用于移除电子元件的拆拔治具的制作方法

1.本发明涉及拆拔治具，尤其涉及用于移除电子元件的拆拔治具。


背景技术：

2.电路板的重工(rework)或维修中，必须对已经焊接好的连接器、电子元件进行解焊。例如，球栅阵列焊接的中央处理器插槽需要由主机板上解焊移除时，必须将主机板置入回焊炉加热，使焊料(锡球)软化、融解后，再由操作高温环境中以镊子夹取下插槽。
3.然而，人员使用镊子夹取下中央处理器插槽时，必须在高温中作业，容易造成人员的手部烫伤，或者误碰触周遭其他电子元件，而造成元件移位或掉落的状况发生。同时，高温中作业，也往往使得人员无法快速作业，而造成电路板受热时间过长，导致电路板或零件损坏。


技术实现要素：

4.基于上述技术问题，本发明提出一种用于移除电子元件的拆拔治具，可于焊料受热而软化、融解之后，自动拔除焊接于电路板的电子元件。
5.本发明至少一实施例提出一种用于移除电子元件的拆拔治具，包括一板件以及至少一扣具。板件具有一上表面、一下表面以及一开窗，且开窗连通上表面以及下表面。扣具设置于上表面，且扣具包括一定位柱、一套筒以及一弹性件。定位柱具有一自由端以及一固定端，固定端固定于上表面，使定位柱垂直地固定于板件的上表面，并且相邻于开窗的边缘设置。套筒具有一顶端、一底端、连接顶端于底端的一外周面、一勾部以及一内部空间。定位柱可动地穿过套筒，且底端朝向上表面，勾部突出于外周面。弹性件设置于内部空间。弹性件具有一第一端以及一第二端，第一端用于抵接套筒，第二端用于抵接上表面。
6.在至少一实施例中，自由端于上表面的一高度，大于套筒的一长度。
7.在至少一实施例中，顶端设置一穿孔，且底端设置一开孔，穿孔与开孔连通内部空间，且定位柱通过穿孔与开孔可动地穿过套筒。
8.在至少一实施例中，自由端设置一挡止块，且挡止块于顶端的投影面积大于穿孔。
9.在至少一实施例中，弹性件是一压缩弹簧，定位柱穿过弹性件，第一端的一第一外直径所定义的圆大于穿孔，且第二端的一第二外直径所定义的圆小于开孔。
10.在至少一实施例中，弹性件的一自由长度大于套筒的一长度。
11.在至少一实施例中，勾部延伸于底端。
12.在至少一实施例中，套筒包括一定位块，突出于外周面，定位块于上表面的投影，至少局部地重叠于勾部于上表面的投影，且定位块位于顶端与勾部之间。
13.在至少一实施例中，勾部突出于外周面的一延伸长度，大于外周面至开窗的一最小距离。
14.在至少一实施例中，板件的边缘具有至少一内缩区域。
15.在至少一实施例中，至少一内缩区域为矩形、三角形、梯形或圆弧形。
16.在至少一实施例中，固定端具有外螺纹，且板件具有定位孔，固定端锁定于定位孔而固定于上表面。
17.在至少一实施例中，板件还具有至少一固定孔，用于供至少一固定件穿过。
18.在至少一实施例中，勾部由底端延伸而穿过开窗，且固定件更具有一间隔部，位于板件的下表面。
19.本发明提出的拆拔治具可预先安装于电路板，并对电子元件施加预力。在焊料受热的过程中，不需另外手动拔除电子元件。焊料经过受热而软化、融解后，拆拔治具即可向上抬升电子元件，完成解焊以及移除电子元件，而不需手动拔除电子元件。
附图说明
20.图1是本发明第一实施例中，拆拔治具的立体图。
21.图2是本发明第一实施例中，拆拔治具与电路板的分解立体图。
22.图3是本发明第一实施例中，拆拔治具与电路板的立体图。
23.图4是本发明第一实施例中，拆拔治具的俯视图。
24.图5是本发明第一实施例中，扣具的立体图。
25.图6是本发明第一实施例中，扣具的剖面图。
26.图7是本发明第一实施例中，扣具的剖面分解图。
27.图8是本发明第一实施例中，拆拔治具的侧视图。
28.图9是本发明第一实施例中，板件的另一俯视图。
29.图10是本发明第一实施例中，板件的又一俯视图。
30.图11是本发明第一实施例中，拆拔治具的另一侧视图。
31.图12是本发明第一实施例中，拆拔治具的另一俯视图。
32.图13是本发明第二实施例中，扣具的立体图。
33.图14是本发明第二实施例中，拆拔治具的侧视图。
34.图15是本发明第三实施例中，拆拔治具的侧视图。
35.附图标记说明如下：
36.1:拆拔治具
37.2:电子元件
38.3:电路板
39.31:锁扣孔
40.100:板件
41.110:上表面
42.120:下表面
43.130:开窗
44.140:定位孔
45.150:固定孔
46.160:内缩区域
47.200:扣具
48.210:定位柱
49.212:自由端
50.212a:挡止块
51.214:固定端
52.220:套筒
53.221:顶端
54.221a:穿孔
55.222:底端
56.222a:开孔
