球栅阵列焊接附着制造技术

回流栅格阵列(RGA)技术可以在中介层装置上实现，其中所述中介层被放置在主板与球栅阵列(BGA)封装之间。所述中介层可以提供用于使焊料在所述中介层与所述BGA封装之间回流的受控热源。使用RGA技术的中介层面临的技术问题是将焊料施加至所述RGA中介层。本文所描述的技术解决方案提供了用于施加焊料并且形成焊球以将RGA中介层连接至BGA封装的工艺和设备。

【技术实现步骤摘要】
球栅阵列焊接附着
本文所描述的实施例总体上涉及电子装置中的电互连。
技术介绍
电路板组装包括电子部件与电子封装的焊接附着。焊接附着既提供电连续性又提供机械连续性。电子装置越来越少地使用双列直插式封装(DIP)或者扁平封装，并且越来越多地使用球栅阵列(BGA)封装。同样，服务器和个人计算机越来越少地使用插口封装(例如，插口处理器封装)，并且越来越多地使用BGA封装。BGA封装相较于其它封装有多种优点，包括降低成本和降低Z高度属性。与设计为在没有焊料的情况下被插入和移除的插口封装不同，BGA封装是被焊接到主板上的表面安装技术。BGA封装的焊接要求需要时间和专门技术来施加焊料以将BGA封装与主板连接。需要在减少与BGA封装返工相关联的困难的同时改进BGA封装技术的使用。附图说明图1A至图1C是根据本专利技术的至少一个实施例的RGA配置的透视图。图2是根据本专利技术的至少一个实施例的RGA横截面的框图。图3是根据本专利技术的至少一个实施例的焊料施加方法的流程图。图4是根据本专利技术的至少一个实施例的焊料模板的透视图。图5是根据本专利技术的至少一个实施例的BGA模板材料的透视图。图6是根据本专利技术的至少一个实施例的湿焊膏接触阵列的显微镜图像。图7是根据本专利技术的至少一个实施例的焊料施加方法的流程图。图8是根据本专利技术的至少一个实施例的RGA中介层材料的透视图。图9是根据本专利技术的至少一个实施例的RGA焊料助焊剂材料的透视图。图10是根据本专利技术的至少一个实施例的中介层焊料凸块阵列的显微镜图像。图11是根据本专利技术的至少一个实施例的准备好助焊剂的RGA中介层的框图。图12是根据本专利技术的至少一个实施例的中介层触点掩膜的透视图。图13A至图13B是根据本专利技术的至少一个实施例的焊料掩膜凸块形成的框图。图14A至图14C是根据本专利技术的至少一个实施例的焊料膜沉积的框图。图15是根据本专利技术的至少一个实施例的包含焊接设备或者方法的电子装置的框图。具体实施方式回流栅格阵列(RGA)是一种对BGA封装面临的技术问题提供技术解决方案的技术。可以在中介层装置上实现RGA技术，其中将中介层放置在主板与BGA封装之间。中介层可以提供受控热源以使焊料在中介层与BGA封装之间回流。在中介层中使用RGA技术降低了该BGA返工的技术复杂性，并且允许稍后附着或者移除BGA封装。中介层提供更有效的CPU替换和可更新性，例如允许在检验期间更换处理器。中介层还减少了与BGA封装库存管理(例如，库存单元(SKU)管理)、电子废弃物相关联的成本。中介层相较于插口封装有若干优点，包括降低成本、减少功耗、降低负载力、减少高度要求、提高信号完整性、以及其它优点。使用RGA技术的中介层面临的技术问题是将焊料施加至RGA中介层。本文所描述的技术解决方案提供了用于施加焊料并且形成焊球以将RGA中介层连接至BGA封装的工艺和设备。以下描述和附图充分示出了本领域技术人员能够实践的具体实施例。其它实施例可以包含结构、逻辑、电气、工艺和其它变化。一些实施例中的部分和特征可以包括在其它实施例的部分和特征中，或者被其它实施例的部分和特征取代。权利要求书中陈述的实施例包括这些权利要求的所有可用等效物。图1A至图1C是根据本专利技术的至少一个实施例的RGA配置100的透视图。图1A示出了单独BGA封装110A、RGA中介层120A、和主板130A。如图1B所示，RGA中介层120B附着至主板130B，并且在BGA封装110B上的触点与在主板130B上的触点之间提供电通路。可以通过使用RGA中介层120B以使焊料在RGA中介层120B与主板130B之间回流而将RGA中介层120B焊接至主板130B。可以提供外部热量以使焊料在RGA中介层120B与主板130B之间回流。RGA中介层120B可以作为主板130B的一部分被制造。如图1C所示，为了附着BGA封装130C，将BGA封装130C放置在中介层120C上。RGA中介层120C局部加热以使焊球回流并且将BGA封装130C附着至中介层120C。在图2中示出了RGA配置100的横截面。图2是根据本专利技术的至少一个实施例的RGA横截面200的框图。RGA横截面200包括BGA封装205、RGA中介层220、和主板260。中介层220包括在中介层的顶部与底部之间提供电连接的至少一个电镀通孔225。电镀通孔225连接至上中介层焊盘230和下中介层焊盘235。电镀通孔225跨过至少一个中介层电介质层240。中介层电介质层240包括加热器迹线245。加热器迹线245可以包括铜迹线或者其它导热材料。中介层电介质层240包括热传感器迹线250。热传感器迹线250可以在与加热器迹线245相同的中介层电介质层240上，或者可以在不同的中介层电介质层240上。RGA中介层220可以用于将RGA中介层220连接至主板260。加热器迹线245使焊料215在RGA中介层220上回流，其中焊料255将下中介层焊盘235连接至主板触点265。加热器迹线245和传感器迹线250可以连接至外部控制器，其中外部控制器可以用于在监测表面温度的同时控制加热器电流。多个加热器迹线245和传感器250可以用于控制对中介层上的特定区域的加热，其中该特定区域可以用于使相邻焊球中的一部分回流。中介层可以用于将中介层与主板结合或者分离，或者将BGA封装与中介层结合或者分离。为了将BGA封装205连接至RGA中介层220，将BGA封装205放置在RGA中介层220上，并且加热器迹线245提供热量以使焊料215和焊料210回流。许多BGA封装包括附着的焊球，例如BGA封装205和焊球210。将焊料沉积物215的单独布置应用于上中介层焊盘230中的每一个上中介层焊盘，以允许焊料215和焊料210在BGA封装205与RGA中介层220之间提供适当的电连接和机械连接。在将焊料215施加至上中介层焊盘230的过程中涉及众多技术挑战。在典型的IC装置中，多达几千个互连焊盘可能需要将焊料小心地施加至每个焊盘上。参照图3描述了一种施加焊料的方法。图3是根据本专利技术的至少一个实施例的焊料施加方法300的流程图。焊料施加方法300包括接纳具有附着的中介层的主板(310)，并且包括清洗和准备中介层表面(320)。然后将包括多个中介层触点孔的多孔模板(例如，抗蚀图形)放置在中介层上(330)并且与中介层触点对准。将焊膏施加至模板，并且迫使焊膏通过该模板(340)，从而将少量焊膏施加至中介层触点中的每一个中介层触点。必须小心控制施加至模板并且被迫(340)通过该模板的焊膏量。例如，施加太多的焊料可能会使中介层上的多个触点桥接，而施加太少的焊料可能会妨碍在中介层与BGA封装之间形成接触。然后移除模板(350)，其中必须以足够的精度来执行移除，以免弄脏施加至中介层触点的焊膏。然后将BGA封装放置在中介层上(360)，并且使焊料回流(370)以将BGA封装附着至中介层。最后，清洗模板(380)以准备下一次BGA封装附着。虽然针对具有附着的中介层的主板描述了焊料施加方法300，但是相似的焊料施加方法300也可用于将BGA附着至没有中介层的主板。图4是根据本专利技术的至少一个实施例的焊料模板400的透视图。焊料模板400包括模板外壳410，将焊膏420施加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：将焊料设置在回流栅格阵列(RGA)中介层上的多个中介层触点中的每一个中介层触点上；以及使所述焊料回流以形成固体焊料凸块，所述固体焊料凸块被配置为由所述RGA中介层对其进行回流以将电气部件焊接至所述RGA中介层。

