八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置及其方法

八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置及其方法
【專利摘要】一種八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置及其方法，該裝置設有第一直線導軌副、第二直線導軌副、第三直線導軌副、第四直線導軌副、第五直線導軌副、第六直線導軌副、第七直線導軌副、第八直線導軌副、托盤組件、第一加熱組件、第二吹風組件、第三加熱組件、第一視覺定位組件、第二視覺定位組件及芯片拾取貼片組件。多個直線導軌副提供多維運動軌跡，使得托盤組件、加熱組件、視覺定位組件及芯片拾取貼片組件可在控制器的控制下靈活進行定位、加熱及取放，從而可實現拆焊及貼片的功能。本發明的裝置由于設有多個直線導軌副及加熱組件，從而使得同一時刻可對多個PCB板或多個芯片進行操作，從而可大大提高拆焊及貼片的工作效率并節約人力成本。
【專利說明】八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置及其方法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及芯片返修及焊接，特別涉及一種可提供工作效率的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置及其方法。
【【背景技術】】
[0002]BGA封裝，即焊球陣列封裝，它是在封裝體基板的底部制作陣列焊球作為電路的I/O端與印刷線路板(PCB板)互接。當BGA封裝的芯片出現故障需要對其進行返修時，通常是使用返修工作站進行操作。現有的返修流程通常如下:1、將芯片從PCB板上拆除下來——通過加熱使焊錫融化，利用真空吸嘴吸取下芯片；2、在芯片基板背部植入焊球——清除基板上的錫渣，均勻涂覆助焊劑，然后裝入對應的網板夾具，將錫球倒入網板，使基板的每個焊點上獨有錫球，最后加熱使錫球融化而與焊點焊接在一起；3、將芯片再次貼裝在PCB板上——定位PCB焊點和芯片焊球，將其貼裝在一起，通過加熱而使其焊接在一起。現有的返修工作站通常靈活性較差，其同一時刻只能對一塊PCB板進行操作，因此工作效率較低，不利于提高工作效率并節約人力成本；且在完成一塊PCB板的拆焊或焊接后，其無法自動進行下一個PCB板的操作，需手工頻繁換料，從而不利于提高工作工作效率。此外，現有的返修工作站加熱裝置不可根據芯片的不同而自動調節加熱高度，因而其加熱性能較差，不利于提高拆焊質量和貼片質量。
【
【發明內容】
】
[0003]本發明旨在解決上述問題，而提供一種可同時對多個PCB板或芯片進行操作，從而可大大提高工作效率，并節約人力成本的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置。
[0004]本發明的目的還在于提`供一種芯片返修方法及芯片貼片方法。
[0005]為實現上述目的，本發明提供了一種八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，該裝置包括第一直線導軌副、第二直線導軌副、第三直線導軌副、第四直線導軌副、托盤組件、第一加熱組件、芯片拾取貼片組件及第一視覺定位組件，所述第一直線導軌副設于基座上，其水平間隔地設于基座相對的兩側；所述第二直線導軌副與所述第一直線導軌副垂直并活動連接，該第二直線導軌副可沿第一直線導軌副的直線方向移動；所述第三直線導軌副及第四直線導軌副分別呈豎向活動連接于第二直線導軌副上，并可沿第二直線導軌副的直線方向移動；所述托盤組件用于放置PCB板以進行芯片拆焊及貼片，其活動設于基座上，并可沿與第一直線導軌副和第二直線導軌副的直線方向平行的方向移動；所述第一加熱組件用于加熱芯片使焊錫融化以進行拆焊或焊接，其活動設于第三直線導軌副上，并可沿第三直線導軌副的直線方向進行上下移動；所述芯片拾取貼片組件用于抓放芯片，其活動設于第四直線導軌副上，并可沿第四直線導軌副的直線方向進行上下移動；所述第一視覺定位組件用于定位PCB板的位置，其設于所述芯片拾取貼片組件或第四直線導軌副上。