CN103717005B - 八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置及其方法，该装置设有第一直线导轨副、第二直线导轨副、第三直线导轨副、第四直线导轨副、第五直线导轨副、第六直线导轨副、第七直线导轨副、第八直线导轨副、托盘组件、第一加热组件、第二吹风组件、第三加热组件、第一视觉定位组件、第二视觉定位组件及芯片拾取贴片组件。多个直线导轨副提供多维运动轨迹，使得托盘组件、加热组件、视觉定位组件及芯片拾取贴片组件可在控制器的控制下灵活进行定位、加热及取放，从而可实现拆焊及贴片的功能。本发明的装置由于设有多个直线导轨副及加热组件，从而使得同一时刻可对多个PCB板或多个芯片进行操作，从而可大大提高拆焊及贴片的工作效率并节约人力成本。

Description

八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置及其方法

【技术领域】

本发明涉及芯片返修及焊接，特别涉及一种可提高工作效率的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置及其方法。

【背景技术】

BGA封装，即焊球阵列封装，它是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与印刷线路板(PCB板)互接。当BGA封装的芯片出现故障需要对其进行返修时，通常是使用返修工作站进行操作。现有的返修流程通常如下：1、将芯片从PCB板上拆除下来——通过加热使焊锡融化，利用真空吸嘴吸取下芯片；2、在芯片基板背部植入焊球——清除基板上的锡渣，均匀涂覆助焊剂，然后装入对应的网板夹具，将锡球倒入网板，使基板的每个焊点上独有锡球，最后加热使锡球融化而与焊点焊接在一起；3、将芯片再次贴装在PCB板上——定位PCB焊点和芯片焊球，将其贴装在一起，通过加热而使其焊接在一起。现有的返修工作站通常灵活性较差，其同一时刻只能对一块PCB板进行操作，因此工作效率较低，不利于提高工作效率并节约人力成本；且在完成一块PCB板的拆焊或焊接后，其无法自动进行下一个PCB板的操作，需手工频繁换料，从而不利于提高工作工作效率。此外，现有的返修工作站加热装置不可根据芯片的不同而自动调节加热高度，因而其加热性能较差，不利于提高拆焊质量和贴片质量。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种可同时对多个PCB板或芯片进行操作，从而可大大提高工作效率，并节约人力成本的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置。

本发明的目的还在于提供一种芯片返修方法及芯片贴片方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，该装置包括第一直线导轨副、第二直线导轨副、第三直线导轨副、第四直线导轨副、托盘组件、第一加热组件、芯片拾取贴片组件及第一视觉定位组件，所述第一直线导轨副设于基座上，其水平间隔地设于基座相对的两侧；所述第二直线导轨副与所述第一直线导轨副垂直并活动连接，该第二直线导轨副可沿第一直线导轨副的直线方向移动；所述第三直线导轨副及第四直线导轨副分别呈竖向活动连接于第二直线导轨副上，并可沿第二直线导轨副的直线方向移动；所述托盘组件用于放置PCB板以进行芯片拆焊及贴片，其活动设于基座上，并可沿与第一直线导轨副和第二直线导轨副的直线方向平行的方向移动；所述第一加热组件用于加热芯片使焊锡融化以进行拆焊或焊接，其活动设于第三直线导轨副上，并可沿第三直线导轨副的直线方向进行上下移动；所述芯片拾取贴片组件用于抓放芯片，其活动设于第四直线导轨副上，并可沿第四直线导轨副的直线方向进行上下移动；所述第一视觉定位组件用于定位PCB板的位置，其设于所述芯片拾取贴片组件或第四直线导轨副上。

在所述第一直线导轨副之间的基座下方设有第二吹风组件，该第二吹风组件可沿与第二直线导轨副及第三直线导轨副的直线方向平行的方向移动，在与该第二吹风组件横向移动轨迹相对应的基座上设有通孔。

在所述第一直线导轨副之间的基座上设有第二视觉定位组件，其用于贴片时定位待贴片芯片背面的焊球，以使所述芯片拾取贴片组件 将待贴片芯片移动至PCB板上待贴片的正确位置。

在所述第一直线导轨副之间的基座上设有相互垂直的第五直线导轨副和第六直线导轨副，所述第五直线导轨副水平间隔地设于第一直线导轨副之间，并与第一直线导轨副平行；所述第六直线导轨副与第五直线导轨副活动连接，并可沿第五直线导轨副的直线方向移动；所述托盘组件活动设于第六直线导轨副上，并可沿第五直线导轨副及第六直线导轨副的直线方向移动。

在所述基座的下方设有相互垂直的第七直线导轨副及第八直线导轨副，所述第七直线导轨副与所述第二直线导轨副平行，并与第五直线导轨副垂直；该第七直线导轨副与基座固接，所述第八直线导轨副呈竖向活动连接于第七直线导轨副上，并可沿第七直线导轨副的直线方向进行横向移动；所述第二吹风组件活动设于第八直线导轨副上，其可沿第七直线导轨副及第八直线导轨副的直线方向移动。

