片的底部做填充，使芯片与PCB之间的空隙充满Underfill胶水，从而依靠 Underfill胶水中含有的环氧树脂缓冲机械应力对焊点带来的冲击。Underfill是一道单 独的工序，一般在锡膏印刷、元器件贴片和回流工序之后，通过在线式或离线式的点胶设 备和固化设备完成Underfill胶水的预热、点胶和固化，因此需要Underfill预热设备、 Underfill点胶设备和Underfill固化设备，其中Underfill点胶设备主要有手工和半自动 两种。因此现有的一种增强芯片焊点可靠性的方法主要包括印刷锡膏，贴装芯片，回流焊 接，预热以及点Underfill胶水，Underfill胶水的固化。同时，由于现有的锡膏印刷方式无法满足0. 30mm pitch的CSP芯片高密印刷的需 求，因此采用的是Dipping Flux的工艺解决方案，但由于可靠性的要求，Dipping Flux后 还是需要采用Underfill保护的方案。在对现有技术的研究中，发明人发现由于现有的增强芯片焊点可靠性的方法都 需要Underfi 11工艺，而Underfi 11工艺与SMT工艺不兼容，因此为了完成Underfi 11，需要 在PCBA加工后增加Underfi 11的相关设备，不仅增加了设备成本投入，还增加了工序流程， 降低了制造效率。
发明内容
本发明实施例提供了增强芯片焊点可靠性的方法、印刷电路板及电子设备，不需 要使用Underfill工艺，从而降低设备成本投入，提高制造效率。本发明实施例提供了一种增强芯片焊点可靠性的方法，包括
将环氧树脂助焊剂蘸到芯片的焊脚上或将环氧树脂助焊剂涂到芯片焊脚对应的 焊盘上，将所述芯片贴装到焊盘；对贴装了所述芯片的焊盘进行回流处理，完成环氧树脂助焊剂的固化。本发明实施例提供了另一种增强芯片焊点可靠性的方法，包括在印刷电路板上印刷锡膏，所述锡膏包括环氧树脂成分；将芯片贴装到所述印刷了锡膏的印刷电路板；对贴装了所述芯片和印刷了锡膏的印刷电路板进行回流处理，完成环氧树脂的固 化。本发明实施例提供了一种印刷电路板，包括芯片，所述芯片在所述印刷电路板上 的焊点的外部以及所述芯片的下半部分都被环氧树脂保护层所覆盖。本发明实施例提供了另一种印刷电路板，包括芯片，所述芯片与所述印刷电路板 之间的焊点包括锡膏球，以及所述锡膏球表面形成的一层环氧树脂保护层。本发明实施例提供了另一种印刷电路板，包括芯片，所述芯片用本发明实施例提 供的增强芯片焊点可靠性的方法焊接在所述印刷电路板上。本发明实施例提供了一种电子设备，包括印刷电路板，所述印刷电路板包括芯片， 所述芯片在所述印刷电路板上的焊点的外部以及所述芯片的下半部分都被环氧树脂保护
层所覆盖。本发明实施例提供了另一种电子设备，包括印刷电路板，所述印刷电路板包括芯 片，所述芯片与所述印刷电路板之间的焊点包括锡膏球，以及所述锡膏球表面形成的一层 环氧树脂保护层。本发明实施例提供了另一种电子设备，包括印刷电路板，所述印刷电路板包括芯 片，所述芯片用本发明实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法焊接在所述印刷电路板 上。从本发明实施例提供的以上技术方案可以看出，由于本发明实施例使用环氧树 脂助焊剂(Epoxy Flux)替代普通Flux，由于Epoxy Flux含有环氧树脂的成分，从而在焊 接完成后可以在焊点周围形成环氧树脂保护层，因此在焊点遭受机械冲击时，可以起到缓 冲机械应力提高焊点机械强度的作用，因此不需要使用Underfill工艺，从而不需要配备 Underfill设备，从而降低设备成本投入，并且由于不需要使用Underfill工艺，从而可以 减少工艺流程，提高制造效率。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。图1为本发明一个实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法的流程图；图2为本发明一个实施例中芯片在PCB上焊点的结构示意图；图3为本发明另一个实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法的流程图；图4为本发明另一个实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法的流程图5为本发明一个实施例中芯片在PCB上焊点的结构示意图；图6为本发明一个实施例中焊点的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。