CN105764264A - 一种柔性bga载板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柔性BGA载板，包括BGA放置槽和夹持部位，BGA放置槽的槽深和长宽尺寸均能够调节；BGA载板包括围框、底板和L形限位挡板；围框和底板组合形成BGA放置槽；L形限位挡板设在BGA放置槽的上方，L形限位挡板的外拐角点通过伸缩杆与围框的一个内侧拐角点固定连接；底板包括垫板、反力承压板和升降柱；垫板固定设在围框的底部，反力承压板设在垫板的正上方，且能沿着围框的内侧壁面上下滑移，升降柱固定设在垫板与反力承压板之间，升降柱上设置有位移传感器。采用上述结构后，上述柔性BGA载板能与SMT贴片机轨道相配合并固定，能适应各种类型BGA的放置，通用性强，能方便BGA植球与贴片操作。

Description

一种柔性BGA载板

技术领域

本发明涉及BGA加工领域，特别是一种柔性BGA载板。

背景技术

在SMT装配技术中，球栅阵列封装元件（BGA）具有焊点数量众多且隐藏在封装之下的特点，致使难以对贴装质量进行控制，从而难于实现BGA的良好焊接。对贴装不良的BGA进行返修时，需将其拆卸，就必然造成BGA底部锡球损坏。要重新安装BGA，就必须要将焊球回复完整，方法就是重新植球。而任何植球方式第一步都需将BGA焊盘底部清理干净，但在如何植球的方法上存在较大差异。

目前在国内外各SMT生产线所采取的植球方法主要有两种：

手工植球：利用镊子和滤网将锡球逐一摆放在需植球的BGA底部焊盘上，之后进行回流焊。此方式的缺点是效率低，焊球的数量众多时不易操作，锡球摆放稍有偏差就易造成后续回流焊中锡焊接不良，对操作者要求高，不够灵活，不能适用于多个BGA植球。

植球器植球：常见的植球器一般由一块网板和一套夹具组成，网板开孔位置与BGA底部焊盘匹配，孔径一般比球径大一些，夹具用于固定好BGA和网板，使其紧密配合不会晃动，接着将焊球均匀地散播在网板上，摇晃植球器，然后将焊球滚到网板的开孔中，使网板开孔位置的每个孔均滚有一个焊球后，最后将多余的焊球滚到网板边缘，通过预留开口倒出，最后将植球器整体进行回流焊，之后将BGA从植球器中取出。此方法比手工植球成功率高，速度快；缺点是需要针对每种不同的BGA购买或制作与之对应的网板，而BGA的常用封装就有上百种，并且不断有新封装产生，成本高昂且网板制作至少需要2-3天，生产响应速度慢。另外，网板的网孔大于焊球直径，进行焊球网板脱模时，易导致焊球位置不固定，脱模后仍需人工调整，否则可能导致在回流焊时植球失败。

2013年年8月7日第201310168536.X号专利申请，公开了一种BGA植球单点返修方法，其包括:第一步骤:去除BGA芯片底面上的漏球焊盘表面的氧化层和污染物:第二步骤:取膏状助焊剂，并将其涂在漏球焊盘上;第三步骤:在第二步骤中涂援了膏状助焊剂的焊盘上放置与焊盘直径相匹配的锡球;第四步骤:利用热风枪以热风枪的出风垂直于BGA芯片底面的方式对在第三步骤放置了锡球的位置进行加热:第五步骤:在锡球熔化后关闭热风枪，并在关闭热风枪后检测返修是否成功。

上述专利申请，一次只能对一个单点进行植球返修，工作效率低下，另外热风加热焊接，一方面容易造成BGA芯片移动，另一方面造成热量损失较大，工作效率较慢，不适合大力推广使用。

2013年1月16日第201210346219.8号中国发明专利，揭示了一种BGA植球工艺，利用印刷机、载具、钢网、锡膏，进行批量植球。该发明生产相应速度较快，成本较低，但因采用了锡膏进行植球，由于钢网厚度和焊盘开孔直径限制了焊膏量，会导致返修后的BGA与原封装的BGA高度差距较大，焊球的高度无法还原，对于需要有器件高度配合的工艺来说无法使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种的柔性BGA载板，该柔性BGA载板能与SMT贴片机轨道相配合并固定，能适应各种类型BGA的放置，通用性强，能方便BGA植球与贴片操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种柔性BGA载板，通过SMT贴片机中的夹持装置固定在贴片机轨道上，并能沿贴片机轨道进行滑动；BGA载板包括BGA放置槽和与夹持装置相配合的夹持部位，BGA放置槽的槽深和长宽尺寸均能够调节；BGA载板包括围框、底板和L形限位挡板；围框和底板组合形成BGA放置槽；L形限位挡板设置在BGA放置槽的上方，L形限位挡板的外拐角点通过伸缩杆与围框的一个内侧拐角点固定连接；底板包括垫板、反力承压板和升降柱；垫板固定设置在围框的底部，反力承压板设置在垫板的正上方，且能沿着围框的内侧壁面上下滑移，升降柱固定设置在垫板与反力承压板之间，升降柱底部与设置在垫板内的第一电机固定连接，升降柱上设置有位移传感器。

