專利名稱：焊球植球設(shè)備及其擷取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備，特別系有關(guān)一種焊球植球設(shè)備及其 擷取裝置。
背景技術(shù)：
球柵陣列式(Ball Grid Array, BGA)為一種先進(jìn)的半導(dǎo)體晶片封裝技術(shù)，其特點(diǎn)在于采用一基板來安置半導(dǎo)體晶片，并于該基板背面植 置多個(gè)成柵狀陣列排列的焊球(Solder Ball),使相同單位面積的半導(dǎo)體 晶片承載件上可以容納更多輸入/輸出連接端(1/0 Connection)以符合高 度集成化(Integratkm)的半導(dǎo)體晶片所需，以通過此些焊球?qū)⒄麄€(gè)封裝 單元焊結(jié)及電性連接至外部的印刷電路板。如圖1所示，為美國專利號6,533,159B1中所揭露的一種用于球柵 陣列(Ball Grid Array)封裝的焊球植球設(shè)備，系包括有一焊球擷取裝置 10，該焊球擷取裝置10具有一本體11，內(nèi)部具有一容室12， 一模板 13設(shè)置于本體11的一端并于一表面開設(shè)多個(gè)圖形化排列的焊球座 130，每一焊球座130皆連通一垂直貫穿模板13的導(dǎo)通孔131，本體 11的另一端連接一氣壓裝置(圖中無顯示)并與容室12及導(dǎo)通孔131連 通，并通過氣壓閥14、 15控制內(nèi)部的壓力變化；以及一焊球儲具20， 系用以儲存焊球21，當(dāng)焊球擷取裝置10置入焊球儲具20后，通過氣 壓裝置產(chǎn)生真空吸力并通過導(dǎo)通孔131將焊球21吸附于焊球座130， 再將焊球擷取裝置10移動至基板后，通過氣壓裝置產(chǎn)生空氣壓力將焊 球21由焊球座130釋放，以置放至基板，之后再進(jìn)行回焊作業(yè)以使焊 球固著于基板。其他如美國專利字號5,918,792、 5，72，048及6,260，259中所揭露的 擷球裝置，皆是通過單一模板于一表面開設(shè)多個(gè)圖形化排列的焊球座 來達(dá)到擷取圖形化排列的焊球的目的。然而，于實(shí)際工藝中，常面臨的問題即在于，針對不同類型基板的焊球布局情況，即需變更及提供相對應(yīng)不同型態(tài)的焊球擷取裝置。 再者，因業(yè)界產(chǎn)品不斷地精進(jìn)，1/0數(shù)目的要求愈來愈多，從而基板背 面的焊球及其間距愈來愈小，因而相關(guān)植球設(shè)備的精度要求也愈來愈 高，進(jìn)而導(dǎo)致工藝成本的提高，尤其以焊球擷取裝置而言，因其需使 用精密的機(jī)械加工，造成工藝費(fèi)用大幅增加。發(fā)明內(nèi)容鑒于以上現(xiàn)有的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可供應(yīng)用 于各種不同焊球布局需求的焊球植球設(shè)備及其擷取裝置。本發(fā)明的再一目的系提供一種于對應(yīng)不同焊球排列需求時(shí)不致大 量增加工藝設(shè)備成本的焊球植球設(shè)備及其擷取裝置。為達(dá)上述目的及其他相關(guān)的目的，本發(fā)明系提供一種悍球植球設(shè)備，系用于BGA封裝程序，在對應(yīng)不同焊球布局的待焊元件時(shí)不須更 換焊球擷取模板。