一种全自动芯片单点除锡设备的制作方法

1.本实用新型涉及芯片除锡技术领域，尤其涉及一种全自动芯片单点除锡设备。


背景技术：

2.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，功能日益强大而体积却越来越小型化。随着电子元气件的布局越来越紧凑，对于bga、芯片的工艺要求也日益提升，其芯片上的锡球直径越来越小，所以在批量生产的过程中会出现一定概率的连桥、大小球、虚焊、偏位等不良问题。
3.因此，需要对这些不良的芯片针对缺陷点进行返修，除掉带缺陷的锡球，然后进行植球修正。同样，后期由pcb上拆卸下来的bga也需要进行除锡、植球后再次利用。可是随着工艺要求的提高，传统维修方式很难满足需求，传统除锡方式为人工用电烙铁加吸锡线清理焊盘。目前很多bga的焊盘已达到0.2毫米以下，导致金属焊盘在线路板上的附着力大大降低，用传统电烙铁清理锡球时，吸锡线表面非常粗糙，稍有不慎就会将焊盘一起带掉导致产品直接报废。而且，目前的除锡方式无法做到单点除锡，一旦一个bga、芯片上出现一点缺陷就只能把整个bga上的锡球都除掉，这样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芯片报废的风险。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种全自动芯片单点除锡设备，以解决现有除锡方式存在的除锡效率较低、除锡成本较高、易损坏芯片等问题。
5.为实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种全自动芯片单点除锡设备，包括物料传送装置、垂直物料传送装置布置于其一端上方的物料移载装置、平行物料传送装置布置于其一侧的若干预热传送装置，以及布置于物料传送装置另一端上方的单点除锡装置；所述物料传送装置用于将待除锡的芯片传送至物料移载装置的下方，物料移载装置用于将芯片移载至预热传送装置上；所述预热传送装置用于对芯片进行预热，并将预热后的芯片传送至单点除锡装置的下方；所述单点除锡装置用于对芯片进行除锡，物料移载装置还用于将除锡后的芯片移回至物料传送装置上以完成下料。
7.进一步地，所述单点除锡装置包括第一平移机构、与第一平移机构滑动连接的第一升降机构、与第一升降机构滑动连接的第一升降滑板，以及安装于第一升降滑板上的激光位移传感器、第一视觉定位机构和单点除锡机构；所述单点除锡机构上还设有热风吹气机构和真空吸附机构；所述第一视觉定位机构用于定位芯片上待清除焊球的焊盘位置，激光位移传感器用于测量焊盘的高度；所述第一平移机构用于与第一升降机构相互配合驱动单点除锡机构移动至该焊盘的上方，热风吹气机构用于向该焊盘吹热风以将锡球融化，真空吸附机构用于将锡球融化后的锡渣吸取清除。
8.进一步地，所述单点除锡机构包括固定安装于第一升降滑板一侧的第一固定座、
安装于第一固定座顶部的称重传感器，以及滑动布置于第一固定座一侧且其顶部与称重传感器接触的除锡滑动座；所述除锡滑动座的一侧上部设有第一固定支架，除锡滑动座的该侧下部还设有除锡固定座；所述除锡固定座内还设有第一腔体，且除锡固定座的底部还设有与第一腔体连通的出风嘴；所述热风吹气机构包括安装于第一固定支架上的热风加热器，且热风加热器的一端插设于除锡固定座内并与第一腔体连通；所述热风加热器的另一端还设有用于接入外部气源的通气接口；所述真空吸附机构包括插设于出风嘴内的真空吸嘴、安装于除锡固定座一侧并与真空吸嘴连通的锡渣回收盒，以及安装于除锡固定座另一侧并与真空吸嘴和锡渣回收盒连通的辅助吹气接口；所述锡渣回收盒的一端还设有用于接入外部负压气源的真空接口。
9.进一步地，所述单点除锡机构还包括与真空接口连通的锡渣过滤盒、安装于锡渣过滤盒上的真空发生器，以及与通气接口连通的热风流量开关；所述第一视觉定位机构包括安装于第一升降滑板上的第一升降气缸、滑动布置于第一升降滑板上并与第一升降气缸驱动连接的第一光源组件，以及安装于第一升降滑板上并位于第一光源组件上方的第一ccd相机；所述第一升降滑板上还安装有点胶压电阀组件。
10.进一步地，所述物料传送装置包括两平行间隔布置的第一传送架、安装于第一传送架上的第一传送带模组，以及用于驱动第一传送带模组运转的第一电机；两所述第一传送架之间还设有物料阻挡定位机构，物料阻挡定位机构用于将物料从第一传送带模组上托起，并对其初定限位固定。
