专利名称：球形阵列封装芯片重新植球的方法
技术领域：
本发明涉及一种对焊接失败的球形阵列封装芯片进行重新植球的方法。
背景技术：
随着电子行业的发展和技术更新，球形阵列封装芯片越来越多地应用于电子线路板上。由于球形阵列封装芯片集成度高以及加工工艺相对复杂，其价格相对昂贵。一旦在表面贴装工艺中焊接失败，其元件表面的锡珠就会被破坏，使得这个元件就不能重新焊接在印刷电路板上。因此，在批量生产印刷电路板的过程中，这类焊接失败的球形阵列封装芯片的报废额相当高，造成很大的浪费，并且进而报废处理中容易对环境造成不利影响。发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能够对焊接失败的球形阵列封装芯片进行重新植球从而使其能够重新投入使用的方法。
为了解决这样的技术问题，本发明提出了一种对焊接失败的球形阵列封装芯片重新植球的方法，该方法包括如下步骤:将焊接失败的球形阵列封装芯片去除焊锡并且清洗干净；将清洁后的所述球形阵列封装芯片平面定位；将焊膏印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上，使其焊膏印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片上的植球位置；通过所述焊膏印刷板的焊膏印刷孔印刷焊膏，使其漏在所述球形阵列封装芯片的所述植球位置；垂直向上地取下所述焊膏印刷板；将锡珠印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上，并且使锡珠印刷板的锡珠印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片上的植球位置；拨动锡珠，确保所述锡珠印刷板的锡珠印刷孔内都设有锡珠；垂直向上地取下所述锡珠印刷板，使其与所述球形阵列封装芯片分开，从而锡珠落在所述球形阵列封装芯片的植球位置；以及将植球后的所述球形阵列封装芯片取出，设置在预定温度的加热炉里，经过预定的时间，熔化的焊膏将锡珠固定在所述球形阵列封装芯片的植球位置上。
根据本发明实施例的一个技术方案中，所述加热炉的预定温度，对于有铅元件可为230°C ±5°C，对于无铅元件可为250°C ±5°C，并且所述预定的时间可为I分50秒至2分钟10秒。
根据本发明实施例的一个技术方案中，所述将焊接失败的球形阵列封装芯片去除焊锡并且清洗干净的步骤，可包括可用烙铁和吸锡带去除所述焊接失败的球形阵列封装芯片上的焊锡，并且可用异丙醇清洁液将球形阵列封装芯片表面清洁干净。
根据本发明实施例的一个技术方案中，所述将清洁后的所述球形阵列封装芯片平面定位的步骤，可包括将所述球形阵列封装芯片设置在矩形平板状台面的定位治具上，所述定位治具包括将所述球形阵列封装芯片固定在所述台面的预定位置的夹具以及使所述台面垂直地上下运动的机构。
根据本发明实施例的一个技术方案中，所述将焊膏印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上的步骤，可包括将所述焊膏印刷板设置在焊膏印刷治具上，所述焊膏印刷治具包括固定焊膏印刷板的夹具以及相对于所述定位治具定位的定位框，从而在相对于所述定位治具定位后使所述焊膏印刷板的所述焊膏印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片的所述植球位置。
根据本发明实施例的一个技术方案中，所述将锡珠印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上的步骤，可包括将所述锡珠印刷板设置在平板状台面的锡珠印刷治具上，所述锡珠印刷治具包括在其台面的开口中固定锡珠印刷板的夹具以及相对于所述定位治具定位的定位框，从而在相对于所述定位治具定位后使所述锡珠印刷板的所述锡珠印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片的所述植球位置。
