CN103021886A - 贴面封装二极管焊接工艺和工艺所用多点点胶工装以及多点上芯工装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种贴面封装二极管焊接工艺，其点胶、上芯和焊接流程采用以下方法：对多排下料片进行同时点胶，再完成上芯，然后把已经上芯的下料片放在焊接盘上；与此同时，对多排上料片进行同时点胶，点胶完成后，再将上料片放到焊接盘上的下料片上与芯片对应定位，然后盖上焊接盘盖，入焊接炉进行焊接。本发明还公开了一种多点点胶工装，包括用于盛装胶料的胶罐、用于输送胶料的胶管和多个用于挤出胶料的点胶针筒。本发明还公开了一种多点上芯工装，包括用于形成负压的负压罐、用于传递负压的负压管和多个用于吸附芯片的上芯针筒。本发明通过多点点胶工艺及工装、多点上芯工艺及工装，显著提高了贴面封装二极管焊接效率，可达12.5k/h.人以上。

Description

贴面封装二极管焊接工艺和工艺所用多点点胶工装以及多点上芯工装
技术领域
本发明涉及一种贴面封装二极管的焊接工艺及工装，尤其涉及一种效率高、不良率低的小型化的贴面封装二极管焊接工艺和工艺所用多点点胶工装以及多点上芯工装。
背景技术
目前，作为整流器件的小型化的贴面封装二极管，主要以“芯片先预焊，再将预焊后的芯片放到涂有助焊剂的单条料片上，后再组焊”的方式进行焊接，其缺点是：（1）由于小型化的贴面封装二极管的芯片面积很小，经预焊后其外形类似球形，不易装填，且易出现芯片焊接偏斜的情况；（2）用助焊剂对芯片进行定位，其助焊剂中的有机溶剂易挥发，使其粘度大大降低，致芯片不易定位，焊接偏斜不良比例高；（3）单条料片作业，作业次数多，影响效率，且每条料片仅对应40颗贴面封装二极管，焊接效率低下。
随着生产技术的发展，人们开始研究机械手用于小型化的贴面封装二极管的焊接生产的可行性，经多数厂家试验证明，该方法可以改进产品芯片偏位的情况，但由于料片的局限性致使效率仍无法提升，且对于芯片P面的锡膏量不易控制，致使产品的可靠性能仍难有保障。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种效率高、不良率低的小型化的贴面封装二极管焊接工艺和工艺所用多点点胶工装以及多点上芯工装。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明所述贴面封装二极管焊接工艺，包括以下流程：工令设置→料片输送→点胶、上芯和焊接→下料→结束；所述料片输送流程中，所述料片包括上料片和下料片，采用两个通道分别输送；所述点胶、上芯和焊接流程采用以下方法：将多排下料片放置于下料片点胶位置，用机械手带动一个多点点胶工装对多排下料片进行同时点胶，点胶完成后，用机械手带动多点上芯工装同时将多排芯片置于多排下料片的点胶位置实现上芯，然后用机械手把已经上芯的下料片放在焊接盘上；与此同时，将多排上料片放置于上料片点胶位置，用机械手带动另一个多点点胶工装对多排上料片进行同时点胶，点胶完成后，用机械手将上料片放到所述焊接盘上的下料片上与芯片对应定位，然后盖上焊接盘盖，入焊接炉进行焊接。
上述工艺中，双料片输送、多点点胶和多点上芯是相比传统贴面封装二极管焊接工艺具有最大改进之处，通过将传统的每条40颗产品的单条料片改为每片400颗产品的多片料片即上料片和下料片，将单点点胶和单点上芯改为多点点胶和多点上芯，极大地提高了效率；传统工艺在料片上先涂一层助焊剂，再将预焊后的芯片定位在料片上，这样一是助焊剂粘度较低，二是预焊后的芯片P、N面均呈椭圆形，与料片的接触面积较小，致芯片很容易出现偏位、跑出料片位现象，这样就需要人工来调整偏斜的芯片，本发明工艺则是将胶料沾于下料片上，再将没有预焊的芯片定位在下料片上，通过胶料较大的粘度将芯片平整的N面牢牢的定位在下料片的固定位置，所以节省了人工调整芯片的时间。
作为优选，所述点胶所点的胶料为焊锡膏。焊锡膏粘度较大且具有焊接功能，应用非常方便。
