封装晶片的夹持装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种封装晶片的夹持装置及其夹持方法，其中夹持装置包括有多个夹持爪、多片弹力片及热源。多个夹持爪分别对应于封装晶片的多个侧边，且每一夹持爪均具有一晶片承载部和一晶片夹持部。晶片承载部用于支持封装晶片而晶片夹持部用于扣夹封装晶片的多个侧边。多片弹力片各具有一固定端和一展开端，所有固定端相互结合为一体，而展开端分别与多个夹持爪结合。热源用于加热封装晶片并间接熔化锡球。夹持方法是先将夹持爪的晶片承载部插入至封装晶片与印刷电路板之间的间隙处，接着对封装晶片表面加热使锡球熔化，最后对弹力片的固定端施以一向上的拉力，将封装晶片从电路板上拔除。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于移除粘着在印刷电路板上的。
技术介绍
随着半导体技术的日新月异，集成电路的集密度越来越大，为此，球闸阵列封装(ball-grid array package；BGA package)已成为一种相当重要的超大型集成电路的封装技术。如图1所示，球闸阵列封装是将切割下来的半导体晶粒(semiconductordie)20通过晶粒粘着层22粘着在一封装基板10上，该封装基板10的表面由焊接护罩(solder mask)12所覆盖，用于绝缘以及防止封装基板10上的导线14被氧化。并且借助于多根焊线18将半导体晶粒20与封装基板10上的导线(conductive traces)14连接起来。接下来利用一铸模制程(molding)在所述封装基板10的正面形成一树脂模制层26，以覆盖及保护半导体晶粒20及焊线18。另一方面，在所述封装基板10的背面有多个锡球(solderball)28焊接在焊垫(solder Pads)30上，该焊垫30与通孔(through via)16电性耦合连接，而通孔16又与导线14电性耦合连接后与焊线18连接，从而构成BGA封装晶片的封装过程。待完成封装后的BGA封装晶片利用表面粘着技术(Surface Mounting Technology，SMT)将该封装晶片上的多个锡球28对应粘着在印刷电路板34的多个焊垫36上，电性导通封装晶片和印刷电路板。对于熟悉该制作过程的技术人员来说一般都了解，即将封装晶片粘着在印刷电路板上后，需经过电性测试，以确定元件的功能是否能正常运作，如果测试结果显示封装晶片有问题，则需对该封装晶片采取如下的步骤操作1.为每个有问题的封装晶片建立一条温度曲线；2.取下该有问题的封装晶片；3.去除残留的焊锡并清洗该区域；4.贴装新的BGA封装晶片；5.回流焊。下面对每一步骤作详细解释1.建立温度曲线BGA对温度控制的要求相当高，即必须逐步加热整个BGA封装，使焊接点发生回流。如果不严格控制温度、温度上升速率及保持时间，回流焊就不会同时发生，而且还可能损坏器件。因此，为取下BGA而建立一条稳定的温度曲线则需要一定的技巧。而设计人员并不是总能得到每个封装的资讯，利用尝试方法可能会对基板、周围的器件或浮起的焊盘造成热损坏。具有丰富BGA返修经验的技术人员主要依靠破坏性方法来确定适当的温度曲线。即在PCB上钻孔，使焊点暴露出来，然后将热偶连接到焊点上。这样，就可以为每个被监测的焊点建立一条温度曲线。一旦为基板和BGA建立了温度曲线，就能够对其进行编程，以便重复使用。2.取下有问题的封装晶片利用一些热风加热系统，可以比较容易地取下BGA。通常，某一温度(由温度曲线确定)的热风从喷嘴喷出，使焊锡回流，但不会损坏基板或周围元件。喷嘴的类型随设备或技术人员的喜好而不同。一些喷嘴使热风在BGA器件的上部和底部流动，一些喷嘴则水平移动热风，还有一些喷嘴只将热风喷在BGA的上方。也有人喜欢用带罩的喷嘴，它可直接将热风集中在器件上，从而保护周围的器件。3.去除残留的焊锡并清洗该区域在粘着新的BGA之前，应先清洗该返修区域。这一步骤只能由人工进行作业，因此技术人员的技巧非常重要。如果清洗不充分，新的BGA将不能正确回流，基板也可能被损坏而不能修复。在大批量返修BGA时，常用的工具包括有拆焊烙铁和热风拆焊装置。热风拆焊装置是先加热焊盘表面，然后用真空装置吸走熔融焊锡。拆焊烙铁虽然使用方便，但要求技术熟练的人员作业。如果使用不当，拆焊烙铁很容易损坏印制板和焊盘。在去除残留焊锡以后，用适当的溶剂清洗这一区域。此时，可以用毛刷刷掉残留的助焊剂。为了对新器件进行适当的回流焊，PCB必须很干净。4.