CN218799841U - 一种单点植球焊接固化一体式装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种单点植球焊接固化一体式装置，包括预热平台装置、布置于预热平台装置上方的植球焊接装置，以及布置于预热平台装置一侧的供球装置；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。本实用新型可实现对返修产品进行单点植球的功能，可有效针对产品的单点缺陷，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。

Description

一种单点植球焊接固化一体式装置

技术领域

本实用新型涉及BGA芯片返修技术领域，尤其涉及一种单点植球焊接固化一体式装置。

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，故对于BGA芯片的植球工艺的要求也日益提升，而目前的植球方式，还无法实现单点植球，一旦一个BGA芯片上出现一点缺陷，就只能把整个BGA芯片上的锡球都清除掉，再进行整片植球，这种方式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造成BGA报废风险，以及二次植球成功率不高造成的报废风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单点植球焊接固化一体式装置，以解决上述问题。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种单点植球焊接固化一体式装置，包括预热平台装置、布置于预热平台装置上方的植球焊接装置，以及布置于预热平台装置一侧的供球装置；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；所述预热平台装置用于对待植球的产品进行预热，植球焊接装置用于将供球刮刀刮出的锡球植入至产品，并焊接固化。

进一步地，所述供球装置的一侧还设有供助焊剂装置；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；所述植球焊接装置还用于先将助焊剂刮刀刮出的助焊剂转印至产品上，再将锡球植入其内。

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。

进一步地，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。

进一步地，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，所述的单点植球焊接固化一体式装置还包括校准机构；所述校准机构包括布置于预热平台装置一侧的校准相机和对刀仪。

进一步地，所述的单点植球焊接固化一体式装置还包括布置于预热平台装置一侧的锡球吸附机构；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。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)该装置可实现对返修产品进行单点植球的功能，可有效针对产品的单点缺陷，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；

2)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供锡球的厚度，以适应不同的使用环境，泛用性强；

3)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。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的植球焊接装置的立体图；

图3为图2的A处局部放大示意图；

图4为本实用新型的供球装置和供助焊剂装置的立体图；

图5为本实用新型的预热平台装置的立体图；

其中，附图标识说明：

1—植球焊接装置；             2—预热平台装置；

3—供球装置；                 4—供助焊剂装置；

5—校准机构；                 6—锡球吸附机构；

11—植球Y轴平移机构；         12—植球Z轴升降机构；

13—植球升降座；              14—植球移载机构；

15—焊接固化机构；            16—助焊剂转印机构；

21—预热X轴平移机构；         22—预热台；

31—供球升降机构；            32—供球旋转机构；

33—供球转盘；                34—供球支架；

35—供球刮刀；                36—刮刀固定板；

51—校准相机；                52—对刀仪；

141—植球固定座；             142—植球升降板；

143—第一真空吸嘴；           161—转印固定板；

162—转印蘸针；               331—圆形凹槽；

332—限位圆台；               351—固定部；

352—刮片。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至5所示，本实用新型提供一种单点植球焊接固化一体式装置，包括预热平台装置2、布置于预热平台装置2上方的植球焊接装置1，以及布置于预热平台装置2一侧的供球装置3；所述供球装置3包括供球升降机构31、与供球升降机构31连接的供球旋转机构32，以及与供球旋转机构32连接并用于盛放锡球的供球转盘33；所述供球升降机构31的一侧还安装有供球支架34，供球支架34上还安装有供球刮刀35；所述供球刮刀35位于供球转盘33的上方，供球刮刀35用于在供球转盘33做升降、旋转运动时，以从供球转盘33内的锡球中刮出一层所需的锡球；所述预热平台装置2用于对待植球的产品进行预热，植球焊接装置1用于将供球刮刀35刮出的锡球植入至产品，并焊接固化。

其中，所述供球装置3的一侧还设有供助焊剂装置4；所述供助焊剂装置4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；所述植球焊接装置1还用于先将助焊剂刮刀刮出的助焊剂转印至产品上，再将锡球植入其内；所述供球支架34和供助焊剂支架的顶部还各连接一刮刀固定板36，供球刮刀35和助焊剂刮刀均包括固定部351和两刮片352；所述固定部351与刮刀固定板36的底部连接，两刮片352分别与固定部351的两端一体式连接；两所述刮片352与固定部351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33和供助焊剂转盘的顶部还均开设有圆形凹槽331，且圆形凹槽331的中部还设有一限位圆台332；两所述刮片352均呈弧形构造，且其中一刮片352的向外凸起的弧形面紧贴于圆形凹槽331的内壁，另一刮片352的向内下凹的弧形面紧贴于限位圆台332的外壁。

所述植球焊接装置1包括植球Y轴平移机构11、植球Z轴升降机构12，以及与植球Z轴升降机构12连接的植球升降座13；所述植球升降座13上还安装有植球移载机构14、焊接固化机构15和助焊剂转印机构16；所述植球移载机构14包括安装于植球升降座13一侧的植球固定座141，以及安装于植球固定座141上的若干植球组件；每一植球组件包括布置于植球固定座141一侧的第一滑轨组件、布置于第一滑轨组件上的植球升降板142、安装于植球升降板142上的第一真空吸嘴143，以及用于驱动植球升降板142升降的植球升降气缸；所述助焊剂转印机构16包括与植球固定座141另一侧连接的转印固定板161，以及安装于转印固定板161上的若干转印蘸针162；所述焊接固化机构15包括安装于植球升降座13上的焊接激光器；所述的单点植球焊接固化一体式装置还包括校准机构5；所述校准机构5包括布置于预热平台装置2一侧的校准相机51和对刀仪52；所述的单点植球焊接固化一体式装置还包括布置于预热平台装置2一侧的锡球吸附机构6；所述锡球吸附机构6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。