[0006]在所述第一直線導軌副之間的基座下方設有第二吹風組件，該第二吹風組件可沿與第二直線導軌副及第三直線導軌副的直線方向平行的方向移動，在與該第二吹風組件橫向移動軌跡相對應的基座上設有通孔。
[0007]在所述第一直線導軌副之間的基座上設有第二視覺定位組件，其用于貼片時定位待貼片芯片背面的焊球，以使所述芯片拾取貼片組件將待貼片芯片移動至PCB板上待貼片的正確位置。
[0008]在所述第一直線導軌副之間的基座上設有相互垂直的第五直線導軌副和第六直線導軌副，所述第五直線導軌副水平間隔地設于第一直線導軌副之間，并與第一直線導軌副平行；所述第六直線導軌副與第五直線導軌副活動連接，并可沿第五直線導軌副的直線方向移動；所述托盤組件活動設于第六直線導軌副上，并可沿第五直線導軌副及第六直線導軌副的直線方向移動。
[0009]在所述基座的下方設有相互垂直的第七直線導軌副及第八直線導軌副，所述第七直線導軌副與所述第二直線導軌副平行，并與第五直線導軌副垂直；該第七直線導軌副與基座固接，所述第八直線導軌副呈豎向活動連接于第七直線導軌副上，并可沿第七直線導軌副的直線方向進行橫向移動；所述第二吹風組件活動設于第八直線導軌副上，其可沿第七直線導軌副及第八直線導軌副的直線方向移動。
[0010]所述第五直線導軌副設于所述通孔相對的兩外側，在所述第五直線導軌副之間設有相互間隔的第三加熱組件，所述第三加熱組件對稱設于所述通孔相對的兩側。
[0011]所述第一加熱組件設有多個筒狀加熱風槍，其沿軸向向待加熱芯片的一側吹出熱風而對芯片進行范圍加熱；所述第二吹風組件設有多個筒狀風槍，其沿其軸向向所述待加熱芯片的另一側吹出熱風或冷風而對芯片進行范圍加熱或冷卻保護；所述第三加熱組件為平面狀發熱體，其向外側輻射熱量而對PCB板進行整體加熱。
[0012]在所述第一直線導軌副與第五直線導軌副之間的基座上設有芯片容置組件，其用于放置待貼片芯片及返修過程所拆卸下的廢料芯片。
[0013]所述第一直線導軌副、第二直線導軌副、第三直線導軌副、第四直線導軌副、第五直線導軌副、第七直線導軌副及第八直線導軌副為絲桿導軌副，其包括絲桿、沿絲桿方向移動的絲桿螺母、導軌、跟隨絲桿螺母沿導軌移動的滑塊及驅動絲桿轉動的驅動電機。
[0014]一種芯片返修方法，其特征在于，該方法包括:
[0015]a、提供如前所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置；
[0016]b、將多個待返修PCB板均勻陳放于所述托盤組件上，并調整PCB板之間的間距，使其間距與所述第一加熱組件和第二吹風組件相匹配；
[0017]C、第一視覺定位組件移動至PCB板的正上方，并獲取所述PCB板的基準圖像而確定PCB的位置信息；
[0018]d、所述托盤組件在第五直線導軌副的驅動下移動至第二吹風組件的上方，使待返修的芯片與所述第二吹風組件的橫向移動軌跡相對應，所述第一加熱組件和第二吹風組件分別移動至待返修芯片的正上方及正下方；
[0019]e、第一加熱組件向多個待返修芯片吹出熱風，第二吹風組件從待返修芯片的另一側吹出熱風或冷風，所述第三加熱組件可選擇性地開啟加熱，其共同作用而使待返修芯片與PCB板焊接的焊錫融化；[0020]f、芯片拾取貼片組件移動至待返修的芯片正上方并吸取該芯片而完成拆焊。
