CN115870575A - 一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，包括上料流道装置，以及布置于上料流道装置上方的上料搬运装置和工作架；所述工作架的一侧还安装有除锡装置，工作架的另一侧还安装有植球焊接装置；所述上料流道装置的一侧还设有若干预热平台装置，上料流道装置的另一侧还设有供球装置和供助焊剂装置；所述上料搬运装置用于将上料流道装置上的待处理的产品，搬运至预热平台装置上以进行预热以及将处理完成后的产品搬运下料。本发明集上料、除锡、植球、焊接固化、检测、下料等功能于一体，可实现BGA芯片自动单点除锡、植球、焊接固化的全部过程，自动化程度高、除锡植球效率高。

Description

一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备

技术领域

本发明涉及BGA芯片返修技术领域，尤其涉及一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备。

背景技术

伴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，如BGA芯片，其功能日益强大而体积却越来越小型化。由于其电子元气件的布局越来越紧凑，锡球直径越来越小，所以在批量生产BGA芯片的过程中会出现一定概率的连桥、大小球、漏球、多球、虚焊、偏位等不良品。而这些不良的BGA芯片需要针对缺陷点进行返修，即除掉带缺陷的锡球，然后进行植球修正。随着工艺要求的提高，传统除锡返修方式很难满足需求，其主要存在以下几点不足之处：

1)传统的除锡方式为人工用电烙铁加吸锡线清理焊盘的方式，但目前很多BGA芯片的焊盘已达到0.2mm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，进而导致产品直接报废；

2)无法做到单点除锡与单点植球，一旦一个BGA芯片上出现一点缺陷，就只能把整个BGA芯片上的锡球都除掉，再重新进行整片植球。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，而造成的BGA芯片报废风险以及二次植球成功率不高而导致产品报废的风险；

3)自动化程度不高，除锡及植球大多采用人工手动操作的方式，会增加下线和上线的繁琐工序，返修效率低，同时，需要整片除锡，而在整片除锡过程中，会产生大量的有害烟雾气体，会影响环境及伤害身体，且受锡球的本身熔点属性影响，除锡和植球固化过程均需要在超200℃的高温环境下进行工作，人工除锡植球过程中，存在着不小的烫伤风险，安全性不高，且品质的一致性无法保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，以解决上述问题。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，包括上料流道装置，以及布置于上料流道装置上方的上料搬运装置和工作架；所述工作架的一侧还安装有除锡装置，工作架的另一侧还安装有植球焊接装置；所述上料流道装置的一侧还设有若干预热平台装置，上料流道装置的另一侧还设有供球装置和供助焊剂装置；所述上料搬运装置用于将上料流道装置上的待植球的产品，搬运至预热平台装置上以进行预热；所述除锡装置用于对预热后的产品进行除锡；所述供球装置与供助焊剂装置分别用于提供所需直径的锡球和不同厚度的助焊剂，植球焊接装置用于先将助焊剂转印至除锡后的产品上，再将锡球植入其内并焊接固化。

进一步地，所述供球装置包括供球升降机构、与供球升降机构连接的供球旋转机构，以及与供球旋转机构连接并用于盛放锡球的供球转盘；所述供球升降机构的一侧还安装有供球支架，供球支架上还安装有供球刮刀；所述供球刮刀位于供球转盘的上方，供球刮刀用于在供球转盘做升降、旋转运动时，以从供球转盘内的锡球中刮出一层所需的锡球；所述供助焊剂装置包括供助焊剂升降机构、与供助焊剂升降机构连接的供助焊剂旋转机构，以及与供助焊剂旋转机构连接并用于盛放助焊剂的供助焊剂转盘；所述供助焊剂升降机构的一侧还安装有供助焊剂支架，且供助焊剂支架上还安装有助焊剂刮刀；所述助焊剂刮刀位于供助焊剂转盘的上方，助焊剂刮刀用于在助焊剂转盘做升降、旋转运动时，以刮出不同厚度的助焊剂。

进一步地，所述供球支架和供助焊剂支架的顶部还各连接一刮刀固定板，供球刮刀和助焊剂刮刀均包括固定部和两刮片；所述固定部与刮刀固定板的底部连接，两刮片分别与固定部的两端一体式连接；两所述刮片与固定部之间围成一用于将锡球或助焊剂刮出成型的仿形凹槽。