根据本发明实施例的一个技术方案中，所述垂直向上地取下所述焊膏印刷板的步骤，可包括将所述定位治具相对于所述焊膏印刷治具垂直向下运动而使二者分开的步骤。
根据本发明实施例的一个技术方案中，所述垂直向上地取下所述锡珠印刷板的步骤，可包括将所述定位治具相对于所述锡珠印刷治具垂直向下运动而使二者分开的步骤。
图1是示出焊接失败的球形阵列封装芯片的基本状况的示意图。
图2是示出球形阵列封装芯片设置在平面定位治具上的状况的示意图。
图3是示出定位治具与焊膏印刷板之间位置关系的分解透视图。
图4是示出定位治具与锡珠印刷板之间位置关系的分解透视图。
图5示出了根据本发明的球形阵列封装芯片的定位治具的结构。
图6示出了根据本发明实施例的焊膏印刷治具和定位治具配合的分解透视图。
图7示出了根据本发明实施例的锡珠印刷治具和定位治具配合的分解透视图。
具体实施方式
下面，参照附图描述本发明的优选实施方式，贯穿全部附图，相同的标号表示相同的部件。描述将以下面的顺序进行:
1、焊接失败的球形阵列封装芯片的基本情况；
2、对焊接失败的球形阵列封装芯片重新植球的基本方法及其实施步骤；
3、球形阵列封装芯片的定位治具、焊膏印刷治具和锡珠印刷治具及其应用示例。
1、焊接失败的球形阵列封装芯片的基本情况
图1是示出焊接失败的球形阵列封装芯片100的基本状况的示意图。
如图1所示，球形阵列封装芯片100总体上为矩形或正方形的板状形状。为了描述方便起见，下面以正方形的板状的球形阵列封装芯片为例进行具体描述。球形阵列封装芯片100具有彼此背对的上表面110和下表面120，在上表面110和下表面120之间封装了芯片。为了使芯片固定以及对外连接，在上表面110上设置形成阵列的大量的焊盘，该焊盘数量例如少则上百个，多则上千个。为了图示以及描述方便，图1中仅示例性地示出了四个焊盘111 (示例性地在其中I处标注)，本领域技术人员可以认识到，不论焊盘数量具体如何，其技术上的原理的一样的。该四个焊盘111对应于后面描述的植球位置。因为焊盘111的数量很多，所以，一旦其所连接到的印刷电路板焊接失败，这样的球形阵列封装芯片100就成了废品。本发明的一个目的是将焊接失败的球形阵列封装芯片100通过修复而再利用。
2、对焊接失败的球形阵列封装芯片重新植球的基本方法及其实施步骤
为了重新利用焊接失败的球形阵列封装芯片100，本发明提出了一种对焊接失败的球形阵列封装芯片重新植球的方法，该方法包括以下步骤:
第一步骤，将焊接失败的球形阵列封装芯片去除焊锡并且清洗干净；
第二步骤，将清洁后的球形阵列封装芯片平面定位；
第三步骤，将焊膏印刷板设置在球形阵列封装芯片上，使其焊膏印刷孔对应于球形阵列封装芯片上的植球位置；
第四步骤，通过焊膏印刷板的焊膏印刷孔印刷焊膏，使其漏在球形阵列封装芯片的植球位置；
第五步骤，垂直向上地取下焊膏印刷板；
第六步骤，将锡珠印刷板设置在球形阵列封装芯片上，并且使锡珠印刷板的锡珠印刷孔对应于球形阵列封装芯片上的植球位置；
第七步骤，拨动锡珠，确保锡珠印刷板的锡珠印刷孔内都设有锡珠；
第八步骤，垂直向上地取下锡珠印刷板，使其与球形阵列封装芯片分开，从而锡珠落在球形阵列封装芯片的植球位置；以及
第九步骤，将植球后的球形阵列封装芯片取出，设置在预定温度的加热炉里，经过预定的时间，熔化的焊膏将锡珠固定在球形阵列封装芯片的植球位置上。
在第一步骤中，将焊接失败的球形阵列封装芯片100例如通过烙铁和吸锡带来去除焊锡，并且例如用异丙醇清洁液的清洗液将球形阵列封装芯片100的上表面110和下表面120以及其它四个侧边缘面清洁干净。
图2是示出球形阵列封装芯片100设置在平面定位治具200上的状况的示意图。
