[发明专利]一种基于毛细填缝效应的CGA器件焊柱成形方法

摘要

一种基于毛细填缝效应的CGA器件焊柱成形方法，涉及微连接技术领域。为解决CGA器件植柱难度大、植柱质量受辅助模具影响易出现刮伤焊柱、焊接传热不良和焊点气孔问题。本发明首先在芯片载体基板和印刷电路板阵列排布的焊盘上印刷高熔点焊锡膏，并通过回流焊实现焊盘上的植球；再利用微型精密钻床在阵列焊球中形成定位孔；借助针筒将适量低熔点焊锡膏粘附在定位孔外焊球顶部的一侧后，将阵列焊柱两端插装于两侧芯片载体基板和印刷电路板阵列焊球的定位孔中，期间施加适当压力使焊柱两端均嵌入到定位孔底部；采用回流焊仅使低熔点焊锡膏熔化填充毛细间隙并实现阵列焊柱与两侧基板上阵列焊球间的植柱连接。本发明用于CGA器件的植柱。

主权项

1.一种基于毛细填缝效应的CGA器件焊柱成形方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在阵列排布的焊盘上印刷高熔点焊锡膏；步骤2、通过回流焊实现阵列排布的焊盘上的植球；步骤3、在单个焊球中形成定位孔：将直径为d的钢质钻头装夹于微型高精度钻床的夹头中，通过程序控制待植柱焊盘所在的基板运动，使待植柱焊盘位于钻头正下方并与钻头的轴心对中，随后利用钻床带动钻头旋转同时向待植柱焊盘上的焊球运动，待钻头下压钻入焊球内预定的深度S后，提起钻头，在单个焊球中形成深度为S、直径为d的定位孔；步骤4、阵列焊球中的定位孔的形成：以相同的尺寸参数和工艺参数重复上述步骤3的过程，逐个钻削芯片载体基板和印刷电路板上阵列排布的焊盘上的焊球，并获得相同深度和直径的定位孔；步骤5、低熔点焊锡膏的粘附及焊柱的插装：借助针筒将低熔点焊锡膏挤出并粘附在芯片载体基板和印刷电路板阵列排布的、定位孔以外的焊球顶部的一侧（约180°周长范围）后，将相同规格的焊柱（直径为d₁）的两端插装于两侧芯片载体基板和印刷电路板阵列排布的焊球的定位孔中，期间施加适当压力使焊柱的两端均完全嵌入到定位孔的底部；步骤6、采用回流焊加热、熔化低熔点焊锡膏，使之填充毛细间隙并实现阵列焊柱的两端与两侧芯片载体基板和印刷电路板上的阵列焊球之间的植柱连接：将插装后的阵列焊柱结构置于热风回流焊炉中，热风的加热先使低熔点焊锡膏中的助焊剂激活、流动并去除焊柱及焊球定位孔表面的氧化膜；随后在峰值温度期间低熔点焊锡膏中的钎料颗粒发生熔化、进而润湿焊柱及焊球定位孔并在弯曲液面附加压力的驱动下填充焊柱与焊球定位孔之间的毛细间隙；冷却凝固后就实现了阵列焊柱的两端与两侧芯片载体基板和印刷电路板上的带定位孔的阵列焊球之间的植柱连接，因该回流焊期间的峰值温度未达到高熔点钎料焊球的熔点，故期间焊球不会发生熔化，因此能够保证植柱连接期间焊柱的相对位置不发生改变。