TWI676410B - 加熱回焊設備的回焊裝置 - Google Patents

Abstract

一種加熱回焊設備的回焊裝置，具有一回焊空間，該回焊裝置包含一加熱光源，一光罩，具有複數個開孔，該光罩受到來自於該加熱光源的照射而使該加熱光源經由複數個該開孔照射至該回焊空間中而形成複數個照射區，一移載機構，具有一承置部，該承置部係承置一待回焊物件而沿一移載路徑移動通過該回焊空間，該待回焊物件的上表面係預設有複數個待回焊部位，在該待回焊物件的複數個該待回焊部位分別對應到複數個該照射區時，該承置部係為停止移動一預定時間，接著再繼續移動通過該回焊空間。

Description

加熱回焊設備的回焊裝置

本發明係為一種加熱回焊設備的回焊裝置，特別是關於一種在靜止狀態下進行回焊的回焊裝置。

現今電子產品推陳出新，各種取代傳統電腦的行動裝置或穿戴式裝置如雨後春筍般問世，為了滿足這些電子產品的小型化的需求，業者不斷研發出體積更小、功能更強大的晶片，以建立更完善的智慧化生活環境。這些行動裝置或穿戴式裝置中的晶片大多利用表面貼焊技術(SMT,Surface Mount Technology)與基板進行接合，為此，必須進行回焊的動作，以讓晶片焊接在基板上，故回焊係為表面貼焊技術中相當重要的一個製程。

一般加熱回焊設備係藉由輸送帶，將待回焊物件依序送入加熱回焊設備中，進行預熱、均溫、回焊及冷卻等處理步驟。預熱處理的主要目的是將錫球中的溶劑揮發。均溫處理的主要目的是活化助焊劑，以去除氧化物並蒸發多餘水分。回焊處理的主要目的是將介於晶片與接觸墊之間的錫球完全熔融。冷卻處理的主要目的是讓熔融後的錫球固定。

由於行動裝置或穿戴式裝置內的空間有限，工程師在基板設計上多用採用密集式布局，使得走線變得複雜且基板上的接觸墊之間的距離相當接近。這類電子產品的基板在進行回焊時，很容易因為回焊過程中的震動而導致相鄰錫球出現橋接(bridge)的問題。此外，一般加熱回焊設備不容易控制回焊處理時的溫度，往往會因為錫球的延遲熔融而造成晶片的傾斜，再加上晶片在進行回焊處理時，要達到錫球完全溶解的溫度(約217℃)，仍必須加熱一段相當長的時間，因此可能在加熱的過程中，出現基板彎曲或變形而造成基板的故障。

本發明之目的即是提供一種加熱回焊設備的回焊裝置，能夠避免回焊過程中因震動造成的相鄰錫球橋接的問題，並且有效地集中加熱，以改善回焊製程的良率。

本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種加熱回焊設備的回焊裝置，該加熱回焊設備係具有一回焊空間，該回焊裝置包含一加熱光源，以朝著該回焊空間內照射的方式而設置，一光罩，具有複數個開孔，該光罩受到來自於該加熱光源的照射而使該加熱光源經由複數個該開孔照射至該回焊空間中而形成複數個照射區，一移載機構，具有一承置部，該承置部係承置一待回焊物件而沿一移載路徑移動通過該回焊空間，該待回焊物件的上表面係預設有複數個待回焊部位，在該待回焊物件的複數個該待回焊部位分別對 應到複數個該照射區時，該承置部係為停止移動一預定時間，接著再繼續移動通過該回焊空間。

在本發明之一實施例中係提供一種加熱回焊設備的回焊裝置，其中該照射區的面積係不大於該待回焊部位的面積。

在本發明之一實施例中係提供一種加熱回焊設備的回焊裝置，其中該光罩係可拆卸地安裝在該加熱光源與該移載機構之間。

在本發明之一實施例中係提供一種加熱回焊設備的回焊裝置，其中該移載機構係為一輸送帶。

在本發明之一實施例中係提供一種加熱回焊設備的回焊裝置，其中該加熱光源係為一鹵素燈。

在本發明之一實施例中係提供一種加熱回焊設備的回焊裝置，其中該待回焊物件係設置有一晶片的一基板或相互疊置的複數個晶片。

藉由本發明之技術手段，能夠讓小型化且複雜化的布局在進行回焊時，不會出現相鄰錫球出現橋接(bridge)的問題。此外，藉由照射區的設計，集中加熱待回焊部位，故能夠縮短回焊製程的時間，大幅提升加熱回焊設備的生產能力。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

