專利名稱：提高焊點可靠性方法、印刷電路板、封裝器件及封裝模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及提高封裝器件在印刷電路板上的焊點的可靠性的技術(shù)，更具體地涉及用于提高柵格陣列(LGA)封裝模塊中的焊點可靠性的方法、印刷電路板、柵格陣列封裝器件及封裝模塊。
背景技術(shù)：
LGA封裝實際上是PGA (插針網(wǎng)格陣列)封裝的改良。和PGA封裝相比，LGA將底部的所有引腳去掉，轉(zhuǎn)而變成了平面上的大量觸點(觸盤)。LGA封裝器件可以直接上錫裝在印刷電路板(PCB)上，也可以通過LGA插座將LGA封裝與PCB連接。在采用這樣的連接方式后，LGA封裝器件與PCB之間的距離顯著縮短，使得LGA封裝的電氣性能更優(yōu)于PGA。 與其他封裝模塊相比，LGA封裝同時具有焊盤布局靈活、散熱性能好、I/O數(shù)較多、信號質(zhì)量高等的優(yōu)點。因此，在高密組裝需求的推動下，LGA封裝的應(yīng)用越來越廣，需求量越來越大。 然而在應(yīng)用中，LGA出現(xiàn)焊接問題需要拆離重新預(yù)置錫返修，因此保證LGA焊接的一次通過率，即提高LGA焊點的可靠性非常重要。焊點的可靠性會受到多種因素的影響，如材料的特性(PCB基板，元件等)和設(shè)計結(jié)構(gòu)。與具有標準焊點互聯(lián)的簡單結(jié)構(gòu)的標準BGA和CSP封裝不同，LGA封裝模塊可以包括各種元器件，如電阻、電容、電感、變壓器，MLCC，IC等。因此LGA封裝模塊在設(shè)計結(jié)構(gòu)方面更加復(fù)雜。通常使用較大面積的焊盤，以便獲得具有低電阻和高導(dǎo)熱性的高功率傳輸。然而，當焊盤面積較大時，其內(nèi)部的應(yīng)力會較大，這會影響到焊點的工作壽命。因此，需要提供一種方法，在保證高功率傳輸?shù)耐瑫r延長焊點的使用壽命，提高焊點的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對LGA封裝中由于熱變形使得焊點承受較大應(yīng)力從而導(dǎo)致焊點可靠性變差的問題，提供一種提高LGA封裝模塊焊點可靠性的方法、以及采用此方法制造的印刷電路板、LGA封裝器件，以及LGA封裝模塊。為此，本發(fā)明提供了一種提高柵格陣列封裝模塊的焊點可靠性的方法，該方法包括制備印刷電路板上與至少一個柵格陣列封裝器件觸盤相對應(yīng)的至少一個焊盤，將所述至少一個柵格陣列封裝器件焊接到所述印刷電路板上的相對應(yīng)的至少一個焊盤上，其特征在于，所述焊盤中的至少一個被替換為焊盤陣列，所述焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積大致相等，所述觸盤中的至少一個觸盤對應(yīng)于所述焊盤被替換為觸盤陣列， 所述觸盤陣列的總面積與被替換前的所述觸盤的面積大致相等。其中，焊盤陣列和觸盤陣列均可以是NXM的陣列，其中，1 < N彡9，1 < M彡9，N與M是相等的或者不相等的整數(shù)。進一步地，本發(fā)明提供一種采用上述方法制造的印刷電路板，所述印刷電路板包括基板和多個焊盤，其特征在于，所述多個焊盤中的至少一個焊盤被替換為焊盤陣列，所述焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積大致相等。其中，焊盤陣列可以是NXM的陣列，其中，1 <N<9，1 <M<9，N與M是相等的或者不相等的整數(shù)。
進一步地，本發(fā)明提供一種采用上述方法制造的柵格陣列封裝器件，所述柵格陣列封裝器件包括本體與多個觸盤，其特征在于，所述多個觸盤中的至少一個觸盤被替換為觸盤陣列，所述觸盤陣列的總面積與被替換前的所述觸盤的面積大致相等。其中，觸盤陣列可以是NXM的陣列，其中，1 <N<9，1<M<9，N與M是相等的或者不相等的整數(shù)。進一步地，本發(fā)明提供一種采用上述方法制造的柵格陣列封裝模塊，所述柵格陣列封裝模塊包括柵格陣列封裝器件和印刷電路板，所述柵格陣列封裝器件包括本體與多個觸盤，所述印刷電路板包括基板和與所述多個觸盤相對應(yīng)的多個焊盤，其特征在于，所述多個焊盤中的至少一個焊盤被替換為焊盤陣列，所述焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積大致相等，所述多個觸盤中的至少一個觸盤對應(yīng)于所述至少一個焊盤被替換為觸盤陣列，所述觸盤陣列的總面積與被替換前的所述觸盤的面積大致相等。其中，焊盤陣列和觸盤陣列均可以是NXM的陣列，其中，1 < NS 9，19，N與M是相等的或者不相等的整數(shù)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的柵格陣列封裝器件的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的印刷電路板上的一個焊盤的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的印刷電路板上的一個焊盤的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的印刷電路板上的一個焊盤的示意圖；圖6a是舉例說明未使用本發(fā)明方法的印刷電路板上的多個焊盤的示意圖；圖6b是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的印刷電路板上的部分焊盤被替換后的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的提高柵格陣列封裝模塊的焊點可靠性的方法的框圖。
