CN113369621B - 一种芯片单点焊球清除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种芯片单点焊球清除装置，包括第一平移机构、与第一平移机构滑动连接的第一升降机构、与第一升降机构驱动连接的升降滑板，以及安装于升降滑板上的视觉定位机构和单点除锡机构；所述单点除锡机构上还设有热风吹气机构和真空吸附机构。本发明采用非接触式的除锡方式，通过向焊盘吹热风，以将锡球融化，再通过真空吸嘴吸取锡渣，进而达到清除锡球的目的，且整个作业过程中，在高精度的激光位移传感器测量焊盘高度以及称重传感器的辅助下，单点除锡机构与焊盘无直接接触，可避免在外力作用下损坏焊盘的风险。

Description

一种芯片单点焊球清除装置

技术领域

本发明涉及芯片焊球清除技术领域，尤其涉及一种芯片单点焊球清除装置。

背景技术

随着电子工业的高速发展，电子产品的集成能力在不断提升，功能日益强大而体积却越来越小型化。随着电子元气件的布局越来越紧凑，对于BGA、芯片的工艺要求也日益提升，其芯片上的锡球直径越来越小，所以在批量生产的过程中会出现一定概率的连桥、大小球、虚焊、偏位等不良问题。

因此，需要对这些不良的芯片针对缺陷点进行返修，除掉带缺陷的锡球，然后进行植球修正。同样，后期由PCB上拆卸下来的BGA也需要进行除锡、植球后再次利用。可是随着工艺要求的提高，传统维修方式很难满足需求，传统除锡方式为人工用电烙铁加吸锡线清理焊盘。目前很多BGA的焊盘已达到0.2毫米以下，导致金属焊盘在线路板上的附着力大大降低，用传统电烙铁清理锡球时，吸锡线表面非常粗糙，稍有不慎就会将焊盘一起带掉导致产品直接报废。而且，目前的除锡方式无法做到单点除锡，一旦一个BGA、芯片上出现一点缺陷就只能把整个BGA上的锡球都除掉，这样会大大造成锡球等材料的浪费，很难降低维修成本，同时，也加大了由于除锡不慎造成芯片报废的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种芯片单点焊球清除装置，以解决现有除锡方式存在的易损坏芯片、除锡成本高、除锡效率低等问题。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种芯片单点焊球清除装置，包括第一平移机构、与第一平移机构滑动连接的第一升降机构、与第一升降机构驱动连接的升降滑板，以及安装于升降滑板上的视觉定位机构和单点除锡机构；所述单点除锡机构上还设有热风吹气机构和真空吸附机构；所述视觉定位机构用于定位芯片上待清除焊球的焊盘位置，第一平移机构用于与第一升降机构相互配合驱动单点除锡机构移动至该焊盘的上方；所述热风吹气机构用于向该焊盘吹热风以将锡球融化，真空吸附机构用于将锡球融化后的锡渣吸取清除。

进一步地，所述单点除锡机构包括固定安装于升降滑板一侧的第一固定座、安装于第一固定座顶部的称重传感器，以及滑动布置于第一固定座一侧且其顶部与称重传感器接触的除锡滑动座；所述热风吹气机构和真空吸附机构均安装于除锡滑动座上。

进一步地，所述除锡滑动座的一侧上部设有第一固定支架，除锡滑动座的该侧下部还设有除锡固定座；所述除锡固定座内还设有第一腔体，且除锡固定座的底部还设有与第一腔体连通的出风嘴；所述热风吹气机构包括安装于第一固定支架上的热风加热器，且热风加热器的一端插设于除锡固定座内并与第一腔体连通；所述热风加热器的另一端还设有用于接入外部气源的通气接口。

进一步地，所述真空吸附机构包括插设于出风嘴内的真空吸嘴，以及安装于除锡固定座一侧并与真空吸嘴连通的锡渣回收盒；所述锡渣回收盒的一端还设有用于接入外部负压气源的真空接口。

进一步地，所述除锡固定座的另一侧还安装有与真空吸嘴和锡渣回收盒连通的辅助吹气接口。

进一步地，所述单点除锡机构还包括与真空接口连通的锡渣过滤盒，以及安装于锡渣过滤盒上的真空发生器。

进一步地，所述单点除锡机构还包括与通气接口连通的热风流量开关。

进一步地，所述视觉定位机构包括安装于升降滑板上的第一升降气缸、滑动布置于升降滑板上并与第一升降气缸驱动连接的光源组件，以及安装于升降滑板上并位于光源组件上方的CCD相机。

进一步地，所述升降滑板上还安装有激光位移传感器，激光位移传感器用于测量芯片上待清除的焊球所在的焊盘高度。

进一步地，所述升降滑板上还安装有点胶压电阀组件。

采用上述方案，本发明的有益效果是：

1)采用非接触式的除锡方式，通过向焊盘吹热风，以将锡球融化，再通过真空吸嘴吸取锡渣，进而达到清除锡球的目的，且整个作业过程中，在高精度的激光位移传感器测量焊盘高度的辅助下，单点除锡机构与焊盘无直接接触，可避免在外力作用下损坏焊盘的风险；

