一種芯片返修批量植球方法
【專利摘要】本發明提供一種芯片返修批量植球方法，包括如下步驟：除錫、清洗，放置芯片，印刷錫膏，印刷效果檢查，回流焊爐固化，固化效果檢查；放置芯片時通過設計的批量植球夾具來實現芯片的批量化植球。本發明通過設計一種批量植球夾具，利用現有錫膏印刷機、錫膏檢查儀、回流焊爐等設備，實現焊球陣列封裝(BGA)芯片植球的批量化，同時減少人工操作，使植球過程自動化，植球質量判定設備化，從而提高BGA芯片植球的效率，成功率，具有批量化、自動化、效率高、成功率高、運行成本低等優點。
【專利說明】
一種芯片返修批量植球方法
技術領域
[0001]本發明涉及電子產品維修技術領域，具體涉及一種芯片返修批量植球方法。
【背景技術】
[0002]在表面貼裝技術(SMT)生產加工過程中，因印刷不良、貼片不良等因素，導致芯片焊接缺陷出現，該現象各工廠普遍存在。焊球陣列封裝(BGA)類芯片基本是中央處理單元(CPU)、閃速存儲器(FLASH)、電源管理等貴重芯片，價格幾十、幾百至上千，是電子產品電路板上不可或缺的。因價格昂貴，焊接原因造成的不良芯片，必須進行返修回用。目前BGA芯片的植球返修，基本采用人工單個植球，采用錫珠或錫膏兩種方案，操作方法基本相同。
[0003]用錫珠植球:1、除錫、清洗:在芯片上刷一薄層助焊膏，用刀頭烙鐵刮掉焊盤上的殘余焊錫，用洗板水等清洗干凈;2、植球:在芯片上均勻地刷一薄層助焊膏，將鋼網對齊疊放在芯片上，用小勺將錫球弄到鋼網(或植球座)上，晃動鋼網(或植球座)，讓多余的錫球滑落到小碗里，檢查確認鋼網的每個小孔里都應有一個錫球，不能多，也不能少；3、固化，檢查:使用BGA返修臺或者熱風槍使錫球熔化并粘到焊盤上，然后將芯片放到一邊冷卻，用洗板水清洗浸泡，然后取下鋼網，清理多余的錫球，植球完畢。
[0004]用錫膏植球:1、除錫、清洗:在芯片上刷一薄層助焊膏，用刀頭烙鐵刮掉焊盤上的殘余焊錫，用洗板水等清洗干凈;2、刷錫膏:I )、選擇與芯片焊盤形狀相同的網板上的網孔，然后將該芯片放入手工印刷網板中進行定位，確保芯片焊盤與網板上的網孔一一對應;2)、將固定好的芯片網板平放，同時檢查粘貼完的芯片有無位移;3)、取刮片將錫膏集中于刮片頂端的其中一面，刮片有錫膏的一面朝下，沿著網板上的網孔從左到右進行刮刷，刷錫膏過程中要保證芯片上每個焊盤應都有絲印到錫膏且均勻一致;4)、將網板上的多余錫膏用棉簽輕輕擦出，平放于隔熱紙殼上;3、芯片熱風回流:使用熱風槍使錫膏熔化并固定到焊盤上(金屬熔合)，完成植球，待芯片冷卻后，檢查焊點應無虛焊、連焊、偏移等現象，否則應重新操作。
[0005]目前BGA類芯片越來越小型化、細密化，焊球數量越來越多，目前通用技術采用的手工植球方式，使返修植球越來越困難，而且還存在如下不足:1、效率低:一次只能植一片BGA芯片，植球過程機固化之前，需要隨時目檢是否所有球點都覆蓋到位，不然需要重新清潔、定位、刷錫珠或錫膏，固化后也需要目檢確認效果;2、成功率低:整個過程都采用手工操作，芯片小型化、細密化后，定位困難，同時在刷錫或刷錫膏過程中易產生偏移，造成植球失敗;3、芯片易損壞:芯片在手工植球的過程中，反復的觸摸易造成靜電擊穿損壞;植球不成功，多次除錫造成焊球盤破壞損壞;熱風槍使用過程中，因溫度過高或距離過近造成高溫損傷;4、再次使用風險成本增加:若植球不當，已損壞的芯片用于產品上，造成產品的二次維修;植球雖然合格，但已造成芯片因高溫疲勞等因素的壽命降低，從而影響產品品質，使風險成本增加。
[0006]鑒于現有技術存在的不足，因而有必要研發一種新型高效的BGA芯片批量植球方法，提高生產效率、滿足現實需要。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種芯片返修批量植球方法，通過設計一種批量植球夾具，利用現有錫膏印刷機、錫膏檢查儀(SPI )、回流焊爐等設備，實現BGA芯片植球的批量化，同時減少人工操作，使植球過程自動化，植球質量判定設備化，從而提高BGA芯片植球的效率，成功率，具有批量化、自動化、效率高、成功率高、運行成本低等優點。
[0008]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下:
