CN105436095B - 一种球栅阵列结构芯片下料设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种球栅阵列结构芯片下料设备，由架设在底部架台与控制系统(7)上的芯片托盘放置平台(1)、阵列机构(2)、真空拾放机构(3)、CCD检测机构(4)、机器手(5)、回流焊铁板输送机构(6)组成，芯片托盘放置平台(1)及回流焊铁板输送机构(6)分别放置装有芯片的托盘及铁板，阵列机构(2)、真空拾放机构(3)、CCD检测机构(4)搭载在机器手(5)上。与现有技术相比，本发明能够自动完成质量筛选、提高生产效率，且操作简单，使用方便。

Description

一种球栅阵列结构芯片下料设备
技术领域
本发明涉及一种下料设备，尤其是涉及一种球栅阵列结构芯片下料设备。
背景技术
BGA(Ball Grid Array球栅阵列结构)封装技术始于上世纪60年代，随着植球机等高端封装设备的研制成功，现已成为市场主流封装方式。在实际生产中，BGA芯片比较昂贵，而芯片损坏往往只是锡球引脚的损坏，其内部电路完好。因而，芯片返修就变得十分必要。目前，芯片返修方式有三种：人工手工返修，简易返修装置，芯片返修植球机。人工手工返修和简易返修装置只能针对少量的芯片进行返修作业，效率低、产量不高。芯片返修植球机虽然造价比较昂贵，但其高效的生产率使得BGA芯片价格大幅降低。当前，通过人工手持镊子对返修后的芯片下料和人工肉眼检测植球效果不仅效率低下，而且检测结果因人而异，不稳定也不可靠。由于人手持镊子和芯片直接接触，很容易失误，导致植好的锡球被破坏，使得产品不良率上升。
人工手动下料有以下不可避免的缺点：效率低，一次只能用镊子夹住一个芯片进行下料，耗费大量时间，影响产能。人工手持镊子直接与芯片接触，误动作，导致产品不良率上升。人工肉眼检测植球质量，不可靠也不稳定。不能与高效的芯片返修植球机产能相匹配。
申请号为200310123414.5的中国专利公开了球栅阵列基板检测装置及其构成方法，主要是在一电路板测试机台的承载板上设有至少一讯号插槽，再利用至少一讯号线以电性连接于讯号插槽，如此一电路板测试置放模块或一BGA测试置放模块即可选择相对应的讯号插槽而电性连接于已固设于电路板测试机台内的微处理器，并对存在于电路板测试置放模块内的待测电路板或存在于BGA测试置放模块内的待测BGA基板进行检测程序，而检测结果将表现于一与微处理器电性连接的结果输出装置中，以达到待测电路板或待测BGA基板共享同一电路板测试机台的目的，但是，该专利申请是对芯片上电进行电性能测试，是一个测试的平台，还需要人手工取下芯片，使用不便，自动化程度较低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动完成质量筛选、提高生产效率的球栅阵列结构芯片下料设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种球栅阵列结构芯片下料设备，由架设在底部架台与控制系统上的芯片托盘放置平台、阵列机构、真空拾放机构、CCD检测机构、机器手、回流焊铁板输送机构组成，
所述的芯片托盘放置平台及回流焊铁板输送机构分别放置装有芯片的托盘及铁板，
所述的阵列机构、真空拾放机构、CCD检测机构搭载在所述的机器手上，所述的CCD检测机构对托盘内放置芯片进行植球质量检测，所述的真空拾放机构拾取通过检测的芯片并置于铁板上，所述的阵列机构对铁板上的芯片进行阵列排布使其整齐。
所述的机器手搭载真空拾放机构、CCD检测机构从初始位置运动至托盘上放置的芯片的上方，利用CCD检测机构检测芯片植球质量。
所述的真空拾放机构开启真空，拾取通过检测的芯片，经机器手搭载运动至芯片摆放位置，关闭真空，真空拾放机构将芯片放置于铁板上。
所述的底部架台与控制系统上还罩设有顶部安全罩，芯片托盘放置平台、阵列机构、真空拾放机构、CCD检测机构、机器手、回流焊铁板输送机构均罩设在安全罩内。
所述的顶部安全罩包括外壳体隔离板、触摸屏、按钮及三色报警灯。
所述的阵列机构由阵列板、支柱、连接板和固定板组成，所述的支柱连接固定板及连接板，该连接板与机器手连接，所述的固定板开有通孔，所述的阵列板连接在固定板的后端面。