先介绍本发明实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法，图1描述了本发明一个 实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法的流程，该实施例描述的是POP的工艺流程中增 强顶层芯片焊点的可靠性的流程，包括101、将Epoxy Flux蘸到芯片的焊脚上或将Epoxy Flux涂到芯片焊脚对应的PCB 焊盘上，将该芯片贴装到焊盘。 Epoxy Flux是一种复合材料，既具有Flux去除焊盘OSP膜或氧化层，传导热量，辅 助焊球润湿铺展的焊接功能，又有环氧树脂的成分，从而可以在焊接完成后在焊点周围形 成环氧树脂保护层，在焊点遭受机械冲击时，起到缓冲机械应力提高焊点机械强度的作用。 其中，芯片具体可以是球栅阵列封装芯片或CSP芯片或任何需要增强焊点机械可靠性的芯η寸。其中，将Epoxy Flux蘸到芯片的焊脚上可以采用浸蘸(Dipping)方式，将Epoxy Flux涂到芯片焊脚对应的PCB焊盘上可采用点涂(Jetting)方式或喷洒(Dispensing)方
式等ο其中，焊盘可以位于POP工艺流程中底层芯片上。102、对贴装了芯片的焊盘进行回流处理，完成Epoxy Flux的固化。由于Epoxy Flux固化的条件与锡膏回流的条件相同，因此在对焊盘进行回流处理 的同时可以完成Epoxy Flux的固化。图2描述了使用本实施例提供的技术方案后，芯片在PCB上焊点的结构，如图2所 示，芯片202在PCB 201上有两个焊点204 ；其中，焊点204的外部被环氧树脂保护层203所覆盖。从上可知，本实施例使用Epoxy Flux替代普通Flux，由于Epoxy Flux含有环氧 树脂的成分，从而在焊接完成后可以在焊点周围形成环氧树脂保护层，因此在焊点遭受机 械冲击时，可以起到缓冲机械应力提高焊点机械强度的作用，因此不需要使用Underfill 工艺，从而不需要配备Underfill设备，从而降低设备成本投入，并且由于不需要使用 Underfill工艺，从而可以减少工艺流程，提高制造效率；同时，由于只需要在焊点周围形 成环氧树脂保护层，因此只需要在焊脚位置使用Epoxy Flux，属于点对点的工艺解决方案， 比Underfill工艺需要在焊盘与芯片之间完全填充Underfill胶水相比，可以节约材料，降 低成本；同时，由于只是在焊点位置有Epoxy Flux，因此在芯片故障需要返修时，芯片的拆 装都比Underfill胶水填充的芯片要方便，因此可以提高返修成功率；同时，将Epoxy Flux 蘸到芯片的焊脚上可以使用全自动设备完成，与Underfill手工点胶和半自动点胶相比一 致性更好，可以提高产品品质。
图3描述了本发明另一个实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法的流程，该实 施例描述的是POP的工艺流程中增强底层芯片焊点的可靠性、或增强非POP工艺流程中PCB 上芯片焊点的可靠性的流程，该实施例中焊盘为PCB上芯片焊脚对应位置的导体图形、或 POP组装中的底层芯片表面芯片焊脚对应位置的导体图形，该实施例包括301、在PCB上除芯片焊脚对应位置的其他位置印刷锡膏。由于在PCB上除了芯片外还有其他元件，所以需要为其他元件的焊脚印刷锡膏， 而由于本发明实施例使用Epoxy Flux完成芯片焊脚的焊接，因此不在芯片焊脚对应位置印 刷锡膏。302、将Epoxy Flux蘸到芯片的焊脚上或将Epoxy Flux涂到芯片焊脚对应的焊盘 上，将该芯片贴装到PCB。可以参照301执行。303、对贴装了芯片的PCB进行回流处理，完成Epoxy Flux的固化。由于Epoxy Flux固化的条件与锡膏回流的条件相同，因此在对PCB进行回流处理 的同时可以完成Epoxy Flux的固化。从上可知，本实施例使用Epoxy Flux替代普通Flux，由于Epoxy Flux含有环氧 树脂的成分，从而在焊接完成后可以在焊点周围形成环氧树脂保护层，因此在焊点遭受机 械冲击时，可以起到缓冲机械应力提高焊点机械强度的作用，因此不需要使用Underfill 工艺，从而不需要配备Underfill设备，从而降低设备成本投入，并且由于不需要使用 Underfill工艺，从而可以减少工艺流程，提高制造效率；同时，由于只需要在焊点周围形 成环氧树脂保护层，因此只需要在焊脚位置使用Epoxy Flux，属于点对点的工艺解决方案， 比Underfill工艺需要在焊盘与芯片之间完全填充Underfill胶水相比，可以节约材料，降 低成本；同时，由于只是在焊点位置有Epoxy Flux，因此在芯片故障需要返修时，芯片的拆 装都比Underfill胶水填充的芯片要方便，因此可以提高返修成功率；同时，将Epoxy Flux 蘸到芯片的焊脚上可以使用全自动设备完成，与Underfill手工点胶和半自动点胶相比一 致性更好，可以提高产品品质；同时，本实施例在芯片焊脚对应位置不会印刷锡膏，因此避 免了锡膏与助焊剂可能不兼容导致的各种问题。