專利名稱：元件堆疊結(jié)構(gòu)及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種元件堆疊結(jié)構(gòu)及其裝配方法。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品集成度的提高，元件堆疊裝配(package on package, POP) 作為一種可以有效縮減產(chǎn)品空間的技術(shù)，得到了越來越多的關(guān)注。POP技術(shù)是 將多層電子元件在空間上堆疊，在適當(dāng)提高元件高度的情況下，大幅縮減電子 元件所占的平面面積。
但是，在POP技術(shù)的使用中出現(xiàn)了新的問題。最主要體現(xiàn)在不良的修復(fù)上。 因為POP制程要求更高的打件精度和更好的焊接效果，所以在應(yīng)用中較之普通 的單片焊接不良率更高，修復(fù)更難。具體地說，受各種技術(shù)因素的制約，POP 技術(shù)通常的應(yīng)用場合為兩層元件堆疊。通常使用的方式是
1. 將兩個堆疊元件堆疊在PCB上，堆疊元件之間及堆疊元件與PCB之間 印刷錫膏，然后經(jīng)過SMT回流(焊)加熱完成焊接；
2. 先進(jìn)行堆疊單元的焊接，再將堆疊單元以SMT的方式焊接在PCB上。 由于第2種方式每次完成單面焊接，實現(xiàn)更簡單，且同時可以針對堆疊元
件預(yù)檢查，修復(fù)更容易，因而產(chǎn)線良率會更高，成為比較常用的方法。
但是在PCB焊接完成后，如果堆疊單元與PCB間焊接出現(xiàn)問題需修復(fù)時， 在普通的修復(fù)機(jī)臺(rework station)上加熱，會導(dǎo)致堆疊單元內(nèi)部和外部所有 焊接面的解焊，造成大面積(兩個焊球面，即每個堆疊元件的底部)的重新織球， 增加了額外的工作量和修復(fù)損耗(織球只有一定的良率，目前業(yè)界基本水平為 60%)。雖然采用業(yè)界高端的紅外線定點(diǎn)加熱機(jī)臺可以解決該問題，但是此儀器 成本高昂，且速度很慢，難以滿足量產(chǎn)中的修復(fù)需求。

發(fā)明內(nèi)容
3因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種元件堆疊結(jié)構(gòu)及其裝配方法， 可以在修復(fù)時不會解焊不希望解焊的部分。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種元件堆疊結(jié)構(gòu) 的裝配方法，包括以下步驟依次焊接n層堆疊元件，各堆疊元件之間依次具 有包含在第一組焊膏內(nèi)的第1 第n-l層焊膏，以組成一堆疊單元，其中n》2; 以第二焊膏將一電路板焊接于該堆疊單元，以組成元件堆疊結(jié)構(gòu)；其中，該第 一組焊膏的n-l層焊膏的熔點(diǎn)高于該第二焊膏的熔點(diǎn)。
在上述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法中，該第一組焊膏的n-l層焊膏的熔點(diǎn) 相同。
在上述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法中，n》3，且該第一組焊膏的n-l層焊 膏中至少有部分焊膏的熔點(diǎn)不相同。
在上述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法中，該第一組焊膏的n-l層焊膏中，越遠(yuǎn) 離該電路板的焊膏的熔點(diǎn)越高。
在上述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法中，以第二焊膏將一電路板焊接于該堆 疊單元，以組成元件堆疊結(jié)構(gòu)之后還包括，檢驗該元件堆疊結(jié)構(gòu)，若該元件堆 疊結(jié)構(gòu)需要修復(fù)，則以一介于該第一組焊膏的熔點(diǎn)與該第二焊膏的熔點(diǎn)之間的 溫度對該元件堆疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行解焊，然后進(jìn)行一修復(fù)操作。
另一方面，本發(fā)明提出一種元件堆疊結(jié)構(gòu)，包括 一堆疊單元，包括n層 堆疊元件，各堆疊元件之間依次具有包含在第一組焊膏內(nèi)的第1 第n-l層焊 膏，其中n》2; —電路板，通過第二焊膏焊接于該堆疊單元；其中，該第一組 焊膏的n-l層焊膏的熔點(diǎn)高于該第二焊膏的熔點(diǎn)。
本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過高低溫錫膏的 配合使用，簡化了PCB層面的修復(fù)，在堆疊單元與PCB間出現(xiàn)焊接問題時， 采用僅能熔化低溫錫膏的溫度解焊，可以保證堆疊單元的完整性，不會造成額 外的修復(fù)動作和損耗。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā) 明的具體實施方式