[0021]一種芯片貼片方法，其特征在于，該方法包括:
[0022]a、提供如前所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置；
[0023]b、將多個待貼片PCB板均勻陳放于所述托盤組件上，并調整PCB板之間的間距，使其間距與所述第一加熱組件相匹配；
[0024]C、第一視覺定位組件移動至PCB板的正上方，并獲取所述PCB板的基準圖像而確定PCB的位置信息；
[0025]d、芯片拾取貼片組件吸取待貼片芯片，并移動至第二視覺定位組件的正上方，第二視覺定位組件定位待貼片芯片背面的焊球，從而使所述芯片拾取貼片組件調整相應角度而使待貼片芯片與PCB板上待貼片的位置相匹配；
[0026]e、芯片拾取貼片組件移動至托盤組件上方，將待貼片芯片放置于待貼片PCB板上的正確位置；
[0027]f、托盤組件在第五直線導軌副的驅動下移動至第二吹風組件的上方，使待貼片芯片與所述第二吹風組件的橫向移動軌跡相對應，所述第一加熱組件和第二吹風組件分別移動至待貼片芯片的正上方及正下方；
[0028]g、 第一加熱組件向多個待貼片芯片吹出熱風，第二吹風組件從待貼片芯片的另一側吹出熱風或冷風，所述第三加熱組件可選擇性地開啟加熱，其共同作用而使待貼片芯片的焊球與PCB板焊接在一起完成貼片。
[0029]本發明的有益貢獻在于，其有效解決了現有返修工作臺工作效率低下的問題。本發明通過設置八軸移動結構，并設置多個加熱組件同時進行加熱，使得同一時間可對多個芯片進行拆焊或貼片操作，從而可大大提高工作效率，并節約人力成本。其相比與現有技術，本發明具有如下優點:
[0030]一、現有工作臺最多具有五個移動軌跡，本發明具有八個方向的移動軌跡，其靈活性更大，從而可根據不同芯片的操作要求進行相應的調整，其適用范圍更廣。
[0031]二、現有工作臺的加熱組件通常只設有I個加熱頭，其加熱效率低，本發明設有兩個加熱組件和一個吹風組件，且每個加熱組件設有多個加熱頭，因此本發明可同時對多個PCB板及芯片進行拆焊或貼片操作，配合八軸移動結構，可大大提高工作效率，并節省人力成本。此外，吹風組件可適應不用PCB板的操作需求，當需要輔助加熱時，其可吹出熱風而使PCB板上下兩面均受熱，而若PCB板背面的芯片需保護時，其可吹出冷風而使PCB板的正面和背面形成較大溫差，使正面需加熱的芯片正常受熱，而背面不需加熱的芯片得到保護。
[0032]三、由于本發明具有八個方向的移動軌跡，加熱組件可根據不同芯片的操作要求而自動調整其位移，因此可提聞加熱性能，進而提聞拆焊或貼片質量。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0033]圖1是本發明從前側看的整體結構示意圖；
[0034]圖2是本發明從后側看的整體結構示意圖；
[0035]圖3是本發明從底部看的整體結構示意圖；
[0036]圖4是本發明的基座與第一直線導軌副的結構示意圖；
[0037]圖5是本發明的第二直線導軌副的結構示意圖；[0038]圖6是本發明的第二直線導軌副的另一結構示意圖；
[0039]圖7是圖6的局部放大圖；
[0040]圖8是本發明的第三直線導軌副、第四直線導軌副、第一加熱組件、芯片拾取貼片組件及第一視覺定位組件的整體結構示意圖；
[0041]圖9是圖8另一方向的結構示意圖；
[0042]圖10是圖8的側視圖；
[0043]圖11是本發明的第七直線導軌副、第八直線導軌副及第二吹風組件的整體結構示意圖；
[0044]圖12是本發明的第五直線導軌副、第六直線導軌副的結構示意圖；
[0045]圖13是本發明的芯片容置組件的結構示意圖。
