一种用于PGA电路金锡熔封的工装及方法与流程

本发明属于半导体集成电路封装，具体涉及一种用于pga电路金锡熔封的工装及方法，适用于pga（针栅阵列）封装形式的金锡熔封集成电路。

背景技术：

1、在当今电子产业高速发展的大环境下，电子设备正朝着小型化、高性能化、多功能化的方向飞速迈进。作为实现芯片与电路板电气连接和物理支撑的关键环节，针栅阵列封装形式（pga）产品凭借其高引脚密度、良好电气性能和散热优势，在各类电子产品中得到了极为广泛的应用，从智能手机、平板电脑等消费级产品，到服务器、航空航天设备等高端领域，都离不开其身影。

2、金锡熔封作为针栅阵列产品封装的关键环节，其作用是通过特定工艺（300℃以上高温、一定焊接压力和惰性气氛）将芯片与封装外壳紧密结合，形成一个密闭空间，保护芯片免受外界环境（如湿气、多余物、化学物质等）的侵蚀，确保芯片在复杂的使用环境中稳定运行。

3、随着封装技术的不断进步，引脚间距日益缩小，芯片集成度持续攀升，针栅阵列封装形式产品由于电路管壳本体向上或向下存在突出的针腿，导致常规平行缝焊工艺滚轮无法下压进行封装，因此该针栅阵列封装形式（pga）产品只能通过熔封工艺封装。但封焊面四周的针腿同样限制熔封工艺的装配方法，金锡熔封工艺主要以夹具夹持电路或倒置工装两种方式进行电路装配。

4、夹具夹持的方法需要增加垫块以抬高夹持平面，存在人工手动对位盖板偏移、盖板受力位置不具有针对性、装配盖板时腔体朝上易引入多余物等问题；倒置工装则需要开槽以放置pga电路针腿，存在模具阻碍焊料向外溢出、传热效率低、电路受热不均匀等问题。

5、上述两种金锡熔封封装方法，均存在部分工艺无法改善的硬性问题，使得金锡熔封工艺在成品率及生产效率方面一直低于其他封装工艺。详情如图1所示。

6、为解决pga熔封电路装配方式受限、垫块造成的盖板对位困难、偏移大、生产效率低；工装传热效率差、无法针对性受力、焊料溢出不良和多余物等问题，必须从盖板的装配过程入手，进行优化和改进。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中现有pga熔封工装对位差、焊料溢流受阻、易进多余物的问题，提供一种用于pga电路金锡熔封的工装及方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种用于pga电路金锡熔封的工装，包括工装主体；

4、所述工装主体上设有用于容纳盖板的容置区域，以及贯穿所述工装主体的镂空区域，所述镂空区域用于形成热对流通道、收容管壳针腿；在所述容置区域的周边环绕布置有用于限制盖板及管壳水平移动的限位台，所述限位台上设有形成焊料溢流间隙的斜面；所述管壳倒扣设于所述盖板上方，所述工装主体上设有用于向所述盖板的封焊面施加压力的压脚结构，所述压脚结构与所述限位台对应布设。

5、优选地，所述工装主体采用石墨制成。

6、优选地，所述限位台设有八个，八个限位台分别设置于所述容置区域的四角及四边中部位置。

7、优选地，所述斜面与水平方向的夹角为45°，所述斜面与所述容置区域的底面之间形成焊料溢流间隙。

8、优选地，所述压脚结构为八个压脚，每个压脚分别对应一处限位台。

9、优选地，八个压脚等间距设置。

10、优选地，管壳倒扣装配时，管壳底部针腿全部收纳至镂空区域内部，针腿与工装主体无刚性接触。

11、优选地，所述容置区域的深度与所述盖板的厚度相适配。

12、优选地，所述镂空区域分布于限位台与压脚结构之间的间隙位置。

13、本发明提出的一种用于pga电路金锡熔封的工装的装配方法，包括如下步骤：

14、将工装主体水平摆放，限位台和压脚结构朝上；

15、将盖板放置于容置区域内，通过限位台限定盖板的水平位置；

16、将管壳封焊面朝下的方向倒扣于盖板上方，通过限位台限定管壳相对于盖板的水平位置，管壳针腿收纳于镂空区域，形成组合装配体；

17、基于压脚结构向组合装配体施加封焊压力，工装送入加热设备，依靠镂空区域形成热对流完成金锡熔封。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明提出的一种用于pga电路金锡熔封的工装，工装主体设置容置区域搭配环绕限位台，限位台可约束盖板、管壳水平位移，直接消除人工对位产生的盖板偏移，限位台附带斜面形成溢流间隙，让熔融焊料顺畅排出，解决焊料溢流受阻问题；工装主体开设贯穿镂空区域，镂空区域既收容管壳针腿避免挤压损伤，又形成立体热对流通道，改善传统工装传热效率低、受热不均缺陷；压脚结构与限位台对应布置，压力可精准传递至封焊关键区域，实现针对性多点受力，弥补传统装配受力不均短板；装配时管壳倒扣于盖板上方，全程腔体朝下，粉尘碎屑无法落入腔体，杜绝多余物、键合磕碰风险。整套结构依托工装主体集成布置，限位定位、溢流导流、均匀换热、多点施压、倒扣防护功能联动配合，各结构互相支撑、协同作用，解决了现有技术存在的技术问题，提升熔封成品率与生产效率。

1.一种用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，包括工装主体（1）；

2.根据权利要求1所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，所述工装主体（1）采用石墨制成。

3.根据权利要求1所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，所述限位台（3）设有八个，八个限位台（3）分别设置于所述容置区域（2）的四角及四边中部位置。

4.根据权利要求1所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，所述斜面与水平方向的夹角为45°，所述斜面与所述容置区域（2）的底面之间形成焊料溢流间隙。

5.根据权利要求1所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，所述压脚结构（4）为八个压脚，每个压脚分别对应一处限位台（3）。

6.根据权利要求5所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，八个压脚等间距设置。

7.根据权利要求1所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，管壳（6）倒扣装配时，管壳底部针腿全部收纳至镂空区域（7）内部，针腿与工装主体（1）无刚性接触。

8.根据权利要求1所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，所述容置区域（2）的深度与所述盖板（5）的厚度相适配。

9.根据权利要求1所述的用于pga电路金锡熔封的工装，其特征在于，所述镂空区域（7）分布于限位台（3）与压脚结构（4）之间的间隙位置。

10.一种用于pga电路金锡熔封的工装的装配方法，其特征在于，采用权利要求1～9任一项所述的用于pga电路金锡熔封的工装，包括如下步骤：