进一步地，所述供球转盘和供助焊剂转盘的顶部还均开设有圆形凹槽，且圆形凹槽的中部还设有一限位圆台；两所述刮片均呈弧形构造，且其中一刮片的向外凸起的弧形面紧贴于圆形凹槽的内壁，另一刮片的向内下凹的弧形面紧贴于限位圆台的外壁。

进一步地，所述植球焊接装置包括安装于工作架上的植球Y轴平移机构、植球Z轴升降机构，以及与植球Z轴升降机构连接的植球升降座；所述植球升降座上还安装有植球移载机构、焊接固化机构和助焊剂转印机构。

进一步地，所述植球移载机构包括安装于植球升降座一侧的植球固定座，以及安装于植球固定座上的若干植球组件；每一植球组件包括布置于植球固定座一侧的第一滑轨组件、布置于第一滑轨组件上的植球升降板、安装于植球升降板上的第一真空吸嘴，以及用于驱动植球升降板升降的植球升降气缸；所述助焊剂转印机构包括与植球固定座另一侧连接的转印固定板，以及安装于转印固定板上的若干转印蘸针；所述焊接固化机构包括安装于植球升降座上的焊接激光器。

进一步地，所述预热平台装置的一侧还设有校准机构、锡球吸附机构；所述校准机构包括校准相机和对刀仪；所述锡球吸附机构包括真空吸附座、开设于真空吸附座顶部的若干真空吸附孔，以及安装于真空吸附座一侧的真空负压接头。

进一步地，所述除锡装置包括安装于工作架上的第一平移机构、第一升降机构、与第一升降机构连接的升降滑板，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除锡吸嘴，以及安装于除锡固定座一侧并与真空除锡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除锡吸嘴和锡渣回收盒连通的辅助吹气接口；所述单点除锡机构还包括与真空接口连通的锡渣过滤盒、安装于锡渣过滤盒上的真空发生器，以及与通气接口连通的热风流量开关；所述升降滑板上还安装有激光位移传感器。

进一步地，所述上料搬运装置包括上料Y轴平移机构、上料Z轴升降机构，以及与上料Z轴升降机构连接的上料升降板；所述上料升降板上还安装有上料视觉定位组件、冷却吹风组件和若干上料吸嘴组件。

采用上述方案，本发明的有益效果是：

1)该设备集上料、除锡、植球、焊接固化、检测、下料等功能于一体，可实现BGA芯片自动单点除锡、植球的全部过程，自动化程度高、除锡植球效率高；

2)可实现对返修芯片进行单点植球的功能，可有效针对芯片的单点缺陷，而不需将整个产品全部除锡后，再进行植球动作，进而可提高植球效率，且可有效减少资源浪费，节约成本，降低了产品损坏报废的风险；

3)通过供球装置和供助焊剂装置，在植不同球径的锡球时，能自动调整控制刮出的助焊剂厚度和一层锡球，以适应不同的使用环境，泛用性强，同时，设有焊接固化机构，在植球后，能进行单点激光镭射焊接固化，实现植球焊接固化一体式功能；

4)采用非接触式的除锡方式，通过向BGA芯片的焊盘吹热风，以将锡球融化，再通过真空除锡吸嘴吸取锡渣，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；

5)采用单点除锡的方式，基于视觉定位，可有效针对BGA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，大大降低除锡过程中芯片损坏报废的风险，此外，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，且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BGA芯片直接接触，进而降低损坏芯片的风险；

6)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。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的上料流道装置的立体图；

