单颗bga产品倒装贴片装置及其使用方法
【专利摘要】一种单颗BGA产品倒装贴片装置及其使用方法。单颗BGA产品倒装贴片装置包括：载具和真空治具；载具形成有第一和第二凹进部，第一和第二凹进部连通，在连接处形成环状台阶；第二凹进部的开窗尺寸等于或大于BGA产品基板的外形尺寸，第二凹进部的深度等于或大于布置有芯片的BGA产品基板的总厚度，以使得布置有芯片的BGA产品基板可在环状台阶上完全容纳在第二凹进部中；真空治具具有基底和固定在基底上的凸台。凸台的截面尺寸小于载具的第一凹进部的开窗尺寸，并且大于芯片尺寸，以使得凸台能够穿过第一凹进部和第二凹进部；基底的截面尺寸大于载具的第一凹进部的开窗尺寸；凸台的高度大于或等于载具的厚度；真空治具内部形成有连通管道。
【专利说明】单颗BGA产品倒装贴片装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路封装领域，更具体地说，本发明涉及一种单颗BGA(Ball GridArray，球栅阵列)产品倒装贴片装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]随着轻量化、薄型化、小型化、I / O端数的增加以及功能多样化的发展，传统的封装技术已不能满足高密度的要求。倒装焊技术的发展能够解决该问题，并且广泛的应用到高速计算机、电子表、手机、汽车电器、医疗器械及通信类产品中。虽然倒装技术尚不能在高可靠领域获得应用，但随着材料、新工艺以及新结构设计的出现，可靠性得到提高，必将会在未来得到更广泛的应用。
[0003]在单颗产品倒装过程中，需要使用载具对基板进行固定。但是当前的载具存在两个风险点:一个是基板和载具的接触面与载具底面平行度无法检测，而载具开口的共面度、平行度、深度的误差会导致产品虚焊；另一个是倒装贴片时基板靠载具上的弹簧机构固定，基板倾斜的风险很大，无法检测是否在夹持过程中导致基板倾斜。一旦发生基板倾斜，在贴装时芯片与基板之间就会存有一定的角度，最终导致部分凸点出现虚焊的情况。如图1所示，其中示出了凸点与焊盘之间的虚焊的示图。因此，需要选择正确的载具和真空台进行配合使用。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够确保芯片与基板之间的平行度，防止产品虚焊的单颗BGA产品倒装贴片装置。
[0005]根据本发明的第一方面，提供了一种单颗BGA产品倒装贴片装置，其包括:载具和真空治具；其中，载具的下部形成有第一凹进部，载具的上部形成有第二凹进部，并且第一凹进部和第二凹进部连通并且在第一凹进部和第二凹进部的连接处形成环状台阶；而且，第二凹进部的开窗尺寸等于或大于BGA产品基板的外形尺寸，第二凹进部的深度等于或大于布置有芯片的BGA产品基板的总厚度，以使得布置有芯片的BGA产品基板可在环状台阶上完全容纳在第二凹进部中；而且其中，真空治具具有基底和固定在基底上的凸台。其中，凸台的截面尺寸小于载具的第一凹进部的开窗尺寸，且大于芯片尺寸，以使得凸台能够穿过第一凹进部和第二凹进部；而且基底的截面尺寸大于载具的第一凹进部的开窗尺寸；而且，凸台的高度大于或等于载具的厚度；并且，真空治具内部形成有连通管道，连通管道连通至凸台的上表面并且连通至基底侧部的真空吸口。
[0006]优选地，凸台的上表面的截面尺寸大于芯片的外形尺寸。
[0007]优选地，载具的总体外形为立方体。
[0008]优选地，凸台的总体外形为立方体。
[0009]优选地，基底的总体外形为立方体。
[0010]根据本发明的第二方面，提供了一种上述单颗BGA产品倒装贴片装置的使用方法，其包括:将BGA产品基板放置到载具上；将装好BGA产品基板的载具传送至真空治具所在的位置；使真空治具的凸台将穿过载具的第一凹进部和第二凹进部，从而将BGA产品基板顶起，并经由真空吸口抽真空以真空吸附BGA产品基板。
[0011]本发明根据芯片的尺寸，设计合理的载具和真空治具。由此在贴装过程中，载具上的基板被真空治具顶起，并且用真空吸住，可以保证基板与贴装头的平行度，也可以保证基板不发生任何移动，从而确保贴装的精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中:
[0013]图1示意性地示出了凸点与焊盘之间的虚焊的示图。
[0014]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的载具的俯视图。
[0015]图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的载具的截面图。
[0016]图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的真空治具的俯视图。
[0017]图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的真空治具的截面图。
[0018]图6示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的配合使用图。
[0019]需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
[0021]本发明对单颗BGA产品倒装贴片装置的载具了进行改造，并且和单颗BGA产品倒装贴片装置的真空平台配合使用。因为真空平台可以根据贴装头进行调节，因此倒装贴片时使用真空台和基板接触，确保了芯片与基板之间的平行度，防止产品虚焊。
[0022]根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置包括载具和真空治具。
[0023]图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的载具的俯视图。图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的载具的截面图。其中，图3是沿着图2的线A-A截取的。
[0024]其中，载具100的下部形成有第一凹进部11，载具的上部形成有第二凹进部12，并且第一凹进部11和第二凹进部12连通并且在第一凹进部11和第二凹进部12的连接处形成环状台阶13。
