CN114245585A - 一种压合治具及压合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压合治具及压合方法，所述压合治具包括：底座；压合腔，安装于所述底座上，并且于所述压合腔的操作面设有压合操作窗口；承载机构，位于所述压合腔内，并放置在所述底座上，供承载待压合件；压合机构，包括位于所述压合腔内的活动导轨、压合组件以及伸出所述压合腔顶面的驱动件，所述活动导轨垂直安装于所述底座上，并且设置于所述承载机构四周，所述压合组件可滑动地安装于所述活动导轨上，所述驱动件连接于所述压合组件，能够带动所述压合组件沿着所述活动导轨向下运动，以压合所述待压合件。其能够自动控制压合组件的压头的升降，不需要人工操作控制压头的升降，能够降低人工成本，提高压合效率。

Description

一种压合治具及压合方法

技术领域

本发明涉及压合领域，进一步地涉及一种压合治具及压合方法。

背景技术

球栅封装(BGA，Ball GridArray Package)是近年来新出现的集成电路封装技术，其能够在体积不变的情况下将内存容量提高到两到三倍，并且具有更加快速和有效的散热途径。

目前，在对球栅封装电路压合的过程中，通常需要人工完成扫描、放料、下压以及记录等多步操作，操作过程繁琐，人工成本较高。另一方面，在人工控制治具下压的过程中下压的力的大小不易控制，容易出现压坏电路板或下压距离不够引起治具与电路板接触不良等情况的出现。还需要指出的是，不仅局限于球栅封装电路板的压合过程中，在其他类型的电路板压合过程中也存在上述所述的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种压合治具及压合方法，其能够自动控制压合组件的压头的升降、压合力度和压合时间，不需要人工操作控制压头的升降，能够降低人工成本，提高压合效率。

为了实现上述目的，本发明提供压合治具，包括：

底座；

压合腔，安装于所述底座上，并且于所述压合腔的操作面设有压合操作窗口；

承载机构，位于所述压合腔内，并放置在所述底座上，供承载待压合件；

压合机构，包括位于所述压合腔内的活动导轨、压合组件以及伸出所述压合腔顶面的驱动件，所述活动导轨垂直安装于所述底座上，并且设置于所述承载机构四周，所述压合组件可滑动地安装于所述活动导轨上，所述驱动件连接于所述压合组件，能够带动所述压合组件沿着所述活动导轨向下运动，以压合所述待压合件。

在一些优选实施例中，所述压合组件包括压头、活动板以及固定板，所述固定板固定于所述活动导轨的顶端，所述活动板可滑动地安装于所述活动导轨，所述压头安装于所述活动板的中心位置上；

所述驱动件安装于所述固定板上，并且所述驱动件下端贯穿所述固定板连接于所述活动板，能够带着所述活动板沿着所述活动导轨升降。

在一些优选实施例中，所述压合组件还包括压力传感器和活动架，所述压头安装于所述活动架的底部，所述活动架的顶部活动连接于所述活动板，所述压力传感器安装于所述活动板和所述活动架之间，用于检测压合过程中所述压头对所述待压合件施加的压力，并将压力数据上传至数据处理器。

在一些优选实施例中，所述压合治具还包括安装于所述底座的压力表，所述压力表通信连接于所述压力传感器，用于显示所述压力传感器的检测数据。

在一些优选实施例中，所述活动导轨包括垂直安装于所述底座上的若干导向柱，所述活动板可滑动地安装于所述若干导向柱。

在一些优选实施例中，所述压合组件还包括若干活动套筒，所述活动套筒包括套筒和位于所述套筒上端的凸缘，所述套筒穿过所述活动板，且所述凸缘的下表面与所述活动板固定，所述活动套筒可活动地套设于所述若干导向柱上。