57.223:外周面
58.224:勾部
59.225:内部空间
60.226:定位块
61.230:弹性件
62.231:第一端
63.232:第二端
64.300:固定件
65.310:间隔部
66.d1:第一外直径
67.d2:第二外直径
68.g:间隙
69.c:夹持缺口
具体实施方式
70.请参阅图1、图2以及图3所示，为本发明第一实施例所公开的一种用移除电子元件2的拆拔治具1，用于解焊过程中，自一电路板3移除焊接于其上的电子元件2。电路板3可为但不限定于一主机板、一绘图卡或其他功能扩充卡。电子元件2可为中央处理器、绘图芯片、扩充插槽或其他焊接于电路板3的电子元件2。电子元件2可为但不限定于球栅阵列封装(ball gridarray，bga)元件或插件式元件。
71.如图1、图2、图3以及图4所示，拆拔治具1包括一板件100以及多个扣具200。如图4所示，板件100具有一上表面110、一下表面120以及一开窗130。开窗130连通上表面110以及下表面120。开窗130的面积，大于电子元件2于电路板3上的投影面积。
72.如图1、图2、图3以及图4所示，扣具200设置于板件100的上表面110，并且相邻于开窗130的边缘设置，使得扣具200的局部可以在移动后位于开窗130的上方。
73.如图4、图5以及图6所示，每一扣具200具有一定位柱210、一套筒220以及一弹性件230，其中弹性件230为一压缩弹簧。
74.如图1、图5以及图6所示，定位柱210具有一自由端212以及一固定端214。固定端214固定于上表面110，使定位柱210垂直地固定于板件100的上表面110，并且相邻于开窗130的边缘设置。在一具体实施例中，固定端214具有外螺纹，且板件100具有定位孔140，固定端214锁定于定位孔140而固定于上表面110。
75.如图5、图6以及图7所示，套筒220具有一顶端221、一底端222、一外周面223、一勾部224以及一内部空间225。外周面223连接顶端221于底端222。顶端221设置一穿孔221a，且底端222设置一开孔222a，穿孔221a与开孔222a连通内部空间225。定位柱210通过穿孔221a与开孔222a可动地穿过套筒220，且套筒220的底端222朝向上表面110。自由端212于上表面110的一高度，大于套筒220的一长度，使得套筒220可以沿着定位柱210的长轴方向相对于定位柱210移动。
76.如图5、图6以及图7所示，此外，自由端212设置一挡止块212a，且挡止块212a于顶端221的投影面积大于穿孔221a；因此，挡止块212a可挡止套筒220，避免套筒220由自由端212脱落。
77.如图4以及图5所示，勾部224突出于外周面223，并且可于套筒220相对于定位柱210转动后，延伸至开窗130。
78.如图4以及图8所示，勾部224延伸于底端222，当套筒220的底端222靠近上表面110，且勾部224移动至开窗130上方时，勾部224可进入电子元件2的底部与电路板3之间的间隙g，而抵接于电子元件2的底部。前述间隙g可为bga锡球垫高的高度，或是插件焊接过程中保留于电子元件2与电路板3之间的预留高度。此外，间隙g的高度，大于板件100厚度以及勾部224的高度的总和。因此，当套筒220的底端222抵接于上表面110，勾部224可进入间隙g之中。一般来说，勾部224可以为薄状且具弹性，便于勾部224旋转进入间隙g之中。
79.如图6以及图7所示，弹性件230设置于内部空间225。当弹性件230是压缩弹簧，定位柱210可穿过弹性件230。弹性件230具有一第一端231以及一第二端232。当弹性件230是压缩弹簧且定位柱210穿过弹性件230，第一端231的一第一外直径d1所定义的圆大于穿孔221a，且第二端232的一第二外直径d2所定义的圆小于开孔222a。因此，第一端231可于内部空间225抵接套筒220而不穿过穿孔221a，第二端232可以通过开孔222a而抵接板件100的上表面110。第一外直径d1以及第二外直径d2可以相等，使得作为弹性件230的压缩弹簧呈现圆筒状或是橄榄状；第一外直径d1以及第二外直径d2也可以是不等，使得作为弹性件230的压缩弹簧的形态呈现圆锥状。
80.如图6、图7以及图8所示，弹性件230的一自由长度(未被压缩时的长度)大于套筒220的长度；当套筒220的底端222朝向上表面110接近时，弹性件230可以被压缩而产生一弹性恢复力，推动套筒220朝向自由端212移动而远离上表面110。
