CN213688246U - 一种基于通用bga植球球板快速对位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于芯片封装BGA植球技术领域。本实用新型公开一种基于通用BGA植球球板快速对位检测装置包括检测时放置在上球板和下球板之间的光源固定座，该光源固定座设有上对位光源和下对位光源，以及控制两个对位光源出光和接收并处理反射光源获得反射光信号强弱的光源控制器，所述上对位光源和下对位光源位于同一条直线上，当上对位光源和下对位光源同时与对应的上下球板微孔同轴时上下球板对位。使用时，光源固定座放置在上球板和下球板之间，下对位光源与下球板上的微孔和，上球板微孔同时同轴，两球板对位。由于能对两个球板上的微孔是否对位快速检测，减少对位检测时间，提高对位检测效率。

Description

一种基于通用BGA植球球板快速对位检测装置

技术领域

本实用新型涉及芯片封装BGA植球技术领域，特别涉及一种基于通用BGA植球球板快速对位检测装置及方法。

背景技术

芯片封装通常采用BGA(Ball Grid Array，球栅阵列封装)，将锡球移植到与芯片引脚对应的点位。由于不同的芯片，球栅阵列规格也不相同，在封装不同的芯片时，只需要更换不同的球栅阵列封装对应的球板，植球装置的其他部分不需要改变。由于芯片封装过程中精度要求极高，每次更换球板时必须对上下两个球板的位置进行精确对位，否则，下球板上分布密集的锡球孔内的锡球在上球板真空吸附过程中对每个锡球吸附位置不一致，导致吸附力不均匀，造成遗漏锡球，从而植球失败。

目前，通用BGA植球球板对位通常采用双面胶贴在下球板，上球板上的BGA植球微孔带有锡珠向下运动，直到锡珠粘附在下球板，完成对位。采用该方式进行对位时，对位精度较差，且对位时间长，导致对位效率低。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，该对位检测装置可以避免对位时间长，提高上下球板对位精度和效率。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，该基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，包括设置在平行上球板和下球板之间的光源固定座，该光源固定座设有能与上球板微孔对位的上对位光源和与下球板微孔对位的下对位光源，以及控制两个对位光源出光和接收并处理反射光源获得反射光信号强弱的光源控制器，所述上对位光源和下对位光源位于同一条直线上，当上对位光源和下对位光源同时与对应的上下球板微孔同轴时上下球板对位。

进一步地说，所述光源固定座还设有同轴安装孔，上对位光源和下对位光源分别设置在固定座的顶部和底部，且上下对位光源出光端面距离上下球板间隙相同。

进一步地说，所述光源固定座在设有两个避空槽，所述上对位光源和下对位光源分别位于两个避空槽内。

进一步地说，所述光源固定座还包括与光源控制器输出连接用于对位结果显示的显示器。

进一步地说，所述间隙为4-8mm。

进一步地说，所述间隙为5mm。

进一步地说，所述光源固定座还包括用于对位提示和报警提示的显示器。

进一步地说，所述光源包括激光或通过光纤传输的LED。

进一步地说，所述显示器表面设有透光保护盖，该透光保护盖包括PC、PVC或玻璃材质。

进一步地说，所述显示器表面为曲面。

本实用新型还提供一种基于通用BGA植球球板快速对位检测方法，该基于通用BGA植球球板快速对位检测方法，包括，

确定上下球板对位基准点，从下球板和上球板上选择至少三组微孔作为对位检测基准点，每组微孔包括一下球板微孔和一上球板微孔；

对每个对位基准点对位检测，将具有在同一直线上两个对位光源放置在上球板和下球板之间，打开光源使下对位光源与一对位基准点的下球板微孔同轴，完成下球板一个微孔对位保持下对位光源位置不变动情况下，同时确定上对位光源与一对位基准点的上球板微孔是否同轴，同轴时上球板一个微孔对准，完成一个对位基准点对位检测，依次对其他对位基准点分别对位检测，完成上下球板对位检测。

