TW201325798A - 雷射除膠製程 - Google Patents

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Chin-Wei Wu
Cheng-Heng Li
Po-Nien Su
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Wei-Chih Shih
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Laser Tek Taiwan Co Ltd
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Abstract

一種雷射製程，主要係經由上料、影像定位、測厚度感應、雷射除膠及下料步驟，達到利用雷射去除PCB板上之環氧樹脂，並藉由雷射裝置達到非接觸性的除膠效果，以及經過數據庫比對資料，避免雷射能量過強破壞PCB板，故本發明可有效達到省時及提高良率之方法。

Description

雷射除膠製程
本發明係有關於一種雷射除膠製程；更詳而言之，係指利用雷射將PCB板之BGA封裝上的環氧樹脂去除，並利用數據庫中資料比對，找出錫球相對之耐熱溫度，避免雷射破壞錫球，且利用雷射可以更快速將環氧樹脂去除，以及提高維修PCB板之良率。
由於隨著時代進步，手機的體積往往都越來越小，而且功能亦也多樣化，如現在的智慧型手機，但是精密的電子儀器常常使用下故障率就會偏高，且不耐摔，而現在手機主機板都係利用BGA封裝技術。
球格式封裝(Ball Grid Array，BGA，也稱為錫球陣列封裝或錫腳封裝體)，BGA封裝技術常應用於筆記型電腦的記憶體、手機主機板晶片組等大規模積體電路的封裝領域，而BGA封裝技術的特點有：I/O導線數雖然增多，但導線間距並不小，因而提升了組裝良率；雖然功率增加，但BGA能改善電熱性能；濃度和重量都較以前的封裝技術有所減少，信號傳輸延遲小，使用頻率大大提升，可靠性高，不過BGA封裝仍佔用基板面積較大的問題。
請參閱第一圖；第一圖係為習知除膠步驟示意圖。
由圖可知，BGA封裝技術中常利用環氧樹脂(61)以達到固定之效果，而環氧樹脂(61)係為熱固性塑料，需藉由高溫才可快速將環氧樹脂(61)去除，但溫度過高會破壞手機PCB板(6)，所以當手機壞掉送修時，常係以人工方式將BGA上之環氧樹脂(61)刮除，這種處理方式常造成錫球在刮除過程中被刮掉，或是將周圍小零件刮除，導致電子元件(61)損毀，且人工刮除之花費時間也較常容易造成疲勞。
有鑑於此，本案發明人遂依其多年從事相關領域之研發經驗，針對前述進行深入研究，並依前述尋找新的萃取化合物方法，歷經長時間的努力研究與多次測試，終於完成本發明。
即，本發明之主要目的係在於利用雷射將PCB板之BGA封裝上的環氧樹脂去除，並利用數據庫中資料比對，找出錫球相對之耐熱溫度，避免雷射破壞錫球，且利用雷射可以更快速將環氧樹脂去除，以及提高維修PCB板良率之雷射除膠製程。
依據上述目的，本發明所述之一種雷射除膠製程，其有下列步驟：
A.上料：將電子元件上料於一平台；
B.影像定位：利用影像測定裝置測量電子元件之體積的大小上並定位；
C.測厚度感應：利用測厚度感應裝置偵測電子元件上之BGA封裝的環氧樹脂塗佈厚度以及環氧樹脂塗佈範圍；
D.雷射除膠：將步驟B及步驟C偵測結果與數據庫中數值比對，利用雷射裝置與偵測出的結果，在相對厚度之環氧樹脂，以能量為1~100%或頻率為1~100KHZ或次數為1~10次之雷射藉由數據庫比對出資料，將不同厚度之環氧樹脂完全清除；
E.下料：當清除乾淨之後即可將電子元件下料。
上述雷射除膠製程中，該電子元件係為PCB板，且該雷射裝置係為CO2雷射，而雷射除膠製程係利用CCD影像判定定位器定位PCB板體積，以及利用紅光雷射感測器偵測環氧樹脂塗佈厚度，再尋找數據庫中建立之各家廠商使用之錫球耐熱溫度以及環氧樹脂耐熱溫度數據，使用適當之能量、頻率或次數的雷射將環氧樹脂清除乾淨，由於經過數據庫比對錫球及環氧樹脂之相對溫度，可避免雷射溫度過高而破壞錫球。
因此，綜合前述，本發明可利用雷射除膠製程，快速清除環氧樹脂，且可大幅提高返修之良率，並可針對各大廠商之PCB板進行返修作業。
為期許發明作之目的、功效、特徵及結構能夠有更為詳盡之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式說明如後。
請參閱第二圖；第二圖係為本發明雷射除膠製程流程圖。
由圖可知，本發明之雷射除膠製程，其有下列步驟：
A.上料(1)：將電子元件上料(1)於一平台；
B.影像定位(2)：利用影像定位(2)之影像定位裝置測量電子元件上之體積的大小上並定位。
C.測厚度感應(3)：利用測厚度感應(3)之感測裝置偵測電子元件上之BGA封裝上的環氧樹脂塗佈厚度及塗部範圍。
D.雷射除膠(4)：將步驟B及步驟C偵測結果與數據庫中數值比對，利用雷射除膠(4)之雷射裝置與偵測出的結果，在相對厚度之環氧樹脂，以能量為1~100%或頻率為1~100KHZ或次數為1~10次之雷射藉由數據庫比對出資料，將不同厚度之環氧樹脂完全清除。
E.下料(5)：當清除乾淨之後即可將電子元件下料(5)。
請參閱第三圖至第六圖，並請同時參閱第二圖；第三圖係為本發明之上料示意圖，第四圖係為本發明之影像定位示意圖，第五圖係為本發明之測厚度感應示意圖，第六圖係為本發明之環氧樹脂厚度示意圖。
如圖所示(本發明所述之電子元件以PCB板(6)當作實施例)，將手機主機板上的BGA封裝PCB板(6)加熱分離，再將欲除膠部份之PCB板(6)放置於旋轉平台(10)上，經過CCD影像判定定位器(20)偵測旋轉平台(10)上之PCB板(6)環氧樹脂(61)塗佈範圍，再藉由紅光雷射感測器(30)偵測環氧樹脂(61)之塗部厚度，而紅光雷射感測器(30)可偵測之高度為0~400μm，且以區塊性掃描將高度形成3D圖形，將得到的數據經過數據庫中各大廠商所使用之GBA錫球(60)以及環氧樹脂(61)耐熱溫度資料比對，才得以進行雷射除膠(4)步驟。
請參閱第七圖至第九圖，並請同時參閱第二圖；第七圖係為本發明之雷射除膠示意圖(一)、第八圖係為本發明之雷射除膠示意圖(二)、第九圖係為本發明之下料示意圖。
如圖所示，雷射的強度決定係經由資料庫比對之數據，再以每200×200μm之面積進行雷射除膠(4)過程，當接觸至高溫的環氧樹脂(61)會氣化被去除掉，而經過數據庫比對使用之雷射可以直接與錫球(60)接觸，避免破壞錫球(60)，當雷射裝置(40)完成單向作業後，該旋轉平台(10)會轉向令雷射裝置(40)繼續進行作業，直至PCB板(6)上之環氧樹脂(61)完全清除，即可將清除乾淨之PCB板(6)下料(5)。
綜合前述，本發明具有如下效益：
一、本發明所述之雷射除膠製程，本發明藉由雷射裝置的瞬間高溫，令環氧樹脂氣化達到除膠的效果，故本發明可大幅降低電子元件返修所消耗的時間。
二、本發明所述之雷射除膠製程，藉由雷射裝置達到非接觸性之除膠效果，可避免手動除膠時，將電子元件上的零件刮壞，故本發明可大幅提升返修製程的良率。
故，本發明在同類產品中具有極佳之進步性以及實用性，同時查遍國內外關於此類結構之技術資料文獻後，確實未發現有相同或近似之構造存在於本案申請之前，因此本案應已符合「新穎性」、「進步性」以及「合於產業利用性」等專利要件，爰依法提出申請之。
唯，以上所述者，僅係本發明之較佳實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之其它等效結構變化者，理應包含在本發明之申請專利範圍內。
1．．．上料
10．．．旋轉平台
2．．．影像定位
20．．．CCD影像判定定位器
3．．．測厚度感應
30．．．紅光雷射感測器
4．．．雷射除膠
40．．．飲水管
5．．．下料
6．．．PCB板
60．．．錫球
61．．．環氧樹脂
第一圖係為習知除膠步驟示意圖。
第二圖係為本發明雷射除膠製程流程圖。
第三圖係為本發明之上料示意圖。
第四圖係為本發明之影像定位示意圖。
第五圖係為本發明之測厚度感應示意圖。
第六圖係為本發明之環氧樹脂厚度示意圖。
第七圖係為本發明之雷射除膠示意圖(一)。
第八圖係為本發明之雷射除膠示意圖(二)。
第九圖係為本發明之下料示意圖。
1．．．上料
2．．．影像定位
3．．．測厚度感應
4．．．雷射除膠
5．．．下料