在一些优选实施例中，所述承载机构包括定位底座和作业取放底座，所述定位底座固定于所述压合腔的底面，所述作业取放底座可拆卸地安装于所述定位底座上，所述作业取放底座的预设位置具有供放置所述待压合件的安装位，所述承载机构包括两个以上的所述作业取放底座。

在一些优选实施例中，所述压合治具还包括安装于所述压合操作窗口相对两侧的激光发射器和激光接收器，用于在所述压合操作窗口形成安全光栅。

在一些优选实施例中，所述压合治具还包括安装于所述压合操作窗口的识别装置，所述识别装置用于识别所述待压合件上的标识信息，并将所述标识信息上传至数据处理器。

根据本发明的另一方面，进一步提供压合方法，其特征在于，包括：

将待压合件放置于压合治具的承载机构上，位于压合操作窗口的识别装置识别所述待压合件的标识信息并传送至数据处理器；

所述驱动件控制压合组件沿着活动导轨下降，以使所述压合组件的压头挤压所述待压合件；

位于所述压合组件的活动板和活动架之间的压力传感器获取所述压头施加于所述待压合件之间的压力，并上传至数据处理器；

所述压合组件挤压所述待压合件预设时间后，通过所述驱动件控制所述压合组件沿着所述活动导轨上升，回到初始位置，压合动作完成。

本发明所提供的压合治具及压合方法具有以下至少一条有益效果：

1.本发明所提供的压合治具及压合方法，其能够自动控制压合组件的压头的升降，不需要人工操作控制压头的升降和压合时间，能够降低人工成本，提高压合效率；

2.本发明所提供的压合治具及压合方法，其能够在压头下降过程中通过压力传感器测量压头与待压合件之间的压力，避免过压造成待压合件损坏；

3.本发明所提供的压合治具及压合方法，活动套筒的顶端固定于活动板，下端向压合腔的底面延伸预设的距离，能够在下压过程中对活动板的下压行程进行限位，避免所述活动板向所述压合腔的底面运动过多的行程而对所述待压合件过压。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明的优选实施例的压合治具的立体结构示意图；

图2是本发明的优选实施例的压合治具的分解结构示意图；

图3是本发明的优选实施例的压合治具的正视结构示意图；

图4是图3中a处的放大结构示意图；

图5是本发明的优选实施例的压合治具的局部的立体结构示意图；

图6是图5中b处的放大结构示意图；

图7是图5中c处的放大结构示意图；

图8是本发明的优选实施例的压合治具的数据处理器的连接结构示意图；

图9是本发明的优选实施例的待压合件的压合方法的流程图。

附图标号说明：

压合治具100，底座10，压合腔11，安装开口110，前侧开口111，压合操作窗口12，前侧盖板13，主体腔板14，承载机构20，定位底座21，作业取放底座22，压合机构30，活动导轨31，导向柱311，压合组件32，压头321，活动板322，固定板323，压力传感器324，活动架325，活动套筒326，驱动件33，压力表41，激光发射器42，激光接收器43，识别装置44，数据处理器45，触摸屏46，急停按钮47，启动按钮48，待压合件200。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参考图1至图8，本发明的优选实施例所提供的压合治具100包括底座10、承载机构20、压合机构30以及压合腔11。压合腔11安装于所述底座10上，并且于压合腔11的操作面设有压合操作窗口12。

承载机构20位于压合腔11内，供承载待压合件200。

压合机构30包括位于压合腔11内的活动导轨31、压合组件32以及伸出压合腔11顶面的驱动件33。活动导轨31垂直安装于底座10内，并设置于承载机构20的四周，压合组件32可滑动地安装于活动导轨31上，驱动件33连接于压合组件32，能够带动压合组件32沿着活动导轨31向下运动，以压合待压合件200。

需要指出的是，压合机构30的驱动件33能够自动带动压合组件32压合承载机构20，完成对待压合件200的压合，能够省去人工操作，降低成本，并且能够有助于控制压合组件32的下压行程精度。

