[發明專利]一種陶瓷柱柵陣列封裝植柱裝置

有效

• 申請號: 201010286046.6
• 申請日: 2010-09-17
• 公開（公告）號: CN102024714A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 于海平;曹玉生;林鵬榮
• 申請（專利權）人: 北京時代民芯科技有限公司;中國航天科技集團公司第九研究院第七七二研究所
• 主分類號: H01L21/50
• 分類號: H01L21/50;H01L21/60
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種植柱裝置，特別是一種采用陶瓷柱柵陣列工藝封裝時的植柱裝置，屬于集成電路封裝技術領域。

背景技術

陶瓷柱柵陣列(CCGA，Ceramic?Column?Grid?Array)封裝是在陶瓷球柵陣列(CBGA，Ceramic?Ball?Grid?Array)封裝形式的擴展。當CBGA封裝尺寸大于32mm時，CBGA焊球的可靠性降低，滿足不了高可靠應用的場合。CCGA封裝采用柱狀引腳替代CBGA的球形引腳，其可靠性與散熱性能得到了很大提高，同時，由于采用陶瓷封裝和柱狀引腳形式，使得CCGA件具有良好的抗潮濕性能，形成CCGA較長的使用壽命和高可靠性，在軍事、航天和電信領域的應用正不斷增加。

國際上CCGA封裝已經在FPGA、DSP、SoC等高端產品中得到了大批量應用，CCGA產品的輸出端子已經達到2000個以上。CCGA有1.27mm、1.0mm兩種節距。植柱模式有兩種：第一種方式是帶載板方式，焊柱通過載板(通常為陶瓷板)固定后，再整體與外殼進行對準并回流完成焊接；第二種方式是焊線柱方式，焊柱通過與外殼基板焊盤位置完全一致的石墨模板進行固定，再進行回流焊，焊接完成后脫模。本專利就屬于焊線柱方式中焊柱的分配裝置。

但在國內CCGA封裝還處于研發階段，缺少相關的技術研發基礎和設備，并且由于國外的技術封鎖，也未檢索到國內有與CCGA的植柱方法和設備相關的資料。而在具體使用時，一般采用手工通過鑷子夾持焊柱一根一根進行植柱。效率低，一致性差，鑷子夾持力還會損傷焊柱表面。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提供了一種陶瓷柱柵陣列封裝植柱裝置，該裝置解決了對集成電路進行CCGA封裝時，只由人工操作而無法對焊柱自動排列的問題，同時還避免了由于人工植柱采用夾子夾取焊柱形成的表面夾持力，對焊柱造成的傷害問題。

本發明的技術解決方案是：

一種陶瓷柱柵陣列封裝植柱裝置，其特征在于包括：上料、料倉、外套、活門和帽蓋，上料管的上端開口用于填充焊柱，上料管的下端開口與料倉的上端口相連，上料管的管腔尺寸大于焊柱的直徑，且至少小于焊柱直徑長度的兩倍，從而使得焊柱只能在管腔中首尾相接的排列；料倉套于外套中，料倉可在外套中沿軸向上下運動，料倉的內腔直徑大于焊柱直徑，但小于上料管的管腔尺寸；帽蓋套于外套下端，帽蓋底端有與焊柱直徑相適應的出料口，帽蓋內部還有擋板，帽蓋的擋板形成中央開口；活門為具有中空管腔且下端受到徑向力可收縮的裝置，活門與料倉相連，活門的管腔與料倉的內腔相接且在不收縮時與料倉的內腔相適應，活門沿垂直于料倉軸向的徑向直徑從上到下逐漸擴大，活門受料倉的帶動與料倉沿同一個方向運動，當活門受到垂直于料倉軸向的徑向力時，活門的管腔將收縮后鎖緊。

當植柱時，焊柱經上料管裝于料倉內，料倉不受軸向的下壓力時，活門的管腔受帽蓋的擋板的徑向力處于鎖緊狀態；沿軸向壓下料倉時，料倉沿軸向向下推動活門，當活門運動到徑向直徑等于或小于帽蓋的擋板中央開口直徑時，活門的管腔將開啟，焊柱可從料倉落入活門并經帽蓋的出料口送出；沿軸向抬起料倉時，料倉將沿軸向向上活動并帶動活門恢復到原始位置，活門的管腔被帽蓋的擋板鎖緊。

所述的料倉的下端還安裝有彈性裝置，當料倉受力向下運動時，彈性裝置被壓縮，當料倉不受力時，彈性裝置可推動料倉恢復至原位置。

所述的料倉上部安裝有壓板，壓動或抬起壓板可使料倉在外套中沿軸向向下或向上運動。當安裝有彈性裝置時，料倉可在不壓壓板時憑借彈性裝置恢復至原位置。

所述的料倉上部有突起，所述的外套上端有向內突出的歧口，料倉上部的突起與外套上端的歧口相適應，用以控制料倉向上運動時相對于外套的最高恢復位置。

所述的上料管的管腔、料倉的內腔、活門的管腔和帽蓋的出料口內孔徑的尺寸基本一致，但軸向度依次提高，從而保證焊柱軸線與植柱面的垂直度逐段提高。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)利用本發明可在植柱時實現焊柱的自動排列，明顯提高了工作效率。

(2)采用本發明可保證焊柱送出時的垂直度，且無夾持力作用于焊柱表面，具有便于操作、成品一致性好的優點。

(3)本發明除可手工操作外，還可利用壓板固定在固定臺上，利用振動氣缸實現自動植柱。

附圖說明

圖1為植柱裝置示意圖；

圖2為料倉剖視圖；

圖3為活門剖視圖；

圖4為采用本發明自動植柱時的安裝圖。

具體實施方式