2)采用单点除锡的方式，基于视觉定位，可有效针对芯片的单点缺陷进行除锡，不需整片全部除锡，可提高除锡效率，有效减少浪费，同时，大大降低除锡过程中芯片损坏报废的风险；

3)作业过程中，可自动收集锡渣，自动将锡渣排放在指定的容器中，处理方便；

4)通过激光位移传感器和称重传感器的相互配合，可避免单点除锡机构与芯片直接接触，进而降低损坏芯片的风险；

5)热风加热器采用闭环控温的方式，整体温度控制稳定精确，可避免因温度偏差造成除锡不干净或过热损坏产品的问题发生；

6)根据工艺需求可进行选配点胶压电阀组件，以满足不同的使用需求，泛用性强。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为图1的正视图；

图3为本发明的单点除锡机构、热风吹气机构和真空吸附机构的立体图；

图4为图3的剖视图；

图5为本发明的具体应用图；

其中，附图标识说明：

1—第一平移机构； 2—第一升降机构；

3—升降滑板； 4—视觉定位机构；

5—单点除锡机构； 6—热风吹气机构；

7—真空吸附机构； 8—激光位移传感器；

9—点胶压电阀组件； 51—第一固定座；

52—称重传感器； 53—除锡滑动座；

54—第一固定支架； 55—除锡固定座；

56—出风嘴； 57—锡渣过滤盒；

58—真空发生器； 59—热风流量开关；

61—热风加热器； 62—通气接口；

71—真空吸嘴； 72—锡渣回收盒；

73—真空接口； 74—辅助吹气接口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

参照图1至5所示，本发明提供一种芯片单点焊球清除装置，包括第一平移机构1、与第一平移机构1滑动连接的第一升降机构2、与第一升降机构2驱动连接的升降滑板3，以及安装于升降滑板3上的视觉定位机构4和单点除锡机构5；所述单点除锡机构5上还设有热风吹气机构6和真空吸附机构7；所述视觉定位机构4用于定位芯片上待清除焊球的焊盘位置，第一平移机构1用于与第一升降机构2相互配合驱动单点除锡机构5移动至该焊盘的上方；所述热风吹气机构6用于向该焊盘吹热风以将锡球融化，真空吸附机构7用于将锡球融化后的锡渣吸取清除。

其中，所述单点除锡机构5包括固定安装于升降滑板3一侧的第一固定座51、安装于第一固定座51顶部的称重传感器52，以及滑动布置于第一固定座51一侧且其顶部与称重传感器52接触的除锡滑动座53；所述热风吹气机构6和真空吸附机构7均安装于除锡滑动座53上；所述除锡滑动座53的一侧上部设有第一固定支架54，除锡滑动座53的该侧下部还设有除锡固定座55；所述除锡固定座55内还设有第一腔体，且除锡固定座55的底部还设有与第一腔体连通的出风嘴56；所述热风吹气机构6包括安装于第一固定支架54上的热风加热器61，且热风加热器61的一端插设于除锡固定座55内并与第一腔体连通；所述热风加热器61的另一端还设有用于接入外部气源的通气接口62；所述真空吸附机构7包括插设于出风嘴56内的真空吸嘴71，以及安装于除锡固定座55一侧并与真空吸嘴71连通的锡渣回收盒72；所述锡渣回收盒72的一端还设有用于接入外部负压气源的真空接口73。

所述除锡固定座55的另一侧还安装有与真空吸嘴71和锡渣回收盒72连通的辅助吹气接口74；所述单点除锡机构5还包括与真空接口73连通的锡渣过滤盒57，以及安装于锡渣过滤盒57上的真空发生器58；所述单点除锡机构5还包括与通气接口62连通的热风流量开关59；所述视觉定位机构4包括安装于升降滑板3上的第一升降气缸、滑动布置于升降滑板3上并与第一升降气缸驱动连接的光源组件，以及安装于升降滑板3上并位于光源组件上方的CCD相机；所述升降滑板3上还安装有激光位移传感器8，激光位移传感器8用于测量芯片上待清除的焊球所在的焊盘高度；所述升降滑板3上还安装有点胶压电阀组件9。

本发明工作原理：

继续参照图1至5所示，本发明在具体应用时，可以和外部的恒温预热平台配套使用，芯片、BGA等首先在恒温的预热平台上预热一定时间，使得芯片上的锡球已经接近融化状态，当单点除锡机构5向其吹热风时，可加快锡球融化速度，进而提高单点除锡机构5除锡的工作效率；本实施例中，第一平移机构1和第一升降机构2均可为直线电机组件，在此不作限制，本发明工作过程如下：