100‧‧‧回焊裝置

1‧‧‧加熱光源

2‧‧‧光罩

21‧‧‧開孔

3‧‧‧移載機構

31‧‧‧承置部

L‧‧‧照射區

K‧‧‧移載路徑

W‧‧‧待回焊物件

W1‧‧‧晶片

W2‧‧‧錫球

W3‧‧‧基板

R‧‧‧加熱回焊設備

R1‧‧‧預熱空間

R2‧‧‧均溫空間

R3‧‧‧回焊空間

R4‧‧‧冷卻空間

圖1係為顯示根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的外觀示意圖；圖2係為顯示根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置的示意圖；圖3係為顯示根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置的基板上焊接晶片的示意圖；圖4係為顯示根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置的晶片對焊的示意圖。

以下根據第1圖至第4圖，而說明本發明之實施方式。該說明並非為限制本發明之實施方式，而為本發明之實施例的一種。

如圖1至圖3所示，本發明之一實施例中，係提供一種加熱回焊設備R的回焊裝置100，其中該加熱回焊設備R係具有一回焊空間R3，該回焊裝置100包含一加熱光源1，以朝著該回焊空間R3內照射的方式而設置；一光罩2，具有複數個開孔21，該光罩2受到來自於該加熱光源1的照射而使該加熱光源1經由複數個該開孔21照射至該回焊空間R3中而形成複數個照射區L；一移載機構3，具有一承置部31，該承置部31係承置一待回焊物件W而沿一移載路徑K移動通過該回焊空間R3，該待回焊物件W的上表面係預設有複數個待回焊部位，在該待回焊物件W的複數個該待回焊部位分別對應到複數個該照射區L時，該承置部31係為停止移動一預定時間，接著再繼續移動通過該回焊空間R3。如圖1所示，該加熱回焊設備R中具有預熱空間R1、均溫空間R2、回焊空間R3及冷卻空間R4。在待回焊物件W進入加熱回焊設備R之後，該待回焊物件W會依序被移載經過預 熱空間R1、均溫空間R2、回焊空間R3及冷卻空間R4的四個空間而進行包括預熱、均溫、回焊及冷卻處理的一個完整的回焊製程，本發明之回焊裝置100係設置於回焊空間R3之內。

如圖2所示，在本實施例中，回焊裝置100在回焊空間R3之中包含加熱光源1、光罩2及移載機構3。光罩2的開孔21數量係依照待回焊物件W的焊接需求而定，可為複數個小型開孔或為單一的大型開孔。經由光罩2過濾後的光線於移載機構3的承置部31形成照射區L。本發明之回焊裝置100更包含一溫度計(未圖示)，溫度計係設置於回焊空間R3，以無線方式偵測照射區L的溫度，並透過一傳輸線將溫度回傳至加熱回焊設備R，作為判斷回焊狀態的參考資料。

如圖3所示，藉由移載機構3將承置部31所承置的待回焊物件W，沿著移載路徑K送入回焊空間R3。其中，移載機構3具有一控制器(未圖示)，能夠根據預先輸入的光罩2的開孔21資料而控制移載機構3的動作，使待回焊物件W中的待回焊部位準確對應到照射區L的位置，並依照溫度計所回傳的照射區L的溫度，計算所需的停留時間，藉此使待回焊物件W在靜止狀態下進行回焊。由於回焊過程中，晶片W1完整地受到加熱光源1的照射，故錫球W2能夠均勻地熔融，不會發生晶片傾斜的問題。再者，錫球W2係處於靜止狀態下受熱，能夠有效避免相鄰錫球黏接的狀況。當回焊結束後，藉由移載機構3再將承置部31所承置的待回焊物件W，沿著移載路徑K送出回焊空間R3。

如圖4所示，藉由移載機構3將承置部31上相互堆疊的晶片W1及晶片W1之間的錫球W2，沿著移載路徑K送入回焊空間R3。其中，移載機構3具 有一控制器(未圖示)，能夠根據預先輸入的光罩2的開孔21資料而控制移載機構3的動作，使承置部31上相互堆疊的晶片W1及晶片W1之間的錫球W2準確對應到照射區L的位置，並依照溫度計所回傳的照射區L的溫度，計算所需的停留時間，藉此使承置部31上相互堆疊的晶片W1及晶片之間的錫球W2在靜止狀態下進行回焊。由於回焊過程中，晶片W1完整地受到加熱光源1的照射，故錫球W2能夠均勻地熔融，不會發生晶片傾斜的問題。再者，錫球W2係處於靜止狀態下受熱，能夠有效避免相鄰錫球黏接的狀況。當回焊結束後，藉由移載機構3再將承置部31所承置的相互堆疊的晶片W1，沿著移載路徑K送出回焊空間R3。