[0009]—種芯片返修批量植球方法，包括如下步驟:
[0010]I)除錫、清洗:在待植球芯片上刷一層助焊膏，用刀頭烙鐵刮掉焊盤上的殘余焊錫，將焊盤清洗干凈；
[0011]2)放置芯片:將已清洗好的待植球芯片置于批量植球夾具的芯片放置區，然后將放置有芯片的批量植球夾具置于錫膏印刷機的傳輸帶上；
[0012]3)印刷錫膏:將與待植球芯片相對應的鋼網放置于印刷機上，添加錫膏，編制或調用印刷機程序，開啟印刷機，自動載入批量植球夾具，自動完成校正并定位鋼網與批量植球夾具的位置，位置確認后印刷機自動將批量植球夾具頂起，靠到鋼網下方，自動完成對芯片印刷錫膏；
[0013]4)印刷效果檢查:將載有已印刷錫膏的芯片的批量植球夾具載入錫膏檢測儀(SPI)，自動檢查芯片的錫膏覆蓋率、錫膏厚度是否符合要求，并自動顯示不符合要求芯片；
[0014]5)回流焊爐固化:將載有印刷檢查合格的芯片的批量植球夾具載入回流焊爐，進行自動焊錫固化，然后冷卻(即完成了植球)；
[0015]6)固化效果檢查:將載有焊錫已固化的芯片的批量植球夾具載入自動光學檢測儀(AOI)，對芯片焊錫的固化效果進行自動檢測。
[0016]根據以上方案，所述焊盤清洗采用洗板水清洗。
[0017]根據以上方案，所述批量植球夾具設有承載區、芯片放置區、定位基點、減重孔。
[0018]根據以上方案，所述芯片放置區設有若干芯片放置位、定位孔和操作孔。
[0019]根據以上方案，所述芯片放置位上設有耐高溫雙面膠，用以固定待植球芯片。
[0020]根據以上方案，所述鋼網與批量植球夾具通過印刷機上自帶的相機自動搜索所述鋼網和批量植球夾具上對應的定位基點，進行位置校正，并完成自動定位。
[0021]根據以上方案，所述固化效果檢查通過人工使用顯微鏡進行目檢。
[0022]本發明的印刷錫膏如同手工刷錫，但是通過印刷機器自行操作。印刷機進行一次印刷，就能使批量植球夾具上所有芯片的焊盤添加上準確量的錫膏。若有多個同樣的批量植球夾具用于植球，印刷機可以連續的自動載入批量植球夾具，完成芯片刷錫。即使只有一個批量植球夾具，當前批量植球夾具完成植球后，取下已植球芯片，放入待植球芯片，將批量植球夾具再次放到印刷機的傳輸帶上，自動完成印刷錫膏，無需再次調整印刷機。這樣就實現了 BGA芯片焊盤上錫的批量化，大大提高了工作效率，而且通過自動印刷機的自動光學定位，避免了手工植球過程中需目視定位的不確定性。同時，通過自動光學定位固定批量植球夾具比手工固定批量植球夾具更加可靠。
[0023]本發明使用專業回流焊爐，通過爐溫曲線的設置，達到專業的錫膏固化要求。而使用手工植球方法，通過熱風槍及返修臺，都存在加熱不均勻、溫度過高(距離控制問題)、芯片正反面受熱不均等因素造成的芯片損傷。
[0024]本發明使用錫膏檢測儀自動檢查芯片的錫膏印刷效果，增加了檢查的可靠性，避免了目檢的不確定性。
[0025]本發明的芯片放置位數量與大小可以根據待返修芯片的數量與大小進行靈活的調整。
[0026]本發明的有益效果是:
[0027]I)本發明的批量植球夾具中間設有芯片放置區，四角設有定位基點，芯片放置區設有多個芯片放置位，并設有耐高溫雙面膠用來固定待植球芯片，實現了批量化植球；
[0028]2)本發明采用表面貼裝技術中印刷、檢測等技術，實現了印刷、檢查、挑選、固化等設備自動化操作，大大提高了植球的成功率和效率，是手工植球無法比擬的；
[0029]3)本發明的批量化、自動化工藝過程，可避免芯片在返修過程受人工污染；
[0030]4)本發明采用的是表面貼裝工廠現有的設備、耗材，基本上不增加額外的設備和工藝技術，具有極強的市場應用價值，運行成本低。
【附圖說明】
[0031 ]圖1是本發明的工藝流程示意圖；
[0032]圖2是本發明的批量植球夾具的主視結構示意圖。
[0033]圖中:1、承載區；2、芯片放置區；3、定位基點；4、減重孔;21、芯片放置位;22、定位孔;23、操作孔。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖與實施例對本發明的技術方案進行說明。
[0035]如圖1至圖2所示，本發明提供一種芯片返修批量植球方法，包括如下步驟:
[0036]I)除錫、清洗:在待植球芯片上刷一層助焊膏，用刀頭烙鐵刮掉焊盤上的殘余焊錫，采用洗板水將焊盤清洗干凈；