所述第五直线导轨副设于所述通孔相对的两外侧，在所述第五直线导轨副之间设有相互间隔的第三加热组件，所述第三加热组件对称设于所述通孔相对的两侧。

所述第一加热组件设有多个筒状加热风枪，其沿轴向向待加热芯片的一侧吹出热风而对芯片进行范围加热；所述第二吹风组件设有多个筒状风枪，其沿其轴向向所述待加热芯片的另一侧吹出热风或冷风而对芯片进行范围加热或冷却保护；所述第三加热组件为平面状发热体，其向外侧辐射热量而对PCB板进行整体加热。

在所述第一直线导轨副与第五直线导轨副之间的基座上设有芯片容置组件，其用于放置待贴片芯片及返修过程所拆卸下的废料芯片。

所述第一直线导轨副、第二直线导轨副、第三直线导轨副、第四直线导轨副、第五直线导轨副、第七直线导轨副及第八直线导轨副为丝杆导轨副，其包括丝杆、沿丝杆方向移动的丝杆螺母、导轨、跟随 丝杆螺母沿导轨移动的滑块及驱动丝杆转动的驱动电机。

一种芯片返修方法，其特征在于，该方法包括：

a、提供如前所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置；

b、将多个待返修PCB板均匀陈放于所述托盘组件上，并调整PCB板之间的间距，使其间距与所述第一加热组件和第二吹风组件相匹配；

c、第一视觉定位组件移动至PCB板的正上方，并获取所述PCB板的基准图像而确定PCB的位置信息；

d、所述托盘组件在第五直线导轨副的驱动下移动至第二吹风组件的上方，使待返修的芯片与所述第二吹风组件的横向移动轨迹相对应，所述第一加热组件和第二吹风组件分别移动至待返修芯片的正上方及正下方；

e、第一加热组件向多个待返修芯片吹出热风，第二吹风组件从待返修芯片的另一侧吹出热风或冷风，所述第三加热组件可选择性地开启加热，其共同作用而使待返修芯片与PCB板焊接的焊锡融化；

f、芯片拾取贴片组件移动至待返修的芯片正上方并吸取该芯片而完成拆焊。

一种芯片贴片方法，其特征在于，该方法包括：

a、提供如前所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置；

b、将多个待贴片PCB板均匀陈放于所述托盘组件上，并调整PCB板之间的间距，使其间距与所述第一加热组件相匹配；

c、第一视觉定位组件移动至PCB板的正上方，并获取所述PCB板的基准图像而确定PCB的位置信息；

d、芯片拾取贴片组件吸取待贴片芯片，并移动至第二视觉定位组件的正上方,第二视觉定位组件定位待贴片芯片背面的焊球，从而使所 述芯片拾取贴片组件调整相应角度而使待贴片芯片与PCB板上待贴片的位置相匹配；

e、芯片拾取贴片组件移动至托盘组件上方，将待贴片芯片放置于待贴片PCB板上的正确位置；

f、托盘组件在第五直线导轨副的驱动下移动至第二吹风组件的上方，使待贴片芯片与所述第二吹风组件的横向移动轨迹相对应，所述第一加热组件和第二吹风组件分别移动至待贴片芯片的正上方及正下方；

g、第一加热组件向多个待贴片芯片吹出热风，第二吹风组件从待贴片芯片的另一侧吹出热风或冷风，所述第三加热组件可选择性地开启加热，其共同作用而使待贴片芯片的焊球与PCB板焊接在一起完成贴片。

本发明的有益贡献在于，其有效解决了现有返修工作台工作效率低下的问题。本发明通过设置八轴移动结构，并设置多个加热组件同时进行加热，使得同一时间可对多个芯片进行拆焊或贴片操作，从而可大大提高工作效率，并节约人力成本。其相比与现有技术，本发明具有如下优点：

一、现有工作台最多具有五个移动轨迹，本发明具有八个方向的移动轨迹，其灵活性更大，从而可根据不同芯片的操作要求进行相应的调整，其适用范围更广。

二、现有工作台的加热组件通常只设有1个加热头，其加热效率低，本发明设有两个加热组件和一个吹风组件，且每个加热组件设有多个加热头，因此本发明可同时对多个PCB板及芯片进行拆焊或贴片操作，配合八轴移动结构，可大大提高工作效率，并节省人力成本。此外，吹风组件可适应不用PCB板的操作需求，当需要辅助加热时，其可吹出热风而使PCB板上下两面均受热，而若PCB板背面的芯片需 保护时，其可吹出冷风而使PCB板的正面和背面形成较大温差，使正面需加热的芯片正常受热，而背面不需加热的芯片得到保护。