該焊球植球設(shè)備系包括一焊球置具，具有多個(gè)容置孔設(shè)置于一表 面； 一焊球儲具，以平行于該焊球置具表面方向可移動的方式設(shè)置于 該焊球置具上方，并于相對該焊球置具的表面開設(shè)一供給孔，該焊球 儲具系用以儲存多個(gè)焊球并將所述焊球經(jīng)由該供給孔供應(yīng)至該焊球置 具的容置孔；以及一焊球擷取裝置，系以可動方式設(shè)置于該焊球置具 上方，該焊球擷取裝置具有一本體、 一第一模板及一第二模板，該本 體內(nèi)具有一容室，該第一模板設(shè)置于該本體的一端并具有多個(gè)以全矩 陣方式排列且貫穿該第一模板的第一導(dǎo)通孔，該第二模板具有多個(gè)第 二導(dǎo)通孔，該第一及第二模板系以可拆卸方式設(shè)置于該本體一端，且 該第一模板的部分第一導(dǎo)通孔與該第二模板對應(yīng)位置的第二導(dǎo)通孔相 互連通，以通過吸力擷取容置于該焊球置具表面容置孔中的焊球。該焊球擷取裝置本體另一端連接一氣壓裝置，系用以產(chǎn)生真空吸 力及增壓氣體，以吸取容置于該焊球置具表面容置孔中的焊球；該第 二模板的第二導(dǎo)通孔系依據(jù)一待焊元件的焊球布局設(shè)計(jì)做相對應(yīng)的排 列，且該第二模板系可置于該第一板模板與本體間，或該第一模板置 于該第二板模板與本體間。當(dāng)該焊球儲具移動時(shí)且該供給孔經(jīng)過該焊球置具的容置孔時(shí)，該焊球儲具內(nèi)的焊球經(jīng)由該供給孔落下后置于該焊球置具的容置孔，當(dāng) 該焊球儲具移離該焊球置具后，該焊球擷取裝置向該焊球置具移動并 通過該第一模板的第一導(dǎo)通孔、該第二模板的第二導(dǎo)通孔及該氣壓裝 置產(chǎn)生的真空吸力擷取位于該焊球置具的容置孔中的所述焊球，而后 再植置于對應(yīng)的待焊元件上。本發(fā)明復(fù)揭示一種焊球擷取裝置，系包括有一本體、 一第一模板 及一第二模板，該本體內(nèi)具有一容室，該第一模板設(shè)置于該本體的一 端并具有多個(gè)以全矩陣方式排列且貫穿該第一模板的第一導(dǎo)通孔，該 第二模板具多個(gè)第二導(dǎo)通孔，該第一及第二模板系以可拆卸方式設(shè)置 于該本體一端，且該第一模板的部分第一導(dǎo)通孔與該第二模板對應(yīng)位 置的第二導(dǎo)通孔相互連通。該本體另一端連接一氣壓裝置，系用以產(chǎn) 生真空吸力及增壓氣體，且該第二模板系可置于該第一板模板與本體 間，或該第一模板置于該第二板模板與本體間。相比于現(xiàn)有技術(shù)的焊球植球設(shè)備及擷取裝置而言，當(dāng)針對不同待 焊元件的焊球布局，即需同時(shí)變更及提供相對應(yīng)不同型態(tài)的焊球擷取 裝置，導(dǎo)致工藝費(fèi)用大幅增加的問題，而通過本發(fā)明的焊球植球設(shè)備 及其擷取裝置，對應(yīng)不同待焊元件的焊球布局時(shí)，僅需變更第二模板 的第二導(dǎo)通孔布設(shè)位置及數(shù)量以符合實(shí)際需求者，并進(jìn)行抽換該第二 模板，以供應(yīng)用于各種不同焊球排列需求的植球設(shè)備，由于第二模板 可用橡膠、塑膠、特富龍或金屬片等制成，因此其成本相對于傳統(tǒng)模 板較為低廉，因此可藉以節(jié)省工藝設(shè)備成本。


圖1系顯示現(xiàn)有焊球植球設(shè)備的側(cè)剖面圖； 圖2系顯示本發(fā)明的焊球植球設(shè)備及其擷取裝置的側(cè)剖面圖； 圖3A系顯示本發(fā)明的焊球植球設(shè)備及其擷取裝置中第一模板的 底視圖；圖3B系顯示本發(fā)明的焊球植球設(shè)備及其擷取裝置中第二模板的 底視圖；圖4A系顯示本發(fā)明的焊球植球設(shè)備在未供應(yīng)焊球至置具時(shí)的示 意圖；圖4B系顯示本發(fā)明的焊球植球設(shè)備在供應(yīng)焊球至置具后及焊球擷取裝置開始動作的示意圖；圖4C系顯示本發(fā)明的悍球植球設(shè)備的焊球擷取裝置擷取焊球時(shí) 的示意圖；以及圖4D系顯示本發(fā)明的焊球植球設(shè)備的焊球擷取裝置將焊球移至 待焊元件的焊接點(diǎn)的示意圖。主要元件符號說明10 焊球擷取裝置11 本體12 容室13 模板14、 15 氣壓閥20焊球儲具21焊球30焊球擷取裝置31第一模板32第二模板33螺絲35導(dǎo)管40焊球儲具41供給孔50焊球置具51容置孔60氣壓裝置61真空泵62空氣壓縮機(jī)70焊球80待焊元件81焊點(diǎn)130焊球座131導(dǎo)通孔300 本體301 容室 302卡槽 310焊球座 311第一導(dǎo)通孔 312 固定孔313焊球座斜角截面320 第二導(dǎo)通孔 510容置孔斜角截面610 真空閥620 氣壓閥具體實(shí)施方式