进一步地说，所述每个对位基准点对位检测步骤还包括将同轴设置的上光源和上光源同时照射上下球板作为对位基准点的微孔位置，当光源控制器采集到与反射光信号相同，光源控制器通过显示器输出的数值显示无变化；当光源向下球板作为对位基准点的微孔同轴方向移动时，下球板对光源的反射信号减弱，光源控制器通过显示器输出的数值显示减小，直到光源与下球板对位基准点的微孔同轴时显示的数值最小，当光源向远离下球板对位基准点的微孔同轴方向移动时，光源控制器通过显示器显示的数值逐渐变大，再将光源反方向移动到显示器输出的数值显示最小处，此时光源与下球板微孔同轴度最高，光源控制器检测到数值低于设定阀值时，提示对位准确，完成下球板一个对位基准点对位检测。

进一步地说，所述确定上下球板对位基准点还包括作为每个对位基准点的微孔分别为分布于上球板和下球板边缘的微孔。

进一步地说，每个球板上对位基准点的微孔间的连线形成面积最大。

本实用新型提供一种基于通用BGA植球球板快速对位装置，包括设置在平行上球板和下球板之间的光源固定座，该光源固定座设有能与上球板微孔对位的上对位光源和与下球板微孔对位的下对位光源，以及控制两个对位光源出光和接收并处理反射光源获得反射光信号强弱的光源控制器，所述上对位光源和下对位光源位于同一条直线上，当上对位光源和下对位光源同时与对应的上下球板微孔同轴时，上下球板对位。使用时，将光源固定座放置在上球板和下球板之间，打开光源，使下对位光源与下球板上的微孔同轴完成下球板对位，同时将与下对位光源同轴的上对位光源照射上球板，当上对位光源同时与上球板微孔同轴，完成两球板对位检测。由于能对两个球板上的微孔是否对位快速检测，减少对位检测时间，提高对位检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，描述中的附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型基于通用BGA植球球板快速对位装置实施例结构示意图。

图2是本实用新型基于通用BGA植球球板快速对位装置实施例对位时示意图。

图3是本实用新型基于通用BGA植球球板快速对位方法流程图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本实用新型的权利要求做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提出所获得的所有其他实施例，也都属于本实用新型保护的范围。

需要理解的是，在本实用新型实施例中描述，所有方向性指示的术语，如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位、位置关系或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本实用新型，而不是明示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造，不应理解为对本实用新型的限制。仅用于解释在附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，当该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也可能随之改变。

此外，本实用新型中序数词，如“第一”、“第二”等描述仅用于区分目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或隐含指示所指示的技术特征的数量。由此限定“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含和至少一个该技术特征。在本实用新型描述中，“多个”的含义是至少两个，即两个或两个以上，除非另有明确体的限定外；“至少一个”的含义是一个或一个以及上。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，既可以是部件之间的位置关系相对固定，也可以是部件之间存在物理上固定连接，既可以是可拆卸连接，或成一体结构；既可以是机械连接，也可以是电信号连接；既可以是直接相连，也可以通过中间媒介或部件间接相连；既可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系，除非说明书另有明确的限定，可作其他理解时不能实现相应的功能或效果外，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型可能涉及的控制器、控制电路是本领域技术人员常规的控制技术或单元，如控制器的控制电路可以由本领域普通的技术人员采用现有，如简单编程即可实现。涉及与硬件配合实现控制结果的软件或程序，如说明未作详细说明表示涉及的软件或程序控制过程，则属于采用现有技术或本领域普通的技术人员常规技术。电源也采用所述属本领域现有技术，并且本实用新型主要实用新型技术点在于对机械装置改进，所以本实用新型不再详细说明具体的电路控制关系和电路连接。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种基于通用BGA植球球板快速对位装置实施例。

该基于通用BGA植球球板快速对位装置包括设置在平行上球板6和下球板4之间的光源固定座1，该光源固定座1设有能与上球板微孔对位的上对位光源3和与下球板微孔对位的下对位光源2，以及控制两个对位光源出光和接收并处理反射光源获得反射光信号强弱的光源控制器5，所述上对位光源3和下对位光源2位于同一条直线上，当上对位光源3和下对位光源2同时与对应的上下球板微孔同轴时上下球板对位。