[0037]2)放置芯片:將已清洗好的待植球芯片置于批量植球夾具的芯片放置區2，然后將放置有芯片的批量植球夾具置于錫膏印刷機的傳輸帶上；
[0038]3)印刷錫膏:將與待植球芯片相對應的鋼網放置于印刷機上，添加錫膏，編制或調用印刷機程序，開啟印刷機，自動載入批量植球夾具，通過印刷機上自帶的相機自動搜索所述鋼網和批量植球夾具上對應的定位基點3，進行位置校正，并完成自動定位，位置確認后印刷機自動將批量植球夾具頂起，靠到鋼網下方，自動完成對芯片印刷錫膏；
[0039]4)印刷效果檢查:將載有已印刷錫膏的芯片的批量植球夾具載入錫膏檢測儀，自動檢查芯片的錫膏覆蓋率、錫膏厚度是否符合要求，并自動顯示不符合要求芯片；
[0040]5)回流焊爐固化:將載有印刷檢查合格的芯片的批量植球夾具載入回流焊爐，進行自動焊錫固化，然后冷卻(即完成了植球)；
[0041]6)固化效果檢查:將載有焊錫已固化的芯片的批量植球夾具載入自動光學檢測儀，對芯片焊錫的固化效果進行自動檢測。
[0042]進一步地，所述批量植球夾具設有承載區1、芯片放置區2、定位基點3、減重孔4，所述芯片放置區2設有25個芯片放置位21、25個定位孔22和100個操作孔23，所述芯片放置位21上設有耐高溫雙面膠。
[0043]為確保返修后的芯片性能，還可制作相應芯片的檢測夾具，對芯片進行檢測。
[0044]重新植球后的芯片編帶可用于設備自動貼裝:采用批量植球，可實現待返修芯片集中處理。因批量植球速度快，效率高，一次植球后立即編帶或裝入托盤，可實現類似新料卷盤用于設備自動貼裝。
[0045]以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的相關技術人員應當理解:可以對本發明進行修改或者同等替換，但不脫離本發明精神和范圍的任何修改和局部替換均應涵蓋在本發明的權利要求范圍內。
【主權項】
1.一種芯片返修批量植球方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)除錫、清洗:在待植球芯片上刷一層助焊膏，用刀頭烙鐵刮掉焊盤上的殘余焊錫，將焊盤清洗干凈； 2)放置芯片:將已清洗好的待植球芯片置于批量植球夾具的芯片放置區，然后將放置有芯片的批量植球夾具置于錫膏印刷機的傳輸帶上； 3)印刷錫膏:將與待植球芯片相對應的鋼網放置于印刷機上，添加錫膏，編制或調用印刷機程序，開啟印刷機，自動載入批量植球夾具，自動完成校正并定位鋼網與批量植球夾具的位置，位置確認后印刷機自動將批量植球夾具頂起，靠到鋼網下方，自動完成對芯片印刷錫膏； 4)印刷效果檢查:將載有已印刷錫膏的芯片的批量植球夾具載入錫膏檢測儀，自動檢查芯片的錫膏覆蓋率、錫膏厚度是否符合要求，并自動顯示不符合要求芯片； 5)回流焊爐固化:將載有印刷檢查合格的芯片的批量植球夾具載入回流焊爐，進行自動焊錫固化，然后冷卻； 6)固化效果檢查:將載有焊錫已固化的芯片的批量植球夾具載入自動光學檢測儀，對芯片焊錫的固化效果進行自動檢測。2.根據權利要求1所述的芯片返修批量植球方法，其特征在于，所述焊盤清洗采用洗板水清洗。3.根據權利要求1所述的芯片返修批量植球方法，其特征在于，所述批量植球夾具設有承載區(1)、芯片放置區(2)、定位基點(3)、減重孔(4)。4.根據權利要求3所述的芯片返修批量植球方法，其特征在于，所述芯片放置區(2)設有若干芯片放置位(21)、定位孔(22)和操作孔(23)。5.根據權利要求4所述的芯片返修批量植球方法，其特征在于，所述芯片放置位(21)上設有耐高溫雙面膠。6.根據權利要求1或3所述的芯片返修批量植球方法，其特征在于，所述鋼網與批量植球夾具通過印刷機上自帶的相機自動搜索所述鋼網和批量植球夾具上對應的定位基點(3)，進行位置校正，并完成自動定位。7.根據權利要求1所述的芯片返修批量植球方法，其特征在于，所述固化效果檢查通過人工使用顯微鏡進行目檢。
【文檔編號】H01L21/60GK106098575SQ201610475288
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】戴建權, 蘇紅, 王海東, 張先年
【申請人】寧波麥博韋爾移動電話有限公司