[發明專利]改進的球植入裝置和方法

無效

• 申請號: 201210156379.6
• 申請日: 2007-11-22
• 公開（公告）號: CN102744487A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 林鎳盛;安松隆;白德祥
• 申請（專利權）人: 洛科企業有限公司
• 主分類號: B23K3/06
• 分類號: B23K3/06;H01L21/48
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉曉峰

本申請為分案申請，該分案申請的母案的申請號為200780050270.1，申請日為2009年7月22日，發明名稱為“改進的球植入裝置和方法”。

技術領域

本發明涉及球柵陣列，并且更具體地涉及切割之前在這種置于基板上的陣列內的焊球貼裝。

背景技術

球柵陣列是用于接納用作用于連接至集成電路的電極的焊球的陣列。它們在集成電路仍處于基板內時在切割所述基板之前或之后被貼裝。

基板通常被送入焊劑熔敷工作臺內并隨后被送至球植入工作臺，在該工作臺上以精確定位的配置將球植入到焊劑內。

焊球貼裝機(Solder?Ball?Placement?Machine)被用于在面陣(area?array)封裝基板內連接焊球，焊球在該封裝基板上構成到基板的終端互連。焊球貼裝機完成兩個主要過程，這兩個主要過程是基板上的焊劑熔敷，隨后是基板上的焊球貼裝。為了更好的連接和焊合，焊劑被用于去除焊盤上的氧化物，并被用于在將基板送至回流爐以熔化焊球完成焊合之前將焊球固定就位。

在一種方法中，焊劑和焊球加工區域被串聯設置，由此基板在焊劑加工區域內經過以將焊劑涂敷至陣列。隨后基板被送至球植入工作臺，植球機械手在此以精確的基準貼裝焊球。基板隨后被送出球植入裝置并隨即被送走進行切割。

對于這種配置，獲取每個工作臺上的基板的基準圖像(fiducial?vision)，以定位基板的位置和朝向，并因此精確地貼裝焊劑和焊球。

但是，該方法的一個缺點在于需要獲取兩個獨立工作臺上的基板的兩個分離的基準圖像組。這將惡化球植入工作站處的瓶頸，因為取球頭作為用于貼裝球的裝置必須首先確定頭部是否已完全被球裝滿，以使得沒有球從用于植球的空腔中遺漏，并隨后確認所有的球都已被從頭部熔敷出去，而且沒有個別空腔仍然具有堵在頭部內且因此未被轉印至陣列的球。這樣的雙重檢查系統控制基板通過球植入設備的流程，并會因此而影響該過程的整體速度。

在一種不同的配置中，焊劑和球植入區域被彼此平行地設置，以使得基板被送入設備內，且被設置成用于接近基板的焊劑定位頭和取球頭不必將基板從一個工作站移往下一個工作站。用這種方式，用于確保基板的朝向和位置的基板的基準圖像是正確的，只需進行一次獲取而不用在焊劑區域和球區域分別進行，因此也由于這個原因，與前述的過程相，將會是更快的過程。但是，這種配置的限制在于單個工作臺在任一時刻只能由焊劑或球頭進行操作而另一方將會被閑置，由于瓶頸現在是在單個封裝工作臺處，并且它導致了機器循環周期的增加，因此就浪費了單次基準圖像檢查的優點。

在所述過程的另一方面，焊劑池通常包括安裝在直線滑板上并且設置用于在涂敷在板上的焊劑的供應上方前后行進的一對掃掠式焊劑敷抹器。焊劑敷抹器在掃掠動作期間以由焊劑敷抹器的高度控制的預定厚度形成焊劑層。掃掠動作由速控電機驅動并且通常包括一對氣壓致動器。

在掃掠期間，一個焊劑敷抹器將處在距離焊劑池固定高度的較低位置以形成預定的焊劑厚度。板上的焊劑厚度將控制由焊劑工具拾取的焊劑量，隨后焊劑工具將受控的焊劑量涂敷至基板。作為確保焊劑池具有充足供應量的裝置，設有傳感器測量焊劑池內的焊劑高度，當焊劑高度達到下限時，傳感器激活焊劑填充裝置以將新焊劑加入焊劑池中。

焊劑填充裝置通常包括注射器，其接收外界空氣供應以向注射器的柱塞施加壓力，并由此將焊劑注入焊劑池內。

盡管在工業應用中已知有多種變形，但是很多變形通常都具有類似的包括使用注射器在內的配置，以將焊劑注入焊劑池內。因此，這些配置遇到的注射器的問題通常在于不能完全去除注射器中的所有成分。相反，在注射器噴嘴之前的出料腔內殘留有焊劑的“廢料”或“殘渣”。這些殘留的焊劑可能會被部分地暴露于外界環境中，并因此會在下一次使用注射器時成為被污染的物質。而且，盡管焊劑是粘性的，但是它仍然會從噴嘴滴下，且由此在噴嘴內殘留的殘渣就可能會滴下，并由此將焊劑滴在焊劑池的外圍元件上。因此接觸焊劑池外側區域的焊劑可能會被進一步污染，并且如果隨后不小心被加入焊劑池中，就有可能會導致對整個焊劑池的污染。

這還可能造成會擴散至隨后的基板的污染，從而污染連接有焊球的整批基板。

在另一方面，一旦焊劑被涂敷至基板，焊球隨后就被植入焊劑，用于進一步的加工。焊球在基板上的配置要求是達到非常高的容差水平的非常精確的配置。

模板被用作建立預定陣列的裝置，用于為了下游的加工目的而貼裝小型單元例如焊球的成批處理。