CN111681972A - 一种辅助带引脚贴装芯片除金的工装及除金搪锡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辅助带引脚贴装芯片除金的工装，包含芯片载板(1)、压条(2)、硅胶垫块(3)和不脱卸紧固螺钉(4)，芯片载板(1)为正方形，芯片载板(1)的一个面上排列有若干个用于摆放芯片方形凸台(11)和圆柱凸台(13)；压条(2)的二端上设有螺纹孔，压条(2)的宽度不超过方形凸台(11)的宽度；不脱卸紧固螺钉(4)拧入螺纹孔和圆柱凸台(13)进行固定；硅胶垫块(3)粘贴在压条(2)对应方形凸台(11)中心的位置。本发明可以提高芯片去金搪锡效率和焊接质量。
Description
技术领域
本发明属于表面贴装技术(Surface Mount Technology，SMT)相关领域，具体涉及一种带引脚贴装芯片的自动除金工装及方法，尤其是一种自动去除QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片引脚镀金层的工装及方法。
背景技术
GJB/Z 163、IPC/EIA J-STD-001G和QJ3117-99等国内外相关标准中规定，引脚镀金的器件在表面组装焊接之前应进行除金，以避免含金焊点在使用过程中“金脆”开裂的问题，导致焊点力学性能下降，严重影响电气连接的可靠性。对于航空航天产品，环境要求苛刻且可靠性要求很高，而“金脆”现象严重影响产品服役期间的可靠性和使用寿命，需要进行相应的除金操作。
近年来，随着我国武器装备自主可控要求的进一步提高，各型号电子元器件国产化的比例越来越高，甚至有些电子元器件型号提出了100％国产化的要求。在这样的背景下，我国武器装备使用了越来越多的镀金引脚的芯片，这些芯片多为国产厂家生产的陶瓷封装芯片，引脚表面100％镀金，金层厚度1.3～5.7μm不等，芯片最小的引脚间距为0.5mm，引脚长度最小的约1mm。
QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚封装类型的芯片是一种方型扁平式表面贴装芯片，该类型芯片封装尺寸小、引脚较多且细小，引脚间距可以小至0.5mm，该类型芯片在实际使用中用量较多。目前行业内除金的方法多为使用锡锅在工装的辅助下进行手工除金，该方法主要存在以下问题：
1.手工操作易导致引脚变形，增加焊接难度和虚焊风险，且手工操作效率低、一致性差，不适用于大批量去金搪锡作业；
2.芯片引脚细密、长度小，手工去金搪锡易产生桥连等焊接缺陷；
3.对于间距≤0.65mm、引脚长度≤1mm的QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片，若进行手工搪锡，容易出现引脚连锡缺陷，且对手工操作的技能要求很高。
发明内容
因此，为了解决QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片的除金难题，避免手工除金难度大、风险高的问题，以及提高除金效率，本发明的发明目的在于提供一种辅助带引脚贴装芯片除金的工装，以及利用该工装的除金搪锡方法，实现QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片的自动化去金搪锡作业，以提高芯片去金搪锡效率和焊接质量。
本发明的发明目的一通过以下技术方案实现：
一种辅助带引脚贴装芯片除金的工装，包含芯片载板1、压条2、硅胶垫块3和不脱卸紧固螺钉4；
芯片载板1为正方形，芯片载板1的一个面上排列有若干个方形凸台11和圆柱凸台13；方形凸台11以N*N的方式矩阵排列在芯片载板1的中心区域，相邻方形凸台11之间的距离相同；方形凸台上设置有与待除金芯片尺寸相匹配的凹槽12；圆柱凸台13放置在芯片载板1的四条边上，每个边上有N个圆柱凸台13，与同排的方形凸台11在同一直线上，圆柱凸台13有供不脱卸紧固螺钉4拧入的螺纹孔；
压条2的二端上也有供不脱卸紧固螺钉4拧入的螺纹孔，压条2的宽度不超过方形凸台11的宽度；
硅胶垫块3粘贴在压条2对应方形凸台11中心的位置。
优选地，芯片载板1的材料为碳纤维板。
优选地，材料为碳纤维板。
本发明的另一发明目的通过以下技术方案实现：
一种除金搪锡方法，利用上述辅助带引脚贴装芯片除金的工装实现，包含以下步骤：
步骤一、将有引脚的芯片放置于芯片载板1上的凹槽12内，通过不脱卸螺钉将压条2和芯片载板1紧固；其中；所有芯片的引脚摆放方向一致；
步骤二、将有芯片面的芯片载板1向下后固定于选择性波峰焊通用载具上，通过选择性波峰焊机控制面板，选择芯片对应的去金程序，自动启动芯片去金流程，依次完成芯片的上料、助焊剂喷涂、预热、去金搪锡和下料流程。
对于四边有引脚的芯片还包含以下步骤：
步骤四、将压条2旋转90°进行紧固，重复步骤三。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的辅助带引脚贴装芯片除金的工装以及利用该工装的除金搪锡方法，具有操作简单、适用性广、成本低等优点，对提升QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片的去金效率和焊接质量具有重要意义。本发明可提高的去金搪锡作业的效率及一致性，降低QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片去金过程中发生引脚变形的风险，对间距≤0.65mm、引脚长度≤1mm的QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片也可进行自动化去金搪锡，适用性广、成本低，对提高生产效率和芯片焊接质量具有重要意义。
