激光植锡方法与流程

1.本发明属于半导体晶片封装技术以及电路基板技术领域，特别涉及数多led晶片(半导体晶片)的集成封装，以及bga的植锡(锡球)。


背景技术：

2.led进入mini时代(mini led背光，mini led显示)，led晶片(半导体晶片)上的焊盘尺寸和间距极小，导致晶片焊盘与基板焊盘之间的焊接难度陡增。cob倒装被行业认为最有前途的技术方案，但是采用cob倒装技术方案生产led集成模组时，其良品率低，生产造价高。良品率低的原因是尺寸小，led晶片上两电极焊连的工艺精度要求高，基板的精度以及锡膏的设置精度要求高，现有的设备工艺精度满足不了cob倒装技术方案，实现不了高精度(大小精度和位置精度)焊盘植锡。
3.bga(球形引脚栅格阵列)芯片上的引脚焊盘尺寸和间距越来越小，所要设置的锡球(植锡)尺寸也就越来越小，其精度要求越来越高，采用激光喷射锡球设置锡球，设备昂贵，生产效率低。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是针对以上所述的问题，提出了一种焊盘植锡技术方案，可以避开高精昂贵设备工艺，降低了基板的精度(主要是焊盘位置精度)，基板上的锡盘(植锡)设置精度(锡盘大小和位置精度)有效提高，有效提高了生产效率、良品率，降低产品造价。
5.本发明的技术方案：用于半导体晶片，或芯片，或基板上的焊盘植锡，用于焊接，其主要特征为：采用锡箔(采用焊锡材料制成的薄片/薄膜)贴盖所述焊盘上，锡箔的面积大于所述焊盘的面积(指的是单个焊盘面积，一般采用大于5倍所述焊盘的面积)，通常设计时，同一个锡箔覆盖着不少于两个所述焊盘；采用激光在锡箔上切割有锡盘沟槽，锡盘沟槽呈周圈地围着所述焊盘，在锡箔上分隔出锡盘，剩有残留锡箔，应该设置有残留锡箔清除工序。
附图说明
6.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施进行清楚、完整地描述，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。
7.图1是本发明用于在led倒装集成封装(cob)设置锡盘，一种在基板上设置锡箔方式的特征平面示意图。
8.图2是图1所示的基板，经有激光切割锡盘沟槽以及点焊焊接工序后的，局部特征剖面示意图。
9.图3是图1所示的基板经有残留锡箔清除工序后的特征平面示意图。
10.图4是本发明用于bga设置锡盘(锡球)，一种在基板上设置锡箔方式的特征平面示意图。
11.图5是图4所示的基板，经有激光切割锡盘沟槽工序后的，特征剖面示意图。
12.图6是图5所示的，锡盘激光照射熔焊(锡盘形成锡球)完成一半的特征剖面示意图。
13.图7是图5的，全部完成激光照射熔焊(形成锡球)并清洗了残留锡箔后的，特征剖面示意图。
14.图8是一种本发明用于在bga倒装晶片上植锡球，半导体晶片的特征剖面示意图。
15.图9是一种本发明用于在bga封装芯片上植锡球，bga芯片的特征剖面示意图。
16.图10是本发明用于led集成封装，一种设置锡箔方式的特征平面示意图。
17.图11是图10所示的led集成封装基板，经有激光切割锡盘沟槽工序后的，局部特征剖面示意图。
18.图12图11所示的锡盘激光照射熔焊(搭桥焊接)完成一半的的特征剖面示意图。
19.图13是一种本发明的锡箔设置方案特征剖面示意图。
20.图中：1、半导体晶片，11、晶片焊盘，2、基板，21、基板焊盘，22、晶片嵌口，23、定位坐标，3、金属焊锡，31、锡盘，311、锡盘沟槽，312、锡球，32、锡箔，321、残留锡箔，322、坐标窗口，323、根部，33、焊点、4、41、42、激光，5、锡箔工艺底衬，51、激光窗口，6、芯片，61、芯片焊盘。
具体实施方式
21.图1～3所示的是一种本发明用于在led倒装集成封装(cob)设置锡盘，更适合mini led集成封装。基板2上阵列设置有两相对应的基板焊盘21(一般不少于50对)；锡箔32一条一条成排地贴在基板2上，成排地覆盖着基板焊盘21，采用激光切割出的锡盘沟槽311，锡盘沟槽311呈周圈地围着基板焊盘21，在锡箔32上分隔出锡盘31，剩有残留锡箔321，图3是残留锡箔清除工序后的示意图，残留锡箔被清除。图1中示出，阵列设置有定位坐标23，定位坐标23没有被锡箔32覆盖。