图3为本发明的上料搬运装置的立体图；

图4为本发明的预热平台装置的立体图；

图5为本发明的除锡装置的立体图；

图6为图5的A处局部放大示意图；

图7为本发明的植球焊接装置的立体图；

图8为图7的B处局部放大示意图；

图9为本发明的供球装置和供助焊剂装置的立体图；

图10为本发明的预热平台装置、植球焊接装置的立体图；

其中，附图标识说明：

1—上料流道装置；2—上料搬运装置；3—工作架；4—除锡装置；5—植球焊接装置；6—预热平台装置；7—供球装置；8—供助焊剂装置；9—校准机构；10—锡球吸附机构；11—上料流道架；12—定位阻挡气缸；21—上料Y轴平移机构；22—上料Z轴升降机构；23—上料升降板；24—上料视觉定位组件；25—冷却吹风组件；26—上料吸嘴组件；41—第一平移机构；42—第一升降机构；43—升降滑板；44—视觉定位机构；45—单点除锡机构；46—热风吹气机构；47—真空吸附机构；48—激光位移传感器；51—植球Y轴平移机构；52—植球Z轴升降机构；53—植球升降座；54—植球移载机构；55—焊接固化机构；56—助焊剂转印机构；61—预热X轴平移机构；62—预热台；71—供球升降机构；72—供球旋转机构；73—供球转盘；74—供球支架；75—供球刮刀；76—刮刀固定板；91—校准相机；92—对刀仪；451—第一固定座；452—称重传感器；453—除锡滑动座；454—第一固定支架；455—除锡固定座；456—出风嘴；457—锡渣过滤盒；458—真空发生器；459—热风流量开关；461—热风加热器；462—通气接口；471—锡渣回收盒；472—真空接口；541—植球固定座；542—植球升降板；543—第一真空吸嘴；561—转印固定板；562—转印蘸针；731—圆形凹槽；732—限位圆台；751—固定部；752—刮片。

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10所示，本发明提供一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，包括上料流道装置1，以及布置于上料流道装置1上方的上料搬运装置2和工作架3；所述工作架3的一侧还安装有除锡装置4，工作架3的另一侧还安装有植球焊接装置5；所述上料流道装置1的一侧还设有若干预热平台装置6，上料流道装置1的另一侧还设有供球装置7和供助焊剂装置8；所述上料搬运装置2用于将上料流道装置1上的待植球的产品，搬运至预热平台装置6上以进行预热；所述除锡装置4用于对预热后的产品进行除锡；所述供球装置7与供助焊剂装置8分别用于提供不同直径的锡球和不同厚度的助焊剂，植球焊接装置5用于先将助焊剂转印至除锡后的产品上，再将锡球植入其内并焊接固化。

其中，所述供球装置7包括供球升降机构71、与供球升降机构71连接的供球旋转机构72，以及与供球旋转机构72连接并用于盛放锡球的供球转盘73；所述供球升降机构71的一侧还安装有供球支架74，供球支架74上还安装有供球刮刀75；所述供球刮刀75位于供球转盘73的上方，供球刮刀75用于在供球转盘73做升降、旋转运动时，以从供球转盘73内的锡球中刮出不同厚度的锡球；所述供助焊剂装置8包括供助焊剂升降机构、与供助焊剂升降机构连接的供助焊剂旋转机构，以及与供助焊剂旋转机构连接并用于盛放助焊剂的供助焊剂转盘；所述供助焊剂升降机构的一侧还安装有供助焊剂支架，且供助焊剂支架上还安装有助焊剂刮刀；所述助焊剂刮刀位于供助焊剂转盘的上方，助焊剂刮刀用于在助焊剂转盘做升降、旋转运动时，以刮出不同厚度的助焊剂；所述供球支架74和供助焊剂支架的顶部还各连接一刮刀固定板76，供球刮刀75和助焊剂刮刀均包括固定部751和两刮片752；所述固定部751与刮刀固定板76的底部连接，两刮片752分别与固定部751的两端一体式连接；两所述刮片752与固定部751之间围成一用于将锡球或助焊剂刮出成型的仿形凹槽；所述供球转盘73和供助焊剂转盘的顶部还均开设有圆形凹槽731，且圆形凹槽731的中部还设有一限位圆台732；两所述刮片752均呈弧形构造，且其中一刮片752的向外凸起的弧形面紧贴于圆形凹槽731的内壁，另一刮片752的向内下凹的弧形面紧贴于限位圆台732的外壁；所述植球焊接装置5包括安装于工作架3上的植球Y轴平移机构51、植球Z轴升降机构52，以及与植球Z轴升降机构52连接的植球升降座53；所述植球升降座53上还安装有植球移载机构54、焊接固化机构55和助焊剂转印机构56。

