TWM460389U

TWM460389U - 植球機模具機構

Info

Publication number: TWM460389U
Application number: TW102204236U
Authority: TW
Inventors: Guan-Lin Cheng; Wei-Cheng Zheng; Guan-Ting Lin
Original assignee: All Ring Tech Co Ltd
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-08-21

Description

植球機模具機構

本新型係有關於一種模具結構，尤指一種BGA(球格陣列)製程中利用球格陣列治具板將錫質銲球進行佈球與拾球作業之植球機模具機構。

一般習知植球機模具機構，主要用以執行將錫質銲球佈球於一下模具，及以一上模具對應拾球佈球於下模具的錫質銲球，並移至一基板上進行焊接作業；其通常採用具特定組合位置關係複數個孔洞的球格陣列(Ball Grid Array，BGA)治具板作為上模具或下模具上供佈球或拾球之模片。

其中，該下模具主要將設有多數孔洞之模片設置於一載座上方，而載座上開設有複數個鏤空區間，載座下方設置一供氣座，其內部具有一面積範圍涵蓋各鏤空區間之氣室，該鏤空區間下方與供氣座內氣室相通，在對氣室施予負壓時，使錫質銲球受負壓吸引，同時透過重力或掃刷方式，將錫質銲球填入模片上孔洞中，以完成錫質銲球之佈球。

而該上模具設置於下模具上方，其構造與下模具大致相同，僅有在方向上與下模具相反，並使上、下模具之各模片上孔洞相向且相對應；在進行錫質銲球引取拾球程序上，則使該上模具在向下位移與下模具進行合模時，一方面下模具停止對模片上孔洞內錫質銲球的負壓吸引，另一方面上模具則透過負壓將下模具模片上孔洞內之錫質銲球引取拾球，並移至欲進行植球之基板上進行植入錫質銲球之程序。

申請人曾取得第M328661號「植球機之佈球機構」專利，其針對進行佈球作業的下模具提出一種技術方案，其主要係使用多孔性材質墊體與可更換之頂層與中層片體來解決模具製造速度與成本之問題，並將多個墊體嵌置於座體多個凹洞之多個階部上，並將頂層片體與中層片體置於座體上，透過座體內吸氣裝置之負壓與定位銷用以吸附頂層片體與中層片體並限制其滑動。

該習知第M328661號專利案雖然具有提升模具製造速度與降低成本之優點，但此種設計方式仍然採用習知載座下方設置內部具有面積範圍涵蓋各鏤空區間氣室之供氣座，故使供氣反應效率難以集中；而透過座體內吸氣裝置之負壓來作頂層片體與中層片體之定位，不但使機構氣壓供應在必須供應前述供氣座之氣室外，亦需兼顧頂層片體與中層片體之定位，造成吸氣裝置負壓吸引力之分散，同時增加管路之複雜性，導致成本相當高；另外，在將下模具之錫質銲球從模片上孔洞內引取執行拾球作業時，亦需產生正壓之吹送力協助錫質銲球脫離模片上孔洞，此時，除各多孔性材質墊體因體積小、材質密度高而氣壓阻力大，導致墊體易受正壓吹送力作用產生微微顫動，並連帶觸及頂層片體與中層片體亦將容易同時被頂觸導致浮動；另外，多孔性材質墊體嵌置於階部與定位銷限制頂層片體與中層片體之結構設計僅限使用於植球機之下模具，當欲將此結構應用於上模具時，各墊體與頂層片體、中層片體三者整體重量在地心引力下壓作用下，將抵消吸氣裝置對頂層片體與中層片體之負壓吸力，使三者易脫離座體產生掉落之故障。

爰是，本新型之目的，在於提供一種可減少氣壓之散失，使正壓或負壓對模片之作用更具效率，供氣反應效率更加集中，並可分段對各鏤空區間分別執行正壓吹送或負壓吸引動作之植球機模具機構。

本新型之另一目的，在於提供一種可大幅提高模片定位之平整性與牢固性，更能避免習知以負壓吸引力定位所造成之吸力分散、管路之複雜、成本高的問題之植球機模具機構。

本新型之又一目的，在於提供一種可減少多孔性材料所製成之通氣件個數，使簡化機構、增加通氣件重量以增加穩定性，同時也有助於正壓吹送力作用時之安定性之植球機模具機構。

本新型之再一目的，在於提供一種組合具較佳牢固性，除可不受正壓吹送力作用產生微微顫動或浮動外，亦有助於將多孔性材料所製成之通氣件設計應用於上模具之植球機模具機構。

依據本新型目的之植球機模具機構，包括：一供氣座，其上設有氣孔；及一進氣口、一排氣口，其分別與所述氣孔間形成氣體之流通管路，該流通管路為供氣座內部構造之一部份；一載座，設置於供氣座上，其上開設有作業區，所述作業區中設有隔肋，各隔肋將作業區分隔成數個鏤空區間；各鏤空區間下方在供氣座上各有與其對應之氣孔，可分段對各鏤空區間分別執行正壓吹送或負壓吸引之動作；一通氣件，由多孔性材料所製成，並嵌設於載座作業區處；一模片，設置於載座上，其上設有複數個孔洞。