具體實施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板的示意圖。參考圖1，本發(fā)明的印刷電路板100包括基板101和多個焊盤102，該多個焊盤102用于與LGA封裝器件進行焊接以實現(xiàn)LGA封裝器件與印刷電路板100的電連接。焊盤102可以通過化學(xué)蝕刻等方式形成。本圖中示意性的描繪了三個焊盤102，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，根據(jù)具體的需要和設(shè)計，印刷電路板上焊盤的數(shù)量是可任意變化的，本實施例旨在對本發(fā)明的印刷電路板進行原理性的說明，并不是進行具體限定。焊盤102的材料一般為銅。為了提高LGA封裝中焊點的可靠性，延長焊點的壽命，本發(fā)明實施例可以根據(jù)需要將多個焊盤102中的至少一個焊盤劃分為NXM的焊盤陣列，其中，N與M可以是相等的或者不相等的整數(shù)，優(yōu)選的，1 < N < 9。為了更加直觀的理解本發(fā)明，圖3、圖4、圖5舉例說明了將一個焊盤替換為2X2、3X3、4X4焊盤陣列的情況。值得注意的是，圖3至圖5僅僅是示例性的說明本發(fā)明的基本原理，并不是對本發(fā)明實施例的窮舉。圖3示出了將焊盤301替換為2X2的焊盤陣列30Γ，替換后的焊盤陣列301' 所占的總面積與原先的焊盤301的面積大致相等。類似的，圖4示出了將焊盤401替換為 3X3的焊盤陣列401'，替換后的焊盤陣列401'所占的總面積與原先的焊盤401的面積相等。圖5示出將焊盤501替換為5X5的焊盤陣列501'，替換后的焊盤陣列501 ‘所占的總面積與原先的焊盤501的面積大致相等。圖2是根據(jù)本發(fā)明的柵格陣列封裝器件的示意圖。參考圖2，本發(fā)明的柵格陣列封裝器件200包括本體201和多個觸盤202，該多個觸盤202對應(yīng)于印刷電路板100上的多個焊盤，用于與印刷電路板100的相應(yīng)焊盤進行焊接以實現(xiàn)LGA封裝器件與印刷電路板100 的電連接。柵格陣列封裝器件200上的多個觸盤202的面積分別可以大致等于或者小于印刷電路板100上的相應(yīng)多個焊盤102的面積。本發(fā)明的柵格陣列封裝器件可以是電阻、電容、電感、集成電路IC元件、MLCC等。為了達到本發(fā)明的技術(shù)效果，S卩，提高LGA封裝中焊點的可靠性，延長焊點的壽命，本發(fā)明實施例將多個觸盤202中的至少一個觸盤劃分為NXM的觸盤陣列，其中，N與M 可以是相等的或者不相等的整數(shù)，優(yōu)選的，1 < N,M^90與圖3、圖4、圖5舉例說明的將一個焊盤替換為2X2、3X3、4X4的焊盤陣列的情況相似，觸盤也可以相應(yīng)的被替換為2X2、 3X3,4X4的觸盤陣列，在此不再舉例說明。為了更加直觀的說明本發(fā)明，圖6a舉例說明了未使用本發(fā)明方法的印刷電路板上的多個焊盤的示意圖；圖6b是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的印刷電路板上的部分焊盤被替換后的示意圖。將圖6a與6b對比可以很清楚地看出原始印刷電路板中的部分焊盤601-606 被分別替換成了焊盤陣列601' -606'。圖中的焊盤陣列601' -606'采用了 3X3的陣列。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是圖6a、6b僅僅是示例性的說明本發(fā)明的基本原理，并不是對本發(fā)明實施例的窮舉。圖7是根據(jù)本發(fā)明的提高柵格陣列封裝模塊的焊點可靠性的方法的框圖。參考圖 7，本發(fā)明提供了一種提高柵格陣列封裝模塊的焊點可靠性的方法。在步驟701中，制備印刷電路板上與至少一個柵格陣列封裝器件的觸盤相對應(yīng)的至少一個焊盤，在步驟702將至少一個柵格陣列封裝器件通過觸盤焊接到印刷電路板上的相對應(yīng)的至少一個焊盤。其中焊盤中的至少一個被替換為焊盤陣列，該焊盤陣列可以是NXM的陣列，其中，N與M可以是相等的或者不相等的整數(shù)，優(yōu)選的，1 < N < 9。并且替換后的焊盤陣列的總面積與被替換前的焊盤的面積大致相等。相應(yīng)的，封裝器件的觸盤也被替換為NXM的陣列，其中，N與M可以是相等的或者不相等的整數(shù)，優(yōu)選的，1 < N < 9，以便于將封裝器件通過觸盤焊接到印刷電路板上對應(yīng)的焊盤上，從而實現(xiàn)封裝器件與印刷電路板的電連接。