CN105870027A - 一种用于bga芯片的植球工具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于BGA芯片的植球工具,包括机架、芯片提升装置和钢网模板夹具;机架内部开设有空置腔;机架内部横向设置有固定板;芯片提升装置设置在机架中央位置;芯片提升装置的第一螺纹杆上部螺接有芯片放置单元、下部螺接有中心传递块上;钢网模板夹具包括支座、上夹板和下夹板;上夹板和下夹板中部开设有方形孔;上夹板可拆卸式的放置有遮孔板。本发明的芯片提升单元可以根据不同芯片要求使芯片与钢网模板保持一定的间距,遮孔板快速有效遮蔽了钢网模板上一些无用的孔,有利于后续快速有效的放置焊球,同时可使锁紧或松开钢网模板的操作时间更短,操作更加简便,生产效率更高。

Description

一种用于BGA芯片的植球工具
技术领域
:
[0001]本发明涉及芯片的植球工具,具体而言,涉及一种用于BGA芯片的植球工具。
背景技术
:
[0002]随着技术的进步,芯片集成度不断提高,I/O引脚数量急剧增加,功耗也随之增大,对集成电路封装的要求也更加严格。为了满足发展的需要,BGA封装开始被应用于生产,BGA(英文Ball Grid Array Package)即球栅阵列封装技术,BGA封装的I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面,并排列成一个类似于格子的图案,该技术具有以下优点:I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离大,提高了成品率;虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能;信号传输延迟小,适应频率大大提尚;组装可用共面焊接,可靠性大大提尚。因此BGA为CPU、主板南、北桥芯片等尚密度、尚性能、多引脚封装的最佳选择,很多芯片器件厂家所使用,BGA封装的芯片也就越来越普及。
[0003]由于BGA引脚多为含锡的材料,在进行电路板组装过程中,器件因经高温焊接,器件上的焊锡会融化,并与电路板上的线路端熔接在一起,如果BGA器件需要返修从电路板上拆卸下来时,由于引脚材料在高温下融化变形,器件拆卸下来后,BGA的引脚就变成杂乱不堪的形状,这时的BGA芯片是无法使用的,因此芯片需要重新植入新的焊锡球。
[0004] 现有的BGA植球工艺通常采用钢网模板进行,如中国发明专利CN102881599A公开的BGA植球工艺,把钢网装到印刷机上进行对位固定,并把锡膏涂到钢网上;把若干个BGA装在载具上,并将载具安装到印刷机上,使钢网与载具重合进行锡膏印刷;印刷完成后,检查每个BGA焊盘上的锡膏是否印刷均匀,确认印刷OK后,放到回流焊烘烤,完成植球。上述工艺中存在以下缺点:(I)需要钢网模板与芯片的阵列方式、焊球的大小和间距一一对应,通用性差;(2)钢网模板四周需要用垫块架高,使其与印好助焊剂或焊膏的BGA器件保持精确距离,操作繁琐,需要操作人员具有娴熟的操作技巧;(3)由于不同芯片的厚度和大小不一,有的还需要在返修台上进行操作,因此,上述工艺不适用于各种芯片的统一维修。
[0005]由此可见,现有的BGA植球工艺通用性差、操作繁琐,不适用于各种芯片的统一维修。
[0006] 为解决上述技术问题,申请号为CN201420481106.3的发明公开了一种BGA芯片的植球工具,芯片放置台包括工作台和设在工作台上表面的垫块,垫块用于固定BGA芯片;植球模板包括上、下夹板和夹设在上、下夹板之间的钢网模板,上、下夹板的中心处设有上下贯通的通孔,上、下夹板上围绕通孔设有多组贯通的螺纹孔,其中一组螺纹孔内螺装有调节螺栓。上述发明利用调节螺栓能调节钢网模板与待加工的BGA芯片的距离,且钢网模板设有不同规格,网孔阵列数可覆盖大部分芯片的阵列数,因此可用于大部分芯片的维修,不受芯片的引脚数和厚度限制,制造简单,成本低廉,通用性强。
发明内容
:
[0007]本发明所解决的技术问题:现有技术中所述一种BGA芯片的植球工具,操作人员需用外部工具动作螺纹紧固件以固定上夹板和下夹板,进而夹紧钢网模板,如此,操作繁琐,不利于工作效率的提尚;
[0008]为达到上述目的,本发明提供了一种用于BGA芯片的植球工具,包括芯片、钢网模板、遮孔板、机架、钢网模板夹具和芯片提升装置;机架包括内部开设有空置腔的机架本体;机架内部横向设置有固定板;机架上端面竖直固定若干导杆;
