具有通过热驱动实现连接和脱开元件的BGA接头制造技术

一种改进的接头组件（１），特别适用于对半导体装置进行试验，该半导体装置具有球结点阵列（ＢＧＡ）结构（１０），该半导体装置的表面上具有数个焊接球（１１）。焊接球（１１）与接头组件的相面对的导电部分（３ａ）相接触。产生热量的元件（７），如金属丝，靠近于接头组件的导电部分（３ａ），可有选择地启动，以产生热量，使所述焊接球（１１）部分地熔化。用该方式可实现可靠的连接。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术在总体上涉及球结点阵列(BGA)式接头，该接头用于把电路板连接至BGA组件上，该BGA组件上以网格形式设置着焊接球，更具体地说，本专利技术涉及改进的BGA接头，该改进的BGA接头具有通过热驱动实现连接和脱开元件。传统的半导体或集成电路(IC)通常由芯片构成，在现有技术中，芯片是指“组件”。传统的组件可以在两侧设有引入线，如DIPs，或在四侧设有引入线，如QFPs或TCPs。与这样的半导体和ICs相连的引入线的数目已经增加了，相应地，引入线之间的距离或节距减小了。引入线之间的距离的减小增加了把密集的引入线焊接在印刷电路板上的困难。在上述四侧设有引入线的QFPs或TCPs的情况下，由于引入线之间密集，引入线不容易焊接在电路板上。为了满足这种情况，在半导体组件的底面上设有网格阵列的导电凸起，取代了传统的位于组件四侧的引入线。这些凸起通常具有与之物理相连的由焊接材料或金属制成的小球，在本领域中，这些凸起被称为BGA。BGA插座在半导体领域中是熟知的。传统的BGA接头用于把BGA组件连接至电路板上，该电路板具有以网格形式设置的焊接球，该BGA接头包括绝缘板、包括绝缘板或绝缘接头基体。如公开号为No.8-330005的日本专利申请所述，接头基体上通常具有一系列的金属弹簧触点，这些触点与BGA组件的焊接球形成一一对应的关系。在BGA组件的焊接球和BGA接头的绝缘板的触点之间形成可选择地脱开的电连通，方法是使BGA组件保持与接头密贴。这要求BGA接头具有一个或多个推动元件，该推动元件把BGA组件压入BGA接头的插座。不幸地是，这种结构和BGA组件的焊接球与接头密贴的结果容易使焊接球碰伤或变形，因为需要很大的力才能使BGA组件保持与BGA接头相接触。为了确保BGA组件的焊接球和BGA接头的触点之间形成可靠的电连通，这种结构需要在触点和焊接球的界面处施加较大的压力。因此，这要求接头具有一个推动元件，该推动元件使接头抵靠在BGA组件上，这使得接头的结构过于复杂。BGA接头的触点还必须足够长，以获得理想的弹性，相应地，它们的高度也增加了。不幸地是，随着长度的增加，每个导体的电感也增加了，这样，触点长度的增加导致导体的电感也增加。因此，需要一种改进的BGA接头，其不要求推动元件，该推动元件会使得接头的整体结构复杂化，另外，也需要一种BGA接头，其可容易地插入BGA组件的容纳插座或从该BGA组件的容纳插座内取出。专利技术概述因此，本专利技术的总的目的是提供一种改进的BGA接头，其不依靠压力触点装置，该接头的长度保持理想的最短，以不增加触点的电感。本专利技术的另外一个目的是提供一种BGA接头，其不需要使接头密贴BGA组件的推动元件，从而保证BGA组件的焊接球不会被损坏。本专利技术的另外一个目的是提供一种BGA接头，其外形减小至尽可能小。本专利技术的另外一个目的是提供一种改进的BGA接头，其具有热驱动元件，可选择地使BGA组件和BGA接头实现连接和脱开。本专利技术的另外一个目的是提供一种改进的BGA接头，其具有通过热驱动实现连接和脱开的元件，使得不需要使BGA组件和BGA接头保持接触的压力元件，热驱动元件设置在BGA接头的表面上，并且进一步以如下图案设置，使热驱动元件在BGA接头的一个表面上的导电垫之间延伸。为了达到这些目的，小轮廓的BGA接头采用了高阻加热器，其在设置于BGA接头上的数个导电垫的周围产生热量，当电流通过该加热器时，设置在BGA组件的接触表面上的一系列的焊接球或预制部分至少部分地熔化，这样，焊接球与BGA接头的导电垫5形成导电的、相互面对的关系。根据本专利技术的一个主要方面，本专利技术的BGA接头包括板形的绝缘接头基体，该接头基体具有数个导电垫或凸起，导电垫设置在相对的前后(或上下)表面上，导电垫之间通过设置接头基体上的转接孔形成一一对应的电连通。数个导电的金属球设置在接头基体的后(下)表面上，这样，每个球都设置在一个导电垫上。高阻加热器设置于接头的一个表面上，特别是前(上)表面上，这样，加热元件在前表面上延伸，延伸的方式是在设置前表面上的各导电垫之间穿过。