用于傳送焊料球的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種用于傳送焊料球（110）方法，包括如下步驟：在球體室（102）中提供多個(gè)焊料球（110），向球體室（102）中吹入氮?dú)馐沟盟龊噶锨颍?10）朝向工裝板（104）被傳送，以及把所述焊料球（110）定位在工裝板（104）上期望的位置處。一種用于傳送焊料球（110）的裝置，包括能在其中提供多個(gè)焊料球（110）的球體室（102），用于向球體室（102）中吹入氮?dú)獾难b置（112），以及工裝板（104）。本發(fā)明提供了用于傳送焊料球到工裝板上期望的位置處的一種簡單和有效的方法，其可以避免或最小化氧化影響。
【專利說明】用于傳送焊料球的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于傳送焊料球的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]焊料凸點(diǎn)技術(shù)是廣泛應(yīng)用于IC封裝中一項(xiàng)技術(shù)。典型地，焊料凸點(diǎn)是由相應(yīng)的焊料球以期望的圖案形成在晶片或其它襯底的表面上而形成，其將與其它有源或無源的裝置電接觸。焊料凸點(diǎn)是被粘接以便接觸晶片或襯底(或者任何其它芯片或半導(dǎo)體裝置)的襯墊的焊料小球體，并隨后被用于倒裝焊接。例如芯片和襯底之間的電連接的長度可被最小化，例如通過放置焊料球在芯片或工裝板上并將焊料球與襯底上的接觸襯墊對(duì)準(zhǔn)，并例如在爐中回流該焊料球，以便生成焊料凸點(diǎn)并建立芯片和襯底之間的粘接。該方法提供了具有小的寄生電感和電容的卓越的電連接,并且接觸襯墊還被分布在整個(gè)芯片表面上而不是如線粘接技術(shù)中常見的那樣限于邊緣。因此，硅區(qū)域可被更有效的利用，并且互連的最大數(shù)目可被增加。同樣，信號(hào)互連被縮短。
[0003]焊料凸點(diǎn)技術(shù)通常被用于倒裝芯片工藝、晶片級(jí)尺寸封裝和焊球陣列工藝中，以便提供例如兩個(gè)襯底或芯片之間的互連。通常，用于半導(dǎo)體晶片上的焊料凸點(diǎn)制作的三種方法之一被使用，即或者焊膏印刷，或者電鍍，或者凸點(diǎn)球傳送。由于其在凸點(diǎn)尺寸方面的靈活性和高的操作產(chǎn)量，后者被廣泛應(yīng)用。
[0004]通常，提供于球體室中的焊料球由下降進(jìn)入該球體室中的工裝板拾起。真空被施加到該工裝板以便選擇性地拾起球體。工裝板包括以與球體將被放置在晶片或襯底上的圖案相應(yīng)的圖案布置的多個(gè)真空孔。為確保每個(gè)真空孔能夠成功地拾起一個(gè)球體，球體室內(nèi)設(shè)置有為焊料球提供連續(xù)運(yùn)動(dòng)的裝置。
[0005]這種裝置可以是，例如，工裝板上或球體室中的超聲振動(dòng)裝置，焊料球借助于其而被保持運(yùn)動(dòng)直到它們被吸到真空孔上。提供球體的這種運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步的可能性是向球體室中吹入空氣，例如從室的底部，以便給予球體以運(yùn)動(dòng)，使得它們能由工裝板更容易地拾起。此外，球體的運(yùn)動(dòng)和發(fā)生于球體之中的碰撞也有助于移除一個(gè)真空孔中多余的球體。但另一方面，這種空氣吹動(dòng)能夠引起或加速焊料球表面的氧化，特別是由于個(gè)別球體摩擦接觸另外一個(gè)這一事實(shí)。氧化引起釬焊效率的惡化，例如由于在隨后的回流工藝中的冷焊效應(yīng)，不潤濕效應(yīng)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明因此旨在避免或最小化與從球體室向工裝板傳送焊料球有關(guān)的氧化的影響。
[0007]此目的由包括權(quán)利要求1的特征的用于傳送焊料球的方法和包括權(quán)利要求7的特征的相應(yīng)裝置實(shí)現(xiàn)。
[0008]通過向球體室中吹入氮?dú)馐沟迷摵噶锨虮怀蚬ぱb板推動(dòng)或傳送，與用于實(shí)現(xiàn)該傳送的先前已知方法相關(guān)的負(fù)面影響可被避免。由于球體室中氮?dú)獾拇嬖?即創(chuàng)造氮?dú)鈿夥?，與焊料球的摩擦運(yùn)動(dòng)有關(guān)的氧化的負(fù)面影響可被避免。本發(fā)明提供了用于傳送焊料球到工裝板上期望位置上的一種簡單和有效的方法。
