專利名稱：用于移除基片焊料的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于從有缺陷地焊接的基片移除焊料的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
近來對(duì)高性能半導(dǎo)體的需求增強(qiáng)了用于安裝半導(dǎo)體芯片的密度更高的封裝基片的發(fā)展。用于安裝倒裝芯片的焊料塊在細(xì)度和密度上都有所增加，導(dǎo)致塊到塊的距離減少到150微米。從而，如圖3A、3B所示，諸如焊料塊13之間的跨接15和焊料缺少17的缺陷在基片11上頻繁地發(fā)生。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通過加熱器19加熱如上所述并且在圖4中示出的有缺陷地焊接的基片11，以在由氮?dú)獾刃纬傻目寡趸瘹夥罩腥刍噶?，同時(shí)用刷子21摩擦基片11的表面，由此移除焊料。在那之后，進(jìn)行修復(fù)工作(以移除焊料塊并且恢復(fù)可重新印刷的狀態(tài))，以為重新印刷過程作準(zhǔn)備。
由于增加的細(xì)度，近來傾向于塊13之間的節(jié)距更小，即使在被摩擦之后，焊料在薄的層內(nèi)保持未被移除，由此使得更難移除跨接15。
近來已經(jīng)開發(fā)出稱作PALAP(形成圖案的預(yù)浸料層合過程)基片的高密度基片。在PALAP基片中，表面形成圖案，并且多個(gè)具有經(jīng)由孔填充的金屬膏的熱塑樹脂片堆疊在彼此上并且全部同時(shí)壓模以同時(shí)連接和結(jié)合。PALAP基片的表面層上的每個(gè)焊盤非常小，使得在焊盤的外部周緣上附加地形成樹脂層以防止焊盤脫落。每個(gè)焊盤23定位在被樹脂層圍繞的凹陷25的底部表面上，并且對(duì)應(yīng)的焊料塊13被安裝在焊盤23上。
因此，PALAP基片在工作表面上具有許多不規(guī)則部并且焊料難以移除。而且，一旦焊料熔化，焊料可以流入凹陷。從而，上述傳統(tǒng)的方法造成不能充分地移除焊料的問題。
可以作為用于移除焊料的解決方案的焊料吸收器具有接下來的問題。特別是，由銅箔形成的焊盤具有底涂層以改進(jìn)與焊料塊的結(jié)合。如果使用焊料吸收器吸收凹陷內(nèi)的焊料，其也吸收底涂層，由此使得不能在修復(fù)之后重新印刷基片。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為解決前述問題并且提供用于從高密度基片充分地移除有缺陷的焊料的方法和設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于通過熔化焊料從有缺陷地焊接的基片(S)移除焊料的方法，包括以下步驟將有缺陷地焊接的基片(S)浸入溫度高于焊料的熔點(diǎn)的液體形式的加熱介質(zhì)(L)，并且用刷子(45)摩擦有缺陷地焊接的基片(S)的表面，以擦去有缺陷的焊料。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于通過熔化焊料從有缺陷地焊接的基片(S)移除焊料的基片焊料移除設(shè)備，包括用于存儲(chǔ)溫度高于焊料的熔點(diǎn)的液體形式的加熱介質(zhì)(L)的焊料處理池(33)，用于傳送有缺陷地焊接的基片(S)進(jìn)出焊料處理池(33)的基片運(yùn)輸機(jī)，和用于摩擦浸入焊料處理池(33)內(nèi)的加熱介質(zhì)(L)的有缺陷地焊接的基片(S)的表面由此擦去通過加熱介質(zhì)(L)熔化的焊料的刷子(45)。
在上述方法和設(shè)備中，能夠確定地移除即使是以細(xì)小的節(jié)距印刷在具有許多不規(guī)則部的基片表面上的焊料?？紤]到基片浸入液體的事實(shí)，在整個(gè)基片上實(shí)現(xiàn)均勻的溫度分布，從而減小了溫度應(yīng)力。此外，防止在液體內(nèi)被加熱并且熔化的焊料在離開基片一定距離的位置固化，由此使得可能平滑地移除焊料。而且，焊料被從其移除的表面覆蓋有加熱介質(zhì)，并且因此，防止焊料被熔化并且再次沉積。此外，通過加熱介質(zhì)的加熱以熔化的狀態(tài)移除焊料，并且因此，能夠通過用輕輕地施加到基片的刷子攪動(dòng)移除焊料，由此最小化施加在基片上的機(jī)械應(yīng)力。