依據本新型另一目的之植球機模具機構，包括：一供氣座，其上設有氣孔；及一進氣口、一排氣口，其分別與所述各氣孔間形成氣體之流通；一載座，設置於供氣座上，其上開設有作業區，所述作業區中設有隔肋，各隔肋將作業區分隔成數個鏤空區間；載座上表面嵌設多數磁性元件；一通氣件，由多孔性材料所製成，並嵌設於載座作業區處；一模片，設置於載座上，其上設有複數個孔洞。

依據本新型又一目的之植球機模具機構，包括：一供氣座，其上設有氣孔；及一進氣口、一排氣口，其分別與所述各氣孔間形成氣體之流通；一載座，設置於供氣座上，其上開設有作業區，所述作業區中設有隔肋，各隔肋將作業區分隔成數個鏤空區間；一通氣件，由多孔性材料所製成，並嵌設於載座作業區處，通氣件的面積鋪跨該數個鏤空區間並將各隔肋遮覆，而受各隔肋所支撐；一模片，設置於載座上，其上設有複數個孔洞。

依據本新型再一目的之植球機模具機構，包括：一供氣座，其上設有氣孔；及一進氣口、一排氣口，其分別與所述各氣孔間形成氣體之流通；一載座，設置於供氣座上，其上開設有作業區，所述作業區中設有隔肋，各隔肋將作業區分隔成數個鏤空區間；一通氣件，由多孔性材料所製成，並嵌設於載座作業區處，通氣件的面積鋪跨該數個鏤空區間並將各隔肋遮覆，而受各隔肋所支撐；一模片，設置於載座上，其上設有複數個孔洞；該供氣座與載座、模片與載座，各分別以固定件將兩者結合固定。

本新型實施例之機構，其可以減少氣壓之散失，使正壓或負壓對模片之作用更具效率，供氣反應效率更加集中，並可分段對各鏤空區間分別執行正壓吹送或負壓吸引之動作；並大幅提高模片定位之平整性與牢固性，更能避免習知以負壓吸引力定位所造成之吸力分散、管路之複雜、成本高的問題；且可減少多孔性材料所製成之通氣件個數，使簡化機構、增加通氣件重量以增加穩定性，同時也有助於正壓吹送力作用時之安定性避免習知墊體易受正壓吹送力作用產生微微顫動，並連帶觸及頂層片體與中層片體造成被頂觸導致浮動的問題發生；而通氣件、模片與供氣座之組合具較佳牢固性，除可不受正壓吹送力作用產生微微顫動或浮動外，亦有助於將多孔性材料所製成之通氣件設計應用於上模具時，不致發生如習知技術各墊體與頂層片體、中層片體三者整體重量在地心引力下壓作用下，將抵消吸氣裝置對頂層片體與中層片體之負壓吸力，使三者易脫離座體產生掉落之故障。

1‧‧‧下模具

10‧‧‧供氣座

101‧‧‧凹槽

102‧‧‧氣孔

103‧‧‧進氣口

104‧‧‧排氣口

105‧‧‧流通管路

106‧‧‧第二限位孔

11‧‧‧載座

111‧‧‧磁性元件

112‧‧‧作業區

113‧‧‧隔肋

114‧‧‧階部

115‧‧‧鏤空區間

116‧‧‧限位件

12‧‧‧通氣件

13‧‧‧模片

131‧‧‧孔洞

132‧‧‧第一限位孔

133‧‧‧第一模片

134‧‧‧第二模片

135‧‧‧第一孔洞

136‧‧‧第二孔洞

14‧‧‧固定件

15‧‧‧固定框

151‧‧‧框邊

152‧‧‧內部

153‧‧‧固定部

2‧‧‧上模具

3‧‧‧銲球

A‧‧‧第一區域

B‧‧‧第二區域

C‧‧‧第三區域

第一圖係本新型實施例之立體分解示意圖。

第二圖係本新型實施例之剖面示意圖。

第三圖係本新型實施例中模片、磁性元件及通氣件部份剖面示意圖。

第四圖係本新型實施例中增設固定框之立體分解示意圖。

第五圖係本新型實施例中增設固定框及限位件之立體分解示意圖。

第六圖係本新型實施例之模片以第一模片及第二模片構成之立體分解示意圖。

第七圖係本新型實施例之之模片以第一模片及第二模片構成之部份剖面放大示意圖。

第八圖係本新型實施例之上模具與下模具配置示意圖。

請參閱第一圖與第二圖所示，本新型實施例之植球機模具機構，以用於鋪球之下模具1為例作說明，其包括：一供氣座10，其上設有數個凹槽101，凹槽101內設有氣孔102，該供氣座10一側設有進氣口103及排氣口104，其分別與所述各凹槽101內氣孔102間形成氣體之流通管路105，該流通管路105為供氣座10內部構造之一部份；一載座11，設置於供氣座10上，其上設有數個磁性元件111，該載座11上開設有作業區112，所述磁性元件111各呈長條狀，並嵌設於載座11上表面，其佈設方式採三個區域方式佈設，包括以橫向及縱向垂直對應方式圍繞作業區112周圍的第一區域A，以及分別各在作業區112兩側以多數條磁性元件111橫向平行設置之第二、三區域B、C；所述作業區112中設有隔肋113，並於上方於周緣形成一凹設之階部114，各隔肋113，將作業區112分隔成數個鏤空區間115；一通氣件12，由多孔性材料所製成，並嵌設於載座11作業區112之凹設階部114處，通氣件12的面積鋪跨遮蓋該數個鏤空區間115全部；一模片13，設置於載座11上，其上設有複數個孔洞131。

