[发明专利]一种激光制作钎料凸点的方法

说明书

本发明提供一种激光制作钎料凸点的方法。将预处理的金属基板置于加工平面；钎料投掷装置中装入了制作钎料凸点的颗粒钎料；计算机设置工艺参数进行钎料凸点的路径规划；启动激光制作系统执行制作程序；激光器、控制部件及钎料投掷系统接收计算机的控制信号同步启动；激光器发射的激光束依次经过振镜单元、f‑theta平场聚焦透镜至加工平面上形成激光斑，同步钎料投掷系统控制钎料投掷臂，将钎料投掷装置的颗粒钎料投掷至激光束照射过的光斑区域，由于激光加热使得基板温度高于钎料熔点，进而使得钎料熔化；移走激光束后，由于金属基板快速的热扩散，该区域的温度迅速下降，熔化的钎料凝固形成钎料凸点；制作程序结束运行，完成金属基板所有钎料凸点的制作。

技术领域

本发明涉及微电子封装的技术领域，更具体地，涉及一种激光制作钎料凸点的方法。

背景技术

在微电子封装领域中，钎料凸点的制作是封装中的关键技术之一。钎料凸点的制作方法有很多种，主要有电镀及金属喷射等，电镀过程中由于需要使用光致抗蚀剂增加了制造工艺复杂度以及制造成本，同步电镀的尺寸受电流影响不易控制；金属喷射的技术制造工艺简单灵活性高，但设备复杂和昂贵。近年来，随着激光技术的发展，激光制作钎料凸点技术也得到了较快的发展，上海交通大学的邹欣珏等人将激光回流焊引入钎料凸点的制作工艺，并利用机器视觉进行定位，搭建了激光制作钎料凸点系统的实验样机；芬兰的Kordas.K.等人用功率为几瓦的氩离子激光器进行了激光制作钎料凸点实验，现有的这些激光制作钎料凸点的方法，使用的是含铅的钎料；大部分方法均使用保护气体，加工工艺复杂而且成本较高，而且对于钎料凸点的尺寸控制难度大。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种激光制作钎料凸点的方法，

实现钎料凸点的自动化制作，工艺简单，加工速度快，加工精度高，钎料凸点的尺寸根据投掷颗粒钎料的大小可调。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种激光制作钎料凸点的方法，包括以下步骤：

步骤1：将预处理后的金属基板置于激光制作系统的加工平面上；

步骤2：在钎料投掷装置中装入制作钎料凸点的颗粒钎料；

步骤3：在计算机上设置激光制作钎料凸点的各个工艺参数；

步骤4：将需要制作钎料凸点的位置信息输入计算机中，计算机中编好的制作程序对应更新数据并通过输入的位置信息进行钎料凸点的路径规划；

步骤5：启动激光制作系统执行制作程序，计算机将步骤4中规划的钎料凸点路径转为控制信号发送至激光器、控制部件及钎料投掷系统；

步骤6：激光器、控制部件及钎料投掷系统接收步骤5的控制信号后同步启动；激光器发射的激光束依次经过控制部件控制的振镜单元、f-theta平场聚焦透镜至加工平面上形成激光斑，金属基板升温；移走激光束后，钎料投掷系统控制钎料投掷臂将钎料投掷装置的颗粒钎料投掷至激光束照射过的激光斑区域，金属基板的温度使得钎料熔化；由于激光束照射使得金属基板加热，基板温度高于钎料熔点，使得钎料熔化；

步骤7：在移走激光束后，步骤6中金属基板热扩散降低钎料熔化区域温度，使得熔化的钎料凝固，形成钎料凸点；制作程序控制激光器、控制部件及钎料投掷系统按设定的路径制作钎料凸点直至制作程序结束运行，完成金属基板所有钎料凸点的制作。

优选地，步骤2中所述的钎料为无铅颗粒钎料。无铅钎料，避免了铅对人体的伤害。

优选地，步骤1中所述的金属基板为覆铜板；金属基板的预处理为清洗、脱干。

优选地，步骤1中所述的加工平面为激光制作系统中f-theta平场聚焦透镜的焦平面。