11.进一步地，所述物料阻挡定位机构包括沿第一传送带模组的传送方向布置于两第一传送架之间的第二平移机构、布置于第二平移机构上并与其滑动连接的第一滑动座、安装于第一滑动座上的第二升降气缸和若干导向柱，以及布置于导向柱上并与第二升降气缸驱动连接的升降托板；所述升降托板的一端沿竖直方向还安装有第三升降气缸，且第三升降气缸还驱动连接一升降挡块；所述升降托板的另一端下方沿水平方向还安装有第一夹紧气缸，且第一夹紧气缸还驱动连接一夹紧块。
12.进一步地，所述物料移载装置包括第三平移机构、垂直第三平移机构布置并与其滑动连接的第二升降机构、与第二升降机构驱动连接的第二升降滑板，以及安装于第二升降滑板上的吸嘴移载机构、第二视觉定位机构和降温冷却机构。
13.进一步地，所述吸嘴移载机构包括第四升降气缸、与第四升降气缸驱动连接的若干滑动板，以及安装于滑板板上的吸嘴本体；所述第二视觉定位机构包括第二光源组件，以及位于第二光源组件上方的第二ccd相机；所述降温冷却机构包括固定安装于第二升降滑板上的安装板，以及安装于安装板上的冷气吹嘴组件。
14.进一步地，所述预热传送装置包括第四平移机构、与第四平移机构驱动连接的预热箱、安装于预热箱顶部的预热平台、安装于预热箱内并用于对预热平台加热的加热组件和用于对预热平台进行控温的闭环控温组件。
15.进一步地，所述全自动芯片单点除锡设备还包括机箱，机箱内还设有工作平台；所述物料传送装置、物料移载装置、预热传送装置和单点除锡装置均布置于工作平台上。
16.采用上述方案，本实用新型的有益效果是：
17.1)设计合理、结构紧凑、自动化程度高、操作方便，可实现自动化上下料和自动除锡的全部工序，减少人工干预，进而可降低人工成本，提高工作效率；
18.2)采用非接触式的除锡方式，通过向焊盘吹热风，以将锡球融化，再通过真空吸嘴吸取锡渣，进而达到清除锡球的目的，且整个作业过程中，在高精度的激光位移传感器测量焊盘高度以及称重传感器的辅助下，单点除锡机构与焊盘无直接接触，可避免在外力作用下损坏焊盘的风险；
19.3)采用单点除锡的方式，基于视觉定位，可有效针对芯片的单点缺陷进行除锡，不需整片全部除锡，可提高除锡效率，有效减少浪费，同时，大大降低除锡过程中芯片损坏报废的风险；
20.4)作业过程中，可自动收集锡渣，自动将锡渣排放在指定的容器中，处理方便；
21.5)通过激光位移传感器和称重传感器的相互配合，可避免单点除锡机构与芯片直接接触，进而降低损坏芯片的风险；
22.6)预热平台和热风加热器均采用闭环控温的方式，整体温度控制稳定精确，可避免因温度偏差造成除锡不干净或过热损坏产品的问题发生；
23.7)根据工艺需求可进行选配点胶压电阀组件，以满足不同的使用需求，泛用性强。
附图说明
24.图1为本实用新型的立体图；
25.图2为图1省却机箱的立体图；
26.图3为本实用新型的物料传送装置的立体图；
27.图4为本实用新型的物料阻挡定位机构的立体图；
28.图5为本实用新型的物料移载装置的立体图；
29.图6为本实用新型的预热传送装置的立体图；
30.图7为本实用新型的单点除锡装置、预热传送装置的立体图；
31.图8为图7省却预热传送装置和第一平移机构的立体图；
32.图9为图8的正视图；
33.图10为本实用新型的单点除锡机构的立体图；
34.图11为图10的剖视图；
35.其中，附图标识说明：
36.1—物料传送装置；
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2—物料移载装置；
37.3—预热传送装置；
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4—单点除锡装置；
38.5—机箱；
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6—工作平台；
39.7—点胶压电阀组件；
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11—第一传送架；
40.12—第一传送带模组；
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13—第一电机；
41.14—物料阻挡定位机构；