由圖7的上述方法可以制造出具有可靠焊點的柵格陣列封裝模塊(圖中未示出)。 該柵格陣列封裝模塊包括通過焊接層連接的柵格陣列封裝器件和印刷電路板，柵格陣列封裝器件包括本體與多個觸盤，印刷電路板包括基板和與多個觸盤相對應(yīng)的多個焊盤，上述焊接層是由柵格陣列封裝器件的多個觸盤與印刷電路板的相對應(yīng)的多個焊盤進行焊接而形成的，以實現(xiàn)LGA封裝器件與印刷電路板的電連接。其中，柵格陣列封裝器件的多個觸盤中的至少一個觸盤被替換為觸盤陣列，該觸盤陣列的總面積與被替換前的觸盤的面積大致相等，印刷電路板上的與多個觸盤相對應(yīng)的多個焊盤中的至少一個焊盤被相對應(yīng)的替換為焊盤陣列，該焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積大致相等。上述焊盤陣列和觸盤陣列均可以是NXM的陣列，其中，N與M可以是相等的或者不相等的整數(shù)，優(yōu)選的，1 K 9。先前提供的對公開的實施例的描述，是為了使本領(lǐng)域的任何專業(yè)熟練技術(shù)人員能夠制造或使用本發(fā)明。對這些實施例的不同修改，對于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員將是顯而易見的，本文中定義的一般原理可以應(yīng)用到其它實施例，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此， 本發(fā)明不受本文示出的實施例局限，而是與本文公開的原理和新穎性特征的最寬廣的范圍
相一致。
權(quán)利要求
1.一種提高柵格陣列封裝模塊的焊點可靠性的方法，該方法包括制備印刷電路板上與至少一個柵格陣列封裝器件的觸盤相對應(yīng)的至少一個焊盤，將所述至少一個柵格陣列封裝器件焊接到所述印刷電路板上的相對應(yīng)的至少一個焊盤，其特征在于，所述焊盤中的至少一個被替換為焊盤陣列，所述焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積相等，所述觸盤中的至少一個觸盤對應(yīng)于所述焊盤被替換為觸盤陣列，所述觸盤陣列的總面積與被替換前的所述觸盤的面積相等。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述焊盤陣列是NXM的焊盤陣列，其中，9， 1 < M < 9。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，N與M是相等的或者不相等的整數(shù)。
4.一種印刷電路板，所述印刷電路板包括基板和多個焊盤，其特征在于，所述多個焊盤中的至少一個焊盤被替換為焊盤陣列，所述焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積相等。
5.如權(quán)利要求4所述的印刷電路板，其中，所述焊盤陣列是NXM的焊盤陣列，其中，1 < N < 9，1 < M < 9。
6.如權(quán)利要求5所述的印刷電路板，其中，N與M是相等的或者不相等的整數(shù)。
7.一種柵格陣列封裝器件，所述柵格陣列封裝器件包括本體與多個觸盤，其特征在于， 所述多個觸盤中的至少一個觸盤被替換為觸盤陣列，所述觸盤陣列的總面積與被替換前的所述觸盤的面積相等。
8.如權(quán)利要求7所述的柵格陣列封裝器件，其中，所述觸盤陣列是NXM的陣列，其中， 1 K 9，1 < M < 9。
9.如權(quán)利要求8所述的柵格陣列封裝器件，其中，N與M是相等的或者不相等的整數(shù)。
10.一種柵格陣列封裝模塊，所述柵格陣列封裝模塊包括柵格陣列封裝器件和印刷電路板，所述柵格陣列封裝器件包括本體與多個觸盤，所述印刷電路板包括基板和與所述多個觸盤相對應(yīng)的多個焊盤，其特征在于，所述多個焊盤中的至少一個焊盤被替換為焊盤陣列，所述焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積相等，所述多個觸盤中的至少一個觸盤對應(yīng)于所述至少一個焊盤被替換為觸盤陣列，所述觸盤陣列的總面積與被替換前的所述觸盤的面積相等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高柵格陣列封裝模塊的焊點可靠性的方法，該方法包括制備印刷電路板上與至少一個柵格陣列封裝器件觸點相對應(yīng)的至少一個焊盤，將至少一個柵格陣列封裝器件焊接到印刷電路板上的相對應(yīng)的至少一個焊盤，其特征在于，焊盤中的至少一個被替換為焊盤陣列，焊盤陣列的總面積與被替換前的所述焊盤的面積相等。通過將較大面積的焊盤變換為較小面積的焊盤陣列，能夠延長焊點的使用壽命，提高焊點的可靠性。
文檔編號H01L23/00GK102378484SQ20101025429
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者石嘉禱, 約翰·基彭, 陳紀明 申請人:雅達電子有限公司