由于本发明实施例是将Epoxy Flux蘸到芯片的焊脚上，从而不需要在焊盘(POP 工艺流程中的底层芯片和PCB、或非POP工艺流程中的PCB)上印刷锡膏，因此不仅可以应用 于 0. 5mm bitch 和 0. 4mm bitch,也可以应用于 0. 3mm bitch。图4描述了本发明另一个实施例提供的增强芯片焊点可靠性的方法的流程，该实 施例描述的是POP的工艺流程中增强底层芯片焊点的可靠性、或增强非POP工艺流程中PCB 上芯片焊点的可靠性的流程，包括401、在PCB上印刷锡膏，该锡膏包括Epoxy成分；在锡膏中添加Epoxy成分后，在PCB上印刷锡膏，就可以将Epoxy印刷到PCB上；402、将芯片贴装到印刷了锡膏的PCB ；其中，芯片具体可以是球栅阵列封装芯片或CSP芯片等。403、对贴装了芯片和印刷了锡膏的PCB进行回流处理，完成Epoxy的固化。由于Epoxy固化的条件与锡膏回流的条件相同，因此在对PCB进行回流处理的同 时可以完成Epoxy的固化，从而在回流完成后可以在焊点周围形成环氧树脂保护层，因此
6在焊点遭受机械冲击时，可以起到缓冲机械应力提高焊点机械强度的作用。图5描述了使用本实施例提供的技术方案后，芯片在PCB上焊点的结构，如图5所 示，芯片502在PCB 501上有焊点504 ；其中，焊点504的外部以及芯片502的下半部分都 被环氧树脂保护层503所覆盖。其中，焊点504的具体结构如图6所示，芯片601与PCB 602之间的焊点包括锡膏 球(solderball) 603，以及锡膏球603表面形成的一层环氧树脂保护层604。从上可知，本实施例在锡膏中添加Epoxy成分，同时Epoxy固化的条件与锡膏回 流的条件相同，因此在对焊盘进行回流处理的同时可以完成Epoxy的固化，从而在回流完 成后可以在焊点周围形成环氧树脂保护层，因此在焊点遭受机械冲击时，可以起到缓冲 机械应力提高焊点机械强度的作用，因此不需要使用Underfill工艺，从而不需要配备 Underfill设备，从而降低设备成本投入，并且由于不需要使用Underfill工艺，从而可以 减少工艺流程，提高制造效率。需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列 的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为 依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知 悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明 所必须的。本发明一个实施例提供了一种印刷电路板，该印刷电路板包括芯片，其中，芯片在 印刷电路板上的焊点的外部以及芯片的下半部分都被环氧树脂保护层所覆盖；该焊点的结 构具体如图5所示。本发明另一个实施例提供了一种印刷电路板，该印刷电路板包括芯片，其中，芯片 与印刷电路板之间的焊点包括锡膏球以及锡膏球表面形成的一层环氧树脂保护层；该焊点 的结构具体如图6所示。其中，该芯片可以为球栅阵列封装芯片、或芯片尺寸封装芯片、或任何需要增强焊 点机械可靠性的芯片。本发明的再一个实施例提供了一种印刷电路板，该印刷电路板包括芯片，该芯片 用前述增强芯片焊点可靠性的方法焊接在印刷电路板上。本发明一个实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括印刷电路板，该印刷电 路板包括芯片，其中，芯片在印刷电路板上的焊点的外部以及芯片的下半部分都被环氧树 脂保护层所覆盖。本发明另一个实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括印刷电路板，该印刷 电路板包括芯片，其中，芯片与印刷电路板之间的焊点包括锡膏球，以及锡膏球表面形成的 一层环氧树脂保护层。本发明的另一个实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括印刷电路板，该印 刷电路板包括芯片，该芯片用前述增强芯片焊点可靠性的方法焊接在印刷电路板上。