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21—第三平移机构；
42.22—第二升降机构；
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23—第二升降滑板；
43.24—吸嘴移载机构；
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25—第二视觉定位机构；
44.26—降温冷却机构；
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31—第四平移机构；
45.32—预热箱；
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33—预热平台；
46.41—第一平移机构；
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42—第一升降机构；
47.43—第一升降滑板；
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44—激光位移传感器；
48.45—第一视觉定位机构；
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46—单点除锡机构；
49.47—热风吹气机构；
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48—真空吸附机构；
50.141—第二平移机构；
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142—第一滑动座；
51.143—第二升降气缸；
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144—导向柱；
52.145—升降挡块；
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146—夹紧块；
53.461—第一固定座；
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462—称重传感器；
54.463—除锡滑动座；
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464—第一固定支架；
55.465—除锡固定座；
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466—出风嘴；
56.467—锡渣过滤盒；
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468—真空发生器；
57.469—热风流量开关；
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471—热风加热器；
58.472—通气接口；
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481—真空吸嘴；
59.482—锡渣回收盒；
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483—辅助吹气接口；
60.484—真空接口。
具体实施方式
61.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。
62.参照图1至11所示，本实用新型提供一种全自动芯片单点除锡设备，包括物料传送装置1、垂直物料传送装置1布置于其一端上方的物料移载装置2、平行物料传送装置1布置于其一侧的若干预热传送装置3，以及布置于物料传送装置1另一端上方的单点除锡装置4；所述物料传送装置1用于将待除锡的芯片传送至物料移载装置2的下方，物料移载装置2用于将芯片移载至预热传送装置3上；所述预热传送装置3用于对芯片进行预热，并将预热后的芯片传送至单点除锡装置4的下方；所述单点除锡装置4用于对芯片进行除锡，物料移载装置2还用于将除锡后的芯片移回至物料传送装置1上以完成下料。