三、由于本发明具有八个方向的移动轨迹，加热组件可根据不同芯片的操作要求而自动调整其位移，因此可提高加热性能，进而提高拆焊或贴片质量。

【附图说明】

图1是本发明从前侧看的整体结构示意图；

图2是本发明从后侧看的整体结构示意图；

图3是本发明从底部看的整体结构示意图；

图4是本发明的基座与第一直线导轨副的结构示意图；

图5是本发明的第二直线导轨副的结构示意图；

图6是本发明的第二直线导轨副的另一结构示意图；

图7是图6的局部放大图；

图8是本发明的第三直线导轨副、第四直线导轨副、第一加热组件、芯片拾取贴片组件及第一视觉定位组件的整体结构示意图；

图9是图8另一方向的结构示意图；

图10是图8的侧视图；

图11是本发明的第七直线导轨副、第八直线导轨副及第二吹风组件的整体结构示意图；

图12是本发明的第五直线导轨副、第六直线导轨副的结构示意图；

图13是本发明的芯片容置组件的结构示意图。

图14是本发明的PCB板放置于托盘组件上的状态示意图。

其中，第一直线导轨副11、第一丝杆111、第一丝杆螺母112、第一导轨113、第一滑块114、第一驱动电机115、第一固定件116；第二直线导轨副12、第二丝杆121、第二丝杆螺母122，第二导轨123、 第二滑块124、、第二驱动电机125、第二支撑梁126；第三直线导轨副13、第三丝杆131、第三导轨132、第三滑块133、第三驱动电机134，第三固定板135、第三固定件136；第四直线导轨副14、第四丝杆141、第四导轨142、第四滑块143、第四驱动电机144，第四固定板145、第四固定件146；第五直线导轨副15、第五丝杆151、第五丝杆螺母152、第五导轨153、第五滑块154、第五固定件155；第六直线导轨副16、第六滑杆161、第六横梁162；第七直线导轨副17、第七丝杆171、第七导轨172、第七滑块173、第七驱动电机174、第七固定板175、第七固定件176；第八直线导轨副18、第八导轨181、第八固定件182；通孔19；第一加热组件22、芯片拾取贴片组件23、第一视觉定位组件24、第二吹风组件25、第二视觉定位组件26、第三加热组件27、芯片容置组件28、矩形台281、投料口2811、销钉孔2812、抽屉盒282、物料盘283；基座30、支撑柱31。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。

本发明的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置设有八个直线移动导轨副，其具有八个方向的移动轨迹，因此其灵活性高，可用于多种采用BGA封装的芯片的拆焊及贴片操作，并可大大提高工作效率。

具体地说，如图1～图13所示，所述八个直线移动导轨副包括第一直线导轨副11、第二直线导轨副12、第三直线导轨副13、第四直线导轨副14、第五直线导轨副15、第六直线导轨副16、第七直线导轨副17及第八直线导轨副18。

如图1～图3所示，所述第一直线导轨副11水平间隔地设于基座 30相对的两侧。所述基座30用于支撑本发明装置的各工作部件，其可根据需要而设置成柜式或任意形式。本实施例中，该基座30具有水平的工作台面，在其工作台面相对的两侧分别设有竖直的支撑柱31，所述第一直线导轨副11分别设于支撑柱31的上方。

如图1～图4所示，所述第一直线导轨副11为丝杆导轨副，其包括第一丝杆111、第一丝杆螺母112、第一导轨113、第一滑块114及驱动第一丝杆111转动的第一驱动电机115。第一导轨113设有两个，其分别相互平行的固接于支撑柱31的上方。所述第一丝杆111设于其中一个支撑柱31的上方。所述第一驱动电机115设于第一丝杆111的端部，所述第一丝杆螺母112设于第一丝杆111上，当第一驱动电机115驱动第一丝杆111转动时，所述第一丝杆螺母112沿第一丝杆111方向移动。所述第一滑块114设于第一导轨113上，其通过第一固定件116与所述第一丝杆螺母112固接。当第一丝杆螺母112移动时，所述第一滑块114沿第一导轨113移动。

如图1、图2、图5、图6所示，所述第二直线导轨副12为丝杆导轨副，其包括第二丝杆121、第二丝杆螺母122，第二导轨123、第二滑块124、驱动第二丝杆121转动的第二驱动电机125及第二支撑梁126。所述第二支撑梁126呈横向设于第一直线导轨副11上，并与所述第一导轨113垂直。该第二支撑梁126沿长度方向的两端端部的底部分别与第一固定件116固接，当第一丝杆螺母112移动时，该第二支撑梁126可沿第一导轨113的方向移动。所述第二丝杆121及第二导轨123设于第二支撑梁126的侧壁上，并与所述第一导轨113垂直。本实施例中，所述第二丝杆121与第二导轨123设于第二支撑梁126沿其长度方向的相对的两侧壁上。所述第二驱动电机125设于第二丝杆121的端部，并固接与第二支撑梁126上。如图8、图9所示，所述第二滑块124及第二丝杆螺母122分别设于第二导轨123及第二丝 杆121上，并与第三直线导轨副13及第四直线导轨副14固接，当第二驱动电机125驱动第二丝杆121转动时，所述第二丝杆螺母122带动所述第二滑块124、第三直线导轨副13、第四直线导轨副14沿第二导轨123方向移动。

如图1、图2、图3所示，所述第三直线导轨副13及第四直线导轨副14呈竖向设于第二直线导轨副12上。本实施例中，其分别设于第二直线导轨副12相对的两侧。如图8、图9、图10所示，所述第三直线导轨副13包括第三丝杆131、第三丝杆螺母、第三导轨132、第三滑块133、第三驱动电机134，其分别固定与第三固定板135上。所述第四直线导轨副14包括第四丝杆141、第四丝杆螺母、第四导轨142、第四滑块143及第四驱动电机144，其分别固定与第四固定板145上。所述第三固定板135与第四固定板145相互固接，并呈竖向分别设于第二支撑梁126的相对两侧。本实施例中，如图8、图10所示，所述第二丝杆螺母122固定与第三固定板135的内侧，所述第二导轨123固定与第四固定板145的内侧。其他实施例中，所述第二丝杆螺母122可固定与第四固定板145的后侧，所述第二导轨123可固定与第三固定板135的后侧。当第二丝杆螺母122沿第二丝杆121移动时，所述第三固定板135及第四固定板145便可沿第二导轨123方向移动，从而带动第三直线导轨副13及第四直线导轨副14沿第二导轨123方向移动。

