[发明专利]一种CBGA植柱装置及植柱方法

说明书

本发明提供了一种CBGA植柱装置及植柱方法，解决了现有将焊球置换为弹簧柱不仅操作复杂，还会出现弹簧柱错位或者易脱落等现象的技术问题，本发明通过设计一种植柱工装，将去除自身焊球的CBGA器件进行固定，然后使用小钢网或锡膏喷印机对其焊盘印刷焊锡膏，紧接着按照CBGA器件焊盘位置1：1(即原位)放置弹簧柱，并使用压块将CBGA器件本体和弹簧柱固定，最后使用焊接设备将弹簧柱焊接到CBGA器件的自身焊盘上，实现对CBGA器件自带焊球的置换。

技术领域

本发明属于精密电子装联技术领域，涉及一种CBGA植柱装置及植柱方法。

背景技术

CBGA器件有着优异的热性能及电性能，且兼具良好的气密性和耐湿热性能，因而广泛应用于各类电子装联领域，但由于CBGA器件的陶瓷基体与印制电路板PCB基体热膨胀系数(CTE)存在较大的差异(前者为6PPM/℃，后者为16PPM/℃～25PPM/℃)，在高低温工作环境中CBGA的焊点容易产生热应力，导致后期出现焊点疲劳开裂失效的故障(即导致CBGA芯片自带的有铅焊球或无铅焊球容易因热应力而产生疲劳开裂)。由于CBGA器件的焊点疲劳开裂问题通常在产品组装完成后一段时间发生(通常是3年以后)，如果CBGA器件仅用于使用条件较为宽松的民用领域和消费类领域，CBGA器件焊点疲劳开裂问题一般不会影响产品的功能性能，但如果用于使用条件苛刻的航空航天领域或其它高可靠性要求领域，CBGA器件的焊点疲劳失效将严重影响这些领域产品的功能性能，急需找到相应的解决措施。

由于弹簧柱兼具刚性和挠性两种特性，可以有效释放因CBGA陶瓷基体材料和印制电路板PCB基体材料热膨胀系数不一致带来的剪切力。因此通过将CBGA器件的焊球置换为弹簧柱，能有效地克服和缓解CBGA器件陶瓷基体和印制电路板材料热膨胀系数不匹配的问题，可显著提高焊点的热疲劳寿命。然而，目前将焊球置换为弹簧柱通常为手工操作，缺少相应的工艺装置和工艺方法说明，不仅操作复杂，而且极易会出现弹簧柱错位或者易脱落等现象，置换效率低，置换问题频发，置换方法亟待改进提升。

发明内容

本发明的目的在于解决现有将焊球置换为弹簧柱不仅操作复杂，还会出现弹簧柱错位或者易脱落等现象的不足之处，提供了一种CBGA植柱装置及植柱方法。

本发明的主要构思为：通过设计一种植柱工装，将去除自身焊球的CBGA器件进行固定，然后使用小钢网或锡膏喷印机对其焊盘印刷焊锡膏，紧接着按照CBGA器件焊盘位置1：1(即原位)放置弹簧柱，并使用压块将CBGA器件本体和弹簧柱固定，最后使用焊接设备将弹簧柱焊接到CBGA器件的自身焊盘上，实现对CBGA器件自带焊球的置换。

为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

一种CBGA植柱装置，其特殊之处在于：包括配合使用的底座、上模和压块；

所述底座中部设置有空心区域，所述空心区域尺寸大于待置换CBGA器件，且空心区域内底座底部设置有用于支撑并限位待置换CBGA器件的台阶；

所述上模安装在底座上部，其上对应于所述空心区域的位置为开槽区域；所述开槽区域内上模厚度小于上模本体厚度，且开槽区域内上模设置有用于放置待安装弹簧柱的安装孔阵列，该安装孔阵列与待置换CBGA器件的焊盘排布一致；

所述压块与上模的开槽区域尺寸相适配，其中部设置有与安装孔阵列排布一致的通孔阵列。

进一步地，为了扩大散热面积，所述底座上空心区域的四周还设置有散热区域。

进一步地，为了提高散热效率和加快助焊剂挥发，所述压块上设置通孔阵列的区域为空心区域。

进一步地，所述底座和上模通过紧固件安装在一起，底座和上模上均设置于安装紧固件的固定孔；

进一步地，为了提升植柱装置的使用寿命，所述底座、上模和压块的材料均为耐高温的合成石。