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供的基片焊料移除方法還包括通過設(shè)置在基片下面的焊料回收容器(49)回收用刷子(45)擦去的焊料的步驟，其中，通過焊料回收容器(49)回收在焊料處理池(33)下面的從有缺陷地焊接的基片擦去的焊料。因此，能夠回收和收集從有缺陷地焊接的基片擦去的細(xì)小的熔化的焊料以隨后逐漸地聚集。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了基片焊料移除設(shè)備，其中，焊料處理池(33)包括設(shè)置在其下面的加熱器(39)。從而，能夠容易地加熱焊料處理池(33)內(nèi)的加熱介質(zhì)(L)，并且能夠有效地移除焊料。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供的基片焊料移除設(shè)備還包括在儲(chǔ)存在焊料處理池(33)內(nèi)的加熱介質(zhì)(L)上方的與焊料處理池(33)連續(xù)地形成的在外部周緣上具有冷卻裝置(43)的冷卻腔室(41)，由此，一方面冷卻加熱介質(zhì)(L)的蒸氣，并且另一方面在抗氧化氣氛內(nèi)冷卻保留在基片表面上的焊料。從而，能夠預(yù)先加熱傳遞到設(shè)備內(nèi)的基片，并且能夠減輕基片上的熱沖擊。
上述裝置的每個(gè)名稱后面的括號(hào)內(nèi)的參考數(shù)字指示對(duì)應(yīng)下面描述的實(shí)施例內(nèi)包括的特定的裝置的示例。
通過下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的描述可以更加全面地理解本發(fā)明。


圖1為示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的焊料移除設(shè)備的截面圖。
圖2為通過圖1中參考字符A指示的部分的放大圖。
圖3A為有缺陷地焊接的基片的俯視圖并且圖3B為其前視圖。
圖4為示出了傳統(tǒng)的焊料移除方法的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖1和2說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基片焊料移除設(shè)備31。此基片焊料移除設(shè)備31包括圓柱形的焊料處理池33，在其上方設(shè)置了用于關(guān)閉焊料處理池33的蓋35。
焊料處理池33在其下半部分33a內(nèi)形成有修復(fù)腔室37，用于存儲(chǔ)諸如guartin的加熱介質(zhì)L。用于將修復(fù)腔室37內(nèi)的加熱介質(zhì)L加熱到不低于焊料的熔點(diǎn)的預(yù)先確定的溫度的加熱器39設(shè)置在焊料處理池33的修復(fù)腔室37下面?；朐谛迯?fù)腔室37內(nèi)被加熱到不低于焊料的熔點(diǎn)的溫度的加熱介質(zhì)L，由此熔化基片上的焊料。
用于容納來自加熱介質(zhì)L的蒸氣G的冷卻腔室41形成在焊料處理池33的上半部分33b內(nèi)。用于循環(huán)冷卻劑的熱交換器43設(shè)置在上半部分33b的外部周緣上。從而冷卻、凝結(jié)和回收冷卻腔室37的加熱介質(zhì)的蒸氣G。
焊料移除設(shè)備31包括用于在焊料處理池33外部的位置P1、冷卻腔室37內(nèi)的位置P2和修復(fù)腔室37內(nèi)的位置P3之間運(yùn)動(dòng)有缺陷地焊接的基片S的基片運(yùn)輸機(jī)(沒有示出)。
焊料移除設(shè)備31還包括在有缺陷地焊接的基片S定位在修復(fù)腔室37內(nèi)的位置P3處時(shí)用于通過摩擦基片S的表面以從基片S移除焊料的刷子45和用于保持刷子45的刷子保持器47。此外，設(shè)備31包括用于相對(duì)于基片表面縱向地和側(cè)向地運(yùn)動(dòng)刷子45的刷子驅(qū)動(dòng)單元(沒有示出)。刷子45為通過固化8微米不銹鋼金屬纖維NASLON(NipponSeisen Co.，Ltd的注冊(cè)商標(biāo))形成的氈狀修復(fù)刷子以控制凹陷內(nèi)的焊料。此刷子能夠跟隨基片表面的不規(guī)則部并且能夠移除細(xì)小的焊料。通過加熱介質(zhì)L的加熱熔化并且用刷子45擦去通過基片運(yùn)輸機(jī)傳送到修復(fù)腔室37的基片S上的焊料。
焊料接收器49設(shè)置在焊料處理池33的底部表面上以容納通過刷子45擦去并且從基片S落下的焊料。