[0046]圖14是本發明的PCB板放置于托盤組件上的狀態示意圖。
[0047]其中，第一直線導軌副11、第一絲桿111、第一絲桿螺母112、第一導軌113、第一滑塊114、第一驅動電機115、第一固定件116 ;第二直線導軌副12、第二絲桿121、第二絲桿螺母122，第二導軌123、第二滑塊124、、第二驅動電機125、第二支撐梁126 ;第三直線導軌副13、第三絲桿131、第三導軌132、第三滑塊133、第三驅動電機134，第三固定板135、第三固定件136 ;第四直線導軌副14、第四絲桿141、第四導軌142、第四滑塊143、第四驅動電機144，第四固定板145、第四固定件146 ;第五直線導軌副15、第五絲桿151、第五絲桿螺母152、第五導軌153、第五滑塊154、第五固定件155 ;第六直線導軌副16、第六滑桿161、第六橫梁162 ;第七直線導軌副17、第七絲桿171、第七導軌172、第七滑塊173、第七驅動電機174、第七固定板175、第七固定件176 ;第八直線導軌副18、第八導軌181、第八固定件182 ；通孔19 ;第一加熱組件22、芯片拾取貼片組件23、第一視覺定位組件24、第二吹風組件25、第二視覺定位組件26、第三加熱組件27、芯片容置組件28、矩形臺281、投料口 2811、銷釘孔2812、抽屜盒282、物料盤283 ;基座30、支撐柱31。
【【具體實施方式】】
[0048]下列實施例是對本發明的進一步解釋和補充，對本發明不構成任何限制。
[0049]本發明的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置設有八個直線移動導軌畐IJ，其具有八個方向的移動軌跡，因此其靈活性高，可用于多種采用BGA封裝的芯片的拆焊及貼片操作，并可大大提高工作效率。
[0050]具體地說，如圖1~圖13所示，所述八個直線移動導軌副包括第一直線導軌副11、第二直線導軌副12、第三直線導軌副13、第四直線導軌副14、第五直線導軌副15、第六直線導軌副16、第七直線導軌副17及第八直線導軌副18。
[0051]如圖1~圖3所示，所述第一直線導軌副11水平間隔地設于基座30相對的兩側。所述基座30用于支撐本發明裝置的各工作部件，其可根據需要而設置成柜式或任意形式。本實施例中，該基座30具有水平的工作臺面，在其工作臺面相對的兩側分別設有豎直的支撐柱31，所述第一直線導軌副11分別設于支撐柱31的上方。
[0052]如圖1~圖4所示，所述第一直線導軌副11為絲桿導軌副，其包括第一絲桿111、第一絲桿螺母112、第一導軌113、第一滑塊114及驅動第一絲桿111轉動的第一驅動電機115。第一導軌113設有兩個，其分別相互平行的固接于支撐柱31的上方。所述第一絲桿Ill設于其中一個支撐柱31的上方。所述第一驅動電機115設于第一絲桿111的端部，所述第一絲桿螺母112設于第一絲桿111上，當第一驅動電機115驅動第一絲桿111轉動時，所述第一絲桿螺母112沿第一絲桿111方向移動。所述第一滑塊114設于第一導軌113上，其通過第一固定件116與所述第一絲桿螺母112固接。當第一絲桿螺母112移動時，所述第一滑塊114沿第一導軌113移動。