所述植球移载机构54包括安装于植球升降座53一侧的植球固定座541，以及安装于植球固定座541上的若干植球组件；每一植球组件包括布置于植球固定座541一侧的第一滑轨组件、布置于第一滑轨组件上的植球升降板542、安装于植球升降板542上的第一真空吸嘴543，以及用于驱动植球升降板542升降的植球升降气缸；所述助焊剂转印机构56包括与植球固定座541另一侧连接的转印固定板561，以及安装于转印固定板561上的若干转印蘸针562；所述焊接固化机构55包括安装于植球升降座53上的焊接激光器；所述预热平台装置6的一侧还设有校准机构9、锡球吸附机构10；所述校准机构9包括校准相机91和对刀仪92；所述锡球吸附机构10包括真空吸附座、开设于真空吸附座顶部的若干真空吸附孔，以及安装于真空吸附座一侧的真空负压接头；所述除锡装置4包括安装于工作架3上的第一平移机构41、第一升降机构42、与第一升降机构42连接的升降滑板43，以及安装于升降滑板43上的视觉定位机构44和单点除锡机构45；所述单点除锡机构45上还设有热风吹气机构46和真空吸附机构47；所述单点除锡机构45包括固定安装于升降滑板43一侧的第一固定座451、安装于第一固定座451顶部的称重传感器452，以及滑动布置于第一固定座451一侧且其顶部与称重传感器452接触的除锡滑动座453；所述除锡滑动座453的一侧上部设有第一固定支架454，除锡滑动座453的该侧下部还设有除锡固定座455；所述除锡固定座455内还设有第一腔体，且除锡固定座455的底部还设有与第一腔体连通的出风嘴456；所述热风吹气机构46包括安装于第一固定支架454上的热风加热器461，且热风加热器461的一端插设于除锡固定座455内并与第一腔体连通；所述热风加热器461的另一端还设有用于接入外部气源的通气接口462；所述真空吸附机构47包括插设于出风嘴456内的真空除锡吸嘴，以及安装于除锡固定座455一侧并与真空除锡吸嘴连通的锡渣回收盒471；所述锡渣回收盒471的一端还设有用于接入外部负压气源的真空接口472。

所述除锡固定座455的另一侧还安装有与真空除锡吸嘴和锡渣回收盒471连通的辅助吹气接口；所述单点除锡机构45还包括与真空接口472连通的锡渣过滤盒457、安装于锡渣过滤盒457上的真空发生器458，以及与通气接口462连通的热风流量开关459；所述升降滑板43上还安装有激光位移传感器48；所述上料搬运装置2包括上料Y轴平移机构21、上料Z轴升降机构22，以及与上料Z轴升降机构22连接的上料升降板23；所述上料升降板23上还安装有上料视觉定位组件24、冷却吹风组件25和若干上料吸嘴组件26。

本发明工作原理：

本实施例中，该设备还包括机箱，上料流道装置1、上料搬运装置2、工作架3、除锡装置4、植球焊接装置5、预热平台装置6，供球装置7和供助焊剂装置8均安装于机箱内；机箱的顶部还安装有三色指示灯，机箱的正面还设有观察窗、显示屏、鼠标和键盘，机箱的底部还安装有脚轮脚杯；该设备在工作时，可首先将装有待除锡产品(该实施例中，产品为BGA芯片)的托盘放置于上料流道装置1上或者对接上工位其他设备输送过来的装有待处理产品的托盘，通过上料流道装置1将托盘传送至预设的上料位进行夹紧定位；再通过上料搬运装置2的上料视觉定位组件将托盘上每个穴位进行检测是否有产品，然后将BGA芯片移载至预热平台装置6上，以进行预热(该实施例中，可对其接触加热至190℃左右)，随后，再采用非接触式出风嘴456，向BGA芯片待除锡的位置上方吹热风，以加快BGA芯片上有缺陷部位的锡球融化，待锡球完全融化后，再经真空除锡吸嘴吸取锡渣，完成除锡工作；除锡完成后，通过转印蘸针562将助焊剂转印至待植球的焊盘上，随后，通过第一真空吸嘴543将锡球植到印有助焊剂的焊盘上，最后再经焊接激光器焊接固化，从而实现芯片的自动化除锡、植球等全部工序，自动化程度高、工作效率高，具体地：