請參閱第二、三圖所示，供氣座10與載座11利用類如螺絲之固定件14從下而上將兩者結合固定；該多孔性材料所製成之通氣件12將各隔肋113遮覆於其下方，而受各隔肋113所支撐；模片13設置於載座11與通氣件12上方，受各第一、二、三區域A、B、C中磁性元件111之作用而吸附於載座11上，再利用固定件14從上而下將模片13與載座11結合固定；各鏤空區間115下方在供氣座10上各有與其對應之凹槽101，凹槽101內之氣孔102可分段對各鏤空區間115分別執行正壓吹送或負壓吸引之動作。

請參閱第四圖所示，本新型實施例在實施上，可在模片13上加設一固定框15，該固定框15之框邊151環繞所述模片13周緣，使所述多孔性材料所製成之通氣件12、作業區112、磁性元件111皆被其框邊151圍於內部152；所述框邊151在整體固定框15相對較窄之兩對邊形成具有幅度較寬之固定部153，並在該固定部153利用固定件14將固定框15、模片13與載座11結合固定。

請參閱第五圖所示，在載座11上表面與下表面可各設置數個限位件116(設於下表面之限位件圖中未示)，並在模片13上開設與限位件116對應之第一限位孔132，供氣座10上亦開設與限位件116對應之第二限位孔106，當模片13在置於載座11上時，可使模片13上開設之第一限位孔132樞入載座11上與其對應之限位件116，以迅速藉由限位件116引導定位。

請參閱第六圖與第七圖所示，該模片13可包括一第一模片133及第二模片134，第一模片133上開設複數個第一孔洞135、第二模片134上開設複數個第二孔洞136；該第一模片133的第一孔洞135與第二模片134的第二孔洞136同軸對應，且第一孔洞135之直徑略大於錫質銲球3之直徑，使錫質銲球3能落入第一模片133之第一孔洞135內，第二模片134第二孔洞136之直徑因小於錫質銲球3之直徑，故使錫質銲球3在落入第一模片133第一孔洞135後，能使其止擋於第二模片134第二孔洞136上部位置，確保錫質銲球3定位在該第一孔洞135中央。

本新型實施例之設計，其由於供氣座10一側進氣口103及排氣口104與所述各凹槽101內氣孔102間氣體之傳送以供氣座10內部構造之一部份的流通管路105為之，可以減少氣壓之散失，使正壓或負壓對模片13之作用更具效率，供氣反應效率更加集中，並可分段對各鏤空區間115分別執行正壓吹送或負壓吸引之動作；而以各呈長條狀磁性元件111來定位模片13，並使其嵌設於載座11上表面採三個區域方式佈設方式，亦大幅提高模片13定位之平整性與牢固性，更能避免習知以負壓吸引力定位所造成之吸力分散、管路之複雜、成本高的問題；且多孔性材料所製成之通氣件12嵌設於載座11作業區112之凹設階部114處，其面積鋪跨遮蓋該數個鏤空區間115全部，並將各隔肋113遮覆於其下方，而受各隔肋113所支撐，如此將可減少多孔性材料所製成之通氣件12個數，使簡化機構、增加通氣件12重量以增加穩定性，同時也有助於正壓吹送力作用時之安定性避免習知墊體易受正壓吹送力作用產生微微顫動，並連帶觸及頂層片體與中層片體造成被頂觸導致浮動的問題發生；而在載座11上設磁性元件111與限位件116，並將模片13與固定框15定位且受吸附於載座11上，及用固定件14將固定框15、模片13、載座11與供氣座10組合連結，以使通氣件12、模片13與供氣座10之組合具較佳牢固性，除可不受正壓吹送力作用產生微微顫動或浮動外，亦有助於將多孔性材料所製成之通氣件12設計應用於上模具時，不致發生如習知技術各墊體與頂層片體、中層片體三者整體重量在地心引力下壓作用下，將抵消吸氣裝置對頂層片體與中層片體之負壓吸力，使三者易脫離座體產生掉落之故障。

而基於上述牢固性之優點，將多孔性材料所製成之通氣件12設計應用於上模具，可請參閱第八圖所示應用於下模具1上方所設置用於拾球之上模具2中之實施例，其相關構造及空間型態可類同前述下模具1之實施例，僅設置之上、下方向與下模具1相反，茲不贅述。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。