贴装新的BGA封装晶片重新贴装元件时，为避免损坏新的BGA，而使预热、温度上升速率及温度保持时间都非常关键。5.回流焊印刷电路板以及晶片通过回焊炉后即可完成此表面粘着过程。一般来说，上述所有步骤中除了步骤2以外都可以自行处理。因此许多企业都会委托专业车间来处理步骤2中封装晶片取下的工作，但是专业车间所收取的费用将会增加产品不少的成本。并且在电路板连同封装晶片在送至专业车间处理后再送回的过程也会增加不少工作时间。另由于取下封装晶片的设备造价十分昂贵，对于一般企业来说购买此设备又将是很大的负担，因此，越来越多的企业都是利用简单的工具，自己来拔除有问题的封装晶片，但是往往会因为拔除工具过于粗糙，造成封装晶片受损。常见的情形有，使用普通的钳子来夹取封装晶片，因为钳子对封装晶片施力不均，在受力过大的一侧印刷电路板上的焊垫会受损，造成该印刷电路板无法使用。所以为使BGA在维修时更具成本效益，夹取过程中不伤害封装晶片和电路板，是本专利技术中创作人的研创动机所在。
技术实现思路
本专利技术中主要是为了解决维修封装晶片成本过高、各种大小尺寸的类封装晶片需配备不同尺寸工具的问题。本专利技术中还为了解决封装晶片会因为温度过高而受损，或由于温度不到拔除温度，因过早拔除而造成封装晶片或印刷电路板损坏的问题。本专利技术中还为了解决因拔除时施力过大而造成封装晶片或印刷电路板损坏的问题。本专利技术中的夹持装置，用于夹取结合在印刷电路板上的封装晶片，该封装晶片具有多个侧边，其与印刷电路板之间是通过多个锡球相结合，而在封装晶片的底面与该印刷电路板的表面之间具有一适当间隙，该封装晶片的夹取装置包括多个分别对应于封装晶片侧边的夹持爪，每一夹持爪均具有一封装晶片承载部及一封装晶片夹持部，该封装晶片承载部插入在封装晶片与印刷电路板的间隙处，并且该封装晶片的夹持部扣合在封装晶片的一侧边底部；多个分别具有一固定端及一展开端的弹力片，所述弹力片的固定端结合成一体，而展开端分别与所述夹持爪结合；以及一用于加热所述封装晶片并使锡球熔化的热源。本专利技术中封装晶片的夹持装置的动作方式如下首先将夹持爪的晶片承载部插入到封装晶片与印刷电路板之间的间隙处，之后对封装晶片表面加热使锡球熔化，然后对弹力片的固定端施以一向上的拉力将封装晶片从印刷电路板上拔除。在实施本专利技术中的夹持装置时，当夹持爪的晶片承载部插入到封装晶片下方的过程中，与夹持爪连接的多片弹力片的展开端会因为受力而向外伸张，但由于其本身为弹性材料的缘故，会产生一向内侧集中的弹力在夹持爪上，借助于该弹力可使夹持爪的夹持部约束在封装晶片的多个侧边上，达到夹持封装晶片的目的。对于大小尺寸不同的封装晶片，都可借该形变后的弹力来达到夹持的目的，而不用依照封装晶片尺寸再更换其他尺寸的夹具。最好，所述封装晶片的夹持装置还包括有一用于调整弹力片弹力的约束环，该约束环穿过所述多片弹力片，并可上下活动于弹力片表面，借助于该约束环上下位置的调整而来增加或减少弹力片的张力，从而可避免在封装晶片与印刷电路板分离的过程中，弹力片夹持不紧造成封装晶片跳离或掉落的情况。最好，所述夹持爪还包括有一用于测量锡球温度的温度测量装置，该温度测量装置为一热偶，借助于该温度测量装置所提供的数值来控制封装晶片的加热温度，从而可避免因为温度过高而使封装晶片受损，或由于温度不及拔除温度，过早拔除而造成封装晶片以及印刷电路板的损坏。最好，所述封装晶片的夹持装置还包括有一用于测量封装晶片所受拉力的拉力测量装置，该拉力测量装置与弹力片的固定端相连接。根据该拉力测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封装晶片的夹持装置，用于夹取结合在印刷电路板上的封装晶片，该封装晶片具有多个侧边，其与印刷电路板之间是通过多个锡球相结合，而在封装晶片的底面与该印刷电路板的表面之间具有一适当间隙，该封装晶片的夹取装置包括：多个分别对应于封装晶片侧边的夹持爪，每一夹持爪均具有一封装晶片承载部及一封装晶片夹持部，该封装晶片承载部插入在封装晶片与印刷电路板的间隙处，并且该封装晶片的夹持部扣合在封装晶片的一侧边底部；多个分别具有一固定端及一展开端的弹力片，所述弹力片的固定端结合成一体，而展开端分别与所述夹持爪结合；以及一用于加热所述封装晶片并使锡球熔化的热源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：秦厚敬，
申请(专利权)人：宇东电浆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]