上料流道装置1：继续参照图2所示，本实施例中，上料流道装置1包两上料流道架11、安装于上料流道架11上的防静电皮带组件，以及用于驱动防静电皮带组件运转的流道驱动电机；其中一上料流道架11的两端分别安装有进料口阻挡气缸、出料口阻挡气缸，且该上料流道架11的两端和中部还各安装一位置检测传感器(总共3个，用于检测有无托盘)；两上料流道架11之间还安装有定位阻挡气缸12、定位夹紧气缸，和托盘顶起机构(包括X轴平移机构、顶起气缸)；托盘被传送至定位阻挡气缸12处时，定位阻挡气缸12顶起，进而将托盘阻挡限位，随后，料盘顶起机构将托盘向上顶起，以与防静电皮带组件分离；随后，定位夹紧气缸与定位阻挡气缸12相互配合，以将托盘夹紧固定，以便于上料搬运装置2搬运移载托盘上的BGA芯片。

上料搬运装置2：如图3所示，上料搬运装置2的上料Y轴平移机构21和上料Z轴升降机构22均可为直线电机模组，上料视觉定位组件24包括安装于上料升降板23上的上料定位相机，以及位于上料定位相机下方的光源；冷却吹风组件25包括安装于上料升降板23上的吹风接头(用于接入外部气流)，每一上料吸嘴组件26包括上料升降气缸、与上料升降气缸连接的吸嘴本体；在托盘被夹紧固定后，上料定位相机在上料Y轴平移机构21和上料Z轴升降机构22的配合驱动下，会移动至托盘的上方，以判断托盘中每个穴位是否有物料及对其位置进行定位，随后，通过上料吸嘴组件26将物料，即BGA芯片按后台预先设置的顺序，逐一搬运至预热平台装置6上以进行预热。

预热平台装置6：该实施例中，预热平台装置6的数量设置为四组(可根据实际使用需求，自由设置其数量，以实现除锡、植球的并联工作，提高工作效率)，预热平台装置6包括预热X轴平移机构61(可为直线电机模组)，以及与预热X轴平移机构61连接的预热台62；预热台62内安装有加热组件(如加热电阻等)，预热台62顶部还设有用于承载待除锡的BGA芯片的限位槽，可对BGA芯片进行预热，使BGA芯片上待除锡位置的锡球接近融化状态，以便前期的除锡及后续的植球工作，在预热完成后，会将BGA芯片移动至除锡装置4的下方，以进行除锡。

除锡装置4：继续参照图5至6所示，该实施例中，第一平移机构41和第一升降机构42均可为直线电机模组，视觉定位机构44包括布置于升降滑板43上的光源升降气缸、滑动布置于升降滑板43上并与光源升降气缸驱动连接的光源组件，以及安装于升降滑板43上并位于光源组件上方的CCD相机，工作时，可首先经视觉定位机构44的CCD相机对BGA芯片，结合前端工位提供的位置信息，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48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45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452，当单点除锡机构45下降高度过大，与焊盘接触时，称重传感器452感应到应力变化，进而判断真空除锡吸嘴与焊盘接触，后台停机检修，以避免损坏产品，其与激光位移传感器48相互配合，实现双重保护的目的。

在定位缺陷点的位置后，真空吸附机构47移动至该缺陷点的上方(真空除锡吸嘴距清洁面5mm左右位置)，热风加热器461打开，经出风嘴456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461还连接有热风流量开关459，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461起到保护作用；且热风加热器461采用闭环控温的方式，可保证温度控制的精确性。

随后，单点除锡机构45下降至离焊盘0.1mm-0.2mm处，真空发生器458打开，真空除锡吸嘴将融化后的锡渣吸附至锡渣回收盒471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，经辅助吹气接口吹气，将吸取至真空除锡吸嘴内的锡渣吹至锡渣回收盒471，可避免锡渣凝结而导致堵塞，同时，真空发生器458还连接有锡渣过滤盒457，可对锡渣进行过滤；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；同时，可定期清理锡渣过滤盒457和锡渣回收盒471中的锡渣。

除锡完成后，预热平台装置6会将除锡后的芯片移动至植球焊接装置5的下方，以进行植球工作，同时，除锡装置4对其余预热平台装置6上的正在等待除锡的芯片进行除锡，保证工作的连续性。