以下系通過特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，所屬技術(shù) 領(lǐng)域中具有通常知識者可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明 的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。請參閱圖2，為本發(fā)明的焊球植球設(shè)備，系包括有一焊球置具50、 一焊球儲具40、以及一焊球擷取裝置30。該焊球置具50具有多個(gè)用以容置焊球70的容置孔51設(shè)置于一表 面，每一容置孔51皆具有一環(huán)繞容置孔51周緣的容置孔斜角截面510， 使焊球70置于容置孔51時(shí)不至于卡合過緊無法順利取出焊球70。該焊球儲具40系緊貼焊球置具50設(shè)置容置孔51的表面設(shè)置，并 以平行于該表面方向可移動的方式設(shè)置，且于相對焊球置具50設(shè)置容 置孔51之處開設(shè)一供給孔41，焊球儲具50系用以儲存大量焊球70 并將焊球70經(jīng)由供給孔41供應(yīng)至焊球置具50的容置孔51。該焊球擷取裝置30系以可動方式設(shè)置于焊球置具50上方，該焊 球擷取裝置30具有一本體300、 一第一模板31及一第二模板32，本 體300內(nèi)具有一容室301，容室301內(nèi)并設(shè)有一卡槽302，系配合第二 模板32的外形，第一模板31具有數(shù)個(gè)固定孔312，并通過螺絲33穿 過固定孔312后鎖合于本體300的一端，第一模板31并設(shè)有多個(gè)以全 矩陣方式排列的焊球座310，每一焊球座310連通一垂直貫穿第一模板31的第一導(dǎo)通孔311，每一焊球座310皆具有一環(huán)繞焊球座310周緣 的焊球座斜角截面313，使焊球70吸附于焊球座310后在欲釋放時(shí)不 至于卡合過緊而無法順利釋放，第二模板32具有多個(gè)第二導(dǎo)通孔320， 并設(shè)置于本體300的容室301內(nèi)并與卡槽302接合，并通過第一模板 31將其緊壓于本體300的容室301內(nèi)，且第一模板31的第一導(dǎo)通孔 311與第二模板32對應(yīng)位置的第二導(dǎo)通孔320相互連通。該第二模板32的第二導(dǎo)通孔320系依據(jù)一待焊元件的焊球布局設(shè) 計(jì)做相對應(yīng)的排列，同時(shí)對應(yīng)不同待焊元件的焊球布局時(shí)，僅需提供 相對應(yīng)第二導(dǎo)通孔布局的第二模板以符合實(shí)際需求，并進(jìn)行抽換該第 二模板，即可滿足各種不同焊球布局需求。再者，于本體30另一端通過一導(dǎo)管35連通一氣壓裝置60，系用以產(chǎn)生真空吸力及增壓氣體，氣壓裝置60具有一真空泵61及一空氣 壓縮機(jī)62，分別通過一真空閥610與一氣壓閥620來控制，當(dāng)焊球擷 取裝置30欲擷取焊球70時(shí)，系通過真空泵61產(chǎn)生的吸力并開啟真空 閥610將氣壓裝置60與焊球擷取裝置30導(dǎo)通，進(jìn)而使焊球擷取裝置 30的第一模板31上的焊球座310產(chǎn)生真空吸力而將該等吸附于焊球座 310，當(dāng)焯球擷取裝置30欲釋放吸附于第一模板31焊球座310上的焊 球70時(shí)，則通過空氣壓縮機(jī)62所產(chǎn)生的氣壓并開啟氣壓閥620與關(guān) 閉真空閥610將氣壓裝置60與焊球擷取裝置30導(dǎo)通，進(jìn)而將焊球70 推出第一模板31的焊球座310。