参考图2、图3、图4、图5以及图6，压合组件32包括压头321、活动板322以及固定板323。固定板323固定于活动导轨31的顶端，活动板322可滑动地安装于活动导轨31，压头321安装于活动板322的中心位置上，驱动件33安装于固定板323上，并且驱动件33下端贯穿固定板323连接于活动板322，能够带着活动板322沿着活动导轨31升降。

压头321安装于活动板322的位置与承载机构20上的待压合件200的位置相对应，也即，承载机构20上的待压合件200位于压头321的正下方。在驱动件33控制压合组件32的压头321沿着活动导轨31下降预设距离后，压头321能够压合于承载机构20上的待压合件200，以完成对待压合件200的压合；在压合完成后，通过驱动件33控制压头321上升，压头321与承载机构20分离。

参考图4，进一步地，压合组件32还包括压力传感器324和活动架325。压头321安装于活动架325的底部，活动架325的顶部活动连接于活动板322，压力传感器324安装于活动板322和活动架325之间，用于检测压合过程中压头321对待压合件200施加的压力，并将压力数据上传至数据处理器45。

在驱动件33带动压合组件32的压头321触碰到承载机构20上的待压合件200时，活动架325和压头321受到阻力停止运动，驱动件33继续施加向下的压力，并带动活动板322向下运动将会使得活动板322与活动架325之间的距离减小，活动板322和活动架325挤压位于两者之间的压力传感器324，从而能够测得压头321与压合件200之间的压力。通过压力传感器324能够有效地测量获得压头321与承载机构20上的待压合件200之间的压力值，能够便于压头321与待压合件200之间的压力控制，避免对待压合件200施加了较大压力或者压力不足。

参考图1和图5，压合治具还包括安装于底座10的压力表41，压力表41通信连接于压力传感器324，用于显示压力传感器324的检测数据，通过压力表41操作者能够直观地观察到压头321与待压合件200之间的压力值。

进一步地，活动导轨31包括垂直安装于底座10上的若干导向柱311，活动板322可滑动地安装于若干导向柱311。导向柱311的底端固定于压合腔11的底面，固定板323固定于导向柱311的顶端。优选地，导向柱311的数量是四个，并且四个导向柱311呈方形排布，活动板322是矩形板，四个转角部具有对应四个导向柱311的四个活动孔，四个导向柱311分别对应可活动地安装于四个活动孔中。

参考图2、图3、图5以及图6，压合组件32还包括安装于活动板322的若干活动套筒326，若干活动套筒326分别对应可滑动地套设于若干导向柱311上。

活动套筒326包括套筒3261和位于套筒326上端的凸缘3262，套筒326穿过活动板322，且凸缘3262的下表面与活动板322固定，活动套筒3261可活动地套设于若干导向柱311上。

换句话说，活动套筒326的顶端固定于活动板322，活动套筒326的底端向压合腔11的底面方向延伸预设的长度。优选地，活动套筒326的顶端固定安装于活动板322的顶端，活动套筒326的下端穿过活动板322向压合腔11的底面方向延伸预设的长度。可选地，在一些变形实施方式中，活动套筒326的顶端还能够固定于活动板322的下表面。

在驱动件33带动活动板322向靠近承载机构20的方向运动预设行程后，活动套筒326的底端能够抵接于压合腔11的底面，能够限制活动板322的下压行程，在下压过程中提供下压保护，避免对压头321和承载机构20造成过压。另一方面，活动套筒316沿着导向柱311的长度延伸方向延伸预设的长度，能够在活动套筒316相对于沿着导向柱311滑动的过程中增加活动套筒316与导向柱311的接触面积，避免活动板322相对于导向柱311偏转，提高压合组件32下压运动的精度。

参考图2，压合腔11的顶壁预设位置具有安装开口110，驱动件33的上端至少一部分穿过安装开口110延伸至压合腔11的外侧。通过安装开口110，驱动件33的上端至少一部分能够延伸至压合腔11的外侧，从而能够减小压合腔11的整体尺寸，降低生产成本。