根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置100，其中該照射區L的面積係不大於該待回焊部位的面積。圖3係顯示基板W3上的晶片W1及錫球W2的回焊。由於基板W3上的晶片W1及錫球W2以外的區域一旦接觸照射區L的高熱，可能造成基板W3的翹曲或變形，因此本發明之光罩2的開孔21的尺寸均已計算光學投射角度，能夠避免照射區L向外擴散。

根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置100，其中該光罩2係可拆卸地安裝在該加熱光源1與該移載機構3之間。本發明之加熱回焊設備R的回焊空間R3後方設置有一光罩抽換口(未圖示)，便於更換不同種類的光罩2來對應待回焊物件W的布局。

根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置100，其中該移載機構3係為一輸送帶，使待回焊物件W透過輸送帶在回焊空間R3內移動。但 本發明不限於此，該移載機構3亦可使用以滾珠螺桿的方式移動的載台來移載待回焊物件W，以使照射區L與待回焊部位的位置對應更加精準。

根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置100，其中該加熱光源1係為一鹵素燈，用以提供穩定的熱能。但本發明不限於此，只要能夠讓錫球W2達到熔融溫度，亦可使用其他的種類的光源加熱。

根據本發明之一實施例的加熱回焊設備的回焊裝置100，其中該待回焊物件W係設置有晶片W1的基板W3(參考圖3)或相互疊置的複數個晶片W1(參考圖4)。本發明之回焊裝置100可適用於多種待回焊物件W，透過照射區L及加熱中靜止的設計，能夠穩定地針對特定區域升溫，因此不論是晶片W1與晶片W1的焊接，或是晶片W1焊接至基板W3，都能達到良好的加熱功效。

相較於傳統的加熱回焊設備，在回焊的過程中仍持續移動待回焊物件，本發明之加熱回焊設備R的回焊裝置100能夠使待回焊物件W處於完全靜止的狀態進行回焊，能夠使錫球W2不易受到震動的影響而發生移位或橋接短路的問題。此外，藉由照射區L的設計，使加熱光源1的高溫不會接觸待回焊部位以外的區域，進而避免基板W3因加熱時間過久，產生翹曲或變形。再者，透過光罩2集中熱源，更能夠縮短回焊製程的時間，大幅提升加熱回焊設備的生產能力。

以上之敘述以及說明僅為本發明之較佳實施例之說明，對於此項技術具有通常知識者當可依據以下所界定申請專利範圍以及上述之說明而作其他之修改，惟此些修改仍應是為本發明之發明精神而在本發明之權利範圍中。

Claims (6)

1. 一種加熱回焊設備的回焊裝置，其中該加熱回焊設備係具有一回焊空間，該回焊裝置包含：一加熱光源，以朝著該回焊空間內照射的方式而設置；一光罩，係在整體為不透光的一非透光部以穿孔而形成複數個開孔，在各個開孔之間為該非透光部的一部份，該光罩受到來自於該加熱光源的照射而使該加熱光源經由複數個該開孔照射至該回焊空間中而形成複數個照射區，該加熱光源照射至各個開孔之間的該非透光部的部份時，該加熱光源無法照射至該回焊空間；一移載機構，具有一承置部，該承置部係承置一待回焊物件而沿一移載路徑移動通過該回焊空間，該待回焊物件的上表面係預設有複數個待回焊部位，在該待回焊物件的複數個該待回焊部位分別對應到複數個該照射區時，該承置部係為停止移動一預定時間，接著再繼續移動通過該回焊空間。
2. 如請求項1所述之加熱回焊設備的回焊裝置，其中該照射區的面積係不大於該待回焊部位的面積。
3. 如請求項1所述之加熱回焊設備的回焊裝置，其中該光罩係可拆卸地安裝在該加熱光源與該移載機構之間。
4. 如請求項1所述之加熱回焊設備的回焊裝置，其中該移載機構係為一輸送帶。
5. 如請求項1所述之加熱回焊設備的回焊裝置，其中該加熱光源係為一鹵素燈。
6. 如請求項1所述之加熱回焊設備的回焊裝置，其中該待回焊物件係為設置有一晶片的一基板或相互疊置的複數個晶片。