[0009]芯片提升装置包括第一蜗杆、中心传递块和第一螺纹杆;固定板上端面竖直固定有一对支撑座;第一蜗杆通过中心轴纵向枢接在支撑座上;中心传递块上部为圆柱体、下部为蜗轮;中心传递块成型有从上而下贯穿的螺纹孔;中心传递块上部通过轴承枢接在机架上侧壁、下部与第一蜗杆啮合;第一螺纹杆竖直螺接在中心传递块的螺纹孔中;第一螺纹杆下端穿过固定板;第一螺纹杆上端螺接有芯片放置单元;芯片放置单元包括芯片放置盒和底座;所述芯片放置盒固定在底座上端;底座由上方的圆柱环体和下方圆形板固连而成;所述圆形板中心螺接在第一螺纹杆上、圆周边缘插设在导杆上;
[0010]钢网模板夹具包括支座、上夹板和下夹板;支座由若干支柱组成;下夹板固定在支座上;上夹板和下夹板为尺寸相同的方形板;上夹板中心位置开设有上方形孔;下夹板上端面中心位置开设有钢网模板槽、下端面中心位置开设有下方形孔;下方形孔和钢网模板槽相通;上方形孔和下方形孔尺寸相同;钢网模板槽尺寸大于下方形孔尺寸;下夹板四个角上竖直向上固定有四个气缸;所述上夹板固定在四个气缸的活塞杆上;
[0011 ]芯片放置盒为开设有矩形槽的长方体;
[0012]钢网模板放置在下夹板的钢网模板槽中;
[0013]遮孔板尺寸与上方形孔的尺寸相同。
[0014]作为上述技术方案的优选,芯片放置盒的矩形槽的长宽尺寸与芯片的长宽尺寸相同。
[0015]作为上述技术方案的优选,芯片放置盒的矩形槽的槽深小于芯片的厚度。
[0016]作为上述技术方案的优选,钢网模板槽的槽深与钢网模板的厚度相同。
[0017]作为上述技术方案的优选,遮孔板与芯片种类配对,遮孔板开设的第一孔与芯片焊点相对应,第一孔与钢网模板开设有部分第二孔相对应。
[0018]本发明的有益效果在于:芯片提升单元可以根据不同芯片要求使芯片与钢网模板保持一定的间距,遮孔板快速有效遮蔽了钢网模板上一些无用的孔,有利于后续快速有效的放置焊球,同时可使锁紧或松开钢网模板的操作时间更短,操作更加简便,生产效率更尚O
附图说明
:
[0019]图1为本发明的正视的剖面结构示意图;
[0020]图2为本发明的俯视的结构不意图;
[0021 ]图3为本发明的钢网模板40的俯视的结构示意图;
[0022] 图4为本发明的遮孔板50的结构不意图;
[0023]图中,10、机架;11、机架本体;12、固定板;13、导杆;20、钢网模板夹具;21、支座;22、下夹板;221、活塞;223、钢网模板槽;224、下方形孔;23、上夹板;231、上方形孔;30、芯片提升装置;31、支撑座;32、中心轴;33、第一蜗杆;34、中心传递块;35、第一螺纹杆;36、芯片放置单元;361、芯片放置盒;40、钢网模板;41、第二孔;50、遮孔板;51、第一孔。
具体实施方式
:
[0024]如图1、图2所示,本发明提供了一种用于BGA芯片的植球工具,包括芯片、钢网模板40、遮孔板50、机架10、钢网模板夹具20和芯片提升装置30;机架10包括内部开设有空置腔的机架本体11;机架10内部横向设置有固定板12;机架10上端面竖直固定若干导杆13;
[0025]如图1、图2所示,芯片提升装置30包括第一蜗杆33、中心传递块34和第一螺纹杆35;固定板12上端面竖直固定有一对支撑座31;第一蜗杆33通过中心轴32纵向枢接在支撑座31上;中心传递块34上部为圆柱体、下部为蜗轮;中心传递块34成型有从上而下贯穿的螺纹孔;中心传递块34上部通过轴承枢接在机架10上侧壁、下部与第一蜗杆33啮合;第一螺纹杆35竖直螺接在中心传递块34的螺纹孔中;第一螺纹杆35下端穿过固定板12;第一螺纹杆35上端螺接有芯片放置单元36;芯片放置单元36包括芯片放置盒361和底座;所述芯片放置盒361固定在底座上端;底座由上方的圆柱环体和下方圆形板固连而成;所述圆形板中心螺接在第一螺纹杆35上、圆周边缘插设在导杆13上;
[0026]如图1、图2所示,钢网模板夹具20包括支座21、上夹板23和下夹板22;支座21由若干支柱组成;下夹板22固定在支座21上;上夹板23和下夹板22为尺寸相同的方形板;上夹板23中心位置开设有上方形孔231;下夹板22上端面中心位置开设有钢网模板槽223、下端面中心位置开设有下方形孔224;下方形孔224和钢网模板槽223相通;上方形孔231和下方形孔224尺寸相同;钢网模板槽223尺寸大于下方形孔224尺寸;下夹板22四个角上竖直向上固定有四个气缸;所述上夹板23固定在四个气缸的活塞杆221上;
[0027]如图1、图2所示,芯片放置盒361为开设有矩形槽的长方体;
[0028]如图1、图2所示,钢网模板40放置在下夹板22的钢网模板槽223中;
[0029]如图1、图2所示,遮孔板50尺寸与上方形孔231的尺寸相同。
[0030]如图1、图2所示,芯片放置盒361的矩形槽的长宽尺寸与芯片的长宽尺寸相同。
[0031]如图1、图2所示,芯片放置盒361的矩形槽的槽深小于芯片的厚度。
[0032]如图1、图2所示,钢网模板槽223的槽深与钢网模板40的厚度相同。