[0053]如圖1、圖2、圖5、圖6所示，所述第二直線導軌副12為絲桿導軌副，其包括第二絲桿121、第二絲桿螺母122，第二導軌123、第二滑塊124、驅動第二絲桿121轉動的第二驅動電機125及第二支撐梁126。所述第二支撐梁126呈橫向設于第一直線導軌副11上，并與所述第一導軌113垂直。該第二支撐梁126沿長度方向的兩端端部的底部分別與第一固定件116固接，當第一絲桿螺母112移動時，該第二支撐梁126可沿第一導軌113的方向移動。所述第二絲桿121及第二導軌123設于第二支撐梁126的側壁上，并與所述第一導軌113垂直。本實施例中，所述第二絲桿121與第二導軌123設于第二支撐梁126沿其長度方向的相對的兩側壁上。所述第二驅動電機125設于第二絲桿121的端部，并固接與第二支撐梁126上。如圖8、圖9所示，所述第二滑塊124及第二絲桿螺母122分別設于第二導軌123及第二絲桿121上，并與第三直線導軌副13及第四直線導軌副14固接，當第二驅動電機125驅動第二絲桿121轉動時，所述第二絲桿螺母122帶動所述第二滑塊124、第三直線導軌副13、第四直線導軌副14沿第二導軌123方向移動。
[0054]如圖1、圖2、圖3所示，所述第三直線導軌副13及第四直線導軌副14呈豎向設于第二直線導軌副12上。本實施例中，其分別設于第二直線導軌副12相對的兩側。如圖8、圖9、圖10所示，所述第三直線導軌副13包括第三絲桿131、第三絲桿螺母、第三導軌132、第三滑塊133、第三驅動電機134，其分別固定與第三固定板135上。所述第四直線導軌副14包括第四絲桿141、第四絲桿螺母、第四導軌142、第四滑塊143及第四驅動電機144，其分別固定與第四固定板145上。所述第三固定板135與第四固定板145相互固接，并呈豎向分別設于第二支撐梁126的相對兩側。本實施例中，如圖8、圖10所示，所述第二絲桿螺母122固定與第三固定板135的內側，所述第二導軌123固定與第四固定板145的內側。其他實施例中，所述第二絲桿螺母122可固定與第四固定板145的后側，所述第二導軌123可固定與第三固定板135的后側。當第二絲桿螺母122沿第二絲桿121移動時，所述第三固定板135及第四固定板145便可沿第二導軌123方向移動，從而帶動第三直線導軌副13及第四直線導軌副14沿第二導軌123方向移動。
[0055]以圖1、圖8所示方向為例，所述第三直線導軌副13設于第二支撐梁126的后側，所述第四直線導軌副14設于第二支撐梁126的前側。如圖9所示，所述第三導軌132設有兩條，其位于第三固定板135的外側，并分別固定于第三固定板135相對的兩側，并與所述第二導軌123垂直。所述第三絲桿131設于第三導軌132之間，其兩端通過支撐座固定與第三固定板135上。所述第三驅動電機134設于第三絲桿131的頂端，用于驅動第三絲桿131轉動。所述第三絲桿螺母設于第三絲桿131上，其通過第三固定件136與第三滑塊133固接。所述第三滑塊133分別設于第三導軌132上。如圖9所示，在所述第三固定件136上設有第一加熱組件22，當第三驅動電機134驅動第三絲桿131轉動時，所述第三絲桿螺母帶動所述第三固定件136沿第三導軌132移動，從而帶動所述第一加熱組件22沿第三導軌132移動。[0056]如圖9所示，所述第一加熱組件22由多個筒狀發熱體組成，其用于沿其軸向對待加熱芯片進行范圍加熱。本實施例中，該第一加熱組件22由三個筒狀加熱風槍組成，其工作時向下吹出熱風而對芯片進行加熱，從而融化焊球以完成拆卸或焊接工作。所述加熱風槍可選用公知的加熱風槍，其具有發熱體、筒狀加熱罩及風嘴。所述加熱風槍的數量可根據需要而設置，其不局限于本實施例中的三個。由于不同PCB板規格尺寸有所不同，而拆焊及焊接時所述加熱風槍需與PCB板上的芯片對應上，為能滿足不同規格PCB板的拆焊及貼片操作，即可通過調整PCB板的放置距離，也可調整加熱風槍之間的距離。本實施例中，所述風槍之間的間距固定，拆焊操作及貼片操作時，根據風槍之間的間距而調整PCB板之間的間距。其他實施例中，若需調整風槍之間的間距，其可在風槍背部設置位移微調裝置。