植球焊接装置5：植球焊接装置5还包括两支撑立柱，植球Y轴平移机构51的两端分别布置于一支撑立柱上，植球Y轴平移机构51和植球Z轴升降机构52均可采用直线电机模组，在两者的相互配合下，可驱动植球升降座53做平移、升降运动；如图7至10所示，该实施例中，植球移载机构54设置有四组植球组件(植球组件的数量可根据实际使用需求自由配置)，四组植球组件并排布置于植球固定座541上，且该植球固定座541上还安装有四组精密比例调压阀，可经植球升降气缸驱动植球升降板542带动第一真空吸嘴543升降，进而便于第一真空吸嘴543吸取或释放锡球(该实施例中，第一真空吸嘴543采用固晶机标准吸嘴，能实现快速更换)；在该实施例中，转印固定板561上还设置四组转印蘸针562(其数量可根据实际使用需求设置)，可将助焊剂转印至BGA芯片所需植球的焊盘上，以便进行植球工作。

该实施例中，供球装置7与供助焊剂装置8的结构及原理基本一致，在此仅叙述供球装置7的工作原理(供助焊剂装置8的工作原理与其类似)，在该实施例中，供球升降机构71可采用电机丝杆的传动方式，驱动供球旋转机构72升降，供球旋转机构72包括与供球升降机构71连接的供球升降座，以及安装于供球升降座上的供球旋转电机；供球转盘73与供球旋转电机连接，可驱动供球转盘73旋转；供球刮刀75布置于供球转盘73的圆形凹槽731内，供球刮刀75的两刮片752均呈弧形构造，且其中一刮片752的向外凸起的弧形面紧贴于圆形凹槽731的内壁，另一刮片752的向内下凹的弧形面紧贴于限位圆台732的外壁，两刮片752与固定部751之间围成一仿形凹槽，在供球转盘73升降及旋转时，通过该仿形凹槽即可刮取相应厚度的锡球，即通过供球装置7和供助焊剂装置8，可在植不同球径的锡球时，能自动调整控制刮出的助焊剂厚度和锡球的厚度，以适应不同的使用环境，泛用性强；同时，该实施例中，预热平台装置6的一侧还设有锡球吸附机构10，通过真空负压接头可接入外部的负压，进而经真空吸附孔吸取第一真空吸嘴543上多余的锡球(一个第一真空吸嘴543可能吸取了多个锡球，彼此黏在一起)，以保证每个第一真空吸嘴543上只有一个锡球；此外，还设有校准相机91和对刀仪92，应对不同使用环境，需要更换相应的第一真空吸嘴543时，可对更换后的第一真空吸嘴543进行自动校准，保证植球的精确性。

工作时，首先通过供球装置7和供助焊剂装置8以刮出所需厚度的助焊剂以及锡球，随后，第一真空吸嘴543吸取锡球，在吸取锡球的同时，同步完成转印蘸针562蘸取助焊剂的工作；然后，第一真空吸嘴543移动至锡球吸附机构10的上方，进行真空处理，以避免第一真空吸嘴543上带有多颗锡球，进而导致后续出现植球缺陷(这一步，可在开机后，未进行植球工作时，如除锡时，提前进行，以提高工作效率)；随后，转印蘸针562对所需要植球的芯片焊盘位置进行助焊剂转印，然后第一真空吸嘴543将锡球放在已经沾有助焊剂的焊盘上，植球完成后，通过焊接激光器进行激光镭射焊接固化，植球完成后，预热平台装置6将植球后的芯片移动至原来的位置，随后，上料搬运装置2上的冷却吹风组件25接入外部气源，对BGA芯片吹气冷却，待冷却完成后，上料搬运装置2将其搬运至原来的穴位内，再移载新的芯片进行除锡、植球工序；待整个托盘中的芯片全部植球完成后，上料流道装置1将其传送至下一工序，随后，对新的托盘上的芯片进行新一轮的除锡、植球工作。

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 (10)

