一種利用小型數(shù)控平臺的bga焊接裝置的制造方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于BGA焊接領(lǐng)域，具體涉及一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置。【【背景技術(shù)】】
[0002]在SMT表面組裝技術(shù)中，球柵陣列封裝元件(BGA)具有焊點數(shù)量眾多且隱藏在封裝之下的特點，難以實現(xiàn)手工BGA芯片的良好焊接。目前BGA芯片的大規(guī)模貼片工作是通過自動貼片機完成的。自動貼片機采用計算機視覺系統(tǒng)實現(xiàn)貼片機生產(chǎn)中對BGA芯片的檢測和定位任務(wù)，貼片的速度和精度都能得到保證。目前自動貼片機最高的貼裝速度達到0.06s/chip元件左右，重復貼裝精度達到0.05-0.25mm。然而，我國的表面貼裝設(shè)備市場幾乎完全被外國公司壟斷，特別是中高檔的貼片機完全依賴進口，價格昂貴。對于中小企業(yè)小批量的生產(chǎn)，產(chǎn)品的研發(fā)、調(diào)試以及對PCB電路板返修過程中，采用專用焊接設(shè)備對BGA芯片在PCB電路板上進行焊接存在諸多不便。其存在的問題是，一、專業(yè)焊接設(shè)備價格昂貴，生產(chǎn)成本過高。二、需焊接的BGA芯片數(shù)量少，采用專業(yè)焊接設(shè)備生產(chǎn)前的準備工作量大。三、在PCB電路板返修過程中，除了BGA焊盤外，PCB電路板上還存在其他電子元器件，采用專用焊接設(shè)備進行定位焊接時，這些已有的電子元器件會妨礙專用焊接設(shè)備在PCB電路板上對BGA芯片的定位操作。通常的做法是采用人工手動或者半自動光學棱鏡成像的定位方法。人工手動貼片是根據(jù)芯片外圍的標記(如絲印邊框)進行判斷，定位的精度和速度非常有限。相比于人工手動定位方法，光學棱鏡成像定位方法的貼片精度雖有所提高，但定位過程復雜，貼片速度難以保證。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0003]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，能夠適應(yīng)中小批量生產(chǎn)、安裝精度高、操作簡單方便、成本低。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型包括通過機床控制電腦控制能夠在X方向和Y方向運動的主運動部件，主運動部件上設(shè)置有BGA芯片定位支架和PCB電路板支架，能夠在Z方向運動的進給部件上設(shè)置有真空吸筆，真空吸筆旁設(shè)置有數(shù)碼顯微照相機，真空吸筆連接真空栗。
[0005]所述PCB電路板支架內(nèi)設(shè)置有用于放置有PCB電路板的PCB定位槽。
[0006]需要焊接BGA芯片的PCB電路板上設(shè)置有BGA焊盤。
[0007]所述BGA芯片定位支架內(nèi)設(shè)置有用于放置有BGA芯片的芯片定位槽。
[0008]所述BGA芯片定位支架和PCB電路板支架平行設(shè)置。
[0009]所述數(shù)碼顯微照相機上設(shè)置有十字定位標識。
[0010]所述真空吸筆與數(shù)碼顯微照相機水平豎直設(shè)置。
[0011]所述進給部件設(shè)置在主運動部件的上方。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型利用生產(chǎn)中已有的小型數(shù)控平臺加上數(shù)碼顯微相機進行BGA芯片和焊盤的視覺檢測和精確定位，簡化了 BGA芯片的焊接定位過程，因利用了數(shù)控機床操作技術(shù)，該程序可適用所有BGA芯片的焊接，節(jié)省了成本；由于BGA芯片的安裝精度、壓力、速度均由高精度的數(shù)控機床自動控制，所有參數(shù)可控，定位精度高(0.01mm)，可適用中小批量BGA芯片的焊接，提高了生產(chǎn)效率。
[0013]進一步的，本實用新型數(shù)碼顯微照相機上設(shè)置有十字定位標識，能夠更加精確的定位BGA芯片和BGA焊盤的位置。
【【附圖說明】】
[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為本實用新型主運動部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【【具體實施方式】】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0017]參見圖1和圖2，本實用新型包括通過機床控制電腦4控制能夠在X方向和Y方向運動的主運動部件8，主運動部件8上設(shè)置有BGA芯片定位支架5和PCB電路板支架6，能夠在Z方向運動的進給部件上設(shè)置有真空吸筆2，進給部件設(shè)置在主運動部件8的上方，真空吸筆2旁設(shè)置有數(shù)碼顯微照相機I，真空吸筆2與數(shù)碼顯微照相機I水平豎直設(shè)置，真空吸筆2連接真空栗3，PCB電路板支架6內(nèi)設(shè)置有用于放置有PCB電路板7的PCB定位槽，需要焊接BGA芯片9的PCB電路板7上具有BGA焊盤10，BGA芯片定位支架5內(nèi)設(shè)置有用于放置有BGA芯片9的芯片定位槽，BGA芯片定位支架5和PCB電路板支架6平行設(shè)置，數(shù)碼顯微照相機I上設(shè)置有十字定位標識。