本发明实施例提供的电子设备可以是用户设备、基站设备、计算机、存储设备等任 何需要使用印刷电路板的设备，其中用户设备可以是手机、上网卡、固定台、接入终端等。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为 磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM :Read-0nly Memory)或随机存储记忆体(RAM =Random Access Memory)等。 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说 明只是用于帮助理解本发明的方法及其思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发 明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理 解为对本发明的限制。
权利要求
一种增强芯片焊点可靠性的方法，其特征在于，包括将环氧树脂助焊剂蘸到芯片的焊脚上或将环氧树脂助焊剂涂到芯片焊脚对应的焊盘上，将所述芯片贴装到焊盘；对贴装了所述芯片的焊盘进行回流处理，完成环氧树脂助焊剂的固化。
2.如权利要求1所述的增强芯片焊点可靠性的方法，其特征在于，所述焊盘为印刷电 路板上芯片焊脚对应位置的导体图形，将环氧树脂助焊剂蘸到芯片的焊脚上或将环氧树脂 助焊剂涂到芯片对应的焊盘上前进一步包括在所述印刷电路板上除芯片焊脚对应位置的其他位置印刷锡膏。
3.如权利要求1所述的增强芯片焊点可靠性的方法，其特征在于，所述焊盘为层叠封 装组装中的底层芯片表面芯片焊脚对应位置的导体图形。
4.如权利要求1至3任一所述的增强芯片焊点可靠性的方法，其特征在于，采用浸蘸方 式将环氧树脂助焊剂蘸到所述芯片的焊脚上、或采用点涂方式将环氧树脂助焊剂涂到芯片 焊脚对应的焊盘上、或采用喷洒方式将环氧树脂助焊剂涂到芯片焊脚对应的焊盘上。
5.如权利要求1至3所述的增强芯片焊点可靠性的方法，其特征在于，所述芯片为球栅 阵列封装芯片或芯片尺寸封装芯片或需要增强焊点机械可靠性的芯片。
6.一种增强芯片焊点可靠性的方法，其特征在于，包括在印刷电路板上印刷锡膏，所述锡膏包括环氧树脂成分；将芯片贴装到所述印刷了锡膏的印刷电路板；对贴装了所述芯片和印刷了锡膏的印刷电路板进行回流处理，完成环氧树脂的固化。
7.如权利要求6所述的增强芯片焊点可靠性的方法，其特征在于，所述芯片为球栅阵 列封装芯片或芯片尺寸封装芯片或需要增强焊点机械可靠性的芯片。
8.—种印刷电路板，其特征在于，包括芯片，所述芯片在所述印刷电路板上的焊点的外 部以及所述芯片的下半部分都被环氧树脂保护层所覆盖。
9.一种印刷电路板，其特征在于，包括芯片，所述芯片与所述印刷电路板之间的焊点包 括锡膏球，以及所述锡膏球表面形成的一层环氧树脂保护层。
10.一种印刷电路板，其特征在于，包括芯片，所述芯片用如权利要求1至5任一项所述 的方法焊接在所述印刷电路板上。
11.一种印刷电路板，其特征在于，包括芯片和焊盘，所述芯片用如权利要求6或7所述 的方法焊接在所述印刷电路板上。
12.一种电子设备，包括印刷电路板，所述印刷电路板包括芯片，所述芯片在所述印刷 电路板上的焊点的外部以及所述芯片的下半部分都被环氧树脂保护层所覆盖。
13.一种电子设备，包括印刷电路板，所述印刷电路板包括芯片，所述芯片与所述印刷 电路板之间的焊点包括锡膏球，以及所述锡膏球表面形成的一层环氧树脂保护层。
14.一种电子设备，包括印刷电路板，所述印刷电路板包括芯片，所述芯片用如权利要 求1至5任一项所述的方法焊接在所述印刷电路板上。
15.一种电子设备，包括印刷电路板，所述印刷电路板包括芯片，所述芯片用如权利要 求6或7所述的方法焊接在所述印刷电路板上。
全文摘要
本发明涉及PCBA加工，公开了增强芯片焊点可靠性的方法、印刷电路板及电子设备，其中，增强芯片焊点可靠性的方法包括将环氧树脂助焊剂蘸到芯片的焊脚上或将环氧树脂助焊剂涂到芯片焊脚对应的焊盘上，将所述芯片贴装到焊盘；对贴装了所述芯片的焊盘进行回流处理，完成环氧树脂助焊剂的固化。使用本发明不需要使用Underfill工艺，从而降低设备成本投入，提高制造效率。
文档编号H05K3/34GK101894772SQ20101021305
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者罗德威 申请人:华为终端有限公司