【技术特征摘要】
2015.12.18 US 14/974,8071.一种方法，包括：将焊料设置在回流栅格阵列(RGA)中介层上的多个中介层触点中的每一个中介层触点上；以及使所述焊料回流以形成固体焊料凸块，所述固体焊料凸块被配置为由所述RGA中介层对其进行回流以将电气部件焊接至所述RGA中介层。2.根据权利要求1所述的方法，其中使所述焊料回流包括对中介层加热器迹线进行加热。3.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述电气部件焊接至所述RGA中介层。4.根据权利要求3所述的方法，其中焊接所述电气部件包括将助焊剂施加至所述固体焊料凸块。5.根据权利要求4所述的方法，其中焊接所述电气部件包括使所述固体焊料凸块与所述电气部件上的多个部件触点对准。6.根据权利要求5所述的方法，其中使所述固体焊料凸块对准包括将对准固定装置设置在所述RGA中介层上并且将所述电气部件设置在所述对准固定装置内。7.根据权利要求3所述的方法，其中焊接所述电气部件包括使所述固体焊料凸块回流。8.根据权利要求7所述的方法，其中焊接所述电气部件包括使所述电气部件上的多个电气部件焊料凸块回流，以在所述多个电气部件焊料凸块与所述固体焊料凸块之间形成电接触。9.根据权利要求1所述的方法，其中将焊料设置在所述多个中介层触点中的每一个中介层触点上包括将焊料设置在中介层触点掩膜内的多个空置空间中的每一个空置空间中，所述多个空置空间与所述多个中介层触点对应。10.一种方法，包括：将助焊剂施加至回流栅格阵列(RGA)中介层上的固体焊料凸块；将电气部件设置在所述RGA中介层上；以及将所述电气部件焊接至所述RGA中介层。11.根据权利要求10所述的方法，其中焊接所述电气部件包括使所述固体焊料凸块回流。12.根据权利要求11所述的方法，其中焊接所述电气部件包括使所述电气部件上的多个电气部件焊料凸块回流，以在所述多个电气部件焊料凸块与所述固体焊料凸块之间形成电接触。13.一种设备，包括：回流栅格阵列(RGA)中介层，所述回流栅格阵列中介层包括加热器迹线和多个中介层触点；在所述多个中介层触点中的每一个中介层触点上的被回流的固体焊料凸块。14.根据权利要求13所述的设备，还包括焊接至所述RGA中介层的电气部件，其中所述加热元件被配置为使所述固体焊料凸块回流，以将...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·卡斯滕斯，M·S·布雷泽尔，R·S·奥基，L·S·莫蒂默，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US