所述的真空拾放机构由吸嘴、真空轴、弹簧、固定环和真空发生器组成，所述的吸嘴、弹簧、固定环和真空发生器连接在真空轴上，真空轴穿过固定板上开设的通孔，真空轴共有5组，每组8个，一次最多吸取40个芯片。
所述的CCD检测机构由相机固定板、CCD相机、卡插槽钣金、固线钣金组成，所述的相机固定板将卡插槽钣金、固线钣金固定连接在连接板上，所述的CCD相机卡设在卡插槽钣金、固线钣金构成的空间内。
所述的回流焊铁板输送机构采用电机及模组驱动方式，从下往上一次供给一块铁板。
所述的回流焊铁板输送机构由固定座、支撑块、支撑板、模组和电机组成，所述的模组连接在支撑板的下方，经电机驱动支撑板的运动，所述的支撑块连接在支撑板上推动铁板的运动。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明自动完成芯片的植球质量检测和良品与不良品的筛选，提高了生产效率。
(2)本发明使人与芯片不直接接触，降低了植球好的芯片在固化前被损坏的风险，提高了产品良率。
(3)可以对应不同规格的芯片进行检测、筛选和拾放作业，变更产品时，无需各种数据登录等复杂操作，操作简单，使用方便。
(4)本发明可以与芯片返修植球机的产能相匹配。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为带有顶部安全罩的本发明主视结构示意图；
图4为真空拾放机构、阵列机构、CCD检测机构的局部结构示意图；
图5为真空拾放机构、阵列机构、CCD检测机构的局部结构示意图；
图6为回流焊铁板输送机构的局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种球栅阵列结构芯片下料设备，其结构如图1-2所示，该设备由架设在底部架台与控制系统7上的芯片托盘放置平台1、阵列机构2、真空拾放机构3、CCD检测机构4、机器手5、回流焊铁板输送机构6组成。在底部架台与控制系统7上还可以罩设有顶部安全罩，如图3所示，芯片托盘放置平台1、阵列机构2、真空拾放机构3、CCD检测机构4、机器手5、回流焊铁板输送机构6均罩设在安全罩内。
真空拾放机构、阵列机构、CCD检测机构的局部结构如图4-5所示，其中，阵列机构2由阵列板21、支柱22、连接板23和固定板24组成，支柱22连接固定板24及连接板23，该连接板23与机器手5连接，固定板24开有通孔，阵列板21连接在固定板(24)的后端面。真空拾放机构3由吸嘴31、真空轴32、弹簧33、固定环34和真空发生器35组成，吸嘴31、弹簧33、固定环34和真空发生器35连接在真空轴32上，真空轴32穿过固定板24上开设的通孔，真空轴32共有5组，每组8个，一次最多吸取40个芯片。CCD检测机构4由相机固定板41、CCD相机42、卡插槽钣金43、固线钣金44组成，相机固定板41将卡插槽钣金43、固线钣金44固定连接在连接板23上，CCD相机42卡设在卡插槽钣金43、固线钣金44构成的空间内。
回流焊铁板输送机构6采用电机及模组驱动方式，从下往上一次供给一块铁板63，其结构如图6所示，由固定座61、支撑块62、支撑板66、模组64和电机65组成，模组64连接在支撑板66的下方，经电机65驱动支撑板66的运动，支撑块62连接在支撑板66上推动铁板63的运动。
操作者将装有芯片的托盘放置在芯片托盘放置平台1，将50块铁板放置于回流焊铁板输送机构6上，上料作业完成，按下开始按钮，设备启动。机器手5搭载着CCD检测机构4和真空拾放机构3从初始的规避位置由右往左移动，CCD检测机构4对托盘里的芯片进行植球质量检测。真空拾放机构3开启真空，拾取通过检测(即植球质量合格)的芯片。机器手5运动到芯片摆放位置，真空拾放机构3关闭真空，放置芯片于铁板上。机器手5搭载着阵列机构2对放置在铁板上的芯片进行阵列，使其整齐划一。机器手5运动到规避位置，设备暂停，指示灯闪烁并蜂鸣，提醒操作者对托盘下料和上料作业。重复以上动作1次后，铁板上摆放了2组检测合格的芯片，回流焊铁板输送机构6的Z轴上升到下料位置，设备暂停，指示灯闪烁并蜂鸣，提醒操作者对摆满芯片的铁板进行下料作业。