如图2所示，在第二步骤中，将清洁后的球形阵列封装芯片100设置在平面定位治具200上，定位治具可以具有矩形平板状台面，更具体地可以具有正方形平板状台面。定位治具200可以包括正方形平面的台面210，从其中心位置向四个边垂直地开设的四个凹槽滑道220 (示例性地在其中I处标注)，并且将四个定位滑块230 (示例性地在其中I处标注)可滑动地分别设置在四个凹槽滑道220中。当球形阵列封装芯片100设置在定位治具200的台面210上时，通过滑动且锁定滑块230来固定球形阵列封装芯片100。本发明实施例的限定球形阵列封装芯片100的定位装置不限于前面示例和描述的定位治具200，而是可采用任何定位方式，只要球形阵列封装芯片100的表面能够完全暴露而不被掩盖，从而不影响该表面在后续步骤中的各种印刷和处理即可。
图3是示出定位治具200与焊膏印刷板300之间位置关系的分解透视图。
如图3所示，在第三步骤中，将焊膏印刷板300设置在球形阵列封装芯片100上(为了描述简洁和方便，图中二者相分离)，使其焊膏印刷孔330分别对应于球形阵列封装芯片100上的焊盘(即植球位置)111，焊膏印刷孔330与焊盘即植球位置111相对应，为了描述简洁和方便，图中示例性地在其中I处标注。
在第四步骤中，通过焊膏印刷板300的焊膏印刷孔330印刷焊膏，使焊膏漏在球形阵列封装芯片100的相应的植球位置111。在将焊膏印刷板300设置在球形阵列封装芯100上后，将焊膏涂在焊膏印刷板300上，例如通过刮板等本领域常用的工具，在焊膏印刷板300上反复刮擦几次，使焊膏均匀地涂在焊膏印刷孔330中。
在第五步骤中，垂直向上地取下焊膏印刷板300。在取下焊膏印刷板300时，焊膏已经通过焊膏印刷孔330准确地印刷在球形阵列封装芯100上。
图4是示出定位治具200与锡珠印刷板400之间位置关系的分解透视图。
如图4所示，在第六步骤中，将锡珠印刷板400设置在球形阵列封装芯片100上(为了描述简洁和方便，图中二者相分离)，并且使锡珠印刷板400的锡珠印刷孔430分别对应于球形阵列封装芯片100上的植球位置111，锡珠印刷孔430与焊盘即植球位置111相对应，为了描述简洁和方便，图中示例性地在其中I处标注。
在将锡珠印刷板400设置在球形阵列封装芯片100上后，在第七步骤中，将锡珠设置在锡珠印刷板400上，并且拨动锡珠，确保锡珠印刷板400的锡珠印刷孔430内都设有锡珠。
在第八步骤中，垂直向上地取下锡珠印刷板400，使其与球形阵列封装芯片100分开，从而锡珠落在球形阵列封装芯片100的植球位置111。此时，从锡珠印刷孔落在球形阵列封装芯片100的植球位置111的锡珠与在上述第四步骤中印刷的锡膏结合在一起。
在第九步骤中，将植球后的球形阵列封装芯片100取出，设置在预定温度的加热炉里，经过预定的时间，熔化的焊膏将锡珠固定在球形阵列封装芯片100的植球位置111上。所述加热炉的预定温度，对于有铅元件可为230°c ±5°C，并且所述预定的时间可以为I分50秒至2分钟10秒；对于无铅元件可为250°C ±5°C，并且所述预定的时间可以为I分50秒至2分钟10秒。
3、球形阵列封装芯片的定位治具、焊膏印刷治具和锡珠印刷治具及其应用示例。
图5示出了根据本发明的球形阵列封装芯片100的定位治具200的结构。
如图5所示，根据本发明实施例的定位治具200包括正方形平面的台面210，从其中心位置向四个边垂直地开设的四个凹槽滑道220(示例性地在其中I处标注)，并且将四个定位滑块230(示例性地在其中I处标注)可滑动地分别设置在四个凹槽滑道220中。当球形阵列封装芯片100设置在定位治具200的台面210上时，能够通过滑动且锁定滑块230，将该形阵列封装芯片100固定。定位治具200还可以包括基座240以及从基座240的四个角垂直向上等长延伸的四个支柱250 (示例性地在其中I处标注)。台面210对应于四个支柱250的位置开设有可容放四个支柱250的四个孔260 (示例性地在其中I处标注)，使支柱250配合在孔260中。因此，四个支柱250可限定台面210沿着垂直方向的上下运动。因此，定位治具200包括将球形阵列封装芯片100固定在台面210的预定位置的滑块230或其它夹具以及使台面210垂直地上下运动的限位支柱250或其它机构。