以图1、图8所示方向为例，所述第三直线导轨副13设于第二支撑梁126的后侧，所述第四直线导轨副14设于第二支撑梁126的前侧。如图9所示，所述第三导轨132设有两条，其位于第三固定板135的外侧，并分别固定于第三固定板135相对的两侧，并与所述第二导轨123垂直。所述第三丝杆131设于第三导轨132之间，其两端通过支撑座固定与第三固定板135上。所述第三驱动电机134设于第三丝杆 131的顶端，用于驱动第三丝杆131转动。所述第三丝杆螺母设于第三丝杆131上，其通过第三固定件136与第三滑块133固接。所述第三滑块133分别设于第三导轨132上。如图9所示，在所述第三固定件136上设有第一加热组件22，当第三驱动电机134驱动第三丝杆131转动时，所述第三丝杆螺母带动所述第三固定件136沿第三导轨132移动，从而带动所述第一加热组件22沿第三导轨132移动。

如图9所示，所述第一加热组件22由多个筒状发热体组成，其用于沿其轴向对待加热芯片进行范围加热。本实施例中，该第一加热组件22由三个筒状加热风枪组成，其工作时向下吹出热风而对芯片进行加热，从而融化焊球以完成拆卸或焊接工作。所述加热风枪可选用公知的加热风枪，其具有发热体、筒状加热罩及风嘴。所述加热风枪的数量可根据需要而设置，其不局限于本实施例中的三个。由于不同PCB板规格尺寸有所不同，而拆焊及焊接时所述加热风枪需与PCB板上的芯片对应上，为能满足不同规格PCB板的拆焊及贴片操作，即可通过调整PCB板的放置距离，也可调整加热风枪之间的距离。本实施例中，所述风枪之间的间距固定，拆焊操作及贴片操作时，根据风枪之间的间距而调整PCB板之间的间距。其他实施例中，若需调整风枪之间的间距，其可在风枪背部设置位移微调装置。

如图8所示，所述第四导轨142设有两条，其位于第四固定板145的外侧，并分别固定与第四固定板145相对的两侧，并与所述第二导轨123垂直。所述第四丝杆141设于第四导轨142之间，其两端通过支撑座固定与第四固定板145上。所述第四驱动电机144设于第四丝杆141的顶端，用于驱动第四丝杆141转动。所述第四丝杆螺母设于第四丝杆141上，其通过第四固定件146与第四滑块143固接。所述第四滑块143分别设于第四导轨142上。在所述第四固定件146上设有第一视觉定位组件24及芯片拾取贴片组件23，当第四驱动电机144 驱动第四丝杆141转动时，所述第四丝杆螺母带动所述第四固定件146沿第四导轨142移动，从而带动所述第一视觉定位组件24及芯片拾取贴片组件23沿第四导轨142移动。

如图8所示，所述第一视觉定位组件24用于定位PCB板位置，其与控制器连接。该第一视觉定位组件24可选用公知的芯片视觉定位系统，其可通过拍照而获取PCB板的基准孔位置，从而可通过控制器将定位结果反馈到执行机构而完成准确的拆焊或贴片操作。

如图8所示，所述芯片拾取贴片组件23用于抓放芯片，其可根据视觉定位组件的定位信息而调整芯片的位置，使芯片位置与其相对应的PCB板位置相匹配。该芯片拾取装置包括驱动电机、旋转轴及真空吸嘴，所述驱动电机可驱动旋转轴旋转，从而可调整通过真空吸嘴吸取的芯片相对于PCB板的角度。所述旋转轴呈竖向设置，所述真空吸嘴竖直朝下。

如图1、图2所示，所述第五直线导轨副15间隔设于第一直线导轨副11之间的底座上，其与所述第一直线导轨副11平行。如图12所示，该第五直线导轨副15包括第五丝杆151、第五丝杆螺母152、第五导轨153、第五滑块154及第五驱动电机。所述第五导轨153设有两个，其间隔设于基座30上，并与第一导轨113平行。所述第五滑块154设于第五导轨153上。所述第五丝杆151平行设于第五导轨153的一侧，其两端分别通过支撑座固定与基座30上。所述第五驱动电机设于第五丝杆151的一端端部，并与基座30固接。所述第五丝杆螺母152设于第五丝杆151上，其通过第五固定件155与第五滑块154固接。当第五驱动电机驱动第五丝杆151转动时，所述第五丝杆螺母152带动第五固定件155及第五滑块154沿第五导轨153移动。

