CN1338892A - 焊球投放器 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种焊球投放器,其经由一圆锥形部分将焊球壳体腔内储存的大量焊球连续地送入焊球供给通道装置,然后通过释放连杆的摆动经由焊球供给通道装置顶端的焊球供给开口逐一地输送焊球,其中释放连杆的摆动是在通过一推杆和一螺旋压簧使一释放杠杆借助包括该释放连杆和一从动连杆的平行连杆可以往复平移产生的。

Description

焊球投放器

发明背景

1.发明领域

本发明涉及焊球投放器，用于向采用焊球作为终端的芯片部件，例如BGA(球栅板阵列)、CSP(芯片尺寸组件)等提供焊球。

2.相关技术描述

业已开发了构成能给一芯片部件的终端面同时供给大量焊球的大量焊球供给器械，例如在日本专利公开文本NO.7-25477中所公开的。

发明概述

然而，可以逐一地给芯片部件供给焊球的装置或器械的开发还没有研制出来。

因此，在将有缺陷的芯片部件的单元恢复为合格的单元的功效方面遇到了相当大的困难。

例如，在某些情况下在将一封装有一BGA的基片通过组装方法制成为产品的过程中作为整个一套产生一有缺陷的单元。在这样的情况下，必须将BGA组件一次就从基片上除去。

由于BGA目前是相当昂贵的芯片部件，从基片上取下的BGA最好是能重新使用，只要该装置本身仍然是有效的。然而，从基片上除去BGA要对焊球加热，导致焊球不能再利用。因此，在将BGA重装于基片上以前，需要在一次就从BGA的终端面上完全除去焊锡以后再完成将焊球固定于BGA的终端面的过程。

然而，焊球是标准化的产品，其具有相当小的直径如0.76mm、0.6mm等。恢复BGA存在的问题是，为了用一针钉定位器等将上述的相当小的尺寸的焊球逐一地固定于BGA的终端面需要很大人力。

本发明的一个优选的实施方案提供一种焊球投放器，其可以轻便地给芯片部件如BGA逐一地供给焊球。

按照本发明优选实施方案的一个焊球投放器包括：一焊球壳体腔，用以储存许多焊球；一连接于该焊球壳体腔的焊球供给通道装置，用以可以连续地供给许多焊球；以及一焊球输送机构，该输送机构设置在该焊球供给通道装置顶端的焊球供给开口处以便通过该焊球供给开口逐一地输送焊球。

当本发明的具有上述结构的焊球投放器倾斜一预定的角度或更大角度并在焊球壳体腔内储存许多焊球时，焊球壳体腔内的焊球被连续地送入焊球供给通道装置。然后，焊球供给通道装置中的焊球可以由焊球输送机构通过焊球供给通道装置顶端的焊球供给开口逐一地输送。

按照本发明的一个优选的实施方案，焊球可以以简便的方式逐一地供给芯片部件如BGA，在需要精确定点固定焊球时的操作中提供高效率。

按照本发明的另一优选的实施方案，能够提供具有相当高的可操作性的焊球投放器，其足以轻便地通过用拇指推动推杆同时用一只手抓住焊球投放器的单手操作来完成焊球的精确定点固定等。

按照本发明的又一优选的实施方案，使释放杠杆可以借助释放连杆和从动连杆平移，从而提供较高可操作性的推杆。

附图简述

本发明的上述和其他的目的和特征由参照附图对实施方案的以下描述将变得显而易见，其中：

图1为表示本发明优选的实施方案的焊球投放器的一个实施方案之透视图；

图2为表示本发明优选的实施方案的图1的焊球投放器的侧视图；

图3为沿本发明优选的实施方案的图1的焊球投放器的轴线截取的侧剖视图；

图4为表示本发明优选的实施方案的图1的焊球投放器之焊球输送机构的侧剖视图；

图5为表示本发明优选的实施方案的类似于图4的焊球输送机构之侧剖视图；

图6为表示本发明优选的实施方案的焊锡印制过程的分解透视图，该印制过程说明在将焊球固定于芯片部件如BGA的过程中精确定点固定的必要性；

图7为表示本发明优选的实施方案的接着图6的过程完成的焊球固定过程之分解透视图；

图8为表示焊球100％封装于芯片部件如BGA的情况之透视图；以及

图9为说明本发明优选的实施方案在将焊球固定于芯片部件如BGA的过程中出现遗漏时精确定点固定的必要性之透视图。

优选实施方案详细说明

本发明致力的焊球投放器的一个优选的实施方案以下将参照附图按照焊球投放器和在将焊球固定于芯片部件的过程中精确定点固定的必要性之顺序加以描述。

(1)焊球投放器描述

首先将参照图1至图5描述本发明的一个优选的实施方案之焊球投放器1。按照该实施方案的焊球投放器1具有一焊球投放器主体2，其由一圆柱形焊球壳体腔块3和一紧密地连接于焊球壳体腔块3的顶端的方形焊球供给开口块4组成。焊球供给开口块4在由定位榫5和榫眼6定位后用一紧固螺钉7紧密地连接于焊球壳体腔块3的顶端。