焊料處理池33和加熱器39的外部周緣覆蓋有絕熱材料51。這樣，在防止熱量泄漏到外部以改進(jìn)能量效率的同時(shí)控制在焊料處理池33內(nèi)每個(gè)位置處設(shè)定的溫度。
接下來說明使用具有前述構(gòu)造的焊料移除設(shè)備31從有缺陷地焊接的PALAP基片S移除焊料的方法。
首先，將基片S保持在基片運(yùn)輸機(jī)上(沒有示出)，將基片S從位置P1運(yùn)動(dòng)到位置P2并且傳送到焊料處理池33的冷卻腔室41內(nèi)。
填充有蒸發(fā)的加熱介質(zhì)的低沸點(diǎn)成分的冷卻腔室41保持在150攝氏度到200攝氏度，使得蒸發(fā)的加熱介質(zhì)成分通過熱交換器冷卻并且再循環(huán)。將傳送到冷卻腔室41內(nèi)的基片S預(yù)先加熱到大約焊料的熔點(diǎn)以減輕熱沖擊。
接下來，將基片S從冷卻腔室41內(nèi)的位置P2運(yùn)動(dòng)到修復(fù)腔室37內(nèi)的位置P3并且浸入加熱介質(zhì)L。加熱介質(zhì)L被加熱到例如焊料的熔點(diǎn)250攝氏度，使得基片上的焊料熔化。
存在于液體形式的加熱介質(zhì)內(nèi)的這樣熔化的焊料傾向于由于焊料和加熱介質(zhì)L的表面張力在加熱介質(zhì)L內(nèi)分散為細(xì)小的顆粒，并且因此能夠相對(duì)容易地從基片移除。防止在加熱介質(zhì)L內(nèi)分散為細(xì)小的顆粒的焊料再次凝結(jié)。
接下來，如圖2所示，用通過固化細(xì)的不銹鋼纖維形成的氈狀刷子45摩擦基片S的表面。在該過程中，不是如在此實(shí)施例中的靠在固定的基片上運(yùn)動(dòng)刷子，基片可以替代地運(yùn)動(dòng)而固定刷子45。從而，基片的不規(guī)則部和凹陷內(nèi)的焊料分散為細(xì)小的顆粒并且能夠容易地移除。特別地，對(duì)于形成為具有在從基片表面Sa深度為大約50微米的凹陷Sb的底部表面上的銅箔的焊盤Sc的PALAP基片S，通過使用細(xì)的刷子45，能夠以精細(xì)地詳細(xì)的方式移除焊料。在該過程中，必須注意不要移除施加在焊盤表面上的底涂層，以便確保銅箔和塊焊料之間的結(jié)合。焊料通常被移除到塊焊料不會(huì)從基片表面突出的程度。
比重大于加熱介質(zhì)的這樣從基片S移除的焊料61落下并且被容納在設(shè)置在其下面的焊料接收器49內(nèi)。能夠在焊料的分散的細(xì)小的顆粒逐漸凝結(jié)的位置處收集焊料的分散的細(xì)小的顆粒。從而，促進(jìn)回收焊料。
接下來，用刷子45縱向地和側(cè)向地摩擦基片S的表面預(yù)先確定的次數(shù)，然后通過基片運(yùn)輸機(jī)(沒有示出)將基片S向上移動(dòng)到冷卻腔室37內(nèi)的位置P2。在冷卻腔室37內(nèi)以平滑的狀態(tài)固化焊盤表面層內(nèi)的焊料，并且隨后，將基片S從冷卻腔室37內(nèi)取出以完成修復(fù)工作。
如上所述，使用根據(jù)此實(shí)施例的焊料移除方法的焊料移除設(shè)備31包括用于存儲(chǔ)溫度高于焊料的熔點(diǎn)的液體狀態(tài)的加熱介質(zhì)L的焊料處理池33、用于輸送有缺陷地焊接的基片S進(jìn)出焊料處理池33的基片運(yùn)輸機(jī)、和用于摩擦浸入焊料處理池33內(nèi)的加熱介質(zhì)L的有缺陷地焊接的基片S的表面由此擦去通過加熱介質(zhì)L過度加熱的焊料的刷子45。從而，能夠確定地移除即使是以細(xì)的節(jié)距印刷在具有不規(guī)則部的基片表面上的焊料塊。因?yàn)榛琒浸入液體，保證整個(gè)基片上的均勻的溫度分布。與局部地加熱基片的情況不同，減輕了施加在基片上的溫度應(yīng)力。此外，考慮到加熱和熔化過程在液體內(nèi)執(zhí)行的事實(shí)，離開基片的焊料不會(huì)冷卻并且保持熔化。從而，防止焊料固化并且能夠平滑地移除焊料。焊料被從其移除的表面覆蓋有加熱介質(zhì)，并且因此，防止焊料再次沉積。此外，能夠通過輕輕地施加到基片的刷子攪動(dòng)移除通過加熱介質(zhì)的加熱處于熔化的狀態(tài)的焊料，并且因此，最小化基片表面上的機(jī)械應(yīng)力。
通常，焊料在氧化氣氛內(nèi)被氧化為氧化物并且不能熔化。然而，在根據(jù)本發(fā)明的焊料移除設(shè)備和方法中，通過在定位在抗氧化氣氛內(nèi)的加熱介質(zhì)內(nèi)加熱熔化焊料。從而，焊料不會(huì)被氧化，而是保持在熔化的形式。從而，昂貴的焊料能夠容易地凝結(jié)并且回收。因?yàn)樵诳寡趸瘹夥諆?nèi)移除焊料，不需要提供用于供應(yīng)諸如氮?dú)獾亩栊詺怏w以便防止在焊料移除之后焊盤銅箔氧化的輔助儀器，由此減小成本。