[0057]如圖8所示，所述第四導軌142設有兩條，其位于第四固定板145的外側，并分別固定與第四固定板145相對的兩側，并與所述第二導軌123垂直。所述第四絲桿141設于第四導軌142之間，其兩端通過支撐座固定與第四固定板145上。所述第四驅動電機144設于第四絲桿141的頂端，用于驅動第四絲桿141轉動。所述第四絲桿螺母設于第四絲桿141上，其通過第四固定件146與第四滑塊143固接。所述第四滑塊143分別設于第四導軌142上。在所述第四固定件146上設有第一視覺定位組件24及芯片拾取貼片組件23，當第四驅動電機144驅動第四絲桿141轉動時，所述第四絲桿螺母帶動所述第四固定件146沿第四導軌142移動，從而帶動所述第一視覺定位組件24及芯片拾取貼片組件23沿第四導軌142移動。
[0058]如圖8所示，所述第一視覺定位組件24用于定位PCB板位置，其與控制器連接。該第一視覺定位組件24可選用公知的芯片視覺定位系統，其可通過拍照而獲取PCB板的基準孔位置，從而可通過控制器將定位結果反饋到執行機構而完成準確的拆焊或貼片操作。
[0059]如圖8所示，所述芯片拾取貼片組件23用于抓放芯片，其可根據視覺定位組件的定位信息而調整芯片的位置，使芯片位置與其相對應的PCB板位置相匹配。該芯片拾取裝置包括驅動電機、旋轉軸及真空吸嘴，所述驅動電機可驅動旋轉軸旋轉，從而可調整通過真空吸嘴吸取的芯片相對于PCB板的角度。所述旋轉軸呈豎向設置，所述真空吸嘴豎直朝下。
[0060]如圖1、圖2所示，所述第五直線導軌副15間隔設于第一直線導軌副11之間的底座上，其與所述第一直線導軌副11平行。如圖12所示，該第五直線導軌副15包括第五絲桿151、第五絲桿螺母152、第五導軌153、第五滑塊154及第五驅動電機。所述第五導軌153設有兩個，其間隔設于基座30上,并與第一導軌113平行。所述第五滑塊154設于第五導軌153上。所述第五絲桿151平行設于第五導軌153的一側，其兩端分別通過支撐座固定與基座30上。所述第五驅動電機設于第五絲桿151的一端端部，并與基座30固接。所述第五絲桿螺母152設于第五絲桿151上，其通過第五固定件155與第五滑塊154固接。當第五驅動電機驅動第五絲桿151轉動時，所述第五絲桿螺母152帶動第五固定件155及第五滑塊154沿第五導軌153移動。
[0061]如圖12所示，所述第六直線導軌副16活動連接與第五直線導軌副15之上，并可沿第五導軌153移動。所述第六直線導軌副16包括第六滑桿161及第六橫梁162。本實施例中，所述第六橫梁162設有兩根,其呈橫向設于第五導軌153之間，并與第五導軌153垂直。所述第六橫梁162的兩端端部分別固接與第五固定件155上，當第五絲桿151轉動時，所述第六橫梁162可沿第五導軌153方向移動。所述第六滑桿161設有兩根，其呈橫向設于第六橫梁162上，并與第六橫梁162垂直。所述第六滑桿161的兩端端部分別活動連接與第六橫梁162上，其可沿第六橫梁162方向移動而調整其之間的距離。在所述第六滑桿161的上側表面設有銷釘孔，其用于固定連接托盤組件，以排放PCB板。根據托盤組件的大小，可手動調節第六滑桿161之間的距離。所述托盤組件用于盛放PCB板，根據PCB板規格尺寸的不同及排放數量的不同，所述托盤組件可選用不同大小的托盤。所述托盤形狀及大小無限制，只要能平整排放多個PCB板即可。
[0062]為提高加熱質量及加熱效率，從而提高拆焊質量和貼片質量，本發明的裝置還設有第二吹風組件25。如圖3所示，所述第二吹風組件25設于基座30的下方，其通過第七直線導軌副17及第八直線導軌副18而可沿水平及豎直方向進行移動，從而調整其相對于芯片的位置。