焊球壳体腔块3具有沿中心的圆柱形焊球壳体腔11。通过在焊球壳体腔11后端打开的焊球通道口12将大量的焊球B送入焊球壳体腔11内，并且将焊球壳体腔11用一可拆卸的盖13紧密地密封。

焊球壳体腔11的顶端形成为向前逐渐缩小的圆锥形部分。作为圆锥形部分14的最小内径部分的顶端部分同轴线连接于直线形焊球供给通道装置15的后端，该通道装置15形成在焊球供给开口块4的全长上。

焊球供给通道装置15的内径稍大于每个焊球B的直径。因此，焊球壳体腔11内的大量焊球通过其自重的向下滚动作用逐一地沿箭头“a”的方向向前通过圆锥形部分14，从而将焊球连续送入焊球供给通道装置15。用于逐一地供给焊球B的焊球供给开口16设置在焊球供给通道装置15的顶端。

用于逐一地输送焊球B的焊球输送机构21安装于焊球供给开口16。

焊球输送机构21具有一释放连杆22、一从动连杆23和一释放杠杆24。例如，如图4中所示。释放连杆22和从动连杆23分别穿过切口25、27和切口26、28垂直地设置。切口25、26垂直地形成在焊球供给开口块4的前端部分4a，而切口27、28垂直地形成在释放杠杆24的前端部分24a。释放连杆22的上下端和从动连杆23的上下端分别安装于焊球供给开口块4和释放杠杆24以便借助其固定端的一对支承销29、30和其移动端的一对支承销31、32相互平行地摆动。用于使释放杠杆24可以相对于焊球供给开口块4沿箭头b、c方向移动的平行四连杆机构由释放连杆22、从动连杆23和释放杠杆24构成。

释放连杆22设置在焊球供给开口16的上方。用于逐一地输送焊球B的焊球输送动作部分33形成在作为释放连杆22的下端的动作端22a处。焊球输送动作部分33由凹槽部分34和一对形成在凹槽部分34的前后侧面上的爪部分35、36构成，其中凹槽部分34沿如焊球输送方向的箭头“a”的方向张开一约为180°的角度θ1。

一对前后固定块41、42以一定间距固定式安装于焊球壳体腔块3的外圆周上而成与之贴合的状态。在这种情况下，固定块41、42的转动由切面部分3a限制，该切面部分3a以平行于轴向方向形成在圆柱形焊球壳体腔块3的外圆周表面部分上，并且在这种状态下，固定块41、42用固定螺钉3b固定于焊球壳体腔块3。一对平行于焊球壳体腔块3延伸的通孔43、44形成在该对前后固定块41、42的上端部分。在圆柱形推杆45的顶端具有一小直径部分45a以便可以沿如向前和向后方向的箭头“b”、“c”的方向自由滑动以使其向前插入后面的通孔43。另一方面，装有一圆柱形连接轴46以便在使其向后插入前面的通孔44的情况下可以沿箭头“b”、“c”的方向自由滑动。连接轴46的切面的后端部分46a在其被插入一轴向孔47的情况下用一对固定螺钉48同轴线连接于推杆45，该轴向孔47形成在推杆45的小直径部分45a的前端面的中心。

连接轴46的前端部分46b延伸到释放杠杆24的后端部分24b的上方的位置，并且在该前端部分46b上垂直地形成一通孔49。一连接销52在其拧入在释放杠杆24的后端部分24b上形成的螺纹孔50以后用螺母51固定的状态下从该后端部分24b垂直伸出。并向上插入连接轴46的前端部分46b的通孔49中以便沿垂直方向滑动。释放杠杆24的后端部分24b通过连接销52连接于连接轴46使得释放杠杆24可以沿垂直方向偏移。

用作滑动施力装置的螺旋压簧53在前面的固定块42与推杆45的小直径部分45a的前端之间的位置安装于连接轴46的外圆周上。推杆45受螺旋压簧53的力作用可沿箭头“c”的方向即向后方滑动。推杆54在箭头“c”的方向的滑动位置由止挡凸缘54的接触限制，该止挡凸缘54在接近于前端部分46b的位置成一体形成在连接轴46的外圆周上，使前面的固定块42处于箭头“c”的方向。

