CN1233035C - 一种返工救回集成电路组件的作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种返(rework)救回集成电路组件的作业方法，此集成电路组件是以一球脚格状阵列(Ball Grid Array，BGA)方式封装完成，包括有：(a)先以一初检步骤检验，以筛除受损失效的集成电路组件，(b)以一预定温度在一预定时间内烘烤标的集成电路组件，(c)去除集成电路组件的至少一焊锡(solder ball)，以及(d)对该集成电路组件的已移除焊锡部位重焊焊锡。

Description

一种返工救回集成电路组件的作业方法

技术领域

本发明涉及一种返工救回集成电路组件的作业方法，尤指一种对以球脚格状阵列方式封装的集成电路组件选择是否重新焊上焊锡，以进行下一步测试而能救回此集成电路组件的作业方法。

背景技术

一般来说，当客户端发现有不合格集成电路组件，会将该些集成电路组件退货至制造商，希望能予以品质分析或更换。此时，制造商会试图确定这些客退集成电路组件究竟是真如客户所说的属于不合格集成电路组件，以及如果真属于不合格集成电路组件，能了解其故障的脚位是哪些及其发生原因的不合格分析，如此将有助于集成电路组件制造商在下一批集成电路组件制造时的参考，以避免同种故障情况的发生。当然，部分客户退回的集成电路组件可能在经过不合格分析后，发现仍属于可正常工作的集成电路组件，如此一来，这部分客户退回集成电路组件便能加以保留，以交回给客户重新验证或再使用。

球脚格状阵列(Ball Grid Array，BGA)式封装方法，早已广泛使用于集成电路组件的封装。当使用球脚格状阵列封装方式的集成电路组件因为在被客户端判定为不合格品而退货时，集成电路组件制造商会针对这些客退不合格品进行故障分析。常见技术的不合格分析方法，就是先将这些所谓的故障集成电路组件自电路载板(主机板)上予以卸除，并移除其上所有的焊锡，之后再对其重新焊上焊锡，以便进行下一步的不合格分析。

在等待重新焊上焊锡之前，由于这些不合格集成电路组件可能会暴露在空气中一段时间，使得其内部吸收了空气中的湿气。如此一来，伴随重焊焊锡时而来的瞬间高温(例如像是摄氏180度至260度左右)，会使得集成电路组件内部的湿气由于热冲击造成体积迅速扩张而引起爆裂或是脱层等爆米花式破坏(popcorn failure)，将导致稍后即将进行的不合格分析不易得到正确的结果，同时也浪费了这些为了重新焊上焊锡所需的材料以及时间。

此外，从重焊焊锡，到检视所重焊的焊锡是否完成，一直到对整个集成电路组件进行清洗整个过程，将会消耗五至六分钟的时间。当需要重焊焊锡进行集成电路组件脚位功能检测的集成电路组件数量很庞大时，整体上仍会花费相当多的时间。而在当某些客户必须尽快知道分析结果的情形下，如何能够加速验证、分析的进行，为亟持解诀的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种返工救回集成电路组件的作业方法。此作业方法是在重新焊焊锡之前，先以一预定温度对目标集成电路组件烘烤一预定时间以去除该目标集成电路组件内部所可能吸收的环境湿气，使得于进行重新焊锡动作时，不会因为瞬间高热导致这些水(湿)气的体积迅速膨胀，造成集成电路组件底部有类似爆玉米花的隆起或内部结构的破坏，进而使稍后进行的不合格分析无法获得正确的结果。

此外，本发明的作业方法可应用在使用POGO Pin测试槽座的球脚格状阵列封装的集成电路组件上，其在移除所谓不合格集成电路组件的所有焊锡后，并不先对此目标集成电路组件进行重新焊焊锡的动作，使得目标集成电路组件完全以导电垫与POGO Pin测试槽座做电性接触，先判断是否为合格品，若为失效品则不再进行重新焊焊锡的动作，而仅对于被判断为合格品且有机会救回的部分集成电路组件才进行重新焊焊锡的动作，以节省重焊焊锡所需的时间。需要注意的是，此完全不重焊焊锡的动作，仅应用于POGO Pin的测试槽座，对于应用其它一般的测试槽座的球脚格状阵列封装的集成电路组件而言，重焊焊锡这个动作仍是必须的。