參閱圖3A及圖3B，第一模板31的焊球座310系以全矩陣方式整 齊排列，在本實(shí)施例中，系以5X5的矩陣排列，第二模板32的第二 導(dǎo)通孔320在本實(shí)施例中系以3X3的矩陣排列，該排列方式系對應(yīng)于 待焊元件上預(yù)定的焊球布設(shè)情形，同時(shí)其位置系分別對應(yīng)第一模板31 的第一導(dǎo)通孔311，使第二模板32與第一模板31固定至本體300時(shí)， 第二模板32的第二導(dǎo)通孔320可與第一模板31對應(yīng)位置上的第一導(dǎo) 通孔311連通，進(jìn)而使第一導(dǎo)通孔311與容室301導(dǎo)通，而第一模板 31部份的第一導(dǎo)通孔311未對應(yīng)至第二模板32的第二導(dǎo)通孔320，則 在第二模板32與第一模板31固定至本體300時(shí)不與容室301導(dǎo)通， 固其相對應(yīng)的焊球座310不會產(chǎn)生吸附力。參閱圖4A至圖4D，為本發(fā)明的焊球植球設(shè)備操作時(shí)的程序示意圖，如圖4A所示，當(dāng)植球設(shè)備未動作時(shí)，焊球儲具40系以供給口 41 處緊貼焊球置具50設(shè)有容置孔51的一側(cè)設(shè)置，焊球擷取裝置30則設(shè) 置于焊球置具50上方并使第一模板31的焊球座310對應(yīng)容置孔51， 如圖4B所示，當(dāng)焊球儲具40移動滑過焊球置具50的容置孔51時(shí)， 內(nèi)部儲存的焊球70經(jīng)由供給孔41掉落至容置孔51，容置孔51的大小 系配合焊球70，使每一容置孔51僅可容納一個(gè)焊球70，因此當(dāng)焊球 儲具40移動滑過焊球置具50的容置孔51后，焊球置具50的容置孔 51內(nèi)皆容納有一焊球70，此時(shí)焊球擷取裝置30產(chǎn)生吸力并向焊球置 具50移動，如圖4C所示，當(dāng)焊球擷取裝置30移動至悍球置具50表 面并接觸到焊球70后，與容室301導(dǎo)通的焊球座310具有吸力并將焊 球70吸附，而未與容室301導(dǎo)通的焊球座310則不吸附焊球70，如圖 4D所示，焊球擷取裝置30移動至待焊元件80上并將焊球70置于如 基板的待焊元件80的焊點(diǎn)81后，將焊球70釋放，并進(jìn)行回焊，以使 該焊球固著于該待焊元件80的焊點(diǎn)81。另外，該第二模板除可置于該焊球擷取裝置本體及第一模板間外， 還可設(shè)于第一模板的外表面，且焊球座則移置于第二模板上，仍可通 過該第二模板中所預(yù)設(shè)的第二導(dǎo)通孔設(shè)計(jì)連通部分第一模板的第一導(dǎo) 通孔，進(jìn)而使該焊球擷取裝置吸取所欲取得的焊球分布。相比于現(xiàn)有技術(shù)的焊球植球設(shè)備及擷取裝置而言，當(dāng)針對不同待 焊元件的焊球布局，即需同時(shí)變更及提供相對應(yīng)不同型態(tài)的焊球擷取 裝置，導(dǎo)致工藝費(fèi)用大幅增加的問題，而通過本發(fā)明的焊球植球設(shè)備 及其擷取裝置，對應(yīng)不同待焊元件的焊球布局時(shí)，僅需變更第二模板 的第二導(dǎo)通孔布設(shè)位置及數(shù)量以符合實(shí)際需求者，并進(jìn)行抽換該第二 模板，以供應(yīng)用于各種不同焊球排列需求的植球設(shè)備，藉以節(jié)省工藝 設(shè)備成本。