CN202738264U - 芯片定位治具与其电子系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芯片定位治具与其电子系统，利用芯片定位治具将芯片脚座安装于电路板时，芯片定位治具的中央开口提供芯片脚座精确的定位，即置入芯片脚座以快速完成定位。接着由吸盘将芯片脚座垂直吸起后，移除芯片定位治具，并将芯片脚座垂直向下至与电路板接触焊合，即可准确完成定位以及重工焊合的目的。

Description

芯片定位治具与其电子系统

技术领域

本实用新型有关一种芯片定位治具以及电子系统，尤指一种与印刷电路板结合，以迅速定位重工芯片的芯片定位治具以及相关的电子系统。

背景技术

集成电路芯片（chip）封装结构的一种方式是球栅阵列结构（ball grid array,即BGA），其在晶粒底部以阵列的方式布置许多锡球，以锡球代替传统以金属导线架在周围做引脚的方式。而当BGA芯片零件故障需要维修，或是因某种原因上错零件时，需要更换新的BGA芯片。这种将BGA芯片（如CPU、GPU…等）从主机板上移除，再重新焊上一颗新的BGA芯片的过程（BGArework），需先将旧的BGA芯片摘下，把上面的焊锡清除干净，再把新的BGA芯片底面，均匀涂抹焊锡（称为"植球"），控制好温度，粘回主机板上（称为"回焊"）。而在回焊的过程中，芯片与主机板上的芯片安装位置必须准确对齐，才能将芯片上各相对应的电子接点锡球与对应的主机板上电子电路接点彼此一对一焊合在一起。

目前的BGA回焊（rework）的定位校准方法主要分为两种类型：自动对位以及手动对位。自动对位主要采用光学对位的方式，利用光学镜头撷取BGA锡球影像，使其和主机板接点垫(pad)影像重合的原理来完成定位。手动对位及透过人工手动移动主机板、BGA或芯片吸盘的X/Y坐标来完成定位。就上述两种类型来说，自动对位用于全自动的BGA返修台，设备的造价昂贵。而手动对位虽然结构简单、造价低廉，但在使用上因需要人力目视对准，其定位速度较慢，且常发生定位不准确的状况。

实用新型内容

为了解决前述使用返修台造价昂贵，使用人工对位的效率不高、以及定位不准确的问题，本实用新型提供了一种芯片定位治具以及电子系统，以提供快速准确的定位解决方案。

本实用新型的其中一实施例提供了一种电子系统，包含有一电路板、一芯片脚座以及一芯片定位治具。该电路板包含一电子接点区以及多个定位孔，该电子接点区包含多个第一电子接点。该芯片脚座于底侧具有多个第二电子接点。该芯片定位治具包含有一本体以及多个定位柱。该本体具有一中央开口，该中央开口与该芯片脚座的轮廓相配，且该中央开口的边长尺寸大于该芯片脚座的边长尺寸且不超过一间隙值，该芯片脚座用来置于该中央开口内以将该芯片脚座定位于该电路板上。该多个定位柱设置于该本体上，该多个定位柱分别对应卡合该电路板的该多个定位孔，使该芯片定位治具安装于该电路板上。其中该芯片脚座置于该芯片定位治具的该中央开口时，该芯片脚座底侧的该多个第二电子接点分别对齐该电路板的该电子接点区的该多个第一电子接点。

本实用新型的另一实施例提供了一种芯片定位治具，用来安装于一电路板上以将一芯片脚座定位于该电路板上的一电子接点区，该电路板包含多个定位孔，该电子接点区包含多个第一电子接点，该芯片定位治具包含有一本体以及多个定位柱。该一本体具有一中央开口，该中央开口与该芯片脚座的轮廓相配，且该中央开口的边长尺寸大于该芯片脚座的边长尺寸且不超过一间隙值，该芯片脚座用来置于该中央开口内以将该芯片脚座定位于该电路板上。该多个定位柱设置于该本体上，该多个定位柱分别对应卡合该电路板的该多个定位孔，使该芯片定位治具安装于该电路板上。其中该芯片脚座于底侧具有多个第二电子接点，当该芯片脚座置于该芯片定位治具的该中央开口时，该芯片脚座底侧的该多个第二电子接点分别对齐该电路板的该电子接点区的该多个第一电子接点。

在本实用新型所提供的电子系统以及芯片定位治具中，该芯片定位治具的该本体于该中央开口四个角落处分别具有一弧形导角部，当该芯片脚座置于该中央开口时，该弧形导角部分别对应该芯片脚座的角部，使该本体不接触该芯片脚座的角部。

在本实用新型所提供的电子系统以及芯片定位治具中，该本体具有一底部，该多个定位柱设置于该本体的该底部，且当该芯片定位治具安装于该电路板时，该本体的该底部与该电路板间具有一高度，且该高度不小于1.4毫米。

在本实用新型所提供的电子系统以及芯片定位治具中，每一定位柱的直径不大于与其对应安装的定位孔直径，且每一定位柱的直径与其对应安装的定位孔直径差不大于0.01毫米，且每一定位柱于一端具有导角。