所述伸缩杆与第二电机相连接，第二电机驱动伸缩杆的伸缩。

所述L形限位挡板与BGA相接触的一侧设置有与第二电机相连接的触碰传感器。

所述BGA放置槽的槽深能在1-4mm之间进行调节。

所述L形限位挡板的高度为1mm。

本发明采用上述结构后，上述柔性BGA载板能与SMT贴片机轨道相配合并固定，能适应各种类型BGA的放置，通用性强，能方便BGA植球与贴片操作。

附图说明

图1显示了本发明一种基于SMT贴片机的BGA植球装置的结构示意图。

图2显示了本发明焊球供给装置的结构示意图。

图3显示了BGA载板的俯视图。

图4显示了BGA载板的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图4所示，一种基于SMT贴片机的BGA植球装置，包括SMT贴片机1、贴片机吸嘴11、贴片机轨道12、夹持装置13、红外传感器14、焊球供给装置2、震料桶21、倾斜传输轨道22、透明罩221、供料位222、伸缩挡板23、加热除湿机24、光电传感器25、BGA载板3、围框31、夹持部位32、底板33、反力承压板34、垫板39、限位柱40、第一电机401、第一位移传感器402、L形限位挡板41、伸缩杆411、第二电机412、触碰传感器413、焊球4和BGA5等主要技术特征。

如图1所示，一种基于SMT贴片机的BGA植球装置，包括SMT贴片机、焊球供给装置和若干块BGA载板。

SMT贴片机包括贴片机吸嘴、贴片机轨道、夹持装置和内置在SMT贴片机中的贴片机植球程序；夹持装置滑动连接在贴片机轨道上。

每块BGA载板均通过夹持装置固定在贴片机轨道上，并能沿贴片机轨道进行滑动。

每块BGA载板均包括BGA放置槽和与夹持装置相配合的夹持部位，每个BGA放置槽的槽深和长宽尺寸均能够调节。

焊球供给装置设置在贴片机轨道的一侧。

如图2所示，焊球供给装置包括震料桶、倾斜传输轨道、加热除湿机、光电传感器、湿度传感器和PLC。

震料桶的震动优选由间歇电机所驱动。

倾斜传输轨道的一端与震料桶相连接，倾斜传输轨道的另一端设置有供料位。

位于供料位上游的倾斜传输轨道上设置有伸缩挡板；倾斜传输轨道上设置有用于放置焊球的弧形凹槽，弧形凹槽的深度不小于焊球直径的二分之一，优选为焊球直径的三分之二。

倾斜传输轨道的上方设置有透明罩，透明罩与弧形凹槽之间的最大距离小于两倍焊球直径。

倾斜传输轨道与水平方向的夹角小于30°，优选为15~20°。

加热除湿机设置在供料位的正上方，光电传感器和湿度传感器均设置在加热除湿机上。

震料桶、加热除湿机、光电传感器、湿度传感器和伸缩挡板均与PLC相连接；光电传感器用于检测供料位上是否有焊球；湿度传感器用于检测供料位上焊球的潮湿度。

进一步，供料位与伸缩挡板之间的垂直距离为SMT贴片机中贴片机吸嘴直径的两倍。

进一步，上述SMT贴片机上还设置有能检测BGA载板是否传输到位的红外传感器。

进一步，上述焊球供给装置的供料位与伸缩挡板之间的垂直距离为贴片机吸嘴直径的两倍。

上述BGA载板槽深和长宽尺寸均能够调节，其调节方式如下。

BGA载板包括BGA放置槽和与夹持装置相配合的夹持部位，BGA放置槽的槽深和长宽尺寸均能够调节；BGA载板包括围框、底板和L形限位挡板；围框和底板组合形成BGA放置槽；L形限位挡板设置在BGA放置槽的上方，L形限位挡板的外拐角点通过伸缩杆与围框的一个内侧拐角点固定连接；底板包括垫板、反力承压板和升降柱；垫板固定设置在围框的底部，反力承压板设置在垫板的正上方，且能沿着围框的内侧壁面上下滑移，升降柱固定设置在垫板与反力承压板之间，升降柱底部与设置在垫板内的第一电机固定连接，升降柱上设置有位移传感器。

进一步，伸缩杆与第二电机相连接，第二电机驱动伸缩杆的伸缩。

进一步，L形限位挡板与BGA相接触的一侧设置有与第二电机相连接的触碰传感器。当L形限位挡板与BGA相接触时，触碰传感器能将碰撞接触信号传送给第二电机，使第二电机停止工作。