如图12所示，所述第六直线导轨副16活动连接与第五直线导轨副15之上，并可沿第五导轨153移动。所述第六直线导轨副16包括 第六滑杆161及第六横梁162。本实施例中，所述第六横梁162设有两根，其呈横向设于第五导轨153之间，并与第五导轨153垂直。所述第六横梁162的两端端部分别固接与第五固定件155上，当第五丝杆151转动时，所述第六横梁162可沿第五导轨153方向移动。所述第六滑杆161设有两根，其呈横向设于第六横梁162上，并与第六横梁162垂直。所述第六滑杆161的两端端部分别活动连接与第六横梁162上，其可沿第六横梁162方向移动而调整其之间的距离。在所述第六滑杆161的上侧表面设有销钉孔，其用于固定连接托盘组件，以排放PCB板。根据托盘组件的大小，可手动调节第六滑杆161之间的距离。所述托盘组件用于盛放PCB板，根据PCB板规格尺寸的不同及排放数量的不同，所述托盘组件可选用不同大小的托盘。所述托盘形状及大小无限制，只要能平整排放多个PCB板即可。

为提高加热质量及加热效率，从而提高拆焊质量和贴片质量，本发明的装置还设有第二吹风组件25。如图3所示，所述第二吹风组件25设于基座30的下方，其通过第七直线导轨副17及第八直线导轨副18而可沿水平及竖直方向进行移动，从而调整其相对于芯片的位置。

如图11所示，所述第七直线导轨副17包括第七丝杆171、第七导轨172、第七丝杆螺母、第七滑块173及第七驱动电机174，其均设于第七固定板175上。所述第七固定板175呈竖向设置，并与所述第二导轨123平行。该第七固定板175的顶部固接与基座30的工作台面的底面上。所述第七导轨172设有两条，其分别设于第七固定板175同一侧面的上下两端。所述第七滑块173设于第七导轨172上。所述第七丝杆171设于第七导轨172之间，并与第七导轨172平行。所述第七丝杆171的两端分别通过支撑座而设于第七固定板175上。所述第七驱动电机174设于第七丝杆171的一端端部，所述第七丝杆螺母设于第七丝杆171上，其通过第七固定件176而与第七滑块173固接。 在所述第七固定件176上设有所述第八直线导轨副18，当第七驱动电机174驱动第七丝杆171转动时，所述第七丝杆螺母驱动第七固定件176及第七滑块173沿第七导轨172移动，从而带动第八直线导轨副18沿第七导轨172移动。

如图11所示，所述第八直线导轨副18呈竖向设于第七固定件176上，其包括第八丝杆、第八丝杆螺母、第八导轨181、第八滑块及第八驱动电机。所述第八导轨181设有两条，其分别竖直地设于第七固定件176相对的两侧。所述第八滑块分别设于第八导轨181上。所述第八丝杆设于第八导轨181之间，并与第八导轨181平行。所述第八驱动电机设于第八丝杆的顶端，所述第八丝杆螺母设于第八丝杆上，其通过第八固定件182与所述第八滑块固接。在所述第八固定件182上设有第二吹风组件25，当第八驱动电机驱动第八丝杆转动时，所述第八丝杆螺母带动所述第八滑块及第八固定件182沿第八导轨181移动，从而带动所述第二吹风组件25沿第八导轨181进行上下移动。

如图11所示，所述第二吹风组件25固定于第八固定件182上，其可沿第八导轨181及第七导轨172方向移动。该第二吹风组件25设有三个筒状风枪，其工作时根据PCB板的处理需求而向上吹出热风或冷风。所述筒状风枪可选用公知的风枪，其具有发热体、筒状加热罩及风嘴。所述第二吹风组件25的风枪数量应与第一加热组件的加热风枪数量一致，且风枪之间的距离间隔也应一致。由于不同的PCB板需要使用不同的加热方式，对于需要PCB板正背两面（即上下两面）均需加热时，所述第二吹风组件25向上吹出热风而对芯片进行加热，从而融化相应芯片的焊球以完成拆卸或焊接工作。而对于正面（即上面）加热时背面芯片需做保护处理的PCB板，当第一加热组件向下吹出热风时，所述第二吹风组件25向上吹出冷风，使PCB板的正背两面形成较大温差，使的正面需加热的芯片正常受热以完成拆卸或焊接工作， 而背面不需加热的芯片得到保护。为使第二吹风组件25吹出的热风或冷风到达PCB板，如图3所示，在所述基座30上设有通孔19，该通孔19的位置与第二吹风组件25的横向移动轨迹相对应。本实施例中，该通孔19为长方形孔，其长度与第七导轨172长度一致，其宽度使得第二吹风组件25可进行横向移动及竖向移动即可。

对于尺寸较小的芯片及PCB板，使用第一加热组件22及第二吹风组件25便可获得较好的加热效果。对于尺寸较大的芯片及PCB板，为获得更好的加热效果及加热质量，还可设置大面积的加热装置。本实施例中，本发明的装置还设有第三加热组件27。

如图1、图2所示，所述第三加热组件27设于基座30上，其为平面状发热体，其设有两个，其对称设于所述通孔19相对的两侧，并与所述第五导轨153垂直。所述第三加热组件27为红外发热管均匀铺设而形成的平面状发热体，其可向外辐射热量而对PCB板进行大面积的预热，从而使PCB板受热更均匀，更有利于拆焊或贴片。