Claims (10)

1.一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，该设备由架设在底部架台与控制系统(7)上的芯片托盘放置平台(1)、阵列机构(2)、真空拾放机构(3)、CCD检测机构(4)、机器手(5)、回流焊铁板输送机构(6)组成，
所述的芯片托盘放置平台(1)及回流焊铁板输送机构(6)分别放置装有芯片的托盘及铁板，
所述的阵列机构(2)、真空拾放机构(3)、CCD检测机构(4)搭载在所述的机器手(5)上，所述的CCD检测机构(4)对托盘内放置芯片进行植球质量检测，所述的真空拾放机构(3)拾取通过检测的芯片并置于铁板上，所述的阵列机构(2)对铁板上的芯片进行阵列排布使其整齐。
2.根据权利要求1所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的机器手(5)搭载真空拾放机构(3)、CCD检测机构(4)从初始位置运动至托盘上放置的芯片的上方，利用CCD检测机构(4)检测芯片植球质量。
3.根据权利要求1所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的真空拾放机构(3)开启真空，拾取通过检测的芯片，经机器手(5)搭载运动至芯片摆放位置，关闭真空，真空拾放机构(3)将芯片放置于铁板上。
4.根据权利要求1所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的底部架台与控制系统(7)上还罩设有顶部安全罩，芯片托盘放置平台(1)、阵列机构(2)、真空拾放机构(3)、CCD检测机构(4)、机器手(5)、回流焊铁板输送机构(6)均罩设在安全罩内。
5.根据权利要求4所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的顶部安全罩包括外壳体隔离板、触摸屏、按钮及三色报警灯。
6.根据权利要求1所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的阵列机构(2)由阵列板(21)、支柱(22)、连接板(23)和固定板(24)组成，所述的支柱(22)连接固定板(24)及连接板(23)，该连接板(23)与机器手(5)连接，所述的固定板(24)开有通孔，所述的阵列板(21)连接在固定板(24)的后端面。
7.根据权利要求6所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的真空拾放机构(3)由吸嘴(31)、真空轴(32)、弹簧(33)、固定环(34)和真空发生器(35)组成，所述的吸嘴(31)、弹簧(33)、固定环(34)和真空发生器(35)连接在真空轴(32)上，真空轴(32)穿过固定板(24)上开设的通孔，真空轴(32)共有5组，每组8个，一次最多吸取40个芯片。
8.根据权利要求6所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的CCD检测机构(4)由相机固定板(41)、CCD相机(42)、卡插槽钣金(43)、固线钣金(44)组成，所述的相机固定板(41)将卡插槽钣金(43)、固线钣金(44)固定连接在连接板(23)上，所述的CCD相机(42)卡设在卡插槽钣金(43)、固线钣金(44)构成的空间内。
9.根据权利要求1所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的回流焊铁板输送机构(6)采用电机及模组驱动方式，从下往上一次供给一块铁板(63)。
10.根据权利要求9所述的一种球栅阵列结构芯片下料设备，其特征在于，所述的回流焊铁板输送机构(6)由固定座(61)、支撑块(62)、支撑板(66)、模组(64)和电机(65)组成，所述的模组(64)连接在支撑板(66)的下方，经电机(65)驱动支撑板(66)的运动，所述的支撑块(62)连接在支撑板(66)上推动铁板(63)的运动。
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