作詳細(xì)說明，其中圖1是本發(fā)明的裝配方法中組成堆疊單元的流程示意圖。
圖2是本發(fā)明的裝配方法中組成元件堆疊結(jié)構(gòu)的流程示意圖。 圖3是修復(fù)本發(fā)明的元件堆疊結(jié)構(gòu)時的解焊過程示意圖。 圖4是本發(fā)明另一實施例的元件堆疊結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是為了避免在解焊堆疊單元與PCB間焊點(diǎn)的同時，解焊了不希望解 焊的堆疊單元內(nèi)部的焊點(diǎn)，因此使兩種焊點(diǎn)所采用的焊膏具有不同的熔點(diǎn)。即 將堆疊單元內(nèi)部采用較高熔點(diǎn)的錫膏，堆疊單元與PCB間采用較低熔點(diǎn)的錫 膏。那么在修復(fù)時，只要合理控制修復(fù)機(jī)臺的溫度，就可以達(dá)到只對堆疊單元 與PCB間焊點(diǎn)解焊的目的。
本發(fā)明的裝配方法的流程包括以下步驟。首先如圖1所示，用第一焊膏11 將兩個堆疊元件101、 102焊接，組成堆疊單元10。在具體的實施過程中，可 以用承載板承載堆疊元件102，按照正常的打件方式將堆疊元件101焊接在堆 疊元件102上。打件完成后，按照SMT的檢驗方式(ICT, X-ray等)檢驗，如檢 測到不良品，利用修復(fù)機(jī)臺進(jìn)行正常的修復(fù)工作。
然后，如圖2所示，將通過檢驗的堆疊單元10作為整體，利用第二焊膏 12在電路板103 (如PCB)上進(jìn)行打件，形成本發(fā)明的元件堆疊結(jié)構(gòu)100。其 中第一焊膏l(xiāng)l與第二焊膏12具有不同的熔點(diǎn)。舉例來說，為了在修復(fù)時只對 堆疊單元與PCB間的焊點(diǎn)解焊，可以使第一焊膏11具有比第二焊膏12更高的 熔點(diǎn)。
如圖3所示，在打件之后進(jìn)行的檢驗中，如果認(rèn)為產(chǎn)品需修復(fù)，則利用修 復(fù)機(jī)臺的熱烘腔20將溫度調(diào)整在介于兩種焊膏的熔點(diǎn)之間的合適溫度，該溫 度僅能熔化第二焊膏12的溫度，即可對堆疊單元IO完整解焊。在保證堆疊單 元10完整的基礎(chǔ)上進(jìn)行后續(xù)的修復(fù)。
上述兩種焊膏11、 12的熔點(diǎn)差可以根據(jù)實際需要和試驗獲得，據(jù)此來選 自合適的焊膏材料。作為舉例，第一焊膏11可以選擇如下的錫膏材料
a.重量組分為99.3%的錫(Sn) 、 0.7%的銅(Cu)的組合物，其熔點(diǎn)為227
。C;b. 重量組分為96.5%的Sn、 3.5%的銀(Ag )，其熔點(diǎn)為22rC。 此外，第二焊膏可以選擇如下錫膏材料
c. 重量組分為88.5%的Sn、 3.0%的Ag、 0.5%的Cu、以及8.0%的銦(In)， 其熔點(diǎn)為195。C 20rC;
d. 重量組分為85.2%的Sn、 4.1%的Ag、 2.2%的鉍(Bi) 、 0.5%的Cu、 以及8.0y。的In，其熔點(diǎn)為193°C 199°C。
舉例來說，可以選擇的第一、第二焊膏材料組合和修復(fù)機(jī)臺的溫度分別是: 材料a和c的組合、或材料a和d的組合，而修復(fù)機(jī)臺溫度為介于它們的熔點(diǎn) 之間溫度21(TC，或者是材料b和d的組合，而修復(fù)機(jī)臺溫度為介于二者的熔 點(diǎn)間的溫度208°C。
此外，根據(jù)需要，也可以將本發(fā)明推廣到n(n^2)層堆疊元件依次焊接組 成堆疊單元的情形，在這種情況下，各堆疊元件之間的焊接面可以使用具有不 同熔點(diǎn)的焊膏，如發(fā)現(xiàn)某一層焊點(diǎn)出現(xiàn)不良問題，可以單獨(dú)熔化該層的焊膏以 進(jìn)行修復(fù)操作。具體地說，首先，依次焊接n (n》2)層堆疊元件，以組成一堆疊 單元，各堆疊元件之間依次具有第l 第n-l層焊膏。其中這n-l層焊膏是包含在 第一組焊膏內(nèi)。然后，以第二焊膏將一電路板焊接于該堆疊單元，以組成元件堆疊 結(jié)構(gòu)，其中，第一組焊膏的n-l層焊膏的熔點(diǎn)高于第二焊膏的熔點(diǎn)。
當(dāng)n^3，即堆疊單元具有3層以上的堆疊元件時，n-l層焊膏中至少有部 分焊膏的熔點(diǎn)不相同，這種熔點(diǎn)的差別允許在發(fā)現(xiàn)堆疊單元存在不良時，使部 分堆疊元件之間的焊膏單獨(dú)熔化，從而進(jìn)行修復(fù)操作。較佳地是，n-l層焊膏 中，熔點(diǎn)是越遠(yuǎn)離電路板越高。