如图1所示，为收集从PCB板上拆除下来的废料芯片及放置待贴片芯片，在所述基座30上设有芯片容置组件28。所述芯片容置组件28可根据需要而设置成多种形式。本实施例中，如图13所示，该芯片容置组件28包括矩形台281、抽屉盒282、物料盘283。所述矩形台281为中空结构，其上部中央设有投料口2811。所述抽屉盒282设于矩形台281内，其大小与矩形台281相匹配。该抽屉盒282可沿矩形台281进行抽拉，从PCB板上拆除的废料芯片从投料口2811投入而掉入抽屉盒282，由抽屉盒282收集。所述物料盘283用于放置待贴片芯片，其均匀设有多排多列的容置槽。所述物料盘283的大小与所述矩形台281的大小一致。在所述矩形台281的上方设有若干个销钉孔2812，当需要进行贴片操作时，可用销钉将物料盘283固定与矩形台281上。当需要进行废料芯片收集时，可取下物料盘283而露出投 料口2811。

如图3、图4所示，为实现贴片功能，在所述基座30上设有第二视觉定位组件26。本实施例中，所述第二视觉定位组件26设于第一直线导轨副11与第五直线导轨副15之间。所述第二视觉定位组件26可选用公知的芯片视觉定位系统，其用于贴片时定位待贴片芯片背面的焊球，以使所述芯片拾取装置将待贴片芯片移动至PCB板上待贴片的正确位置。

藉此，通过八个直线导轨副11、12、13、14、15、16、17、18，视觉定位组件24、26、芯片拾取贴片组件23、加热组件22、27和吹风组件25，便形成了本发明的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其即可用于拆焊，又可用于贴片。由于其设有多个加热组件及多个风枪，并可灵活调整各工作部件的位置，从而可大大提高工作效率，并节约人力成本。此外，需说明的是，所述各驱动电机、视觉定位组件、芯片拾取贴片组件23及加热风枪均与控制器连接，其在控制器的控制下而进行相关动作。所述驱动电机可根据需要而选择相应的伺服电机或步进电机。当所述视觉定位组件获取定位信息后，控制器经过计算处理而得出视觉定位组件、芯片拾取贴片组件23及加热组件的运动量，从而控制其实现精准定位而完成拆焊或贴片操作。丝杆的运动量，可通过设置光栅尺而实现精准控制。例如，如图4所示，在第一导轨113的外侧设置与之平行的第一光栅尺117；又如图5所示，在第二导轨123的外侧设置与之平行的第二光栅尺127。

当本发明的装置用于拆焊时，其工作流程如下：

首先根据需要而选择相适应的托盘组件，并将托盘组件固定与第六滑杆161上。然后将多个待返修PCB板均匀陈放于所述托盘组件上，并调整PCB板之间的间距与所述加热风枪的间距相等。为便于放置，可根据PCB板的规格尺寸而设置放置夹具，通过将PCB板放置于夹具 上而使其排列整齐，并保证其之间间距与加热风枪的间距相等，当然也可直接将托盘组件设计成便于对位放置的结构，如在托盘组件上设置定位槽，通过将PCB板直接放于托盘组件预设的定位槽内而快速完成放置。图14示出了托盘组件上放有12个PCB板的实例。通过装置的控制面板选择相应的返修程序，然后启动装置。首先控制器控制第一直线导轨副11、第二直线导轨副12及第四直线导轨副14进行相应的位移，使第一视觉定位组件24获取第一个PCB板上的基准孔，从而确定出PCB板的坐标系。由于第一加热组件22及第二吹风组件25设有三个风枪，因此所述第一视觉定位组件24以3为基数而确定各PCB板的坐标系，即先确定好1-1、1-2、1-3这三个PCB板的坐标系，然后再确定2-1、2-2、2-3这三个PCB板坐标系，并以此类推。当所有PCB板的坐标系确定后，所述控制器经过计算而控制第五直线导轨副15产生相应的位移，将托盘组件移动至第二吹风组件25的上方，并使前三个需要拆焊的芯片，即1-1,1-2、1-3这三个PCB板的芯片位于第二吹风组件25的风枪的中心连线上。当待拆焊芯片位于第二吹风组件25的中心连线上时，所述控制器控制第一直线导轨副11、第二直线导轨副12及第三直线导轨副13产生相应的位移，使第一加热组件22的加热风枪正对该三个芯片，并位于芯片上方大概5mm处。同时控制器控制第七直线导轨副17及第八直线导轨副18产生相应的位置，使第二吹风组件25的风枪也正对该三个芯片，并位于芯片下方大概8mm处。其后第一加热组件22、第二吹风组件25便根据预先设置的温度曲线对芯片进行加热，使芯片的焊锡融化而完成拆焊。其中第三加热组件27可根据需要而开启，其可在装置开始工作前通过控制面板设定好是否需要开启。待加热完成后，所述第一加热组件22向上移动，所述第二吹风组件25向下移动，芯片拾取贴片组件23在控制器的控制下移动至第一个芯片的正上方，将加热完成后的芯片吸起然后移动 至投料口2811上方，在控制器控制下关闭真空而使芯片掉落入芯片容置组件28的抽屉盒282内。其后，芯片拾取贴片组件23返回至1-2芯片的上方而将1-2投入抽屉盒282内。当3个芯片都移至抽屉盒282内时，所述第一加热组件22和第二吹风组件25移动，与后3个芯片进行对位，即对准2-1、2-2、2-3进行加热拆焊，然后再由芯片拾取贴片组件23将这三个芯片依次移至抽屉盒282内，其后依次类推，直至所有动作完成。