在本实用新型所提供的电子系统以及芯片定位治具中，该间隙值不大于0.1毫米。

利用本实用新型所提供的电子系统以及芯片定位治具，可以实现芯片脚座与电路板的快速精确定位，降低每一单位组件的维修时间。芯片定位治具不需使用光学对位操作，可避免重复调整光学焦距及观察比对重合的锡球色差。当利用芯片定位治具对芯片脚座的定位完成后，再由吸盘将芯片脚座垂直吸起后，移除芯片定位治具，并将芯片脚座垂直向下至与电路板接触焊合，即可准确完成定位以及重工焊合的目的。

附图说明

图1为本实用新型所公开的一电子系统的装配示意图。

图2为芯片脚座的底部仰视立体示意图。

图3为本实用新型的芯片定位治具一实施例的立体示意图。

图4为图3的芯片定位治具另一视角的立体示意图。

图5为电子系统的电路板、芯片定位治具以及芯片脚座结合时的示意图。

图6为图5的侧视示意图。

图中各零部件的附图标记说明如下：

1   电子系统        10  电路板

12  电子接点区      14  定位孔

16  第一电子接点    20  芯片脚座

22  底侧            26  第二电子接点

30  芯片定位治具    32  本体

34  定位柱          36  中央开口

38  底面            342 导角

362 弧形导角部

具体实施方式

请参考图1，图1为本实用新型所揭露的一电子系统的示意图。电子系统1包含一电路板10、一芯片脚座20以及一芯片定位治具30。芯片脚座20可为球栅阵列结构（ball grid array,BGA）或其它型式的脚座或集成电路芯片，在重工更换芯片脚座20时，为使芯片脚座20能准确定位于电路板10上，电子系统1使用一芯片定位治具30以达成此目的。电路板10包含一电子接点区12以及多个个定位孔14，电子接点区则包含多个个第一电子接点16。

请参考图2，图2为芯片脚座20的底部视角示意图。芯片脚座20在底侧22上具有多个个第二电子接点26，其分别对应电路板10的电子接点区12的多个个第一电子接点16，而在芯片脚座20重工回焊到电路板10时，芯片脚座20上的第二电子接点26必须一对一对齐/对应电路板10上的第一电子接点16。

请参考图3以及图4，其中图3为本实用新型的芯片定位治具一实施例的示意图，图4为图3的芯片定位治具另一视角的示意图。芯片定位治具30具有一中空的本体32，在本体32的底部38上则具有多个个定位柱34。芯片定位治具30提供前述芯片脚座20于重工回焊到电路板10时，第二电子接点26能够一对一对齐第一电子接点16的定位基础，因此在芯片定位治具30的本体32上具有一中央开口36。中央开口36用来暂时容置芯片脚座20使芯片脚座20能被设置在精确的位置，因此较佳地与芯片脚座20具有实质上相同的轮廓，或不完全相同的轮廓，但仍能提供芯片脚座20容置于中央开口36时，不会产生位置的偏移。

请一并对照图2。如前所述，芯片脚座20容置于中央开口36时不会产生位置的偏移，因此在本实用新型中，中央开口36的边长尺寸（如图3中的宽度W2）与芯片脚座20的边长尺寸（如图2中的宽度W1）相同，或可稍微大于芯片脚座20的边长尺寸，但不超过一间隙值，例如该间隙值不大于0.1毫米。当中央开口36的尺寸（除了如图所示的其中一边，其它各边亦同，在此不再赘述）稍大于芯片脚座20的尺寸时，可以容许芯片脚座20很容易置入中央开口36内，同时使重工过程使用到的垂直升降吸盘能轻易将芯片定位治具30内的芯片脚座20垂直向上取出。

请一并参考图3以及图5，其中图5为芯片定位治具30安装于电路板10上，且芯片脚座20容置于芯片定位治具30的中央开口36以将芯片脚座20定位于电路板10的示意图。芯片定位治具30的本体32在中央开口36的四个角落处分别具有一弧形导角部362，分别对应芯片脚座20的角部，因此当芯片脚座20置入中央开口36时，弧形导角部362提供较大的空余空间，使芯片脚座20更容易置入中央开口36，且于中央开口36使本体32不会接触芯片脚座20的角部，如图5中的区域A所示。

最后请参考图4以及图6，其中图6为电子系统1的电路板10、芯片定位治具30以及芯片脚座20结合时的侧视示意图。如前所述，芯片定位治具30具有多个个定位柱34，设置在本体32的底部38上。多个个定位柱34的位置分别对应电路板10上的多个定位孔14的位置。当芯片定位治具30安装于电路板10时，即分别将多个定位柱34对齐电路板多个定位孔14并分别与之卡合。当芯片定位治具30安装于电路板10时，由于定位柱34也提供了垫高的作用，使芯片定位治具30的本体32的底部38与电路板10间具有一高度，而该高度可以确保芯片定位治具30在暂时安装于电路板10以供芯片脚座20定位时，不会接触到电路板10上的锡膏，较佳地，该高度不小于1.4毫米，但不以此为限。此外，为使芯片定位治具30安装于电路板10时，不致产生位移而影响芯片脚座20与电路板10之间的定位精度，同时仍使芯片定位治具30易于安装于电路板10或自电路板10上拆卸，如图1以及图4所示，每一定位柱34的直径d2不大于与其对应安装的定位孔14的直径d1，且每一定位柱34的直径d2与其对应安装的定位孔14的直径d1差（d1-d2）较佳地不大于0.01毫米。而各定位柱34于一端可另为具有导角342，以方便定位柱34延伸于定位孔14内。