上述的具體實(shí)施例，僅系用以例釋本發(fā)明的特點(diǎn)及功效，而非用 以限定本發(fā)明。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者均可在不違背本 發(fā)明的精神及范疇下，對于上述的實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本 發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如說服權(quán)利要求書范圍所列。
權(quán)利要求
1. 一種焊球植球設(shè)備，包括一焊球置具，具有多個(gè)容置孔設(shè)置于一表面；一焊球儲具，以平行于該焊球置具表面方向可移動的方式設(shè)置于該焊球置具上方，并于相對該焊球置具的表面開設(shè)一供給孔，該焊球儲具系用以儲存多個(gè)焊球并將所述焊球經(jīng)由該供給孔供應(yīng)至該焊球置具的容置孔；以及一焊球擷取裝置，系以可動方式設(shè)置于該焊球置具上方，該焊球擷取裝置具有一本體、一以可拆卸方式設(shè)置于該本體一端的第一模板及一第二模板，該本體內(nèi)具有一容室，該第一模板具有多個(gè)以全矩陣方式排列且貫穿該第一模板的第一導(dǎo)通孔，該第二模板具多個(gè)第二導(dǎo)通孔，且該第一模板的部分第一導(dǎo)通孔與該第二模板對應(yīng)位置的第二導(dǎo)通孔相互連通，以通過吸力擷取容置于該焊球置具表面容置孔中的焊球。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊球植球設(shè)備，其中，該第二模板以可 拆卸方式設(shè)置于該本體與該第一模板之間，且該第一模板具有多個(gè)連 通該第一導(dǎo)通孔的焊球座，以接著焊球。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊球植球設(shè)備，其中，該第一模板以可 拆卸方式設(shè)置于該本體與該第二模板之間，且該第二模板具有多個(gè)連 通該第二導(dǎo)通孔的焊球座，以接著焊球。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的悍球植球設(shè)備，其中，該焊球座具 有一環(huán)繞該焊球座周緣的斜角截面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊球植球設(shè)備，其中，該焊球置具的每 一容置孔皆具有一環(huán)繞該容置孔周緣的斜角截面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊球植球設(shè)備，其中，該本體另一端連接一氣壓裝置，用以產(chǎn)生真空吸力及增壓氣體，該氣壓裝置具有一真 空產(chǎn)生器及一壓力產(chǎn)生器，使該焊球擷取裝置擷取該焊球時(shí)，通過該 真空產(chǎn)生器產(chǎn)生的吸力將所述焊球吸附于該第一模板的焊球座，同時(shí) 使焊球擷取裝置欲釋放吸附焊球時(shí)，通過該壓力產(chǎn)生器所產(chǎn)生的氣壓 將所述焊球推出。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊球植球設(shè)備，其中，該真空產(chǎn)生器與 該焊球擷取裝置之間設(shè)有一真空閥，該壓力產(chǎn)生器與該焊球擷取裝置 之間設(shè)有一壓力閥，用以控制該焊球擷取裝置內(nèi)的壓力變化。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊球植球設(shè)備，其中，該第二模板的第 二導(dǎo)通孔是依據(jù)一待焊元件的焊球布局設(shè)計(jì)做相對應(yīng)的排列。