具体地说，所述光源控制器5可以控制上对位光源2和下对位光源3能发出光线。

所述上球板6和下球板4上分别设有用于布置锡球和移植的微孔(附图未标示)，即下球板4上的微孔用于布置锡球，上球板6上的微孔用于将下球板4上布置的锡球移植到芯片基板上。所述光源控制器5可根据反射光强弱输出相应数值，反射光强，输出的数值越大，反之则越小。同时，当上对位光源2和下对位光源3反射光同时处于最弱时，则可以控制显示器出来对两个微孔处于对准状态。也就是说，显示器所显示的数值与光源反射的信号强弱相关，反射信号越强，显示的数值越大，反之则越小，反射信号越小则表示，越接近光源与微孔越靠近同轴。

所述光源固定座1还包括与光源控制器5信号连接显示对位结果的显示器8。所述显示器8还包括透光材质，该透光材质包括PC、PVC或玻璃。所述显示器8表面设有透光保护盖，该透光保护盖包括现有的PC、PVC、玻璃或有机玻璃等材质。所述透光保护盖最好采用曲面结构，这样可以增加视场的范围。

所述光源可以根据需要选择，包括激光或通过光纤传输的LED，本实施例中，所述光源采用通过光纤传输的LED作为输出为检测光源。

所述光源固定座1设有两个同轴的光纤安装孔，上对位光源2和下对位光源3分别设置在光源固定座1的顶部和底部，且下对位光源3出光端面距离底部设有间隙7，该间隙为4-8mm，优选为5mm。由于快速对位检测装置在使用时是位于上下球板之间，空间较小，且光线较暗，所述透光保护盖还可以中间部分比边缘厚，可以对显示器所显示的结果进行放大，在对位时更容易观察到。集成有电源、光源、光源控制器和显示器的光源固定座放置在植球机的上球板和下球板之间，光源工作，如光源发出红色光，该红色光通过下位光纤输出红色极细光斑照射在下球板4上，当下球板4与下对位光源3和上球板6与上对位光源2同时在同轴时，上球板与下球板对位，显示器8显示绿灯。可以依次对其他微孔分别检测对准情况，完成对位检测。只要有一个上球板与对应的下球板不能同时与下对位光源3和上对位光源2同轴时，则上下球板没有对准。

下面以光纤为例说明其检测过程。

光源固定座放在上下球板之间，打开光纤，光纤照射到下球板，由于光纤是反射型，将同轴设置的上光源和上光源同时照射上下球板作为对位基准点的微孔位置，当光源控制器采集到与反射光信号相同，光源控制器通过显示器输出的数值显示无变化；当光源向下球板作为对位基准点的微孔同轴方向移动时，下球板对光源的反射信号减弱，光源控制器通过显示器输出的数值显示减小，直到光源与下球板对位基准点的微孔同轴时显示的数值最小，当光源向远离下球板对位基准点的微孔同轴方向移动时，光源控制器通过显示器显示的数值逐渐变大，再将光源向反方向移动到显示器输出的数值显示最小处，此时光源与下球板微孔同轴度最高，光源控制器检测到数值低于设定阀值时，提示对位准确，完成下球板一个对位基准点对位检测。

为了提高检测效率，减少微孔对位检测数量，以三组微孔为例说明来说明。

在下球板4上任意选取三个微孔，采用光纤依次对三个微孔照射，当光纤照射在下球板4微孔外面，光源控制器采集到反射信号不变，此时光源控制器通过显示器8输出的数值显示无变化；当光源随着移动逐渐照射到下球板上微孔内时，下球板4对光纤的反射信号越来越弱，光源控制器通过显示器8输出的数值显示越来越小，随着光源继续移动，光源逐渐移出到下球板4上微孔外，光源控制器通过显示器8输出的数值显示又逐渐变大。此时再将光源反方向移动到显示器8输出的数值显示最小处，则是光源与下球板4上微孔同轴度最高的位置，光源控制器检测到数值低于设定阀值时，显示灯提示对位准确，完成下球板4其中一个微孔对准。同保持位置光源固定座不同，用上对位光源对上球板微孔位置检测，此时上球板微孔与上对位光源同轴完成上下球板一组微孔对位检测，此时显示器显示绿灯，提示上下球板一组微孔对准，完成对位检测。