当本发明的装置用于贴片时，其工作流程如下：

将物料盘283固定与矩形台281上，然后放入待贴片的芯片。在托盘组件内放置好需贴片的PCB板，并调整PCB板之间的间距与所述加热风枪的间距一致。通过装置的控制面板选择相应的贴片程序，然后启动装置。第一视觉定位组件在控制器的控制下而获取PCB板上的基准孔，从而得出PCB板的坐标系。其后芯片拾取贴片组件23移动至物料盘283上方而吸取物料盘283中的待贴片芯片，然后移动至第二视觉定位组件26的正上方，由第二视觉定位组件26照射待贴片芯片背面的焊球，通过焊球的位置而确定待贴片芯片的中心位置。根据PCB板的坐标系和贴片芯片的位置信息，控制器可以计算得出芯片与PCB板的精确定位信息。如需要旋转芯片角度以使其符合贴片需求，所述控制器控制芯片拾取贴片组件23旋转相应角度，并移动至与PCB板待贴片芯片位置相对处，以正确的方位将待贴片芯片放置于PCB板上正确的位置。当待贴片芯片全部（以PCB板的数量计算）被放置于PCB板上的贴片位置后，托盘组件在控制器的控制下移动至第二吹风组件25的上方，使第一排的待贴片芯片位于第二吹风组件25的风枪的中心连线上。随后第一加热组件22和第二吹风组件25在控制器的控制下移动至其风枪与待贴片芯片正好相对的位置，然后按照预设的温度曲线从上下两个方向对位于其之间的3个待贴片芯片进行加热，使待 贴片芯片的焊球融化而与PCB板焊接在一起。其中第三加热组件27可根据需要而开启。当3个待贴片芯片完成加热后，第一加热组件22和第二吹风组件25在控制器的控制下移动至与后3个待贴片芯片相对的位置，对后3个待贴片芯片进行加热，其后以此类推。当位于同一排的待贴片芯片全部加热完成时，托盘组件向前移动以使后一排的待贴片芯片位于第二吹风组件25的风枪的中心连线上，其后以此类推，直至完成托盘组件上所有PCB板的焊接。最后取下托盘组件上的PCB板，以进行下一轮的焊接。

由于本发明设有第一加热组件22和第二吹风组件25，且其包括有多个风枪，因此同一时刻可对多个芯片进行加热操作，从而可大大提高加热效率。且由于设置有八轴移动，各部件运动灵活，因此可在控制器的控制下全自动的完成多个芯片的拆焊或贴片工作，而不像现有返修工作台一次只能对一个芯片进行操作。八轴移动的结构与多个加热组件配合在一起，可从整体上大大提高工作效率，从而减少人力成本。需说明的是，同一时刻加热芯片的数量是与加热风枪的数量相对应的，本实施例中，第一加热组件22和第二吹风组件25各设有3个加热风枪，因此本装置同一时刻可对三个芯片进行加热，其他实施例中，可根据需要而设置相应多个加热风枪。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。

Claims (10)

1.一种八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，该装置包括：

设于基座(30)上的第一直线导轨副(11)，其水平间隔地设于基座(30)相对的两侧；

第二直线导轨副(12)，其与所述第一直线导轨副(11)垂直并活动连接，该第二直线导轨副(12)可沿第一直线导轨副(11)的直线方向移动；

第三直线导轨副(13)及第四直线导轨副(14)，其分别呈竖向活动连接于第二直线导轨副(12)上，并可沿第二直线导轨副(12)的直线方向移动；

托盘组件，用于放置PCB板以进行芯片拆焊及贴片，其活动设于基座(30)上，并可沿与第一直线导轨副(11)和第二直线导轨副(12)的直线方向平行的方向移动；

第一加热组件(22)，用于加热芯片使焊锡融化以进行拆焊或焊接，其活动设于第三直线导轨副(13)上，并可沿第三直线导轨副(13)的直线方向进行上下移动；

芯片拾取贴片组件(23)，用于抓放芯片，其活动设于第四直线导轨副(14)上，并可沿第四直线导轨副(14)的直线方向进行上下移动；

第一视觉定位组件(24)，用于定位PCB板的位置，其设于所述芯片拾取贴片组件(23)或第四直线导轨副(14)上。

2.如权利要求1所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，在所述第一直线导轨副(11)之间的基座(30)下方设有第二吹风组件(25)，该第二吹风组件(25)可沿与第二直线导轨副(12)及第三直线导轨副(13)的直线方向平行的方向移动，在与该第二吹风组件(25)横向移动轨迹相对应的基座(30)上设有通孔(19)。

3.如权利要求2所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，在所述第一直线导轨副(11)之间的基座(30)上设有第二视觉定位组件(26)，其用于贴片时定位待贴片芯片背面的焊球，以使所述芯片拾取贴片组件(23)将待贴片芯片移动至PCB板上待贴片的正确位置。