[0018]本實用新型的工作過程，包括以下步驟:
[0019]A、將BGA芯片9放入芯片定位槽中，將需要焊接BGA芯片9的PCB電路板7印上錫膏，放入PCB定位槽中；
[0020]B、操作機床控制電腦4，移動數(shù)碼顯微相機I，在顯示器上利用數(shù)碼顯微相機I圖像的十字定位標識確定BGA芯片9邊界對角線兩點的XY坐標；
[0021]C、操作機床控制電腦4，移動數(shù)碼顯微相機I，在顯示器上利用數(shù)碼顯微相機I圖像的十字定位標識確定PCB電路板7上BGA焊盤10對角線兩點的XY坐標；
[0022]D、根據(jù)步驟B、C分別計算BGA芯片9和焊盤10的中心位置XY坐標以及二者之間的相對距離Δ X和Δ Y;
[0023]E、操作機床控制電腦4，水平移動主運動部件8使真空吸筆2至BGA芯片9的中心位置，垂直向下移動真空吸筆頭2到上表面，啟動真空栗3吸取BGA芯片9，垂直向上移動BGA芯片9到一定高度；
[0024]F、根據(jù)步驟D計算得到的相對距離Δ X和Δ Y，通過機床控制電腦4操作主運動部件8水平移動，使BGA芯片9到BGA焊盤10的上部，再垂直向下緩慢將BGA芯片9直接放置到BGA焊盤10上，完成BGA芯片9到PCB電路板7的精確定位；
[0025]G、將定位完畢的PCB電路板7放入回流焊中完成最終焊接。
【主權(quán)項】
1.一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:包括通過機床控制電腦(4)控制能夠在X方向和Y方向運動的主運動部件(8)，主運動部件(8)上設(shè)置有BGA芯片定位支架(5)和PCB電路板支架(6)，能夠在Z方向運動的進給部件上設(shè)置有真空吸筆(2)，真空吸筆(2)旁設(shè)置有數(shù)碼顯微照相機(I)，真空吸筆(2)連接真空栗(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:所述PCB電路板支架(6)內(nèi)設(shè)置有用于放置有PCB電路板(7)的PCB定位槽。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:需要焊接BGA芯片(9)的PCB電路板(7)上具有BGA焊盤(10)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:所述BGA芯片定位支架(5)內(nèi)設(shè)置有用于放置有BGA芯片(9)的芯片定位槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:所述BGA芯片定位支架(5)和PCB電路板支架(6)平行設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:所述數(shù)碼顯微照相機(I)上設(shè)置有十字定位標識。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:所述真空吸筆(2)與數(shù)碼顯微照相機(I)水平豎直設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，其特征在于:所述進給部件設(shè)置在主運動部件(8)的上方。
【專利摘要】本實用新型公開了一種利用小型數(shù)控平臺的BGA焊接裝置，包括通過機床控制電腦控制能夠在X方向和Y方向運動的主運動部件，主運動部件上設(shè)置有BGA芯片定位支架和PCB電路板支架，主運動部件上方設(shè)置有能夠在Z方向運動的真空吸筆，真空吸筆旁設(shè)置有數(shù)碼顯微照相機，真空吸筆連接真空泵，利用生產(chǎn)中已有的小型數(shù)控平臺加上數(shù)碼顯微相機進行BGA芯片和焊盤的視覺檢測和精確定位，簡化了BGA芯片的焊接定位過程，因利用了數(shù)控機床操作技術(shù)，該程序可適用所有BGA芯片的焊接，節(jié)省了成本；由于BGA芯片的安裝精度、壓力、速度均由高精度的數(shù)控機床自動控制，所有參數(shù)可控，定位精度高，可適用中小批量BGA芯片的焊接，提高了生產(chǎn)效率。
【IPC分類】H05K3/34
【公開號】CN205283961
【申請?zhí)枴緾N201520940046
【發(fā)明人】楊前, 張明慧, 趙南南
【申請人】西安建筑科技大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年11月23日