[0025]而且，第二凹进部12的开窗尺寸等于或大于(略大于)BGA产品基板300的外形尺寸，第二凹进部12的深度等于或大于布置有芯片400的BGA产品基板300的总厚度，以使得布置有芯片400的BGA产品基板300可在环状台阶13上完全容纳在第二凹进部12中。
[0026]图中示出了载具100的总体外形为立方体的示例，但是这仅仅是优选的外形，载具100也可以是例如圆柱形之类的其它任何适当形状。
[0027]图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的真空治具的俯视图示例。图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置的真空治具的截面图示例。
[0028]其中，真空治具200具有基底21和固定在基底21上的凸台22。其中，凸台的截面尺寸小于(最好略小于)载具100的第一凹进部11的开窗尺寸，以使得凸台能够穿过第一凹进部11和第二凹进部12 ;而且基底21的截面尺寸大于载具100的第一凹进部11的开窗尺寸，这样载具100可以停在基底21上。并且凸台的截面尺寸大于芯片400的尺寸。
[0029]而且，凸台22的高度大于或等于(最好略大于)载具100的厚度，确保真空治具顶起后基板可以完全脱离载具(这将在后面予以详细描述)。优选地，凸台22的上表面的共面度需精确控制。
[0030]优选地，凸台22的上表面的截面尺寸大于芯片的外形尺寸；这样有助于在真空吸附时力量的均匀性。优选地，凸台22的上表面中形成有凹槽25，而且优选地，该凹槽25的截面尺寸大于芯片的外形尺寸；这样进一步有助于在真空吸附时力量的均匀性。
[0031]真空治具内部形成有连通管道23，连通管道23连通至凸台22的上表面并且连通至基底21侧部的真空吸口 24。可经由真空吸口 24通过连通管道23吸真空来对BGA产品基板300进行吸附。
[0032]图中示出了凸台22的总体外形为立方体的示例，但是这仅仅是优选的外形，凸台22也可以是例如圆柱形之类的其它任何适当形状。类似地，图中示出了基底21的总体外形为立方体的示例，但是这仅仅是优选的外形，基底21也可以是例如圆柱形之类的其它任何适当形状。
[0033]参考图6，下面将描述采用本发明上述实施例的单颗BGA产品倒装贴片装置执行的倒装贴片方法的步骤:
[0034]第一步骤，将BGA产品基板300放置到载具100上；
[0035]第二步骤，将装好BGA产品基板300的载具100放入到装机的进料导轨(未示出)上；
[0036]第三步骤，例如当设备的进料传感器感应到产品时，通过例如皮带传输，将装好BGA产品基板300的载具100传送至贴装位置；
[0037]第四步骤，当装好BGA产品基板300的载具100被传送到贴装位置后，真空平台将升起；真空台正面的凸台22将穿过载具100的第一凹进部11和第二凹进部12，将BGA产品基板300顶起，并经由真空吸口 24抽真空以便真空吸附BGA产品基板300，确保BGA产品基板300不会在贴装过程中发生任何倾斜、偏移等；
[0038]第五步骤，BGA产品基板300被顶起并真空吸住后，设备的照相机将移动到BGA产品基板300上方搜索基准点，确保产品贴装的精度；
[0039]第六步骤:完成基准点对位后进行芯片400的贴装，并通过照相机确认芯片的位置是否偏移；
[0040]第七步骤，完成贴装后，真空台释放真空并下降，将BGA产品基板300放入载具100，真空平台回到原位。传送带将产品传输至下料区。
[0041]由此，可以看出，本发明根据芯片的尺寸，设计合理的载具和真空治具。由此在贴装过程中，载具上的基板被真空治具顶起，并且用真空吸住，可以保证基板与贴装头的平行度，也可以保证基板不发生任何移动，从而确保贴装的精度。
[0042]此外，需要说明的是，除非特别指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。
[0043]可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【权利要求】
1.一种单颗BGA产品倒装贴片装置，其特征在于包括:载具和真空治具； 其中，载具的下部形成有第一凹进部，载具的上部形成有第二凹进部，并且第一凹进部和第二凹进部连通并且在第一凹进部和第二凹进部的连接处形成环状台阶； 而且，第二凹进部的开窗尺寸等于或大于BGA产品基板的外形尺寸，第二凹进部的深度等于或大于布置有芯片的BGA产品基板的总厚度，以使得布置有芯片的BGA产品基板可在环状台阶上完全容纳在第二凹进部中； 而且其中，真空治具具有基底和固定在基底上的凸台。其中，凸台的截面尺寸小于载具的第一凹进部的开窗尺寸，且大于芯片尺寸，以使得凸台能够穿过第一凹进部和第二凹进部；而且基底的截面尺寸大于载具的第一凹进部的开窗尺寸；而且，凸台的高度大于或等于载具的厚度； 并且，真空治具内部形成有连通管道，连通管道连通至凸台的上表面并且连通至基底侧部的真空吸口。
2.根据权利要求1所述的单颗BGA产品倒装贴片装置，其特征在于，凸台的上表面的截面尺寸大于芯片的外形尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的单颗BGA产品倒装贴片装置，其特征在于，载具的总体外形为立方体。
4.根据权利要求1或2所述的单颗BGA产品倒装贴片装置，其特征在于，凸台的总体外形为立方体。
5.根据权利要求1或2所述的单颗BGA产品倒装贴片装置，其特征在于，基底的总体外形为立方体。
6.一种根据权利要求1至5之一所述的单颗BGA产品倒装贴片装置的使用方法，其特征在于包括: 将BGA产品基板放置到载具上； 将装好BGA产品基板的载具传送至真空治具所在的位置； 使真空治具的凸台将穿过载具的第一凹进部和第二凹进部，从而将BGA产品基板顶起,并经由真空吸口抽真空以真空吸附BGA产品基板。
【文档编号】H05K13/04GK103781342SQ201410057443
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】梁少文, 孙忠新, 施陈, 高锋, 朱敏, 王彦桥, 刘晓阳 申请人:无锡江南计算技术研究所