本实用新型工作原理：

继续参照图1至5所示，本实施例中，该装置既可以作为除锡植球焊接一体机上的一个工位，也可以作为一个独立的返修设备使用(独立的植球机)，该装置可实现单点返修植球功能，可有效的降低BGA芯片的报废率(该实施例中，待植球返修的产品为BGA芯片)，并且兼容性高，可适应多品种、规格、球径的产品，实现印助焊剂、植球、固化焊接一体化功能，具体的：

该实施例中，该装置还包括工作台，预热平台装置2、植球焊接装置1、供球装置3和供助焊剂装置4等均布置于工作台上；预热平台装置2的数量设置为四组(可根据实际使用需求，自由设置其数量)，预热平台装置2包括预热X轴平移机构21(可为直线电机模组)，以及与预热X轴平移机构21连接的预热台22；预热台22内安装有加热组件(如加热电阻等)，预热台22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，以便前期的除锡及后续的植球工作；该实施例中，植球焊接装置1还包括两支撑立柱，植球Y轴平移机构11的两端分别布置于一支撑立柱上，植球Y轴平移机构11和植球Z轴升降机构12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13做平移、升降运动；该实施例中，植球移载机构14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141上，且该植球固定座141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142带动第一真空吸嘴143(该实施例中，第一真空吸嘴143采用固晶机标准吸嘴，能实现快速更换)升降，进而便于第一真空吸嘴143吸取或释放锡球；在该实施例中，转印固定板161上还设置四组转印蘸针162(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3与供助焊剂装置4的结构及原理基本一致，在此仅叙述供球装置3的工作原理(供助焊剂装置4的工作原理与其类似)，在该实施例中，供球升降机构31可采用电机丝杆的传动方式，驱动供球旋转机构32升降，供球旋转机构32包括与供球升降机构31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33与供球旋转电机连接，可驱动供球转盘33旋转；供球刮刀35布置于供球转盘33的圆形凹槽331内，供球刮刀35的两刮片352均呈弧形构造，且其中一刮片352的向外凸起的弧形面紧贴于圆形凹槽331的内壁，另一刮片352的向内下凹的弧形面紧贴于限位圆台332的外壁，两刮片352与固定部351之间围成一仿形凹槽，在供球转盘33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3和供助焊剂装置4，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供锡球的厚度，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2的一侧还设有锡球吸附机构6，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143上多余的锡球(一个第一真空吸嘴143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143上只有一个锡球；此外，还设有校准相机51和对刀仪52，应对不同使用环境，需要更换相应的第一真空吸嘴143时，可对更换后的第一真空吸嘴143进行自动校准，保证植球的精确性。

该装置的具体工作过程如下：

1)将除锡完成后或需要植球的BGA芯片放置于预热平台装置2上，预热一定时间，并将其传送至植球焊接装置1的下方；

2)通过供球装置3和供助焊剂装置4以刮出所需厚度的助焊剂以及锡球，随后，第一真空吸嘴143吸取锡球，在吸取锡球的同时，同步完成转印蘸针162蘸取助焊剂的工作；然后，第一真空吸嘴143移动至锡球吸附机构6的上方，进行真空处理，以避免第一真空吸嘴143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)；

3)转印蘸针162对所需要植球的芯片焊盘位置(可设置视觉定位机构，预先对有缺陷的位置进行定位)进行助焊剂转印，然后第一真空吸嘴143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。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单点植球焊接固化一体式装置，其特征在于，包括预热平台装置、布置于预热平台装置上方的植球焊接装置，以及布置于预热平台装置一侧的供球装置；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；所述预热平台装置用于对待植球的产品进行预热，植球焊接装置用于将供球刮刀刮出的锡球植入至产品，并焊接固化。

2.根据权利要求1所述的单点植球焊接固化一体式装置，其特征在于，所述供球装置的一侧还设有供助焊剂装置；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；所述植球焊接装置还用于先将助焊剂刮刀刮出的助焊剂转印至产品上，再将锡球植入其内。

3.根据权利要求2所述的单点植球焊接固化一体式装置，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所述的单点植球焊接固化一体式装置，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所述的单点植球焊接固化一体式装置，其特征在于，所述植球焊接装置包括植球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所述的单点植球焊接固化一体式装置，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。

7.根据权利要求6所述的单点植球焊接固化一体式装置，其特征在于，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。

8.根据权利要求6所述的单点植球焊接固化一体式装置，其特征在于，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。

9.根据权利要求1所述的单点植球焊接固化一体式装置，其特征在于，所述的单点植球焊接固化一体式装置还包括校准机构；所述校准机构包括布置于预热平台装置一侧的校准相机和对刀仪。

10.根据权利要求1所述的单点植球焊接固化一体式装置，其特征在于，所述的单点植球焊接固化一体式装置还包括布置于预热平台装置一侧的锡球吸附机构；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。

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