[0009]本發(fā)明的有利的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施方式，設(shè)置有多孔板(例如由陶瓷制成的)，氮?dú)馔ㄟ^該多孔板被吹入。這一多孔板作為氮?dú)鈹U(kuò)散器是有效的，使得通過該板吹入的氮?dú)獬善椒€(wěn)地分布，提供了平滑的氣流，這對(duì)于由工裝板對(duì)球體的拾起是有幫助的。
[0010]如果焊料球在球體室中經(jīng)受超聲振動(dòng)也是有利的。這種超聲振動(dòng)支撐由氮?dú)饬魈峁┑暮噶锨虻倪\(yùn)動(dòng)。由于球體室中氮?dú)獾拇嬖?，現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的與這種超聲振動(dòng)有關(guān)的不利之處可被避免。
[0011]有利地，氮?dú)鈴南聜?cè)或從球體室的底部吹入球體室中，并且工裝板定位在球體室的上側(cè)或頂側(cè)。因此，平穩(wěn)的氮?dú)饬骺稍诨旧舷鄳?yīng)于工裝板的整個(gè)面積的區(qū)域上被提供。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，焊料球在工裝板上的定位由工裝板上設(shè)有的真空裝置實(shí)現(xiàn)。有利地，工裝板上設(shè)有直徑稍微小于焊料球直徑的真空孔。真空裝置在這些真空孔處創(chuàng)造負(fù)壓，使得焊料球可被捕獲在真空孔的位置處。
[0013]有利地，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括，當(dāng)焊料球被定位在工裝板上期望的位置處時(shí)將工裝板布置在晶片或襯底之上使得焊料球與晶片或襯底上的接觸襯墊對(duì)準(zhǔn)，然后焊料球被工裝板釋放，并且焊料球隨后被回流。
[0014]本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)將由對(duì)附圖的描述而趨于明顯。
[0015]應(yīng)當(dāng)注意，在前提到的特征和在下文中將被進(jìn)一步描述的特征不僅以相應(yīng)地指明的組合是可用的，而且以進(jìn)一步組合或單獨(dú)拿出時(shí)也是可用的，而沒有脫離本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于傳送焊料球的裝置的優(yōu)選實(shí)施方式的示意性側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]根據(jù)本發(fā)明的裝置在圖1中示出并且總體上由100指定。裝置100包括球體室102，多個(gè)球體110被提供于其中。球體室可充當(dāng)用于球體110的儲(chǔ)存室。
[0018]在球體室102的上方或者上部部分，即在其上側(cè)，設(shè)置有工裝板104，其可以被降低進(jìn)入球體室102。工裝板104設(shè)有真空裝置106，設(shè)置在工裝板104中的真空孔104a借助于真空裝置106可被提供以負(fù)壓或真空，其用作用于球體室102中的焊料球110的捕獲力，使得每個(gè)真空孔104a可被填充有一個(gè)焊料球110。真空孔104a的直徑被選擇為稍微小于焊料球110的直徑。
[0019]在后面的階段，當(dāng)工裝板位于襯底上方同時(shí)焊料球?qū)?zhǔn)相應(yīng)的襯墊(未示出)時(shí)，通過切斷真空裝置，焊料球可被從工裝板釋放。
[0020]為支撐焊料球110朝向工裝板104中的真空孔104a的運(yùn)動(dòng)，吹氣裝置112 (借助于箭頭示意性地示出)被設(shè)置。該吹氣裝置通過設(shè)置在球體室102下側(cè)中的孔或噴嘴102a向球體室中吹入氮?dú)狻?br> [0021]此外，為工裝板104和/或球體室102提供超聲振動(dòng)裝置是可能的，其也可以給予或支撐焊料球朝向真空孔104a的運(yùn)動(dòng)。這種超聲振動(dòng)裝置如雙箭頭114(用于工裝板104)和116 (用于球體室102)所示意性示出。
[0022]通過向球體室102中吹入氮?dú)猓獨(dú)鈿夥赵谇蝮w室中被創(chuàng)造(即氧氣被排到室外)，因而由于焊料球摩擦運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的氧化影響可被避免。