在将大量焊球B送入焊球壳体腔11内以后用盖13封闭焊球投放器1的情况下，如图3中所示，操作人用一只手抓住焊球投放器主体2的后端部并将拇指放在推杆45的后端面上。按照本发明的该实施方案，当焊球投放器1相对于水平基准线WL倾斜一选定的角度值θ2或更大时，每当操作人完成用拇指沿箭头b的方向克服螺旋压簧53的力推动推杆45并随后从推杆45上松开拇指以便由螺旋压簧53沿箭头c的方向将推杆45推回这样的一次操作(一次推动操作)时焊球投放器1就可以通过焊球供给开口16沿箭头a的方向输送每一单个焊球B。

换言之，当焊球投放器1相对于水平基准线WL倾斜一选定的角度值θ2或更大时，储存于焊球壳体腔11内的大量焊球B通过圆锥形部分14沿箭头“a”的方向借助其自重向下的滚动作用连续地送入焊球供给通道装置15。

在这个位置，推杆45完成其通过螺旋压簧53的作用沿箭头“c”的方向的复位的滑动，同时释放杠杆24完成其通过连接销52沿箭头“c”的方向的复位的运动。

此外，随着释放杠杆24沿箭头“c”的方向的移动，使释放连杆22和从动连杆23可以围绕其在焊球供给开口块4一侧上的固定端的一对支承销29、30摆动而通过其移动端的一对支承销31、32沿箭头“d”的方向复位。在这个位置，释放连杆22的凹槽部分34向着箭头“a”的方向倾斜，并且连续送入焊球供给通道装置15的诸焊球B中的最前面的焊球B1由释放连杆22的一个部分35保持而成从箭头“c”的方向进入与之接触的状态。

在这个状态下，当用拇指沿箭头“b”的方向克服螺旋压簧53的力推动推杆45而通过连接销52使释放杠杆24沿箭头“b”的方向移动时，释放杠杆24发生沿箭头“b”的方向从图4中所示位置移到图5中所示位置。结果，使释放连杆22和从动连杆23可以围绕其一对固定端的支承销29、30摆动而通过其移动端的一对支承销31、32沿箭头“e”的方向运动，并且释放连杆22的凹槽部分34向着相反于箭头“a”的方向之方向倾斜。

因此，当成一排在焊球供给通道装置15内的全部焊球B通过释放连杆的一爪部分35沿相反于箭头“a”的方向之方向稍微推回时，只有最前面的焊球沿箭头“a”的方向进入释放连杆22的凹槽部分34而到达另一爪部分36的位置。

其后，通过从推杆45上松开拇指而由螺旋压簧53的作用沿箭头“c”的方向滑动推杆45而复位，使释放杠杆24可以沿箭头“c”的方向从图5中所示位置移到图4中所示位置。这样一来，使释放连杆22和从动连杆23可以围绕其一对固定端的支承销29、30摆动而通过其移动端的一对支承销31、32沿箭头“d”方向复位。因此，如图4中用一链条所示，在释放连杆22的凹槽部分34内的单个焊球B1在由一爪部分35逐出时自动地沿箭头“a”的方向通过焊球供给通道装置15的焊球供给开口16送到外面去。

(2)关于在将焊球固定于芯片部件的过程中精确定点固定的必要性描述

现在将参照图6至图9描述将诸焊球固定于芯片部件的过程以及该过程所需要的焊球精确定点固定。将诸焊球固定于芯片部件的过程按焊锡印制过程和焊球固定过程的顺序进行。

首先，在焊锡印制过程中，一芯片部件63如BGA以其终端面朝上定位成使其在一部分定位台板61的上表面之中心水平地贴合于一部分定位凹槽部分62的状态，如图6中所示。

接着，将图6中用实线所示的焊锡印制丝幕64(厚约130μm)水平地放置在部分定位台板61上，如图6中用链线所示，使得在焊锡印制丝幕64的下表面之角落处的一对定位销65由上方装入在部分定位台板61的上表面之角落处的一对定位销配合孔66中。

如由图6的实线所示，焊锡印制丝幕64的大量焊锡印制孔67涂有用于丝幕印制的焊锡糊68以便通过采用一刮刀69将焊锡糊68通过大量的焊锡印制孔67在芯片部件63的终端面63a上印制出大量焊球固定位置。

在其后的焊球固定过程中，在除去已用于上述过程的焊锡印制丝幕64以后，将图7由实线所示的焊球固定丝幕71(厚约500μm)水平地放置在部分定位台板61上，如图7中用点划线所示，使得在焊球固定丝幕71的下表面之角落处的一对定位销72由上方装入在部分定位台板61的上表面之角落处的一对定位销配合孔66中。在这个位置，应该理解在芯片部件63的印制表面63a与焊球固定丝幕71的下表面之间设有稍大于每个焊球B的直径之间隙。