63.其中，所述单点除锡装置4包括第一平移机构41、与第一平移机构41滑动连接的第一升降机构42、与第一升降机构42滑动连接的第一升降滑板43，以及安装于第一升降滑板43上的激光位移传感器44、第一视觉定位机构45和单点除锡机构46；所述单点除锡机构46上还设有热风吹气机构47和真空吸附机构48；所述第一视觉定位机构45用于定位芯片上待清除焊球的焊盘位置，激光位移传感器44用于测量焊盘的高度；所述第一平移机构41用于与第一升降机构42相互配合驱动单点除锡机构46移动至该焊盘的上方，热风吹气机构47用于向该焊盘吹热风以将锡球融化，真空吸附机构48用于将锡球融化后的锡渣吸取清除；所述单点除锡机构46包括固定安装于第一升降滑板43一侧的第一固定座461、安装于第一固定座461顶部的称重传感器462，以及滑动布置于第一固定座461一侧且其顶部与称重传感器462接触的除锡滑动座463；所述除锡滑动座463的一侧上部设有第一固定支架464，除锡滑动座463的该侧下部还设有除锡固定座465；所述除锡固定座465内还设有第一腔体，且除锡固定座465的底部还设有与第一腔体连通的出风嘴466；所述热风吹气机构47包括安装于第一固定支架464上的热风加热器471，且热风加热器471的一端插设于除锡固定座465内并与第一腔体连通；所述热风加热器471的另一端还设有用于接入外部气源的通气接口472；所述真空吸附机构48包括插设于出风嘴466内的真空吸嘴481、安装于除锡固定座465一侧并与真空吸嘴481连通的锡渣回收盒482，以及安装于除锡固定座465另一侧并与真空吸嘴
481和锡渣回收盒482连通的辅助吹气接口483；所述锡渣回收盒482的一端还设有用于接入外部负压气源的真空接口484。
64.所述单点除锡机构46还包括与真空接口484连通的锡渣过滤盒467、安装于锡渣过滤盒467上的真空发生器468，以及与通气接口472连通的热风流量开关469；所述第一视觉定位机构45包括安装于第一升降滑板43上的第一升降气缸、滑动布置于第一升降滑板43上并与第一升降气缸驱动连接的第一光源组件，以及安装于第一升降滑板43上并位于第一光源组件上方的第一ccd相机；所述第一升降滑板43上还安装有点胶压电阀组件7；所述物料传送装置1包括两平行间隔布置的第一传送架11、安装于第一传送架11上的第一传送带模组12，以及用于驱动第一传送带模组12运转的第一电机13；两所述第一传送架11之间还设有物料阻挡定位机构14，物料阻挡定位机构14用于将物料从第一传送带模组12上托起，并对其初定限位固定；所述物料阻挡定位机构14包括沿第一传送带模组12的传送方向布置于两第一传送架11之间的第二平移机构141、布置于第二平移机构141上并与其滑动连接的第一滑动座142、安装于第一滑动座142上的第二升降气缸143和若干导向柱144，以及布置于导向柱144上并与第二升降气缸143驱动连接的升降托板；所述升降托板的一端沿竖直方向还安装有第三升降气缸，且第三升降气缸还驱动连接一升降挡块145；所述升降托板的另一端下方沿水平方向还安装有第一夹紧气缸，且第一夹紧气缸还驱动连接一夹紧块146。
65.所述物料移载装置2包括第三平移机构21、垂直第三平移机构21布置并与其滑动连接的第二升降机构22、与第二升降机构22驱动连接的第二升降滑板23，以及安装于第二升降滑板23上的吸嘴移载机构24、第二视觉定位机构25和降温冷却机构26；所述吸嘴移载机构24包括第四升降气缸、与第四升降气缸驱动连接的若干滑动板，以及安装于滑板板上的吸嘴本体；所述第二视觉定位机构25包括第二光源组件，以及位于第二光源组件上方的第二ccd相机；所述降温冷却机构26包括固定安装于第二升降滑板23上的安装板，以及安装于安装板上的冷气吹嘴组件；所述预热传送装置3包括第四平移机构31、与第四平移机构31驱动连接的预热箱32、安装于预热箱32顶部的预热平台33、安装于预热箱32内并用于对预热平台33加热的加热组件和用于对预热平台33进行控温的闭环控温组件；所述全自动芯片单点除锡设备还包括机箱5，机箱5内还设有工作平台6；所述物料传送装置1、物料移载装置2、预热传送装置3和单点除锡装置4均布置于工作平台6上。
66.本实用新型工作原理：
67.继续参照图1至11所示，本实施例中，机箱5的正面还设有电脑、操作键盘，机箱5上还安装有氮气弹簧上掀门、漏电开关，机箱5的顶部还设有等离子防静电装置和三色指示灯，机箱5的底部还设有脚轮脚杯；该实施例中，第一平移机构41、第二平移机构141、第三平移机构21、第四平移机构31、第一升降机构42和第二升降机构22均可采用直线电机组件，在此不作限制，工作过程如下：