压合腔11的前方具有前侧开口111，底座10还包括盖合于前侧开口111的前侧盖板13、围绕形成压合腔11的主体腔板14，主体腔板14和前侧盖板13分别安装于底座10，前侧盖板13的预设位置开设有压合操作窗口12。

进一步地，安装开口110向前延伸一定的长度并与压合腔11的前侧开口111连通。在安装过程中，操作者能够在压合腔11的外部将压合组件、导向柱311以及驱动件33组装完成，然后通过前侧开口111和安装开口110安装于压合腔11内。

承载机构20包括定位底座21和作业取放底座22。定位底座21固定于压合腔11的底面，作业取放底座22可拆卸地安装于定位底座21上，作业取放底座22的预设位置具有供放置待压合件200的安装位，承载机构20包括两个以上的作业取放底座22。

在压合过程中，先将待压合件200安装于作业取放底座22，然后将作业取放底座22安装至定位底座21，然后控制驱动件33下压以完成压合。在一个待压合件200和作业取放底座22位于压合腔11中进行检测作业时，操作者能够同时在压合腔11的外侧将另一个待压合件200安装于另一个作业取放底座22，在一个待压合件200压合完成后，将另一个作业取放底座22和另一个待压合件200安装至定位底座21进行压合，两组作业取放底座22能够同时作业，从而有效地提高检测效率。

参考图2，压合治具还包括安装于压合操作窗口12相对两侧的激光发射器42和激光接收器43，激光接收器43能够接收激光发射器42所发出的激光，用于在压合操作窗口12形成安全光栅，以检测操作者的身体部位是否穿过压合操作窗口12伸入压合腔11内。优选地，激光发射器42是红外激光发射器，激光接收器43是红外激光接收器。

进一步地，压合治具还包括安装于压合操作窗口12的识别装置44，用于识别待压合件200的标识信息，并将标识信息上传至数据处理器45。识别装置44的扫描方向朝向压合操作窗口12，在将待压合件200穿过压合操作窗口12安装于压合腔11的过程中识别装置44能够识别待压合件200上的标识信息，以识别待压合件200。

参考图8，压合治具还包括数据处理器45，压头321、识别装置44、压力传感器324以及驱动件33分别连接于数据处理器45，分别适于将数据上传至数据处理器45。所述数据处理器45还分别连接于所述激光发射器42和所述激光接收器43。

在压合过程中，识别装置44识别待压合件200上的标识信息并将所识别的标识信息上传至数据处理器45，当所识别的标识信息与承载机构20、压合组件32的型号不对应时，数据处理器45控制驱动件33不产生后续动作，同时显示异常，发出警报提醒；当所识别的标识信息与承载机构20、压合组件32的型号对应时，数据处理器45存储标识信息。压力传感器324实时测量压头321对待压合件200实施的压力数据传递至数据处理器45，数据处理器45将对应待压合件200的标识信息进行对应存储，便于保存与后续调取。同时，数据处理器45能够基于压力传感器324检测的压力控制驱动件33下压的压力，并预设压合时间，避免过度下压，损坏待压合件200。

参考图1、图3以及图5，底座10还设置有触摸屏46、急停按钮47以及启动按钮48，触摸屏46连接于压力传感器324、识别装置44以及压头321，操作者操作触摸屏46即可控制驱动件33、识别装置44以及压力传感器324工作。操作者通过操作启动按钮48能够人工控制驱动件33动作压合于承载机构20。操作者通过操作急停按钮47能够人工控制驱动件33紧急停止运行。