81.参阅图4以及图8所示，开窗130的形态大致是匹配于电子元件2于电路板3上的投影型态，使得电子元件2可以通过开窗130。在一些实施例中，开窗130可以是略大于电子元件2于电路板3上的投影型态，而使得勾部224突出于外周面223的延伸长度可以尽可能地缩短。
82.如图2以及图3所示，板件100还具有多个固定孔150，用于供固定件300穿过，以固定板件100于电路板3上。在一具体实施例中，电子元件2是固定焊接的中央处理器或中央处理器的插座，电路板3为主机板。主机板上具有多个锁扣孔31，对应于电子元件2设置，用于固定中央处理器的散热器。固定孔150的位置可是匹配于锁扣孔31。于电子元件2进行解焊时，散热器系先被移除。固定件300可以穿过固定孔150后，再穿过锁扣孔31，而将板件100固定于电路板3上，并且以下表面120朝向电路板3。此时，电子元件2通过开窗130，并突出于上表面110。
83.如图4所示，板件100的边缘具有一或多个内缩区域160，用于避让电子元件2周围的其他元件，例如电容器、电源芯片等，以确保板件100可以固定于电路板3而不受其他元件干涉。
84.如图9以及图10所示，内缩区域160的形态或数量，主要是配合上述其他元件相对于电子元件2的位置，而有多种不同型态的变化。例如，内缩区域160可仅有一个，如图9所示；内缩区域160的形态可以不同，用于避让不同型态的其他元件，如图10所示。
85.如图6、图7以及图8所示，当套筒220的底端222抵接于上表面110，勾部224可进入间隙g之中，同时弹性件230被压缩而产生弹性恢复力，推动套筒220朝向自由端212移动而远离上表面110。
86.如图11所示，当电路板3连同电子元件2、拆拔治具1进入回焊炉加热后，焊料逐渐被受热软化、融解而无法进一步固定电子元件2，此时套筒220就可以在弹性件230的推动下，向上抬升电子元件2，而使电子元件2脱离电路板3，完成解焊以及移除电子元件2，而不需手动拔除电子元件2。
87.由于拆拔治具1需要在回焊炉中受热，拆拔治具1的各部件需要能够耐高温，因此，定位柱210以及套筒220可以为金属制作，特别是不锈钢，以避免在回焊炉中受热后软化变形。弹性件230也需要以耐高温的金属制作，以避免受热后弹性衰退。在不同实施例中，可采用热风机对电子元件2的焊料加热，降低拆拔治具1的受热程度，此时，定位柱210以及套筒220可改以硬质塑料制作，弹性件230可改以橡胶或泡棉等具有弹性的材质制成。
88.如图4以及图12所示，于前述实施例中，扣具200的位置对应于开窗130的角落，以使得勾部224可以抵扣于电子元件2的四个角落，以均匀地对电子元件2施力。在不同实施例中，扣具200的位置对应于开窗130的侧边，并且大致位于侧边的中间部位，以使得勾部224可以抵扣于电子元件2的侧边，同样能对电子元件2均匀地施力。
89.请参阅图13以及图14所示，为本发明第二实施例所公开的一种用移除电子元件2的拆拔治具1。在第二实施例中，套筒220更包括一定位块226，突出于外周面223，定位块226于上表面110的投影，至少局部地重叠于勾部224于上表面110的投影，且定位块226位于顶端221与勾部224之间。因此，定位块226与勾部224之间可以形成一夹持缺口c。夹持缺口c相对于上表面110的高度，等于或大于电子元件2相对于上表面110的厚度，使得电子元件2的底部可以位于夹持缺口c中。套筒220向上抬升电子元件2，而使电子元件2脱离电路板3之后，定位块226可以挡止电子元件2，以避免电子元件2跳脱。因此，定位块226的形状不限定与勾部224具有相同形状，任何可避免电子元件2跳脱的形状皆可。
90.如图14所示，于第二实施例中，勾部224进一步由底端222朝向电路板3延伸而穿过开窗130。此外，固定件300更具有一间隔部310，位于板件100的下表面120，且夹持于板件100与电路板3之间，而使得板件100与电路板3之间具有一间隔高度。此时，穿过开窗130延伸的勾部224，只需要满足其厚度小于电子元件2的底部与电路板3之间具的间隙g。在第二实施例中，电子元件2底部的高度不需高于板件100，因此也不需考虑板件100厚度的影响。
91.如图15所示，为本发明第三实施例所公开的一种用移除电子元件2的拆拔治具1。在第三实施例中，挡止块212a可以省略，并增加定位柱210的长度，加长套筒220的行程。套筒220向上抬升电子元件2，而使电子元件2脱离电路板3之后，足够长的定位柱210可以避免套筒220由自由端212跳脱。
92.本发明提出的拆拔治具1可预先安装于电路板，并对电子元件施加预力。在焊料受热的过程中，不需另外手动拔除电子元件2。焊料经过受热而软化、融解后，拆拔治具1即可向上抬升电子元件2，完成解焊以及移除电子元件2，而不需手动拔除电子元件2。