根据本专利技术的BGA接头还包括板形的绝缘接头基体，该接头基体具有数个导电垫，导电垫设置在接头基体的相对的上下表面上，这些两个相对的表面上的导电垫之间通过导电的转接孔形成一一对应的电连通，该转接孔与导电垫电连通，穿过接头基体延伸。数个金属球设置在接头基体的下表面上，每个球都与一个导电垫电连通。特别是，高阻加热器是高阻发热金属丝，其以如下方式设置，即靠近接头基体的前表面，在各导电垫之间延伸。通常，焊接球与BGA组件相关，BGA组件与接头基体的前表面的导电垫密贴，通过启动高阻加热器元件，电流通过高阻加热器以产生热量，使焊接球至少部分地熔化，并且焊接在接头的导电垫上。高阻加热器的位置靠近接头基体的前表面，这样，当金属丝启动时，BGA组件的焊接球可容易地与导电垫的触点相脱离。因此，BGA组件可容易地与BGA接头相连，也可容易地与BGA接头相脱离。高阻加热器可包括一个或多个加热金属丝，如镍铬合金线，该金属丝靠近接头基体的前表面延伸。在接头基体的前表面上还可施加一层或多层高阻加热材料。该涂层可由汽化或喷溅等真空涂层方法形成，也可以由印刷或摄影刻印方法形成。焊接球可以由传统的焊接材料、铜、任何其它金属或合金制成，焊接球可焊接和再焊接在接头的导电垫上。接头基体可由陶瓷材料、BT树脂和其它任何合成树脂、含玻璃细丝的复合树脂制成。根据本专利技术的BGA接头可以固定在BGA组件上，也可从BGA组件上拆下，方法是简单地由高阻加热器对BGA组件的焊接球加热。通过单独加热，本专利技术可防止焊接球在较大的压力下被损坏，在没有加热元件的情况下，焊接球就将被损坏。焊接球对应导电垫的焊接可确保所需的电连通，在焊接球和导电垫之间的界面上不会产生不利的压力。因此，BGA接头不需推动元件。接头与组件的距离可以设置为等于接头基体的厚度，从而可使接头的轮廓和随之而来的触点的过渡电感尽可能地小。通过下面的详细说明，本专利技术的这些和其它目的、特征和优点会一目了然，该详细说明将结合附图进行，附图中相同的标记代表相同的零件。对附图的简要说明下面的详细说明将结合附图进行，附图中相同的标记代表相同的零件，其中附图说明图1是根据本专利技术的BGA接头的一部分的放大截面图；和图2是BGA接头的透视图，其中示出了部分横截面。对推荐实施例的说明如上所述，本专利技术最适合于在具有如图1所示的BGA结构的半导体之间或其它电子元件之间提供连接，其中，在半导体或组件10的下表面102上具有数个导电凸起或预制部分100。尽管在图1和2中预制部分100呈半球形的球11并且由焊接材料制成，可以理解，预制部分100可以与所图示的情况不同。如图所示，BGA接头1包括板形接头基体2，该接头基体2由绝缘材料制成，具有数个导电垫或凸起3a、3b，导电垫3a、3b在前后(或上下)表面2a、2b上以网格形式排列。接头的导电垫3a、3b通过通孔或转接孔4形成一一对应的电连通，原因是传统的镀层101围绕着转接孔4的内侧延伸。如图1所示，对应的数个焊接球5设置在导电垫3b上，该导电垫3b位于板形接头基体2的后表面2b上。一条镍铬合金线6在板形接头基体2的前表面2a的上方延伸，延伸的方式是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接头组件，在球结点阵列（ＢＧＡ）结构的电子元件和电路元件之间建立电连通，该电子元件具有基体部分，该基体部分具有数个凸起的、导电的焊接球，所述ＢＧＡ焊接球以第一预定图案设置在基体部分，所述ＢＧＡ焊接球在被电源加热时熔化，所述电路元件以第二预定图案设置在基体部分，所述接头组件包括：板形基体，其在所述ＢＧＡ和电路元件之间建立导电界面，该基体具有预定的厚度，该厚度在所述基体的对应的第一和第二表面之间延伸，基体的第一表面，其上也以第一预定图案设有数个导电的第一触点，这样，当 所述ＢＧＡ元件与所述接头相接触时，所述焊接球与所述基体的第一触点对准并且相接触；基体的第二表面，其上也以第二预定图案设有数个导电的第二触点，所述基体进一步包括数个穿过所述基体延伸的转接孔，每个所述转接孔提供了一个导电通道，该导电通道穿过 所述基体在基体的第一和第二表面之间延伸，使所述基体第一和第二触点电连通，当所述接头与所述电路元件相接触时，所述基体的第二触点与所述电路元件的导电轨迹电连通，热源，其包括在所述基体的第一表面附近有选择地产生热量的元件，该产生热量的元件进一 步设置在所述基体的第一触点附近，这样，当所述ＢＧＡ元件与所述接头相接触并且所述产生热量的元件被启动时，产生了热量，使所述焊接球至少部分地熔化，从而在所述焊接球和所述基体的第一触点之间产生电连通。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：野田敦人，冈野雅人，藤井宏之，
申请(专利权)人：莫勒克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]