如图7中实线所示，将焊球容器73中存放的大量焊球B以分散的状态撒在焊球固定丝幕71上。然后，使大量的焊球B向下穿过焊球固定丝幕71的大量焊球通孔74以便将大量焊球B在焊球固定位置固定于大量的焊锡糊部分68上，其中焊球固定位置按照前述焊锡印制过程已经印制在芯片部件63的终端面63a上。

顺便说一下，在这种情况下，如果借助连接于部分定位台板61的真空管75通过部分定位凹槽部分62的底面中的中心部分62a同时进行抽气，则使其易于将大量焊球B粘附于大量的焊锡糊部分68上。

上述焊球固定过程完全实现后就完成将大量的焊球B完全固定于终端面63a上的大量的焊锡糊部分68上，如图8中所示。

然而，如果操作人忘记将焊球B放入焊锡固定丝幕71的一个焊球通过孔74，或一个焊球通过孔74被焊球B堵塞等，在某些情况下产生一焊球B的有欠缺的固定等，如图9中点划链线所示。

当发生焊球B的上述固定遗漏时，在将焊球B精确定点固定于遗漏焊球B的焊锡糊部分68以前按常规需要用针钉定位器从焊球容器73中逐一地挑选焊球B的工作。然而，这个工作相当麻烦并且需要化费很多时间等。

另一方面，本发明的焊球投放器1的使用使其能够轻便而精确地完成精确定点固定，可以显著地改进操作效率。

也就是说，如上所述，当用一只手抓住焊球投放器1使其焊球供给开口16接近芯片部件63上的遗漏焊球的焊锡糊部分68时，如图9中点划线所示，操作人可以只通过一次用拇指推动和释放推杆45只将一个焊球B通过焊球供给开口16供给上述焊锡糊部分68之操作就轻便而精确地完成精确定点固定。

虽然以优选的形式描述了本发明，但应该理解本发明并不限于上述实施方案并且根据本发明的技术范围可以进行各种不同的改变。例如，虽然在上述实施方案中将推杆45和作为滑动施力装置的螺旋压簧53均用来驱动焊球输送机构21中的释放杠杆24，但应该理解手枪式发射器形式也可以适合于驱动释放杠杆24。虽然在上述实施方案中焊球输送机构21构造成通过被驱动围绕支承销29摆动的单释放连杆22逐一地输送焊球B，但应该理解可以做出焊球输送机构21的各种不同的改变。例如，可以将焊球B通过交替地打开和关闭两种球挡板来逐一地输送，该两件球挡板以如单个焊球B那样大的间距设置于焊球供给开口中。

最后，关于本发明的优选实施方案特别描述的各个装置和部分的外形和结构只是实现本发明的实例，因此其实施方案不应该被视为限制本发明的技术范围。

Claims (5)

1.一种焊球投放器，包括：

一焊球壳体腔用以储存许多焊球；

一连接于该焊球壳体腔的焊球供给通道装置以便可以连续输送许多焊球；

一设置在该焊球供给通道装置的顶端的焊球供给开口上的焊球输送机构以便通过该焊球供给开口逐一地输送焊球。

2.一种焊球投放器，包括：

一焊球投放器主体；

一沿该焊球投放器主体的中心形成为圆柱形的焊球壳体腔；

一经由一圆锥形部分连接于该焊球壳体腔的焊球供给通道装置以便可以连接输送焊球壳体腔内的许多焊球；

一设置在焊球供给通道装置的顶端的焊球供给开口；

一位于该焊球供给开口的释放连杆并且使其可以围绕一支承点摆动以便通过该焊球供给开口逐一地输送焊球；

一释放杠杆用以摆动该释放连杆；

一由所述焊球投放器主体基本上与之平行支持的推杆以便沿一个方向摆动该释放杠杆；以及

一滑动施力装置用以通过迫使所述推杆沿一复位的方向滑动而驱动该释放杠杆沿另一方向摆动。

3.按照权利要求2所述的焊球投放器，其特性在于借助所述释放连杆和平行于该释放连杆的从动连杆可以使所述释放杠杆平移。

4.一种焊球供给装置，包括：

一焊球壳体部分用以储存许多焊球；

一焊球供给开口部分用以将焊球送到外面去；以及

一焊球输送机构用以将所述焊球壳体部分内储存的焊球逐一地输送到所述焊球供给开口。

5.一种用于将焊球固定于芯片部件的方法，包括将许多焊球固定于该芯片部件的步骤，其特征在于封装于该芯片部件的至少一个焊球由权利要求4所述的焊球供给装置供给。

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