在上述的第五步骤中的垂直向上地取下焊膏印刷板300的步骤以及在第八步骤中的垂直向上地取下锡珠印刷板400的步骤，可通过将定位治具200的台面210分别相对于焊膏印刷板300(实际操作中即将在下文中描述的支持焊膏印刷板300的焊膏印刷治具)和锡珠印刷板400(实际操作中即将在下文中描述的支持锡珠印刷板400的锡珠印刷治具)垂直向下运动，使支柱250支撑焊膏印刷板300和锡珠印刷板400，从而使焊膏印刷板300和锡珠印刷板400相对于球形阵列封装芯片100垂直向上运动，从而与定位治具200的台面210分开。
图6示出了根据本发明实施例的焊膏印刷治具500和定位治具200配合的分解透视图。
如图6所示，根据本发明实施例的焊膏印刷治具500包括底板510和围绕底板510的框架520。框架520的下端面上具有台阶结构(未示出)，当焊膏印刷治具500与定位治具200配合时，定位治具200的台面210容放在框架520的下端面上的台阶结构围成的凹槽之中，从而使焊膏印刷治具500相对于定位治具200定位。
底板510的尺寸对应于焊膏印刷板300的大小。因此，在焊膏印刷板300设置在焊膏印刷治具500上时，由底板510支撑，并且由框架520对其在平面方向上限位，从而底板510和框架520形成限定焊膏印刷板300的夹具。也就是，焊膏印刷治具500包括固定焊膏印刷板300的夹具以及相对于定位治具200定位的定位框架520。底板510在对应于球形阵列封装芯片100的位置开设有开口 530，从而在相对于定位治具200定位后可使焊膏印刷板300的焊膏印刷孔330对应于球形阵列封装芯片100的植球位置111。
图7示出了根据本发明实施例的锡珠印刷治具600和定位治具200配合的分解透视图。
如图7所示，根据本发明实施例的锡珠印刷治具600包括底板610和围绕底板610的框架620。锡珠印刷治具具有平板状的台面，即平板状的底板610。与焊膏印刷治具的框架520 —样，锡珠印刷治具600的框架620的下端面上具有台阶结构(未示出)，当锡珠印刷治具600与定位治具200配合时，定位治具200的台面210容放在框架620的下端面上的台阶结构围成的凹槽之中，从而使锡珠印刷治具600相对于定位治具200定位。
底板610的中心位置开设有带台阶(未示出)的开口 630，该开口 630的台阶的尺寸对应于锡珠印刷板400的大小。因此，在锡珠印刷板400设置在锡珠印刷治具600上的开口 630处时，锡珠印刷板400对应于球形阵列封装芯片100的位置。也就是，锡珠印刷治具600包括在其底板(台面)610的开口 630中固定锡珠印刷板400的夹具以及相对于定位治具200定位的定位框620，从而在相对于定位治具200定位后使锡珠印刷板400的锡珠印刷孔430对应于球形阵列封装芯片100的植球位置111。
本领域的技术人员应当理解的是，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。这样的修改、结合、部分结合和替换仍落入在所附权利要求或其等同方案的范围内。
权利要求
1.一种球形阵列封装芯片重新植球的方法，包括如下步骤: 将焊接失败的球形阵列封装芯片去除焊锡并且清洗干净； 将清洁后的所述球形阵列封装芯片平面定位； 将焊膏印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上，使其焊膏印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片上的植球位置； 通过所述焊膏印刷板的焊膏印刷孔印刷焊膏，使其漏在所述球形阵列封装芯片的所述植球位置； 垂直向上地取下所述焊膏印刷板； 将锡珠印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上，并且使锡珠印刷板的锡珠印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片上的植球位置； 拨动锡珠，确保所述锡珠印刷板的锡珠印刷孔内都设有锡珠； 垂直向上地取下所述锡珠印刷板，使其与所述球形阵列封装芯片分开，从而锡珠落在所述球形阵列封装芯片的植球位置；以及 将植球后的所述球形阵列封装芯片取出，设置在预定温度的加热炉里，经过预定的时间，熔化的焊膏将锡珠固定在所述球形阵列封装芯片的植球位置上。