为了达成上述的目的，本发明的球脚格状阵列封装的集成电路组件返工的作业方法包括有以一检视步骤用来检视该目标集成电路组件的底部是否有隆起或是开短路失效后，以一预定温度在一预定时间内烘烤该目标集成电路组件，去除该目标集成电路组件的至少一焊锡，以及对该目标集成电路组件的已移除焊锡部位重焊焊锡。其中，针对一般测试槽座以及POGO Pin测试槽座，本发明的作业方法在移除焊锡后可选择是否对目标集成电路组件焊上焊锡，已在能获得目标集成电路组件脚位的正确的不良分析结果之余，节省重焊焊锡的时间耗费。

为了更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明作业方法的第一较佳实施例的流程图；

图2为本发明作业方法的另一较佳实施例的流程图。

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明的第一较佳实施例的作业方法100的流程图。本发明的作业方法100包括有下列步骤：

步骤101：开始；

步骤102：自主机板上卸下不合格集成电路组件，此即为将要受检的目标集成电路组件；

步骤103：执行初检步骤检验目标集成电路组件，如不合格则往步骤104，若合格则往步骤105；

步骤104，此一集成电路组件被判断为不合格品而抛弃；

步骤105：在一预定温度下烘烤此目标集成电路组件一预定时间；

步骤106：去除焊锡；

步骤107：清洗此集成电路组件；

步骤108：重新对此集成电路组件焊上焊锡；

步骤109：执行复检步骤检视此目标集成电路组件的焊锡是否合格，若合格则往步骤110，不合格则回到步骤108；

步骤110：再度清洗此集成电路组件；

步骤111：安装此集成电路组件至测试槽座进行功能验证测试，如不合格则往步骤112，若合格则往步骤113；

步骤112：此一集成电路组件被判断为不合格品而抛弃；

步骤113：判断为合格品而救回；以及

步骤114：结束。

当集成电路组件制造商接收到客产端送来的客退不合格集成电路组件时，必须先将这些不合格集成电路组件自电路载板(或是主机板)上卸除(如步骤102所示)，而此卸除动作自然会部分破坏位于这些以球脚格状阵列封装方法封装的集成电路组件底部的焊锡。这也就是为什么稍后在进行不合格分析之前，必须要对这些集成电路组件重新焊上焊锡，才能确实得知究竟这些所谓的不合格集成电路组件是不是真有故障的情事发生，或是一旦真的确定有故障发生，究竟是哪一支脚位发生故障。

步骤103所示的初检步骤，是在自电路载板或是主机板上卸除这些集成电路组件后，先(1)目视检查这些集成电路组件的底部是否有隆起浮出或凹陷不平的现象(所谓的Popcorn Failure)，且再进一步(2)检验这些集成电路组件的电源与接地脚间是不是已经有不正常的开路及/或短路失效的情况，此一开路/短路失效情况可用数字电压表(Digital Voltage Meier)检测而得知。一旦符合上述两种情况其中之一，便进行至步骤104直接判定这些集成电路组件已经失效而为不合格品，没有进一步返工救回的价值并将之抛弃。

当经过初检步骤后合格的集成电路组件，则进行步骤105。由于这些集成电路组件已在空气中暴露一段时间而吸收了空气中的部分湿气，于稍后进行的去除焊锡或重焊的过程中可能会因为瞬间高热而导致集成电路组件内部结构的破坏，因此需要一较平缓的方式去除存在于其内部的湿气。本发明的步骤105即是在一预定温度(如摄氏125度)下烘烤一预定时间(如8到12小时)以达到此一目的。虽然在本实施例中，是以如摄氏125度进行8到12小时的烘烤，此一温度高低与时间长短，当可视实际状况调整之。

于完成步骤105的烘烤动作后，便可进行步骤106，开始去除集成电路组件底部因为自电路载板卸除时受到损伤的焊锡，直到所有的焊锡均被去除为止。由于焊锡是以一对一的方式设置于集成电路组件底部的导电垫下方的相对位置，是以当去除焊锡后，若发现集成电路组件的导电垫有氧化的现象时，则需要另外使用锡丝对这些导电垫重新沾锡。

完成去除焊锡后，另外有一清洗步骤107，是将集成电路组件以清洁液浸2分钟并处理擦干。之后就开始重新焊上焊锡的动作(步骤108)。在本实施例重焊的过程中，所设定的温度为摄氏240度，加热时间为3分钟，冷却时间为1分钟。此温度与之前烘烤去湿气所设定的温度(摄氏125度)比较起来，相对属于高温，所以如果不先对集成电路组件进行缓步烘烤以去除内含湿气，就直接重焊，很有可能会造成集成电路组件内部结构的损害，而有所谓的爆玉米破坏的情况发生。