参考图9，根据本发明的另一方面，本发明进一步提供压合方法，包括：

101：将待压合件200放置于压合治具的承载机构20上，位于压合操作窗口12的识别装置44识别待压合件200的标识信息并传送至数据处理器45；

102：驱动件33控制压合组件32沿着活动导轨31下降，以使压合组件32的压头321挤压待压合件200；

103：位于压合组件32的活动板322和活动架325之间的压力传感器324获取压头321与待压合件200之间的压力，并上传至数据处理器45；

104：压合组件32挤压待压合件200预设时间后，通过驱动件33控制压合组件32沿着活动导轨31上升，回到初始位置，压合动作完成。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压合治具，其特征在于，包括：

底座；

压合腔，安装于所述底座上，并且于所述压合腔的操作面设有压合操作窗口；

承载机构，位于所述压合腔内，并放置在所述底座上，供承载待压合件；

压合机构，包括位于所述压合腔内的活动导轨、压合组件以及伸出所述压合腔顶面的驱动件，所述活动导轨垂直安装于所述底座上，并且设置于所述承载机构四周，所述压合组件可滑动地安装于所述活动导轨上，所述驱动件连接于所述压合组件，能够带动所述压合组件沿着所述活动导轨向下运动，以压合所述待压合件。

2.根据权利要求1所述的压合治具，其特征在于，所述压合组件包括压头、活动板以及固定板，所述固定板固定于所述活动导轨的顶端，所述活动板可滑动地安装于所述活动导轨，所述压头安装于所述活动板的中心位置上；

所述驱动件安装于所述固定板上，并且所述驱动件下端贯穿所述固定板连接于所述活动板，能够带着所述活动板沿着所述活动导轨升降。

3.根据权利要求2所述的压合治具，其特征在于，所述压合组件还包括压力传感器和活动架，所述压头安装于所述活动架的底部，所述活动架的顶部活动连接于所述活动板，所述压力传感器安装于所述活动板和所述活动架之间，用于检测压合过程中所述压头对所述待压合件施加的压力，并将压力数据上传至数据处理器。

4.根据权利要求3所述的压合治具，其特征在于，还包括安装于所述底座的压力表，所述压力表通信连接于所述压力传感器，用于显示所述压力传感器的检测数据。

5.根据权利要求2所述的压合治具，其特征在于，所述活动导轨包括垂直安装于所述底座上的若干导向柱，所述活动板可滑动地安装于所述若干导向柱。

6.根据权利要求5所述的压合治具，其特征在于，所述压合组件还包括若干活动套筒，所述活动套筒包括套筒和位于所述套筒上端的凸缘，所述套筒穿过所述活动板，且所述凸缘的下表面与所述活动板固定，所述活动套筒可活动地套设于所述若干导向柱上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的压合治具，其特征在于，所述承载机构包括定位底座和作业取放底座，所述定位底座固定于所述压合腔的底面，所述作业取放底座可拆卸地安装于所述定位底座上，所述作业取放底座的预设位置具有供放置所述待压合件的安装位，所述承载机构包括两个以上的所述作业取放底座。

8.根据权利要求7所述的压合治具，其特征在于，还包括安装于所述压合操作窗口相对两侧的激光发射器和激光接收器，用于在所述压合操作窗口形成安全光栅。

9.根据权利要求8所述的压合治具，其特征在于，还包括安装于所述压合操作窗口的识别装置，所述识别装置用于识别所述待压合件上的标识信息，并将所述标识信息上传至数据处理器。

10.一种压合方法，其特征在于，包括：

将待压合件放置于压合治具的承载机构上，位于压合操作窗口的识别装置识别所述待压合件的标识信息并传送至数据处理器；

所述驱动件控制压合组件沿着活动导轨下降，以使所述压合组件的压头挤压所述待压合件；

位于所述压合组件的活动板和活动架之间的压力传感器获取所述压头施加于所述待压合件之间的压力，并上传至数据处理器；

所述压合组件挤压所述待压合件预设时间后，通过所述驱动件控制所述压合组件沿着所述活动导轨上升，回到初始位置，压合动作完成。

Images