圖4為本發(fā)明另一實施例的堆疊元件結(jié)構(gòu)200，其包含了堆疊元件201 20n、每兩個相鄰的堆疊元件201與202、 202與203之間分別有一層焊膏21 和焊膏22，依次類推，堆疊元件20n-l與20n之間有一層焊膏2n-l。而堆疊元 件201與電路板210之間有一層第二焊膏211，其中焊膏21 2n-l組成第一組 焊膏，這些焊膏21 2n-l可以是具有相同熔點(diǎn)的焊膏，也可以是至少有部分具 有不同熔點(diǎn)的焊膏。較佳地是，所有焊膏21 2n-l之間的熔點(diǎn)不同，例如，焊 膏22的熔點(diǎn)高于焊膏21的熔點(diǎn)，而越遠(yuǎn)離電路板210往上，焊膏的熔點(diǎn)越高， 以符合堆疊操作時從上到下的堆疊順序。第二焊膏211的熔點(diǎn)低于第一組焊膏
6中的焊膏21 2n-l的熔點(diǎn)。也就是說，就熔點(diǎn)而言，焊膏211-1>焊膏22〉焊膏 21〉焊膏211。因此，在堆疊的不同階段，可以根據(jù)需要先使下方的部件解焊分 離，再進(jìn)行修復(fù)操作。
因此，本發(fā)明的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法相比現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于，通過 高低溫錫膏的配合使用，簡化了PCB層面的修復(fù)，在堆疊單元與PCB間出現(xiàn) 焊接問題時，或堆疊單元內(nèi)部出現(xiàn)焊接問題時，采用僅能熔化低溫錫膏的溫度 解焊，可以保證堆疊單元的完整性，不會造成額外的修復(fù)動作和損耗。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善， 因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法，包括以下步驟依次焊接n層堆疊元件，各堆疊元件之間依次具有包含在第一組焊膏內(nèi)的第1～第n-1層焊膏，以組成一堆疊單元，其中n≥2；以第二焊膏將一電路板焊接于該堆疊單元，以組成元件堆疊結(jié)構(gòu)；其中，該第一組焊膏的n-1層焊膏的熔點(diǎn)均高于該第二焊膏的熔點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法，其特征在于，該第一組焊 膏的n-l層焊膏的熔點(diǎn)相同。
3. 如權(quán)利要求1所述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法，其特征在于，n>3，且該 第一組焊膏的n-l層焊膏中至少有部分焊膏的熔點(diǎn)不相同。
4. 如權(quán)利要求3所述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法，其特征在于，該第一組焊 膏的n-l層焊膏中，越遠(yuǎn)離該電路板的焊膏的熔點(diǎn)越高。
5. 如權(quán)利要求1 4任一項所述的元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法，其特征在于， 以第二焊膏將一電路板焊接于該堆疊單元，以組成元件堆疊結(jié)構(gòu)之后還包括，檢驗 該元件堆疊結(jié)構(gòu)，若該元件堆疊結(jié)構(gòu)需要修復(fù)，則以一介于該第一組焊膏的熔點(diǎn)與 該第二焊膏的熔點(diǎn)之間的溫度對該元件堆疊結(jié)構(gòu)進(jìn)行解焊，然后進(jìn)行一修復(fù)操作。
6. —種元件堆疊結(jié)構(gòu)，包括一堆疊單元，包括n層堆疊元件，各堆疊元件之間依次具有包含在第一組焊 膏內(nèi)的第1 第n-l層焊膏，其中n》2;一電路板，且通過第二焊膏焊接于該堆疊單元；其中，該第一組焊膏的n-l層焊膏的熔點(diǎn)均高于該第二焊膏的熔點(diǎn)。
7. 如權(quán)利要求6所述的元件堆疊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一組焊膏的n-l層 焊膏的熔點(diǎn)相同。
8. 如權(quán)利要求6所述的元件堆疊結(jié)構(gòu)，其特征在于，n>3，且該第一組焊膏 的n-l層焊膏中至少有部分焊膏的熔點(diǎn)不相同。
9. 如權(quán)利要求8所述的元件堆疊結(jié)構(gòu)，其特征在于，該第一組焊膏的n-l層 焊膏中，越遠(yuǎn)離該電路板的焊膏的熔點(diǎn)越高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種元件堆疊結(jié)構(gòu)的裝配方法，包括以下步驟依次焊接n層堆疊元件，各堆疊元件之間依次具有包含在第一組焊膏內(nèi)的第1～第n-1層焊膏，以組成一堆疊單元，其中n≥2；以第二焊膏將一電路板焊接于該堆疊單元之下，以組成元件堆疊結(jié)構(gòu)；其中，該第一組焊膏的n-1層焊膏的熔點(diǎn)高于該第二焊膏的熔點(diǎn)。
文檔編號H01L21/60GK101471268SQ200710173370
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者孫立民, 邱文諒 申請人:英華達(dá)(上海)電子有限公司