[发明专利]一种用于铜柱栅阵列互连器件植柱工艺的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种植柱工艺装置，具体涉及一种用于铜柱栅阵列互连器件植柱工艺的装置，属于电子产品领域。

背景技术

陶瓷柱栅阵列互连是指在芯片载体基板上设置阵列排布的焊柱互连、以实现芯片上集成电路与外界部件之间的机械连接和电气连接。该互连形式的特点是互连密度大、可靠性高。在最初开发的陶瓷柱栅阵列互连器件中，阵列排布的焊柱的材质为高铅钎料，该钎料柱两端分别借助于软钎料钎焊连接到芯片载体基板和印刷电路板上阵列排布的焊盘上。近年人们开始尝试将阵列排布的焊柱的材质调整为力学性能和导电性更好的纯铜焊柱，称其为陶瓷铜柱栅阵列互连。钎料柱或铜柱的植柱工艺是陶瓷柱栅阵列互连器件的关键制造工艺，植柱的质量直接决定器件寿命。

目前现有植柱装置及其植柱原理，多是采用特定位置设置有阵列排布的、具有一定深度的孔的模具及其上的固定压板来进行焊接前及焊接过程中焊柱的对中、相对位置的固定和植柱；焊前焊柱逐个放入模具孔中，调整压板固定焊柱与模具相对位置后，通过传送带输送进入回流焊机中加热并实现焊柱一端与基板上焊盘的连接，冷却后拆卸压板及定位模具，完成焊柱的定位及植柱过程。

该类植柱操作，焊前焊柱放入模具和焊后模具拆卸时均容易刮伤、刮弯焊柱；同时，放入焊柱、拆卸模具需要焊柱与模具孔之间留有一定的间隙，该间隙的存在使得直径很细的焊柱的垂直度和对中及定位精度均难以达到较高标准。同时，由于不同规格器件焊柱的数量、间距、直径等参数不同，因此该植柱方法每种规格的器件必须定制一套模具，这也使制作成本大大增加，不适于多品种、多批次生产。另外焊接过程中焊点周围模具的包围、隔挡直接影响热源热量有效传递到焊接部位，增加焊接难度的同时，也易埋下润湿不良等焊接缺陷隐患。

发明内容

本发明为解决现有植柱装置及其采用的植柱方法焊柱易被刮伤、焊柱难以实现高精度对中及定位、不同规格器件需定制不同模具增加制作周期和成本的问题，进而提出一种用于铜柱栅阵列互连器件植柱工艺的装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括钻夹头平动运动机构、钻夹头转动运动组件、载物台组件和送料组件，所述钻夹头转动运动组件安装在所述钻夹头平动运动机构上，所述钻夹头转动运动组件设置在所述载物台组件的上方，所述送料组件设置在所述钻夹头转动运动组件的一侧。

通过所述送料组件实现单个铜柱的自动分离、铜柱端头的钎剂涂覆和连续自动输送铜柱到指定位置的动作；通过钻夹头平动运动机构、钻夹头转动运动组件和载物台组件的有序运动实现指定位置的铜柱的装夹动作、钻夹头装夹的铜柱与载物台上基板焊盘的精确对中动作、和铜柱的旋转下压钻入焊盘上钎料中的植柱动作。

本发明的有益效果是：

1、本发明植柱装置的送料组件，除能够连续实现单个铜柱从料斗中的自动分离及送料的动作外，还可实现铜柱植柱端的钎剂自动涂覆，利于封装的高效率自动化流水线生产。

2、本发明能够通过钻夹头平动运动机构、钻夹头转动运动组件和搭载基板的载物台组件的动作，连续实现单个铜柱与焊盘的对中定位、以及随后在焊盘上方旋转下压钻入焊盘上钎料中的方式自动植柱。与目前现有植柱装置及其采用的植柱方法相比，本发明的植柱装置不仅可实现封装的自动化流水线生产，还可解决现有植柱工艺焊柱难以精确对中定位的问题，植柱位置度好，器件寿命提高。

3、本发明植柱装置的钻夹头夹持的铜柱的转速、植柱深度及进给速度等参数的自动控制，使得各个焊柱的植柱参数保持一致，阵列焊柱的共面性能够得到保证，与现有技术相比，更利于实现高的互连质量和互连效率。

4、本发明的自动植柱装置，植柱过程中不需要定制和使用专用模具，无不同规格器件需定制不同模具、制作周期和成本增加的问题，与现有技术相比，适于多品种、多批次生产。同时，也无因焊后模具拆卸而致焊柱容易刮伤的问题。

5、本发明尤其适用于陶瓷/塑料铜柱栅阵列互连器件铜柱的植柱。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是送料组件的俯视图；

图3是送料组件的侧视图；

图4是钻夹头平动运动机构及钻夹头转动运动组件结构示意图；

图5是载物台组件的结构示意图。

图6是钻夹头的结构示意图

具体实施方式