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述加热炉的所述预定温度，对于有铅元件为2300C ±5°C，并且所述预定的时间为I分50秒至2分钟10秒。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述加热炉的所述预定温度，对于无铅元件为2500C ±5°C，并且所述预定的时间为I分50秒至2分钟10秒。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述将焊接失败的球形阵列封装芯片去除焊锡并且清洗干净的步骤，包括用烙铁和吸锡带去除所述焊接失败的球形阵列封装芯片上的焊锡，并且用异丙醇清洁液将球形阵列封装芯片表面清洁干净。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述将清洁后的所述球形阵列封装芯片平面定位的步骤，包括将所述球形阵列封装芯片设置在矩形平板状台面的定位治具上，所述定位治具包括将所述球形阵列封装芯片固定在所述台面的预定位置的夹具以及使所述台面垂直地上下运动的机构。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述将焊膏印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上的步骤，包括将所述焊膏印刷板设置在焊膏印刷治具上，所述焊膏印刷治具包括固定焊膏印刷板的夹具以及相对于所述定位治具定位的定位框，从而在相对于所述定位治具定位后使所述焊膏印刷板的所述焊膏印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片的所述植球位置。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述将锡珠印刷板设置在所述球形阵列封装芯片上的步骤，包括将所述锡珠印刷板设置在平板状台面的锡珠印刷治具上，所述锡珠印刷治具包括在其台面的开口中固定锡珠印刷板的夹具以及相对于所述定位治具定位的定位框，从而在相对于所述定位治具定位后使所述锡珠印刷板的所述锡珠印刷孔对应于所述球形阵列封装芯片的所述植球位置。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述垂直向上地取下所述焊膏印刷板的步骤，包括将所述定位治具相对于所述焊膏印刷治具垂直向下运动而使二者分开的步骤。
9.如权利要求7所述的方法，其中，所述垂直向上地取下所述锡珠印刷板的步骤，包括将所述定位治具相对于所述锡珠印刷治具垂直向下运动而使二者分开的步骤。
全文摘要
本发明涉及球形阵列封装芯片重新植球的方法，包括将焊接失败的球形阵列封装芯片去除焊锡并清洗干净；将球形阵列封装芯片平面定位；将焊膏印刷板设置在球形阵列封装芯片上，使其焊膏印刷孔对应于球形阵列封装芯片的植球位置；通过焊膏印刷孔印刷焊膏，使其漏在球形阵列封装芯片的植球位置；取下焊膏印刷板；将锡珠印刷板设置在球形阵列封装芯片上，并且使锡珠印刷孔对应于球形阵列封装芯片的植球位置；拨动锡珠，确保锡珠印刷孔内都有锡珠；取下锡珠印刷板，使其与球形阵列封装芯片分开；以及将植球后的球形阵列封装芯片取出，设置在预定温度的加热炉里，经过预定的时间，熔化的焊膏将锡珠固定在球形阵列封装芯片的植球位置。
文档编号H05K3/34GK103187313SQ201110452860
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者何世舒 申请人:伟创力电子科技(上海)有限公司