[0023]總而言之，借助于朝向工裝板的氮?dú)饬鳎噶锨虮怀蚬ぱb板推動(dòng)并且，如果真空裝置106被接通的話，可被捕獲在真空孔104a中。
[0024]為提供特別平穩(wěn)和均勻的氮?dú)饬鳎嗫装?20設(shè)置在球體室中球體室102的下側(cè)和工裝板104之間。板120中的空隙的尺寸被設(shè)置成使得它們可用作氮?dú)鈹U(kuò)散器，其引起期望的平穩(wěn)和均勻的氮?dú)饬?。這樣的平穩(wěn)和均勻的氣流輔助由工裝板對(duì)焊料球的有效拾起。
[0025]借助于向球體室中吹入氮?dú)?，球體室的任何氧含量可被稀釋或除去使得球體室中由氧氣的存在而引起的任何負(fù)面影響被有效地避免。
[0026]包含于焊料凸點(diǎn)焊接中的其它步驟是公知的，并且將不會(huì)被詳細(xì)描述。可以這樣說，當(dāng)所有的真空孔被焊料球占據(jù)時(shí)，工裝板被移動(dòng)進(jìn)入與晶片或襯底的對(duì)準(zhǔn)，該晶片或襯底在相應(yīng)于焊料球在工裝板上的位置的位置處，即真空孔的位置處，設(shè)置有接觸襯墊。通過切斷或停用真空裝置，焊料球從工裝板上被釋放并被放置在接觸襯墊上。有利地，接觸襯墊已被準(zhǔn)備有焊劑。隨后，焊料球可被回流，因此在期望的位置處提供焊料凸點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.用于傳送焊料球(110)的方法，包括如下步驟: -在球體室(102)中提供多個(gè)焊料球(110)， -向所述球體室(102)中吹入氮?dú)馐沟盟龊噶锨?110)被朝向工裝板(104)傳送，以及 -把所述焊料球(110)定位在工裝板(104)上期望的位置處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述氮?dú)馔ㄟ^多孔板(120)朝向所述工裝板被吹送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述焊料球(110)在球體室(102)中通過超聲振動(dòng)裝置(114，116 )而經(jīng)受超聲振動(dòng)。
4.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述氮?dú)馔ㄟ^球體室(102)下側(cè)中的孔(102a)被吹入球體室(102)中，并且所述工裝板(104)位于球體室(102)的上側(cè)。
5.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述焊料球(110)在工裝板(104)上的定位由設(shè)置在工裝板(104)上的真空裝置(106)實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)在前任一權(quán)利要求的方法，其中，當(dāng)所述焊料球(110)被定位在所述期望的位置處時(shí)，所述工裝板(104)被布置在晶片或襯底之上使得所述焊料球(110)與晶片或襯底上的接觸襯墊對(duì)準(zhǔn)，所述焊料球(110)被所述工裝板(104)釋放，并且所述焊料球隨后被回流。
7.用于傳送焊料球的裝置，包括:能在其中提供多個(gè)焊料球(110)的球體室(102)，用于向所述球體室中吹入氮?dú)獾难b置(112)，以及工裝板(104)，所述焊料球借助于吹入所述球體室(102)中的所述氮?dú)饪杀粋魉偷剿龉ぱb板上期望的位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，還包括布置在用于向所述球體室(102)中吹入氮?dú)獾乃鲅b置(112)和所述工裝板(104)之間的多孔板(120)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其中所述工裝板包括真空裝置(106)，用于當(dāng)所述真空裝置(106)被接通時(shí)在所述期望的位置處捕獲焊料球(110)到所述工裝板上，通過切斷所述真空裝置(106)或者減少由所述真空裝置(106)提供的作用在所述焊料球上的真空，所述焊料球從所述工裝板上可釋放。
【文檔編號(hào)】B23K3/06GK103548128SQ201180070964
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2011年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】E·馮 申請(qǐng)人:林德股份公司