[发明专利]用于填充球栅阵列的设备和方法

说明书

公开了一种用于填充球栅阵列的设备和方法以及转移多个球的方法。该设备包括平坦的底座、平板及固定式的球供应槽。平板安装在底座上且配置成能围绕垂直于底座的第一轴旋转。平板的上表面包括形成球栅阵列模板的多个孔洞。固定式的球供应槽安装至底座。底座配置成相对于水平面成角度倾斜。球供应槽配置成用于当平板围绕第一轴旋转时，将多个球分配到形成球栅阵列模板的对应的多个孔洞上。

技术领域

本发明一般涉及用于填充球栅阵列模板的设备和方法，并且涉及用于转移多个球的方法。

背景技术

球栅阵列(BGA)为一种用于集成电路的表面安装封装(芯片载体)的类型。BGA封装用来永久固定如微处理器的装置。BGA能提供比放置在双列直插式封装(dual in-linepackage)或扁平封装(flat Package)上更多的互连引脚(interconnection pins)。

一般而言，在填充球栅阵列模板中，通过将模板在第一情况下往一个方向倾斜以及将模板在下一个情况下往相反方向倾斜而将焊球移至模板的模槽中。焊球由于模板的倾斜借助于重力的作用移动到模槽中。例如，美国专利No.6,390,351描述一种方法，其中，通过使平台在一情况下以顺时钟方向倾斜然后在下一情况下以相反方向倾斜来移动焊球。在该过程中，焊球通过与平台的倾斜配合的轮叶而从一个模槽移动到另一个模槽。相似地，在美国专利公开No.US20030127501A1中，槽中的焊球与模板倾斜的配合而在孔洞阵列上移动。该机制多次“摇摆”，以加强焊球到孔洞阵列中的填充。

在上述的实例中，焊球跨越模板表面以不同方向一起连续移动。焊球之间的以及跨越模板的摩擦造成静电的堆积。所堆积的静电可能造成焊球聚集在一起并增加对于模板及轮叶表面的静摩擦力。进一步地，静电的堆积可能经由电火花(sparking)而产生频繁的静电放电。这增加了焊球氧化的速率，造成不良的可焊性及电连接性。因此，运作过程中可能产率较低且也因为在模板上推动“黏性的”球而增加对焊球损坏的风险。损坏的焊球可能造成不平整的焊缝，这通常在集成电路的焊接中无法被接受。

在另一个实例中，如美国专利No.8,387,236B2，一种旋转机构用于以各种可能的途径在模板或型板(stencil)上移动焊球。这些焊球被连续性地刷动、推动及移动，造成焊球之间以及与旋转机构和型板的大量摩擦。静电将造成焊球对刷子及型板表面的静摩擦。这可对焊球造成损坏，特别是具有较小球直径的焊球。由于旋转机构包括多个刷子，焊球在容易物理性或是因此机构中的静摩擦而被捕获。当如半导体制造过程所需要那样，必须频繁地改变不同类型的焊球时，该捕获增加混合焊球的风险。在半导体制造过程中不允许在粒径上或是在合金上混合的焊球，因为这会被认为产率损失。孔洞阵列在模板中的不良填充因需要更多的操作员介入来改正在制造过程中的故障，而可能导致低制造产率。

因此，存在提供一种试图解决部分上述问题的设备的需要。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种用于填充球栅阵列模板的设备，该设备包括平坦的底座；安装在底座上且配置成能围绕垂直于底座的第一轴旋转的平板，该平板的上表面包括形成球栅阵列模板的多个孔洞；以及安装至底座的固定式的球供应槽，其中，底座系配置成相对于水平面成角度倾斜；且其中，球供应槽配置成用于在平板围绕第一轴旋转时，将多个球分配到形成球栅阵列模板的对应的多个孔洞上。

平板可包括安装在底座上的第一平板组件及第二平板组件，所述第二平板组件联接至第一平板组件，使得第一平板组件旋转地驱动第二平板组件。

多个孔洞可设置在第二平板组件的上表面上。

相对于水平面的角度可基于球的尺寸及平板的旋转速度调整。

球供应槽包括开放底部，且球供应槽可安装至底座，使得在球供应槽中的球与平板的上表面接触。

球供应槽可进一步包括具有上端及下端的球闸侧壁，且球闸侧壁可围绕邻近于上端的第二轴枢转，第二轴基本上平行于平板。