由上叙述，当芯片定位治具30安装于电路板10上时，其中央开口36即可提供芯片脚座20精确的定位，因此在芯片脚座20置于中央开口36内时，即可使芯片脚座20底侧22的多个第二电子接点26分别精确对齐电路板10的电子接点区12的多个第一电子接点16而不会发生偏移造成不正确的连接或短路。

本实用新型所提供的电子系统以及芯片定位治具，利用芯片定位治具将芯片脚座安装于电路板时，芯片定位治具的中央开口提供芯片脚座精确的定位，即置入芯片脚座以快速完成定位。接着由吸盘将芯片脚座垂直吸起后，移除芯片定位治具，并将芯片脚座垂直向下至与电路板接触焊合，即可准确完成定位以及重工焊合的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的保护范围。

Claims (16)

1.一种电子系统，其特征在于，包含：

一电路板，包含一电子接点区以及多个定位孔，该电子接点区包含多个第一电子接点；

一芯片脚座，于底侧具有多个第二电子接点；以及

一芯片定位治具，包含有：

一本体，具有一中央开口，该中央开口与该芯片脚座的轮廓相配，且该中央开口的边长尺寸大于该芯片脚座的边长尺寸且不超过一间隙值，该芯片脚座用来置于该中央开口内以将该芯片脚座定位于该电路板上；以及

多个定位柱，设置于该本体上，该多个定位柱分别对应卡合该电路板的该多个定位孔，使该芯片定位治具安装于该电路板上；

其中该芯片脚座置于该芯片定位治具的该中央开口时，该芯片脚座底侧的该多个第二电子接点分别对齐该电路板的该电子接点区的该多个第一电子接点。

2.如权利要求1所述的电子系统，其特征在于，该芯片定位治具的该本体于该中央开口四个角部处分别具有一弧形导角部。

3.如权利要求2所述的电子系统，其特征在于，当该芯片脚座置于该中央开口时，该弧形导角部分别对应该芯片脚座的角部，使该本体不接触该芯片脚座的角部。

4.如权利要求1所述的电子系统，其特征在于，该本体具有一底部，该多个定位柱设置于该本体的该底部，且当该芯片定位治具安装于该电路板时，该本体的该底部与该电路板间具有一高度。

5.如权利要求4所述的电子系统，其特征在于，该高度不小于1.4毫米。

6.如权利要求1所述的电子系统，其特征在于，每一定位柱的直径不大于与其对应安装的定位孔直径，且每一定位柱的直径与其对应安装的定位孔直径差不大于0.01毫米。

7.如权利要求6所述的电子系统，其特征在于，每一定位柱于一端具有导角。

8.如权利要求1所述的电子系统，其特征在于，该间隙值不大于0.1毫米。

9.一种芯片定位治具，用来安装于一电路板上以将一芯片脚座定位于该电路板上的一电子接点区，该电路板包含多个定位孔，该电子接点区包含多个第一电子接点，该芯片定位治具包含有：

一本体，具有一中央开口，该中央开口与该芯片脚座的轮廓相配，且该中央开口的边长尺寸大于该芯片脚座的边长尺寸且不超过一间隙值，该芯片脚座用来置于该中央开口内以将该芯片脚座定位于该电路板上；以及

多个定位柱，设置于该本体上，该多个定位柱分别对应卡合该电路板的该多个定位孔，使该芯片定位治具安装于该电路板上；

其中该芯片脚座于底侧具有多个第二电子接点，当该芯片脚座置于该芯片定位治具的该中央开口时，该芯片脚座底侧的该多个第二电子接点分别对齐该电路板的该电子接点区的该多个第一电子接点。

10.如权利要求9所述的芯片定位治具，其特征在于，该芯片定位治具的该本体于该中央开口四个角部处分别具有一弧形导角部。

11.如权利要求10所述的芯片定位治具，其特征在于，当该芯片脚座置于该中央开口时，该弧形导角部分别对应该芯片脚座的角部，使该本体不接触该芯片脚座的角部。

12.如权利要求9所述的芯片定位治具，其特征在于，该本体具有一底部，该多个定位柱设置于该本体的该底部，且当该芯片定位治具安装于该电路板时，该本体的该底部与该电路板间具有一高度。

13.如权利要求12所述的芯片定位治具，其特征在于，该高度不小于1.4毫米。

14.如权利要求9所述的芯片定位治具，其特征在于，每一定位柱的直径不大于与其对应安装的定位孔直径，且每一定位柱的直径与其对应安装的定位孔直径差不大于0.01毫米。

15.如权利要求14所述的芯片定位治具，其特征在于，每一定位柱于一端具有导角。

16.如权利要求9所述的芯片定位治具，其特征在于，该间隙值不大于0.1毫米。

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