此外，加熱介質(zhì)的蒸氣在其中保持在150攝氏度到200攝氏度的冷卻腔室37在存儲(chǔ)在焊料處理池33內(nèi)的加熱介質(zhì)上方與焊料處理池33連續(xù)地形成。因此，能夠預(yù)先加熱輸送到冷卻腔室37內(nèi)的基片，并且減輕施加在基片上的熱沖擊。
因?yàn)橛糜诖鎯?chǔ)加熱介質(zhì)的修復(fù)腔室37和冷卻腔室41形成在焊料處理池33內(nèi)，該設(shè)備能夠以緊湊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。
雖然上述實(shí)施例使用PALAP作為處理的基片的示例，本發(fā)明不限于PALAP，而是適用于具有相等的效果的任何類型的基片。
雖然已經(jīng)參考為了說明性的目的選擇的特定的實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)該明白，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的基本概念和范圍的情況下對(duì)其作出許多修改。
權(quán)利要求
1.一種通過熔化焊料從有缺陷地焊接的基片(S)移除焊料的方法，其包括以下步驟將有缺陷地焊接的基片(S)浸入溫度高于焊料的熔點(diǎn)的液體形式的加熱介質(zhì)(L)；以及用刷子(45)摩擦有缺陷地焊接的基片(S)的表面，由此擦去有缺陷的焊料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移除焊料的方法，還包括以下步驟在設(shè)置在基片下面的焊料接收器(49)內(nèi)接收用刷子(45)擦去的焊料。
3.一種用于通過熔化焊料從有缺陷地焊接的基片(S)移除焊料的設(shè)備，其包括用于存儲(chǔ)溫度高于焊料的熔點(diǎn)的液體形式的加熱介質(zhì)(L)的焊料處理池(33)；用于輸送有缺陷地焊接的基片(S)進(jìn)出焊料處理池(33)的基片運(yùn)輸機(jī)；及用于摩擦浸入焊料處理池(33)內(nèi)的加熱介質(zhì)(L)的有缺陷地焊接的基片(S)的表面由此擦去通過加熱介質(zhì)(L)加熱并且熔化的焊料的刷子(45)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于移除焊料的設(shè)備，其中，焊料處理池(33)在其下部?jī)?nèi)包括加熱器(39)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于移除焊料的設(shè)備，還包括設(shè)置在焊料處理池(33)的下部?jī)?nèi)的用于接收從有缺陷地焊接的基片擦去的焊料的焊料接收器(49)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于移除焊料的設(shè)備，還包括設(shè)置在存儲(chǔ)在焊料處理池(33)內(nèi)的加熱介質(zhì)(L)上方并且與焊料處理池(33)連續(xù)地形成的用于冷卻加熱介質(zhì)(L)的蒸氣同時(shí)在抗氧化氣氛內(nèi)冷卻保留在基片表面上的焊料的冷卻腔室(41)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于移除焊料的設(shè)備，其中，冷卻腔室(41)包括設(shè)置在其外部周緣上的冷卻裝置(43)。
全文摘要
披露了用于從有缺陷地焊接的基片移除焊料的方法和設(shè)備。焊料移除設(shè)備(31)包括用于存儲(chǔ)溫度高于焊料的熔點(diǎn)的液體形式的加熱介質(zhì)的修復(fù)腔室(37)、用于輸送有缺陷地焊接的基片進(jìn)出焊料處理池的基片運(yùn)輸機(jī)、和用于摩擦浸入焊料處理池內(nèi)的加熱介質(zhì)的有缺陷地焊接的基片的表面由此擦去通過加熱介質(zhì)過度加熱的焊料的刷子(45)。從而能夠從即使是高密度的基片充分地移除有缺陷的焊料。
文檔編號(hào)H05K3/00GK101064995SQ20071010189
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者鄉(xiāng)古倫央, 谷口敏尚, 坂井田敦資, 竹田喬一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