进一步，所述焊接盘包括用于焊接芯片与上料片的上焊接盘和用于焊接芯片与下料片的下焊接盘，所述上焊接盘的厚度≤8mm，所述下焊接盘的厚度≤4mm。
本发明所述贴面封装二极管焊接工艺所用的多点点胶工装，包括用于盛装胶料的胶罐、用于输送胶料的胶管和多排用于挤出胶料的点胶针筒，所述胶罐设有进料口、出料口和高压气体接口，所述胶罐的出料口通过所述胶管与所述点胶针筒的入料口相通连接。
作为优选，每一排所述点胶针筒的数量为20-40个。
所述点胶针筒为硬阳电镀处理后的薄型铝合金针筒。
本发明所述的贴面封装二极管焊接工艺所用的多点上芯工装，包括用于形成负压的负压罐、用于传递负压的负压管和多排用于吸附芯片的上芯针筒，所述负压罐设有负压气体接口和负压传递接口，所述负压传递接口通过所述负压管与所述上芯针筒的负压接口相通连接。
作为优选，每一排所述上芯针筒的数量为20-40个。
所述上芯针筒为硬阳电镀处理后的薄型铝合金针筒，所述上芯针筒的孔深度为0.2mm~0.35mm，并在其四周增设0.1mm的导角。
为了减少吸附芯片时对芯片的冲击应力，避免损伤芯片，所述上芯针筒的吸附端口安装有橡胶嘴。
本发明的有益效果在于：
本发明通过采用双料片输送、多点点胶工艺及工装、多点上芯工艺及工装，显著提高了贴面封装二极管焊接效率，由传统工艺的1.5k/h.人提升至12.5k/h.人以上；采用没有预焊的芯片，芯片两个面均很平整，并采用粘度比较大的焊锡膏作为点胶工艺的胶料即焊料，完全不会出现被挤压偏位的情况，可实现对芯片的100%定位，从而解决了传统工艺因助焊剂粘度不够而致芯片出现焊接偏位的问题，焊接偏位不良率由传统工艺的11%降低到近0%。 
附图说明
图1是本发明所述贴面封装二极管焊接工艺的流程图；
图2是本发明所述多点点胶工装的结构示意图，图中只示出了一排点胶针筒；
图3是本发明所述多点上芯工装的结构示意图，图中只示出了一排上芯针筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步具体描述：
如图1所示，本发明所述贴面封装二极管焊接工艺，包括以下流程：工令设置→料片输送→点胶、上芯和焊接→出焊接炉，下料→结束，料盘循环使用；所述料片输送流程中，所述料片包括上料片和下料片，采用两个通道分别输送，即图1中的上料片输送和下料片输送；所述点胶、上芯和焊接流程采用以下方法：将多排下料片放置于下料片点胶位置，用机械手带动一个多点点胶工装对多排下料片进行同时点胶，胶料为焊锡膏，即图1中的多点点胶I，点胶完成后，用机械手带动多点上芯工装同时将多排芯片置于多排下料片的点胶位置实现上芯，即图1中的多点上芯，然后用机械手把已经上芯的下料片放在焊接盘上；与此同时，将多排上料片放置于上料片点胶位置，用机械手带动另一个多点点胶工装对多排上料片进行同时点胶，胶料为焊锡膏，即图1中的多点点胶II，点胶完成后，用机械手将上料片放到所述焊接盘上的下料片上与芯片对应定位，然后盖上焊接盘盖，入焊接炉进行焊接；所述焊接盘包括用于焊接芯片与上料片的上焊接盘和用于焊接芯片与下料片的下焊接盘，所述上焊接盘的厚度≤8mm，所述下焊接盘的厚度≤4mm。
如图2所示，本发明所述贴面封装二极管焊接工艺所用的多点点胶工装，包括用于盛装胶料的胶罐3、用于输送胶料的胶管5和多排用于挤出胶料的点胶针筒6，胶罐3设有进料口1、出料口4和高压气体接口2，胶罐3的出料口4通过胶管5与点胶针筒6的入料口相通连接；每一排点胶针筒6的数量为20-40个，图中为27个；点胶针筒6为硬阳电镀处理后的薄型铝合金针筒。
如图2所示，应用时，通过外接高压设备控制胶罐3内的气压，当气压高于大气压时，胶料即焊锡膏从点胶针筒6的出口挤出，点置于料片（图2中未示出）上；完毕后，调节外接高压设备使其气压降低至大气压，胶料停止挤出。