[0063]如圖11所示，所述第七直線導軌副17包括第七絲桿171、第七導軌172、第七絲桿螺母、第七滑塊173及第七驅動電機174，其均設于第七固定板175上。所述第七固定板175呈豎向設置，并與所述第二導軌123平行。該第七固定板175的頂部固接與基座30的工作臺面的底面上。所述第七導軌172設有兩條，其分別設于第七固定板175同一側面的上下兩端。所述第七滑塊173設于第七導軌172上。所述第七絲桿171設于第七導軌172之間，并與第七導軌172平行。所述第七絲桿171的兩端分別通過支撐座而設于第七固定板175上。所述第七驅動電機174設于第七絲桿171的一端端部，所述第七絲桿螺母設于第七絲桿171上，其通過第七固定件176而與第七滑塊173固接。在所述第七固定件176上設有所述第八直線導軌副18，當第七驅動電機174驅動第七絲桿171轉動時，所述第七絲桿螺母驅動第七固定件176及第七滑塊173沿第七導軌172移動，從而帶動第八直線導軌副18沿第七導軌172移動。
[0064]如圖11所示，所述第八直線導軌副18呈豎向設于第七固定件176上，其包括第八絲桿、第八絲桿螺母、第八導軌181、第八滑塊及第八驅動電機。所述第八導軌181設有兩條，其分別豎直地設于第七固定件176相對的兩側。所述第八滑塊分別設于第八導軌181上。所述第八絲桿設于第八導軌181之間，并與第八導軌181平行。所述第八驅動電機設于第八絲桿的頂端，所述第八絲桿螺母設于第八絲桿上，其通過第八固定件182與所述第八滑塊固接。在所述第八固定件182上設有第二吹風組件25，當第八驅動電機驅動第八絲桿轉動時，所述第八絲桿螺母帶動所述第八滑塊及第八固定件182沿第八導軌181移動，從而帶動所述第二吹風組件25沿第八導軌181進行上下移動。
[0065]如圖11所示，所述第二吹風組件25固定于第八固定件182上，其可沿第八導軌181及第七導軌172方向移動。該第二吹風組件25設有三個筒狀風槍，其工作時根據PCB板的處理需求而向上吹出熱風或冷風。所述筒狀風槍可選用公知的風槍，其具有發熱體、筒狀加熱罩及風嘴。所述第二吹風組件25的風槍數量應與第一加熱組件的加熱風槍數量一致，且風槍之間的距離間隔也應一致。由于不同的PCB板需要使用不同的加熱方式，對于需要PCB板正背兩面(即上下兩面)均需加熱時，所述第二吹風組件25向上吹出熱風而對芯片進行加熱，從而融化相應芯片的焊球以完成拆卸或焊接工作。而對于正面(即上面)加熱時背面芯片需做保護處理的PCB板，當第一加熱組件向下吹出熱風時，所述第二吹風組件25向上吹出冷風，使PCB板的正背兩面形成較大溫差，使的正面需加熱的芯片正常受熱以完成拆卸或焊接工作，而背面不需加熱的芯片得到保護。為使第二吹風組件25吹出的熱風或冷風到達PCB板，如圖3所示，在所述基座30上設有通孔19，該通孔19的位置與第二吹風組件25的橫向移動軌跡相對應。本實施例中，該通孔19為長方形孔，其長度與第七導軌172長度一致，其寬度使得第二吹風組件25可進行橫向移動及豎向移動即可。
[0066]對于尺寸較小的芯片及PCB板，使用第一加熱組件22及第二吹風組件25便可獲得較好的加熱效果。對于尺寸較大的芯片及PCB板，為獲得更好的加熱效果及加熱質量，還可設置大面積的加熱裝置。本實施例中，本發明的裝置還設有第三加熱組件27。
[0067]如圖1、圖2所示，所述第三加熱組件27設于基座30上，其為平面狀發熱體，其設有兩個，其對稱設于所述通孔19相對的兩側，并與所述第五導軌153垂直。所述第三加熱組件27為紅外發熱管均勻鋪設而形成的平面狀發熱體，其可向外輻射熱量而對PCB板進行大面積的預熱，從而使PCB板受熱更均勻，更有利于拆焊或貼片。