在重焊后，本发明的作业方法100另外包括有复检步骤109，来目视检视这些已经完成重新焊锡动作的集成电路组件，是否有焊锡漏焊或是焊锡溶锡不良。倘若有上述情况的发生，则重新回到步骤108对有缺陷的集成电路组件部分再度进行重焊。

复检步骤109结束后，集成电路组件的重焊焊锡若已合格，则再次进行清洗(如步骤110所示)，之后则于步骤111将集成电路组件安装到测试槽座(socket)，进行功能验证测试，如不合格则往步骤112抛弃此集成电路组件，或是另供进行进一步的不合格分析所用；若合格则往步骤113，判断为合格品而被救回。到此，整个返工作业方法100便可算是结束(如步骤114所示)。如果想更详细了解究竟是那个集成电路组件脚位发生故障，可将步骤112抛弃的集成电路组件另外透过更精密的测试机台以达到此一目的，本发明的重点则为一返工救回的步骤流程。

请参阅图2，图2为本发明的另一较佳实施例的流程图。此实施例所揭露的脚位格状阵列封装集成电路组件的返工救回作业方法200包括有下列步骤。

步骤201：开始；

步骤202：自主机板上卸下不合格集成电路组件，此即为将要受检的目标集成电路组件；

步骤203：执行初检步骤检验目标集成电路组件，如不合格则往步骤204，若合格则往步骤205；

步骤204：此一集成电路组件被判断为不合格品而抛弃；

步骤205：在一预定温度下烘烤此目标集成电路组件一预定时间；

步骤206：去除焊锡；

步骤207：清洗此集成电路组件；

步骤208：安装此集成电路组件至POGO Pin测试槽座进行功能验证测试，如不合格则往步骤209，若合格则往步骤210；

步骤209：此一集成电路组件被判断为不合格品而抛弃；

步骤210：重新对此集成电路组件焊上焊锡；

步骤211：执行复检步骤检视此目标集成电路组件的焊球是否合格，若合格则往步骤212，不合格则回到步骤210；

步骤212：再度清洗此集成电路组件；

步骤213：判断为合格品而救回；以及

步骤214：结束。

如步骤202所示，当集成电路组件制造商接收到客户端送来的客退不合格集成电路组件时，必须先将这些不合格集成电路组件自电路载板(或是主机板)上卸除。此卸除动作自然会部分甚至全部破坏位于以脚位格状阵列封装集成电路组件底部的焊锡。

步骤203所示的检视步骤，是在自电路载板或是主机板上卸除这些集成电路组件后，先目视检查这些集成电路组件的底部是否有隆起浮出或凹陷不平的现象，再进一步检验这些集成电路组件的电源与接地脚间是不是已经有开路/短路失效的情况。一旦符合上述两种情况其中之一，便直接判定这些集成电路组件已经失效且无进一步返工救回的价值并将之抛弃(如步骤204所示)。

当经过检视步骤203检视后属于合格的集成电路组件，便进行步骤205，要在一预定温度(如摄氏125度)下烘烤一预定时间(如8到12小时)。此作法在于能以一较平缓的方式去除存在于其内部的湿气，以免集成电路组件于稍后进行的去除焊锡或重新焊锡的过程中因为瞬间高热而导致集成电路组件内部结构的破坏。

于完成步骤205的烘烤动作后，便可进行步骤206开始去除集成电路组件底部因为自电路载板卸除时受到损伤的焊锡，直到所有的焊锡均被去除为止。由于焊锡是以一对一的方式设置于集成电路组件底部的导电垫下方的相对位置，是以当去除焊锡后，若发现集成电路组件的导电垫有氧化的现象时，则需要另外使用锡丝对这些导电垫重新沾锡。

完成去除焊锡后，另外有一清洗步骤207，以使集成电路组件的底部保持干净与干燥。接下来在本实施例中，是使用一POGO Pin测试槽座来对这些目标集成电路组件进行功能验证测试(步骤208)。由于POGO Pin测试槽座本身的结构特征所致，使得本实施例的作业方法流程200并不需要如前一个实施例需要先进行重焊焊锡这个动作。也正因为POGO Pin槽座相对于一般测试槽座的特殊性，就算是不重焊焊锡，测试集成电路组件与POGO Pin测试槽座间的接触阻抗(contact resistance)同样能保持在很接近零阻抗的一个稳定值。欲达上述的目的，只要能保持集成电路组件底部的导电垫与POGO Pin测试槽座两者的清洁即可。进行功能验证测试的结果，如不合格则往步骤209抛弃此集成电路组件，或是另供进行进一步的不合格分析所用；若合格则往步骤210调重新对此集成电路组件焊上焊锡。