1.一种在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，包括上料流道装置，以及布置于上料流道装置上方的上料搬运装置和工作架；所述工作架的一侧还安装有除锡装置，工作架的另一侧还安装有植球焊接装置；所述上料流道装置的一侧还设有若干预热平台装置，上料流道装置的另一侧还设有供球装置和供助焊剂装置；所述上料搬运装置用于将上料流道装置上的待植球的产品，搬运至预热平台装置上以进行预热；所述除锡装置用于对预热后的产品进行除锡；所述供球装置与供助焊剂装置分别用于提供所需的不同直径的锡球和不同厚度的助焊剂，植球焊接装置用于先将助焊剂转印至除锡后的产品上，再将锡球植入其内并焊接固化。

2.根据权利要求1所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述供球装置包括供球升降机构、与供球升降机构连接的供球旋转机构，以及与供球旋转机构连接并用于盛放锡球的供球转盘；所述供球升降机构的一侧还安装有供球支架，供球支架上还安装有供球刮刀；所述供球刮刀位于供球转盘的上方，供球刮刀用于在供球转盘做升降、旋转运动时，以从供球转盘内的锡球中刮出一层所需的锡球；所述供助焊剂装置包括供助焊剂升降机构、与供助焊剂升降机构连接的供助焊剂旋转机构，以及与供助焊剂旋转机构连接并用于盛放助焊剂的供助焊剂转盘；所述供助焊剂升降机构的一侧还安装有供助焊剂支架，且供助焊剂支架上还安装有助焊剂刮刀；所述助焊剂刮刀位于供助焊剂转盘的上方，助焊剂刮刀用于在助焊剂转盘做升降、旋转运动时，以刮出不同厚度的助焊剂。

3.根据权利要求2所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述供球支架和供助焊剂支架的顶部还各连接一刮刀固定板，供球刮刀和助焊剂刮刀均包括固定部和两刮片；所述固定部与刮刀固定板的底部连接，两刮片分别与固定部的两端一体式连接；两所述刮片与固定部之间围成一用于将锡球或助焊剂刮出成型的仿形凹槽。

4.根据权利要求3所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述供球转盘和供助焊剂转盘的顶部还均开设有圆形凹槽，且圆形凹槽的中部还设有一限位圆台；两所述刮片均呈弧形构造，且其中一刮片的向外凸起的弧形面紧贴于圆形凹槽的内壁，另一刮片的向内下凹的弧形面紧贴于限位圆台的外壁。

5.根据权利要求1所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述植球焊接装置包括安装于工作架上的植球Y轴平移机构、植球Z轴升降机构，以及与植球Z轴升降机构连接的植球升降座；所述植球升降座上还安装有植球移载机构、焊接固化机构和助焊剂转印机构。

6.根据权利要求5所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述植球移载机构包括安装于植球升降座一侧的植球固定座，以及安装于植球固定座上的若干植球组件；每一植球组件包括布置于植球固定座一侧的第一滑轨组件、布置于第一滑轨组件上的植球升降板、安装于植球升降板上的第一真空吸嘴，以及用于驱动植球升降板升降的植球升降气缸；所述助焊剂转印机构包括与植球固定座另一侧连接的转印固定板，以及安装于转印固定板上的若干转印蘸针；所述焊接固化机构包括安装于植球升降座上的焊接激光器。

7.根据权利要求1所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述预热平台装置的一侧还设有校准机构、锡球吸附机构；所述校准机构包括校准相机和对刀仪；所述锡球吸附机构包括真空吸附座、开设于真空吸附座顶部的若干真空吸附孔，以及安装于真空吸附座一侧的真空负压接头。

8.根据权利要求1所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述除锡装置包括安装于工作架上的第一平移机构、第一升降机构、与第一升降机构连接的升降滑板，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除锡吸嘴，以及安装于除锡固定座一侧并与真空除锡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。

9.根据权利要求8所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述除锡固定座的另一侧还安装有与真空除锡吸嘴和锡渣回收盒连通的辅助吹气接口；所述单点除锡机构还包括与真空接口连通的锡渣过滤盒、安装于锡渣过滤盒上的真空发生器，以及与通气接口连通的热风流量开关；所述升降滑板上还安装有激光位移传感器。

10.根据权利要求1所述的在线式精准单点除锡植球焊接固化设备，其特征在于，所述上料搬运装置包括上料Y轴平移机构、上料Z轴升降机构，以及与上料Z轴升降机构连接的上料升降板；所述上料升降板上还安装有上料视觉定位组件、冷却吹风组件和若干上料吸嘴组件。

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