9. 一種焊球擷取裝置，包括 一本體，該本體內(nèi)具有一容室；以及一以可拆卸方式設(shè)置于該本體一端的第一模板及一第二模板，該 第一模板具有多個(gè)以全矩陣方式排列且貫穿該第一模板的第一導(dǎo)通 孔，該第二模板具有多個(gè)第二導(dǎo)通孔，該第二模板的第二導(dǎo)通孔是依 據(jù)一待焊元件的焊球布局設(shè)計(jì)做相對應(yīng)的排列，且該第一模板的部分 第一導(dǎo)通孔與該第二模板對應(yīng)位置的第二導(dǎo)通孔相互連通，以通過吸 力擷取焊球。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的焊球擷取裝置，其中，該第二模板以 可拆卸方式設(shè)置于該本體與該第一模板之間，且該第一模板具有多個(gè) 連通該第一導(dǎo)通孔的焊球座。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的焊球擷取裝置，其中，該第一模板以可拆卸方式設(shè)置于該本體與該第二模板之間，且該第二模板具有多個(gè) 連通該第二導(dǎo)通孔的焊球座。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的焊球擷取裝置，其中，該焊球座具有一環(huán)繞該焊球座周緣的斜角截面。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的焊球擷取裝置，其中，該本體另一端 連接一氣壓裝置，用以產(chǎn)生真空吸力及增壓氣體，該氣壓裝置具有一 真空產(chǎn)生器及一壓力產(chǎn)生器，使該焊球擷取裝置擷取該焊球時(shí)，通過 該真空產(chǎn)生器產(chǎn)生的吸力將所述焊球吸附于該第一模板的焊球座，同 時(shí)使焊球擷取裝置欲釋放吸附焊球時(shí)，通過該壓力產(chǎn)生器所產(chǎn)生的氣 壓將所述焊球推出。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的焊球擷取裝置，其中，該真空產(chǎn)生 器與該焊球擷取裝置之間設(shè)有一真空閥，該壓力產(chǎn)生器與該焊球擷取 裝置之間設(shè)有一壓力閥，系用以控制該焊球擷取裝置內(nèi)的壓力變化。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的焊球擷取裝置，其中，該第二模板系以橡膠、塑膠、特富龍或金屬片為基材制成。
全文摘要
一種焊球植球設(shè)備及其擷取裝置，該焊球植球設(shè)備包括一表面具有多個(gè)容置孔的焊球置具；一用以儲存多個(gè)焊球的焊球儲具，以平行于該焊球置具表面方向可移動的方式設(shè)置于該焊球置具上方，且相對該焊球置具的表面開設(shè)一供給孔；以及一焊球擷取裝置，系以可動方式設(shè)置于該焊球置具上方，該焊球擷取裝置具有一本體及以可拆卸方式設(shè)置于該本體一端的第一與第二模板，該本體內(nèi)具有一容室，該第一模板具有多個(gè)以全矩陣方式排列且貫穿該第一模板的第一導(dǎo)通孔，該第二模板具有多個(gè)第二導(dǎo)通孔，且該第一模板的部分第一導(dǎo)通孔與該第二模板對應(yīng)位置的第二導(dǎo)通孔相互連通，其中因應(yīng)不同焊球布局可變更第二模板的第二導(dǎo)通孔布設(shè)位置及數(shù)量，以節(jié)省工藝設(shè)備成本。
文檔編號H01L21/60GK101276759SQ20071008949
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者李德浩, 王興召, 王維賓, 鄭坤一, 黃熴銘 申請人:矽品精密工業(yè)股份有限公司