[發明專利]球柵陣列器件植球的通用裝置

在審

• 申請號: 201910946399.5
• 申請日: 2019-10-05
• 公開（公告）號: CN110729206A
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 張冬梅;梁斌;林修文
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 51121 成飛(集團)公司專利中心
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種球柵陣列器件植球的通用裝置，旨在提供一種實用性強、操作靈活方便、通用性好的植球裝置。本發明通過下述技術方案實現：植球臺內腔框的植球池設帶動球柵陣列器件基板同步上升/下降的升降支撐塊和沿框口長度兩側滑槽滑行的主夾持滑塊，以及沿寬邊懸梁滑軌滑動的輔助夾持滑塊；兩個主夾持滑塊通過其下相連橫向調節旋鈕的橫向相對聯動機構，作橫向同步相向或背向運動，同樣兩個輔助夾持滑塊通過其下相連縱向調節旋鈕的縱向相對聯動機構，作縱向同步相向或背向運動；焊球經焊球漏網的漏孔落到球柵陣列器件基板引腳焊盤上，控制植球時經漏網孔落到球柵陣列器件基板引腳焊盤上的焊球數，實現不同焊球數量球柵陣列器件的焊球漏裝。

技術領域

本發明涉及電子封裝技術領域，特別是涉及一種用于球柵陣列封裝器件的植球裝置。

背景技術

球柵陣列封裝(以下簡稱BGA)在封裝體基板的底部制作陣列焊球作為電路的I/O端與印刷線路板PCB互聯，提高了貼裝成品率，潛在地降低了成本；BGA封裝器件在基板底面以陣列方式制出球形觸點作用引腳，具有引腳短、引線電感和電容??；引腳多、引出端數與器件封裝體尺寸比率高；焊點中心間距大、引腳牢固、共面性好、組裝成品率高；陣列焊球與基板的接觸面大，縮短了信號的傳輸途徑，減小了引線電感、電阻，改善了I/O端的共面性，極大地減少了組裝過程中因共面性差而引起的損耗。BGA較QFP(四方扁平封裝)具有更多的I/O引腳及更大的引腳間距，同時還具備引線硬度好、自對準特性高的特點。BGA 封裝時從插針網格陣列(PGA)改良而來，是一種將某個表面及格狀排列的方式覆滿或部分覆滿引腳的封裝法。焊球經過封裝后的IC芯片連接在基板印制焊盤上。焊球矩陣排布與基板印制焊盤嚴格對應，包括尺寸、間距及焊球的平整度等方面。BGA封裝的一個缺點是焊球無法像長引腳那樣可以伸展，因此，它們在物料特性上是不具有材料剛度的。所有的貼焊裝置，因PCB基板和BGA封裝體在熱膨脹系數上的差異而彎曲(熱應力)，或延伸并振動 (機械應力)下，就可能導致BGA器件焊球與PCB基板間的焊點斷裂。主要的缺陷類型是植球工序中出現焊球間距超標，進而BGA器件球間距超標，導致BGA器件與PCB板的組裝焊接失效。

目前，很多產品已廣泛采用BGA器件，但在多品種小批量的產品應用中，以下兩類問題在生產中較突出：1)多品種小批量的產品特性導致采購的單種BGA器件的量較少，植球手段只是用鑷子或模板手工貼裝焊球，效率低、成本高，且對操作者的要求極高，整體水平處在BGA元件的返修層次上，BGA器件存在引腳氧化、部分焊球缺失等缺陷情況。2) 印制板受熱翹曲焊盤設計不符，焊膏印刷不良及焊接溫度不足等原因導致BGA器件存在短路或虛焊等焊接缺陷。由于BGA的需求量不斷增長，且隨著封裝技術的發展，BGA器件種類及基板上焊球數量越來越多，間距越來越小，靠操作人員手工植球最終將無法勝任這項工作。采用報廢原器件更換新器件的處理方式，一方面會大大增加了生產成本，另一方面某些 BGA器件若無庫存，則需重新進行采購，而BGA器件采購周期一般較長，從而嚴重延誤了生產進度。

3)自動化的BGA器件植球設備價格昂貴，主要用于BGA器件生產廠家，而BGA 器件裝配組裝的電子組裝生產廠家出于生產成本考慮，基本不會采購自動化植球設備，植球手段只是采用鑷子或專用植球模板手工貼裝，植球效率低，成本高，對操作者的要求極高，且植球成品率低。

BGA封裝技術中，將焊球放置于BGA封裝基板焊盤上，稱之為植球?，F有技術植球裝置，采用四角調整定位的方式，雖然能同時調整兩個方向定位尺寸的大小，但四角調整方式只適用于正方形球柵陣列器件，對于長方形器件，只能采用對角定位，另外兩個角懸空，球柵陣列器件邊長方向不定，可能導致器件放置不穩，存在一定的缺陷。由于植球裝置通過調節固定支撐滑塊的4個高度調節螺絲，調整支撐滑塊定位面與焊球漏板間的距離，實現不同厚度球柵陣列器件的植球應用。4個高度調節螺絲分別調節可能出現四角支撐滑塊的高度不均勻，導致球柵陣列放置不平穩及器件基板面與焊球漏板間的距離不一致。