进一步，BGA放置槽的槽深能在1-4mm之间进行调节。

进一步，L形限位挡板的高度为1mm。

上述柔性BGA载板的尺寸调节方法，包括以下步骤：

步骤1，BGA载板组装：BGA载板包括围框、底板和L形限位挡板；围框和底板组合形成BGA放置槽；L形限位挡板设置在BGA放置槽的上方，L形限位挡板的外拐角点通过伸缩杆与围框的一个内侧拐角点固定连接；底板包括垫板、反力承压板和升降柱；垫板固定设置在围框的底部，反力承压板设置在垫板的正上方，且能沿着围框的内侧壁面上下滑移，升降柱固定设置在垫板与反力承压板之间，升降柱底部与设置在垫板内的第一电机固定连接，升降柱上设置有位移传感器。

步骤2，BGA放置槽槽深调节：根据待植球BGA的厚度尺寸，设置升降柱上位移传感器的升降位移值；启动第一电机，使升降柱带着反力承压板一起上升，位移传感器对升降柱的升降位移进行实时检测，当上升至设定的升降位移值时，位移传感器将停止信号发送给第一电机，第一电机停止工作，BGA放置槽槽深调节完成。

步骤3，放置待植球BGA：将待植球BGA放置在步骤2槽深尺寸调节完成的BGA放置槽中，使待植球BGA的上表面与BGA放置槽顶部平齐。

步骤4，BGA放置槽长宽尺寸调节：步骤1中的伸缩杆伸长，使L形限位挡板对步骤3中的待植球BGA两个相邻侧边进行限位固定。

步骤5，将步骤4中BGA放置槽长宽尺寸调节的BGA载板通过SMT贴片机中的夹持装置固定在贴片机轨道上，等待植球。

一种基于SMT贴片机的BGA植球方法，包括以下步骤。

步骤1，BGA载板尺寸调节：将BGA载板中BGA放置槽的槽深和长宽尺寸调整为与待植球BGA的槽深及长宽尺寸相一致。

步骤2，BGA载板固定：将BGA放置在步骤1尺寸调节完成后的BGA放置槽中，并通过SMT贴片机中的夹持装置将BGA载板固定在贴片机轨道上。

步骤3，焊球供给装置安装与调试：将焊球供给装置设置在贴片机轨道的一侧，焊球供给装置包括震料桶和倾斜传输轨道；倾斜传输轨道的一端与震料桶相连接，倾斜传输轨道的另一端设置有供料位；位于供料位上游的倾斜传输轨道上设置有伸缩挡板；倾斜传输轨道上设置有用于放置焊球的弧形凹槽，倾斜传输轨道的上方设置有透明罩，弧形凹槽的深度不小于焊球直径的二分之一，透明罩与弧形凹槽之间的最大距离小于两倍焊球直径；倾斜传输轨道与水平方向的夹角小于30°。

步骤4，焊球供料：将焊球倒入步骤3中的震料桶内，并启动震料桶，焊球将沿着倾斜传输轨道滚轮至供料位。

步骤5，植球：启动贴片机，调用对应的BGA植球贴片程序，贴片机吸嘴将步骤4中的焊球贴装在步骤2中的BGA焊盘上，进行植球；

上述步骤5中，在贴片机启动后，SMT贴片机上的红外传感器能自动检测BGA载板是否传输到位；当BGA载板传输到位后，贴片机吸嘴才开始动作。

步骤6，贴装完成后，检查每个BGA焊盘上的焊球有无缺球、偏移和桥连。

步骤7，确认贴装合格后，放至回流焊烘烤。

步骤8，植球完成。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种柔性BGA载板，通过SMT贴片机中的夹持装置固定在贴片机轨道上，并能沿贴片机轨道进行滑动；其特征在于：BGA载板包括BGA放置槽和与夹持装置相配合的夹持部位，BGA放置槽的槽深和长宽尺寸均能够调节；BGA载板包括围框、底板和L形限位挡板；围框和底板组合形成BGA放置槽；L形限位挡板设置在BGA放置槽的上方，L形限位挡板的外拐角点通过伸缩杆与围框的一个内侧拐角点固定连接；底板包括垫板、反力承压板和升降柱；垫板固定设置在围框的底部，反力承压板设置在垫板的正上方，且能沿着围框的内侧壁面上下滑移，升降柱固定设置在垫板与反力承压板之间，升降柱底部与设置在垫板内的第一电机固定连接，升降柱上设置有位移传感器。

2.根据权利要求1所述的柔性BGA载板，其特征在于：所述伸缩杆与第二电机相连接，第二电机驱动伸缩杆的伸缩。

3.根据权利要求2所述的柔性BGA载板，其特征在于：所述L形限位挡板与BGA相接触的一侧设置有与第二电机相连接的触碰传感器。

4.根据权利要求1所述的柔性BGA载板，其特征在于：所述BGA放置槽的槽深能在1-4mm之间进行调节。

5.根据权利要求4所述的柔性BGA载板，其特征在于：所述L形限位挡板的高度为1mm。