4.如权利要求3所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，在所述第一直线导轨副(11)之间的基座(30)上设有相互垂直的第五直线导轨副(15)和第六直线导轨副(16)，所述第五直线导轨副(15)水平间隔地设于第一直线导轨副(11)之间，并与第一直线导轨副(11)平行；所述第六直线导轨副(16)与第五直线导轨副(15)活动连接，并可沿第五直线导轨副(15)的直线方向移动；所述托盘组件活动设于第六直线导轨副(16)上，并可沿第五直线导轨副(15)及第六直线导轨副(16)的直线方向移动。

5.如权利要求4所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，在所述基座(30)的下方设有相互垂直的第七直线导轨副(17)及第八直线导轨副(18)，所述第七直线导轨副(17)与所述第二直线导轨副(12)平行，并与第五直线导轨副(15)垂直；该第七直线导轨副(17)与基座(30)固接，所述第八直线导轨副(18)呈竖向活动连接于第七直线导轨副(17)上，并可沿第七直线导轨副(17)的直线方向进行横向移动；所述第二吹风组件(25)活动设于第八直线导轨副(18)上，其可沿第七直线导轨副(17)及第八直线导轨副(18)的直线方向移动。

6.如权利要求5所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，所述第五直线导轨副(15)设于所述通孔(19)相对的两外侧，在所述第五直线导轨副(15)之间设有相互间隔的第三加热组件(27)，所述第三加热组件(27)对称设于所述通孔(19)相对的两侧。

7.如权利要求6所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，所述第一加热组件(22)设有多个筒状加热风枪，其沿轴向向待加热芯片的一侧吹出热风而对芯片进行范围加热；所述第二吹风组件(25)设有多个筒状风枪，其沿其轴向向所述待加热芯片的另一侧吹出热风或冷风而对芯片进行范围加热或冷却保护；所述第三加热组件(27)为平面状发热体，其向外侧辐射热量而对PCB板进行整体加热。

8.如权利要求7所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置，其特征在于，在所述第一直线导轨副(11)与第五直线导轨副(15)之间的基座(30)上设有芯片容置组件(28)，其用于放置待贴片芯片及返修过程所拆卸下的废料芯片；所述第一直线导轨副(11)、第二直线导轨副(12)、第三直线导轨副(13)、第四直线导轨副(14)、第五直线导轨副(15)、第七直线导轨副(17)及第八直线导轨副(18)为丝杆导轨副，其包括丝杆、沿丝杆方向移动的丝杆螺母、导轨、跟随丝杆螺母沿导轨移动的滑块及驱动丝杆转动的驱动电机。

9.一种芯片返修方法，其特征在于，该方法包括：

a、提供如权利要求6～8任意一项所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置；

b、将多个待返修PCB板均匀陈放于所述托盘组件上，并调整PCB板之间的间距，使其间距与所述第一加热组件(22)和第二吹风组件(25)相匹配；

c、第一视觉定位组件(24)移动至PCB板的正上方，并获取所述PCB板的基准图像而确定PCB的位置信息；

d、所述托盘组件在第五直线导轨副(15)的驱动下移动至第二吹风组件(25)的上方，使待返修的芯片与所述第二吹风组件(25)的横向移动轨迹相对应，所述第一加热组件(22)和第二吹风组件(25)分别移动至待返修芯片的正上方及正下方；

e、第一加热组件(22)向多个待返修芯片吹出热风，第二吹风组件(25)从待返修芯片的另一侧吹出热风或冷风，所述第三加热组件(27)可选择性地开启加热，其共同作用而使待返修芯片与PCB板焊接的焊锡融化；

f、芯片拾取贴片组件(23)移动至待返修的芯片正上方并吸取该芯片而完成拆焊。

10.一种芯片贴片方法，其特征在于，该方法包括：

a、提供如权利要求6～8任意一项所述的八轴移动的带视觉定位的芯片返修与贴片装置；

b、将多个待贴片PCB板均匀陈放于所述托盘组件上，并调整PCB板之间的间距，使其间距与所述第一加热组件(22)相匹配；

c、第一视觉定位组件(24)移动至PCB板的正上方，并获取所述PCB板的基准图像而确定PCB的位置信息；

d、芯片拾取贴片组件(23)吸取待贴片芯片，并移动至第二视觉定位组件(26)的正上方,第二视觉定位组件(26)定位待贴片芯片背面的焊球，从而使所述芯片拾取贴片组件(23)调整相应角度而使待贴片芯片与PCB板上待贴片的位置相匹配；

e、芯片拾取贴片组件(23)移动至托盘组件上方，将待贴片芯片放置于待贴片PCB板上的正确位置；

f、托盘组件在第五直线导轨副(15)的驱动下移动至第二吹风组件(25)的上方，使待贴片芯片与所述第二吹风组件(25)的横向移动轨迹相对应，所述第一加热组件(22)和第二吹风组件(25)分别移动至待贴片芯片的正上方及正下方；

g、第一加热组件(22)向多个待贴片芯片吹出热风，第二吹风组件(25)从待贴片芯片的另一侧吹出热风或冷风，所述第三加热组件(27)可选择性地开启加热，其共同作用而使待贴片芯片的焊球与PCB板焊接在一起完成贴片。