1)首先外部移载机构将芯片移动至视觉定位机构4的下方，视觉定位机构4的CCD相机对其进行拍照，通过后台处理分析，对芯片上的缺陷点位置(需清除锡球的焊盘位置)进行精准定位，随后，高精度的激光位移传感器8会对缺陷点位置四周进行测高以确定焊盘的高度，确保单点除锡机构5在下降时，不会与芯片、焊盘直接接触，进而避免在外力作用下损坏焊盘；同时，还设有称重传感器52，当单点除锡机构5下降高度过大，与焊盘接触时，称重传感器52感应到应力变化，进而判断真空吸嘴71与焊盘接触，后台停机检修，以避免损坏产品，与激光位移传感器8相互配合，实现双重保护的目的；

2)定位缺陷点的位置后，真空吸附机构7移动至该缺陷点的上方(真空吸嘴71距清洁面5mm左右位置)，热风加热器61打开，经出风嘴56向缺陷点位置处吹热风，使其快速升温至设定的熔锡温度，加热到设定温度后，继续吹热风一段时间，以保证缺陷锡球已经完全融化；同时，热风加热器61还连接有热风流量开关59，可调节吹气的流量以及实时监控热风流量大小，对热风加热器61起到保护作用；且热风加热器61采用闭环控温的方式，可保证温度控制的精确性；

3)随后，单点除锡机构5下降至离焊盘0.1mm-0.2mm处，真空发生器58打开，真空吸嘴71将融化后的锡渣吸附至锡渣回收盒72内，以达到非接触式除锡的目的，进而可在不损坏焊盘的前提下，达到除锡的目的，在吸取锡渣的同时，经辅助吹气接口74吹气，将吸取至真空吸嘴71内的锡渣吹至锡渣回收盒72，可避免锡渣凝结而导致堵塞，同时，真空发生器58还连接有锡渣过滤盒57，可对锡渣进行过滤；

4)在升降滑板3上还安装有点胶压电阀组件9，如果所除锡的芯片型号在除锡时需要进行点胶，在调试时将其设定好，在对芯片预热前，对其进行点胶工作；

5)在锡球清除完成后，CCD相机对其进行再次拍照，以检验除锡的效果，并判断是否需要再次进行除锡；

6)定期清理锡渣过滤盒57和锡渣回收盒72中的锡渣，且在该实施例中，锡渣回收盒72为磁吸快拆结构，锡渣过滤盒57为快速更换滤芯结构，均能实现方便清理的功能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种芯片单点焊球清除装置，其特征在于，包括第一平移机构、与第一平移机构滑动连接的第一升降机构、与第一升降机构驱动连接的升降滑板，以及安装于升降滑板上的视觉定位机构和单点除锡机构；所述单点除锡机构上还设有热风吹气机构和真空吸附机构；所述视觉定位机构用于定位芯片上待清除焊球的焊盘位置，第一平移机构用于与第一升降机构相互配合驱动单点除锡机构移动至该焊盘的上方；所述热风吹气机构用于向该焊盘吹热风以将锡球融化，真空吸附机构用于将锡球融化后的锡渣吸取清除；

所述单点除锡机构包括固定安装于升降滑板一侧的第一固定座、安装于第一固定座顶部的称重传感器，以及滑动布置于第一固定座一侧且其顶部与称重传感器接触的除锡滑动座；所述热风吹气机构和真空吸附机构均安装于除锡滑动座上；

所述除锡滑动座的一侧上部设有第一固定支架，除锡滑动座的该侧下部还设有除锡固定座；所述除锡固定座内还设有第一腔体，且除锡固定座的底部还设有与第一腔体连通的出风嘴；所述热风吹气机构包括安装于第一固定支架上的热风加热器，且热风加热器的一端插设于除锡固定座内并与第一腔体连通；所述热风加热器的另一端还设有用于接入外部气源的通气接口；

所述真空吸附机构包括插设于出风嘴内的真空吸嘴，以及安装于除锡固定座一侧并与真空吸嘴连通的锡渣回收盒；所述锡渣回收盒的一端还设有用于接入外部负压气源的真空接口；

所述除锡固定座的另一侧还安装有与真空吸嘴和锡渣回收盒连通的辅助吹气接口；

所述升降滑板上还安装有激光位移传感器，激光位移传感器用于测量芯片上待清除的焊球所在的焊盘高度。

2.根据权利要求1所述的芯片单点焊球清除装置，其特征在于，所述单点除锡机构还包括与真空接口连通的锡渣过滤盒，以及安装于锡渣过滤盒上的真空发生器。

3.根据权利要求1所述的芯片单点焊球清除装置，其特征在于，所述单点除锡机构还包括与通气接口连通的热风流量开关。

4.根据权利要求1所述的芯片单点焊球清除装置，其特征在于，所述视觉定位机构包括安装于升降滑板上的第一升降气缸、滑动布置于升降滑板上并与第一升降气缸驱动连接的光源组件，以及安装于升降滑板上并位于光源组件上方的CCD相机。

5.根据权利要求1所述的芯片单点焊球清除装置，其特征在于，所述升降滑板上还安装有点胶压电阀组件。

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