同理再对下一个下球板微孔对位后再检测对应的上球板微孔是否与上对位光源同轴对位原理亦是如此。

由于能对两个球板上的微孔是否对位快速检测，能够快速完成对位检测，不需要肉眼去判断同轴程度，提高对位检测精度。

根据需要，在对下上球板检测时对位至少选取三组微孔进行检测，每组微孔包括一个上球板微孔和一个下球板微孔，对位检测时检测上下球板对应微孔是否在同轴。上下球板上分别选择三个间隔距离最大的微孔，三个微孔点连接形成的面积最大。由于在制作微孔时，每个微孔与下上球板垂直，在植球时，下上球板与相对面相互平行。通过三点确定一个面能快速对位检测，提高检测效率。

如图3所示，本实用新型还提供一种基于通用BGA植球球板快速对位检测方法实施例。

该基于通用BGA植球球板快速对位检测方法

确定上下球板对位基准点步骤S1，从下球板和上球板上选择至少三组微孔作为对位检测基准点，每组微孔包括一下球板微孔和一上球板微孔；

对每个对位基准点对位检测步骤S2，将具有在同一直线上两个对位光源放置在上球板和下球板之间，打开光源使下对位光源与一对位基准点的下球板微孔同轴，完成下球板一个微孔对位保持下对位光源位置不变动情况下，同时确定上对位光源与一对位基准点的上球板微孔是否同轴，同轴时上球板一个微孔对准，完成一个对位基准点对位检测，依次对其他对位基准点分别对位检测，完成上下球板是否对位检测。

具体地说，所述每个对位基准点对位检测步骤还包括将同轴设置的上光源和上光源同时照射上下球板作为对位基准点的微孔位置，当光源控制器采集到与反射光信号相同，光源控制器通过显示器输出的数值显示无变化；当光源向下球板作为对位基准点的微孔同轴方向移动时，下球板对光源的反射信号减弱，光源控制器通过显示器输出的数值显示减小，直到光源与下球板对位基准点的微孔同轴时显示的数值最小，当光源向远离下球板对位基准点的微孔同轴方向移动时，光源控制器通过显示器显示的数值逐渐变大，再将光源反方向移动到显示器输出的数值显示最小处，此时光源与下球板微孔同轴度最高，光源控制器检测到数值低于设定阀值时，提示对位准确，完成下球板一个对位基准点对位检测。

本实施例中使用的光源固定座、光源以及其他机械结构都采用上述施例结构，工作原理及达到的技术效果也与上述实施例相同，不再赘述。

所述确定上下球板对位基准点还包括作为每个对位基准点的微孔分别为分布于上球板和下球板边缘的微孔。每个球板上对位基准点的微孔间的连线形成面积最大。可以用最少的检测微孔数量确定上下球板每个微孔是否对准。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于：包括设置在平行上球板和下球板之间的光源固定座，该光源固定座设有能与上球板微孔对位的上对位光源和与下球板微孔对位的下对位光源，以及控制两个对位光源出光和接收并处理反射光源获得反射光信号强弱的光源控制器，所述上对位光源和下对位光源位于同一条直线上，当上对位光源和下对位光源同时与对应的上下球板微孔同轴时，上下球板对位。

2.根据权利要求1所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于：所述光源固定座还设有两个同轴的安装孔，上对位光源和下对位光源分别设置在光源固定座的顶部和底部，且下对位光源出光端面与下球板间设有间隙。

3.根据权利要求2所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于：所述光源固定座在设有两个避空槽，所述上对位光源和下对位光源分别位于两个避空槽内。

4.根据权利要求1所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于：所述光源固定座还包括与光源控制器输出连接用于对位结果显示的显示器。

5.根据权利要求1所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于，所述光源包括激光或通过光纤传输的LED。

6.根据权利要求2所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于，所述间隙为4-8mm。

7.根据权利要求6所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于，所述间隙为5mm。

8.根据权利要求6所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于，所述光源包括激光或通过光纤传输的LED。

9.根据权利要求4所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于，所述显示器表面设有透光保护盖，该透光保护盖包括PC、PVC或玻璃材质。

10.根据权利要求9所述的基于通用BGA植球球板快速对位检测装置，其特征在于，所述显示器表面为曲面。

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