在重新焊锡后，本发明的作业方法200另外包括有复检步骤211，来目视检视这些已经完成重新焊球动作的集成电路组件，是否有焊锡漏焊或是焊锡溶锡不合格。倘若有上述不合格情况的发生，则重新回到步骤210对有缺失的集成电路组件部分再度进行重焊焊锡，否则集成电路组件的重焊焊锡若已合格，即进入步骤212再度清洗集成电路组件，再于步骤212中判断为合格品而被救回。到此，整个返工作业方法200便可算是结束(如步骤214所示)。

相较于常见技术，本发明的球脚格状阵列封装集成电路组件的返工救回方法，是可特别针对当使用弹性探针(POGO Pin)测试槽座时，选择先不重焊焊锡即进行测试，然后再仅对被判断为合格品的集成电路组件进行重焊焊锡，且将不合格品直接抛弃而不必进行重焊焊锡，以节省焊锡重焊所耗费的时间、人力及材料成本。

弹性探针测试槽座所使用的探针(pin)，其特点为探针本身具有弹性，可因应所受的力量大小而伸缩，故而可在球格阵列型集成电路组件的接触部份(如焊锡区域)在高度上较大的误差时，仍然具有较佳的电性接触效果，因而改善了其与未焊焊锡的焊锡接点区域的电性接触效果，以达成正确测试的目的。正因为如此，一些可能因为客户端误判而还有继续使用机会的集成电路组件，不会因为误判而报废，造成客户本身乃至于制造商的损失。

虽然在本发明的各较佳实施例的作业方法100、200中是举一主机板为例，但是在其它的电路板上，例如像是附加卡(add-on card)等，进行返工救回球格阵列式集成电路组件也不脱离本发明的范畴。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，依本发明任何等效变化，应属本发明专利的保护范围。

Claims (5)

1.一种返工救回集成电路组件的作业方法，一目标集成电路组件是以一球脚格状阵列方式封装完成，其特征在于，步骤为：

(a)以一第一检视步骤检验该目标集成电路组件，以筛除受损失效的目标集成电路组件；

(b)以一预定温度在一预定时间内烘烤该目标集成电路组件；

(c)去除该目标集成电路组件的至少一焊锡；

(d)对该目标集成电路组件的已移除焊锡部位重焊焊锡；

(e)进行复检，以确认该重焊焊锡是否合格；

(f)清洗该目标集成电路组件；以及

(g)进行功能验证测试，以判断该目标集成电路组件为合格品或不合格品；

其中该焊锡是设置于该目标集成电路组件的一导电垫的下方，用来与一槽座建立电连接。

2.如权利要求1所述的返工救回集成电路组件的作业方法，其特征在于所述的初检步骤包括有检验该目标集成电路组件的底部是否有隆起或凹陷的情况。

3.如权利要求1所述的返工救回集成电路组件的作业方法，其特征在于所述的初检步骤包括有检验该目标集成电路组件的电源与接地接脚间是否有不合格的开路/短路的情况。

4.一种返工救回集成电路组件的作业方法，一目标集成电路组件是以一球脚格状阵列方式封装完成，其特征在于，步骤为：

(a)以一第一检视步骤检验该目标集成电路组件，以筛除受损失效的目标集成电路组件；

(b)以一预定温度在一预定时间内烘烤该目标集成电路组件；

(c)去除该目标集成电路组件的至少一焊锡；

(d)进行功能验证测试，以判断该目标集成电路组件为合格品或不合格品；

(e)对该目标集成电路组件的已移除焊锡部位重焊焊锡；

(f)进行复检，以确认该重焊焊锡是否合格；以及

(g)清洗该目标集成电路组件；

其中该焊锡是一对一设置于该目标集成电路组件的至少一导电垫的下方，用来与一槽座建立电连接。

5.如权利要求4所述的返工救回集成电路组件的作业方法，其特征在于所述的当执行该步骤(d)进行功能验证测试时，是将该目标集成电路组件插置于一设有弹性探针的测试槽座上进行。