附图说明
图1为实施例所示的辅助带引脚贴装芯片除金的工装的结构示意图。
图2为压条、硅胶垫块和不脱卸紧固螺钉的组合示意图。
图3为芯片载板1与压条2固定的示意图。
图4为芯片载板的结构示意图。
图5为去金方向示意图。
图6为两边引脚贴装芯片去金流程。
图7为两边引脚贴装芯片去金流程。
图8为两边引脚贴装芯片去金路径。
图9为四边引脚贴装芯片去金路径。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
参见图1至图4所示，本实施例所示的辅助带引脚贴装芯片除金的工装包含芯片载板1、压条2、硅胶垫块3和不脱卸紧固螺钉4。
芯片载板1的材料为碳纤维板，具有很好的热稳定性和隔热性，可防治芯片过热损坏。如图4所示，芯片载板1为正方形，芯片载板1的一个面上排列有若干个方形凸台11和圆柱凸台13。方形凸台11以N*N的方式矩阵排列在芯片载板1的中心区域，相邻方形凸台11之间的距离相同。方形凸台上设置有与待除金芯片5尺寸相匹配的凹槽12，凹槽尺寸稍大于芯片本体尺寸；圆柱凸台13放置在芯片载板1的四条边上，每个边上有N个圆柱凸台13，与同排的方形凸台11在同一直线上，圆柱凸台13有供不脱卸紧固螺钉4拧入的螺纹孔。
压条2的材料为碳纤维板，参见图2所示，压条2的二端上也有供不脱卸紧固螺钉4拧入的螺纹孔。压条2的宽度不超过方形凸台11的尺寸。
参见图2、图3所示，硅胶垫块3粘贴在压条2对应方形凸台11中心的位置，硅胶具有一定的弹性和耐热性，可防止过压损坏芯片5。通过不脱卸紧固螺钉将压条2与芯片载板1进行螺纹紧固后，硅胶垫块可以保证芯片的有效固定，防止去金搪锡时芯片松动或掉落。
利用辅助带引脚贴装芯片除金的工装的除金搪锡方法包含以下步骤：
步骤一、将QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的芯片放置于芯片载板1方形凸台上的凹槽12内(两边引脚芯片放置时，所有芯片的引脚摆放方向一致)，通过不脱卸螺钉4将压条2和芯片载板1紧固。
步骤二、接着芯片载板1翻转(固定有芯片一面向下)，固定于选择性波峰焊通用载具上，通过选择性波峰焊机控制面板，选择芯片对应的去金程序，自动启动芯片去金流程，依次完成芯片的上料、助焊剂喷涂、预热、去金搪锡和下料流程。去金过程中，选择性波峰焊机喷头沿着去金方向匀速移动，锡波依次浸润芯片引脚去金段，一次性完成镀金芯片的去金搪锡操作，去金搪锡原理和过程如图5所示。
步骤三、对于两边有引脚类的封装芯片，可一次性完成压条两边漏出的芯片引脚的去金搪锡流程；对于四边有引脚类封装芯片，需要进行两次去金搪锡操作，第一次去金搪锡操作与两边有引脚类封装芯片相同，第二次去金搪锡操作只需要将所有压条旋转90°进行紧固，使压条两侧漏出的芯片引脚未去金搪锡，再次完成上料、助焊剂喷涂、预热、去金搪锡和下料流程，完成四边有引脚类封装芯片所有引脚的去金搪锡操作。不同的芯片具有不同的预热温度、锡波温度和去金速度。
自动去除QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片引脚镀金层的典型流程如图6、图7所示。QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片去金典型路径如图8、图9所示。
本发明设计的自动去除QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片引脚镀金层的工装及方法，具有操作简单、适用性广、成本低等优点，对提升QFP、QFN、SOP等两边或四边有引脚的贴装芯片的去金效率和焊接质量具有重要意义。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1.一种辅助带引脚贴装芯片除金的工装，包含芯片载板(1)、压条(2)、硅胶垫块(3)和不脱卸紧固螺钉(4)，其特征在于：
芯片载板(1)为正方形，芯片载板(1)的一个面上排列有若干个方形凸台(11)和圆柱凸台(13)；方形凸台(11)以N*N的方式矩阵排列在芯片载板(1)的中心区域，相邻方形凸台(11)之间的距离相同；方形凸台上设置有与待除金芯片尺寸相匹配的凹槽(12)；圆柱凸台(13)放置在芯片载板(1)的四条边上，每个边上有N个圆柱凸台(13)，与同排的方形凸台(11)在同一直线上，圆柱凸台(13)有供不脱卸紧固螺钉(4)拧入的螺纹孔；
压条(2)的二端上也有供不脱卸紧固螺钉(4)拧入的螺纹孔，压条(2)的宽度不超过方形凸台(11)的宽度；
硅胶垫块(3)粘贴在压条(2)对应方形凸台(11)中心的位置。
2.根据权利要求1所述的一种辅助带引脚贴装芯片除金的工装，其特征在于芯片载板(1)的材料为碳纤维板。
3.根据权利要求1所述的一种辅助带引脚贴装芯片除金的工装，其特征在于压条(2)的材料为碳纤维板。
4.一种除金搪锡方法，利用权利要求1至3任一所述的辅助带引脚贴装芯片除金的工装实现，包含以下步骤：
步骤一、将有引脚的芯片放置于芯片载板1上的凹槽(12)内，通过不脱卸螺钉将压条(2)和芯片载板(1)紧固；其中；所有芯片的引脚摆放方向一致；
步骤二、将有芯片面的芯片载板(1)向下后固定于选择性波峰焊通用载具上，通过选择性波峰焊机控制面板，选择芯片对应的去金程序，自动启动芯片去金流程，依次完成芯片的上料、助焊剂喷涂、预热、去金搪锡和下料流程。
5.根据权利要求4所述一种除金搪锡方法，其特征在于还包含以下步骤：
步骤四、将压条(2)旋转90°进行紧固，重复步骤三。
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