Claims (6)

  1. 一種雷射除膠製程，所述之除膠製程係藉由下列步驟方法製備得：A.上料：將電子元件上料於一平台；B.影像定位：利用影像測定裝置測量電子元件之體積的大小上並定位；C.測厚度感應：利用測厚度感應裝置偵測電子元件上之BGA封裝的環氧樹脂塗佈厚度以及環氧樹脂塗佈範圍；D.雷射除膠：將步驟B及步驟C偵測結果與數據庫中數值比對，利用雷射裝置與偵測出的結果，在相對厚度之環氧樹脂，以能量為1~100%或頻率為1~100KHZ或次數為1~10次之雷射藉由數據庫比對出資料，將不同厚度之環氧樹脂完全清除；E.下料：當清除乾淨之後即可將電子元件下料。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之雷射除膠製程，其中，步驟A所述之電子元件係為PCB板。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之雷射除膠製程，其中，步驟B所述之影像測定裝置係為CCD影像判定定位器。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之雷射除膠製程，其中，步驟C所述之測厚度感應裝置係為紅光雷射感測器。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之雷射除膠製程，其中，於步驟D所述之資料庫包含有不同廠牌之PCB板使用環氧樹脂塗佈之數據。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之雷射除膠製程，其中，於步驟D所述之雷射裝置係為CO2雷射裝置。
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