68.1)开机准备，检查漏电开关是否按下，整机通电；
69.2)启动电脑，选择要植球芯片型号的对应程序，程序复位完成后，预热平台33开始升温至设定温度，同时，物料阻挡定位机构14上的第三升降气缸驱动升降挡块145上升，人工或外部移载机构将装有芯片的料盘放置于第一传送带模组12上进行上料；该实施例中，第一传送架11的前端、中端和后端还各安装有一个位置传感器，用于检测传送的料盘的位置；
70.3)料盘传送至预定的定位区域时(物料阻挡定位机构14的上方)，会被上升的升降挡块145拦住，同时，位于第一传送架11中端的位置传感器检测到料盘到位后，后台控制第一传送带模组12停止运转；随后，第二升降气缸143驱动升降托板上升，将料盘托起与第一传送带模组12分离，同时，第一夹紧气缸驱动夹紧块146平移，以将料盘初步夹紧定位；
71.4)料盘夹紧定位后，物料移载装置2移动至料盘的上方，第二视觉定位机构25对料盘上的每个穴位进行拍照并判断其内是否有芯片和定位芯片的位置，随后，吸嘴移载机构24将料盘上的芯片按顺序逐一移载至预热平台33上；
72.5)芯片在预热平台33上预热一段时间，使得芯片上的焊盘锡球已经接近融化状态，便于接下来的除锡工作，预热完成后，预热平台33整体移动至单点除锡机构46的下方；该实施例中，设有四组预热传送机构，可提高预热效率，同时，采用闭环控温的方式，整体温度控制稳定精确，可避免因温度偏差造成除锡不干净或过热损坏产品的问题发生；
73.6)单点除锡机构46上的第一ccd相机可结合前端工位提供的芯片缺陷信息、位置数据进行拍照，实现缺陷点(需要除锡的焊盘位置)位置的精准定位，随后，高精度的激光位移传感器44会对缺陷点位置四周进行测高以确定焊盘的高度，确保单点除锡机构46在下降时，不会与芯片、焊盘直接接触，进而避免在外力作用下损坏焊盘；同时，还设有称重传感器462，当单点除锡机构46下降高度过大，与焊盘接触时，称重传感器462感应到应力变化，进而判断真空吸嘴481与焊盘接触，后台停机检修，以避免损坏产品，与激光位移传感器44相互配合，实现双重保护的目的；
74.7)定位缺陷点的位置后，真空吸附机构48移动至该缺陷点的上方(真空吸嘴481距清洁面5mm左右位置)，热风加热器471打开，经出风嘴466向缺陷点位置处吹热风，使其快速升温至设定的熔锡温度，加热到设定温度后，继续吹热风一段时间，以保证缺陷锡球已经完全融化；同时，热风加热器471还连接有热风流量开关469，可调节吹气的流量以及实时监控热风流量大小，对热风加热器471起到保护作用，且热风加热器471采用闭环控温的方式，可保证温度控制的精确性；
75.8)随后，单点除锡机构46下降至离焊盘0.1mm-0.2mm处，真空发生器468打开，真空吸嘴481将融化后的锡渣吸附至锡渣回收盒482内，以达到非接触式除锡的目的，进而可在不损坏焊盘的前提下，达到除锡的目的，在吸取锡渣的同时，经辅助吹气接口483吹气，将吸取至真空吸嘴481内的锡渣吹至锡渣回收盒482，可避免锡渣凝结而导致堵塞，同时，真空发生器468还连接有锡渣过滤盒467，可对锡渣进行过滤；
76.9)在第一升降滑板43上还安装有点胶压电阀组件7，如果所除锡的芯片型号在除锡时需要进行点胶，在调试时将其设定好，在对芯片预热前，对其进行点胶工作；
77.10)在锡球清除完成后，第一ccd相机对其进行再次拍照，以检验除锡的效果，并判断是否需要再次进行除锡；此外，需要定期清理锡渣过滤盒467和锡渣回收盒482中的锡渣，且在该实施例中，锡渣回收盒482为磁吸快拆结构，锡渣过滤盒467为快速更换滤芯结构，均能实现方便清理的功能；
78.11)除锡完成后，预热平台33复位(移动至物料移载装置2的下方)，降温冷却机构26对芯片进行吹气冷却，随后，吸嘴移载机构24将芯片逐一移载至料盘的原上料穴位，再将另一块新的芯片移载至预热平台33上，进行预热、除锡工作，以此循环；
79.12)整个料盘内的芯片全部除锡完成后，物料阻挡定位机构14将料盘重新放在第
一传送带模组12上，第一传送带模组12运转，将料盘传送至后端工位下料，同时，向前端工位发出上料信号，以此循环。
80.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。