22.基板2上设置的定位坐标23，是用于定位激光切割、局部焊接以及熔焊光斑，视觉定位系统识别到定位坐标23，以定位坐标23为基准，就能计算确定激光切割、局部焊接以及熔焊光斑的位置。一个定位坐标23可以对应一个基板焊盘21，也可以，数个基板焊盘21共用一个定位坐标23，一般来说，每80平方厘米(80cm2)至少有一个定位坐标23，合理的是每25平方厘米(25cm2)至少有一个定位坐标23，最好是每10平方厘米(10cm2)至少有一个定位坐标23。定位坐标23应该采用，与基板焊盘21同一材料(铜箔)，同一工艺(刻蚀)以及工序制作出来。
23.图2示出有，激光4切割成的锡盘沟槽311深至根部323，即锡箔被切割透了；两相对应的基板焊盘21的锡盘沟槽311有焊锡熔化凝聚，锡盘31边缘加厚，锡盘沟槽311加宽，两相对应的基板焊盘21的锡盘31之间没有残留锡箔。图2还示出，基板焊盘21与锡盘31之间采用了激光局部焊接(比如点焊、数个点焊构成的局部焊接)，如激光41和点焊33所示，该激光局部焊接可以(应该最好是)在锡盘沟槽311激光切割前进行(即焊盘与锡箔之间采用了激光局部焊接)。
24.图4～7所示的是本发明用于bga(球形引脚栅格阵列)。图4、5示出，基板2上阵列设置有基板焊盘21，被整张的锡箔32覆盖，激光4切割的锡盘沟槽311呈网格形状，相邻的两基
板焊盘21上对应的锡盘31之间没有残留锡箔。阵列的基板焊盘21旁边设置有定位坐标23，图中只设置了一个定位坐标23，可以在阵列的基板焊盘21旁设置多个定位坐标23。
25.图6示出了，相邻的两基板焊盘21上对应的锡盘32的激光42熔焊成锡球312不是同一时间进行。
26.对于图4～7所示的本发明，用于bga植锡球，激光4切割成的锡盘沟槽311不一定要深至根部323，即锡箔不一定要被切割透了(虽然图5示出被切割透了)，也就是说本发明中的锡盘沟槽311不一定要深至根部323。但是激光4切割的切割深度至少要大于二分之一锡箔32的厚度，最好要大于三分之二锡箔32的厚度。
27.图8示出本发明用于在bga倒装晶片上植锡球，倒装半导体晶片1上的晶片焊盘11设置锡球312。图9示出本发明用于在bga封装芯片上植锡球，bga(封装了的)芯片6上的芯片焊盘61设置锡球312。图8和9中的锡球312采用本发明提出的方法设置(如图4～7所示)。
28.图10～12所示的是本发明用于一种led集成封装，更适合mini led集成封装，图中的半导体晶片1就是一种led晶片。基板2阵列开有数多(一般不少于50)晶片嵌口22，数多半导体晶片1设置在晶片嵌口22中，半导体晶片1有两个晶片焊盘11，基板2上设置有两相对应的基板焊盘21；基板2还应布有电路(一种pcb板)。图10中示出，基板焊盘21呈c字形，其对应的晶片焊盘11在c字形内(不一定要求像图中所示的全部在c字形内)；整块的锡箔32贴在基板2上面，锡箔32上开有坐标窗口322，视觉定位系统能够通过该坐标窗口322视觉到定位坐标23；激光4切割的锡盘沟槽311周圈地围着基板焊盘11(晶片焊盘11也被围在内)。
29.图12示出，激光4切割锡盘沟槽311后，采用激光42熔焊锡盘32，形成的金属焊锡3，构成基板焊盘21与晶片焊盘11之间搭桥焊连。图中还示出，相邻的两基板焊盘21上对应的锡盘32的激光42熔焊成金属焊锡3不是同一时间进行。
30.图10中是整块的锡箔32贴在基板2上面，必须在锡箔32上开坐标窗口322，图1中是锡箔32一条一条成排地贴在基板2上，成排地覆盖着基板焊盘21，定位坐标23设置在两条相邻锡箔32之间，没有被覆盖，那么两条相邻锡箔32之间的空档就构成了坐标窗口。
31.可以采用有锡箔工艺底衬(一种柔性薄膜，金属或者非金属材料)，锡箔32贴在所述锡箔工艺底衬上，采用锡箔工艺底衬有助于锡箔贴敷于基板、芯片、晶片上。如果所述锡箔工艺底衬与锡箔32一起贴在电路基板2上，所述锡箔工艺底衬应采用了透明材料，或开有坐标窗口，视觉定位系统能够通过该坐标窗口视觉到定位坐标23，锡箔工艺底衬有助于清除残留锡箔。
32.图13示出，锡箔工艺底衬5与锡箔32一起贴在基板2上，锡箔工艺底衬5开有激光窗口51，激光4穿过激光窗口51照射到锡箔32上，激光51尺寸大于锡盘的尺寸。
33.图4～13所示的本发明中，在激光42熔焊锡盘32前，锡盘32与焊盘之间最好也采用有激光局部焊接(如图2所示的)。
34.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。