如图3所示，本发明所述的贴面封装二极管焊接工艺所用的多点上芯工装，包括用于形成负压的负压罐8、用于传递负压的负压管10和多排用于吸附芯片的上芯针筒11，负压罐8设有负压气体接口7和负压传递接口9，负压传递接口9通过负压管10与上芯针筒11的负压接口相通连接；每一排上芯针筒11的数量为20-40个，图中为27个；上芯针筒11为硬阳电镀处理后的薄型铝合金针筒，上芯针筒11的孔深度为0.2mm~0.35mm，并在其四周增设0.1mm的导角；上芯针筒11的吸附端口安装有橡胶嘴12。
如图3所示，应用时，通过外接负压设备控制负压罐8内的气压，当气压小于大气压时，上芯针筒11的出口即吸附端口出现负压，该负压使芯片（图3中未示出）被吸附在上芯针筒11的出口的橡胶嘴12上；移动到位后，调节外接负压设备使其气压增高至大气压，负压消失，芯片脱离橡胶嘴12，同时被定位于料片（图3中未示出）上。
通过对现场操作人员进行操作培训，并通过实际操作演练评定人员技能，形成培训计划进行周期性的持续培训，以使操作员能够完全掌握操作要领并达到对新设计工装运用自如的水平，然后对传统焊接工艺与本发明焊接工艺的效果对比：
同样的操作人员，同样一个工作日的工作时间内，分别用两种工艺生产贴面封装二极管，其统计结果如下表所示：
Figure 2012105415897100002DEST_PATH_IMAGE001
 产品可靠性性能指标测试：
Figure 836507DEST_PATH_IMAGE002
由上可知，本发明工艺相比传统工艺在焊接效率方面提高了约8.44倍，在产品性能方面，不良率降为零，实现了100%的合格率，效果显著。

Claims (10)

1.一种贴面封装二极管焊接工艺，包括以下流程：工令设置→料片输送→点胶、上芯和焊接→下料→结束；其特征在于：所述料片输送流程中，所述料片包括上料片和下料片，采用两个通道分别输送；所述点胶、上芯和焊接流程采用以下方法：将多排下料片放置于下料片点胶位置，用机械手带动一个多点点胶工装对多排下料片进行同时点胶，点胶完成后，用机械手带动多点上芯工装同时将多排芯片置于多排下料片的点胶位置实现上芯，然后用机械手把已经上芯的下料片放在焊接盘上；与此同时，将多排上料片放置于上料片点胶位置，用机械手带动另一个多点点胶工装对多排上料片进行同时点胶，点胶完成后，用机械手将上料片放到所述焊接盘上的下料片上与芯片对应定位，然后盖上焊接盘盖，入焊接炉进行焊接。
2.根据权利要求1所述的贴面封装二极管焊接工艺，其特征在于：所述点胶所点的胶料为焊锡膏。
3.根据权利要求1所述的贴面封装二极管焊接工艺，其特征在于：所述焊接盘包括用于焊接芯片与上料片的上焊接盘和用于焊接芯片与下料片的下焊接盘，所述上焊接盘的厚度≤8mm，所述下焊接盘的厚度≤4mm。
4.一种如权利要求1所述的贴面封装二极管焊接工艺所用的多点点胶工装，其特征在于：包括用于盛装胶料的胶罐、用于输送胶料的胶管和多排用于挤出胶料的点胶针筒，所述胶罐设有进料口、出料口和高压气体接口，所述胶罐的出料口通过所述胶管与所述点胶针筒的入料口相通连接。
5.根据权利要求4所述的多点点胶工装，其特征在于：每一排所述点胶针筒的数量为20-40个。
6.根据权利要求4或5所述的多点点胶工装，其特征在于：所述点胶针筒为硬阳电镀处理后的薄型铝合金针筒。
7.一种如权利要求1所述的贴面封装二极管焊接工艺所用的多点上芯工装，其特征在于：包括用于形成负压的负压罐、用于传递负压的负压管和多排用于吸附芯片的上芯针筒，所述负压罐设有负压气体接口和负压传递接口，所述负压传递接口通过所述负压管与所述上芯针筒的负压接口相通连接。
8.根据权利要求7所述的多点上芯工装，其特征在于：每一排所述上芯针筒的数量为20-40个。
9.根据权利要求7或8所述的多点上芯工装，其特征在于：所述上芯针筒为硬阳电镀处理后的薄型铝合金针筒，所述上芯针筒的孔深度为0.2mm~0.35mm，并在其四周增设0.1mm的导角。
10.根据权利要求7或8所述的多点上芯工装，其特征在于：所述上芯针筒的吸附端口安装有橡胶嘴。
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