[0033]如图3、图4所示,遮孔板50与芯片种类配对,遮孔板50开设的第一孔51与芯片焊点相对应,第一孔51与钢网模板40开设有部分第二孔41相对应。
[0034]具体操作时,本发明所述用于BGA芯片的植球工具的工作流程如下:
[0035]第一步,将待加工的的BGA芯片放置于芯片放置盒361内;
[0036]第二步,根据待加工的BGA芯片的引脚大小和间距来选择合适的钢网模板40,钢网模板的网孔需要稍大于焊球直径;
[0037]第三步,同时启动气缸通过活塞杆221带动上夹板23向下运动,与下夹板22—起夹紧钢网模板40;
[0038]第四步,电机或者人工驱动中心轴32,中心轴32带动第一蜗杆33,第一蜗杆33带动中心传递块34旋转,中心传递块34带动第一螺纹杆35旋转,第一螺纹杆35使芯片放置单元36沿导杆13向上运动,S卩BGA芯片向上运动;BGA芯片上升到距离钢网模板40约一个焊球直径的距离,以焊球直径的0.8〜1.2倍为佳;
[0039]第五步,因钢网模板40上含有较多的网孔阵列,将待加工的BGA芯片与其对应的网孔阵列对准后,在遮孔板50放入上方形孔231中,然后将焊球倒在遮孔板50第一孔51中,使焊球落入待加工的BGA芯片上的焊点,这样可以避免焊球进入不准对焊点的孔中,避免焊球的浪费及污染;
[0040]第六步,将整个用于BGA芯片的植球工具放入回流炉或在返修台上面进行加温焊接;
[0041]第七步,焊接完成后,电机或者人工驱动中心轴32逆向旋转,促使芯片放置单元36下降,将待加工的BGA芯片从芯片放置盒361中取下。
[0042]以上内容仅为本发明的较佳实施方式,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种用于BGA芯片的植球工具,其特征在于:包括芯片、钢网模板(40)、遮孔板(50)、机架(10)、钢网模板夹具(20)和芯片提升装置(30);机架(10)包括内部开设有空置腔的机架本体(11);机架(10)内部横向设置有固定板(12);机架(10)上端面竖直固定若干导杆(13); 芯片提升装置(30)包括第一蜗杆(33)、中心传递块(34)和第一螺纹杆(35);固定板(12)上端面竖直固定有一对支撑座(31);第一蜗杆(33)通过中心轴(32)纵向枢接在支撑座(31)上;中心传递块(34)上部为圆柱体、下部为蜗轮;中心传递块(34)成型有从上而下贯穿的螺纹孔;中心传递块(34)上部通过轴承枢接在机架(10)上侧壁、下部与第一蜗杆(33)啮合;第一螺纹杆(35)竖直螺接在中心传递块(34)的螺纹孔中;第一螺纹杆(35)下端穿过固定板(12);第一螺纹杆(35)上端螺接有芯片放置单元(36);芯片放置单元(36)包括芯片放置盒(361)和底座;所述芯片放置盒(361)固定在底座上端;底座由上方的圆柱环体和下方圆形板固连而成;所述圆形板中心螺接在第一螺纹杆(35)上、圆周边缘插设在导杆(13)上; 钢网模板夹具(20)包括支座(21)、上夹板(23)和下夹板(22);支座(21)由若干支柱组成;下夹板(22)固定在支座(21)上;上夹板(23)和下夹板(22)为尺寸相同的方形板;上夹板(23)中心位置开设有上方形孔(231);下夹板(22)上端面中心位置开设有钢网模板槽(223)、下端面中心位置开设有下方形孔(224);下方形孔(224)和钢网模板槽(223)相通;上方形孔(231)和下方形孔(224)尺寸相同;钢网模板槽(223)尺寸大于下方形孔(224)尺寸;下夹板(22)四个角上竖直向上固定有四个气缸;所述上夹板(23)固定在四个气缸的活塞杆(221)上; 芯片放置盒(361)为开设有矩形槽的长方体; 钢网模板(40)放置在下夹板(22)的钢网模板槽(223)中; 遮孔板(50)尺寸与上方形孔(231)的尺寸相同。
2.根据权利要求1所述的一种用于BGA芯片的植球工具,其特征在于:芯片放置盒(361)的矩形槽的长宽尺寸与芯片的长宽尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的一种用于BGA芯片的植球工具,其特征在于:芯片放置盒(361)的矩形槽的槽深小于芯片的厚度。
4.根据权利要求1所述的一种用于BGA芯片的植球工具,其特征在于:钢网模板槽(223)的槽深与钢网模板(40)的厚度相同。
5.根据权利要求1所述的一种用于BGA芯片的植球工具,其特征在于:遮孔板(50)与芯片种类配对,遮孔板(50)开设的第一孔(51)与芯片焊点相对应,第一孔(51)与钢网模板(40)开设有部分第二孔(41)相对应。
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