[0068]如圖1所示，為收集從PCB板上拆除下來的廢料芯片及放置待貼片芯片，在所述基座30上設有芯片容置組件28。所述芯片容置組件28可根據需要而設置成多種形式。本實施例中，如圖13所示，該芯片容置組件28包括矩形臺281、抽屜盒282、物料盤283。所述矩形臺281為中空結構，其上部中央設有投料口 2811。所述抽屜盒282設于矩形臺281內，其大小與矩形臺281相匹配。該抽屜盒282可沿矩形臺281進行抽拉，從PCB板上拆除的廢料芯片從投料口 2811投入而掉入抽屜盒282，由抽屜盒282收集。所述物料盤283用于放置待貼片芯片，其均勻設有多排多列的容置槽。所述物料盤283的大小與所述矩形臺281的大小一致。在所述矩形臺281的上方設有若干個銷釘孔2812，當需要進行貼片操作時，可用銷釘將物料盤283固定與矩形臺281上。當需要進行廢料芯片收集時，可取下物料盤283而露出投料口 2811。
[0069]如圖3、圖4所示，為實現貼片功能，在所述基座30上設有第二視覺定位組件26。本實施例中，所述第二視覺定位組件26設于第一直線導軌副11與第五直線導軌副15之間。所述第二視覺定位組件26可選用公知的芯片視覺定位系統，其用于貼片時定位待貼片芯片背面的焊球，以使所述芯片拾取裝置將待貼片芯片移動至PCB板上待貼片的正確位置。
[0070]藉此，通過八個直線導軌副11、12、13、14、15、16、17、18，視覺定位組件24、26、芯片拾取貼片組件23、加熱組件22、27和吹風組件25，便形成了本發明的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其即可用于拆焊，又可用于貼片。由于其設有多個加熱組件及多個風槍，并可靈活調整各工作部件的位置，從而可大大提高工作效率，并節約人力成本。此外，需說明的是，所述各驅動電機、視覺定位組件、芯片拾取貼片組件23及加熱風槍均與控制器連接，其在控制器的控制下而進行相關動作。所述驅動電機可根據需要而選擇相應的伺服電機或步進電機。當所述視覺定位組件獲取定位信息后，控制器經過計算處理而得出視覺定位組件、芯片拾取貼片組件23及加熱組件的運動量，從而控制其實現精準定位而完成拆焊或貼片操作。絲桿的運動量，可通過設置光柵尺而實現精準控制。例如，如圖4所示，在第一導軌113的外側設置與之平行的第一光柵尺117 ;又如圖5所示，在第二導軌123的外側設置與之平行的第二光柵尺127。
[0071]當本發明的裝置用于拆焊時，其工作流程如下:
[0072]首先根據需要而選擇相適應的托盤組件，并將托盤組件固定與第六滑桿161上。然后將多個待返修PCB板均勻陳放于所述托盤組件上，并調整PCB板之間的間距與所述加熱風槍的間距相等。為便于放置，可根據PCB板的規格尺寸而設置放置夾具，通過將PCB板放置于夾具上而使其排列整齊，并保證其之間間距與加熱風槍的間距相等，當然也可直接將托盤組件設計成便于對位放置的結構，如在托盤組件上設置定位槽，通過將PCB板直接放于托盤組件預設的定位槽內而快速完成放置。圖14示出了托盤組件上放有12個PCB板的實例。通過裝置的控制面板選擇相應的返修程序，然后啟動裝置。首先控制器控制第一直線導軌副11、第二直線導軌副12及第四直線導軌副14進行相應的位移，使第一視覺定位組件24獲取第一個PCB板上的基準孔，從而確定出PCB板的坐標系。由于第一加熱組件22及第二吹風組件25設有三個風槍，因此所述第一視覺定位組件24以3為基數而確定各PCB板的坐標系，即先確定好1-1、1-2、1-3這三個PCB板的坐標系，然后再確定2-1、2-2、2-3這三個PCB板坐標系，并以此類推。當所有PCB板的坐標系確定后，所述控制器經過計算而控制第五直線導軌副15產生相應的位移，將托盤組件移動至第二吹風組件25的上方，并使前三個需要拆焊的芯片，即1-1，1-2、1-3這三個PCB板的芯片位于第二吹風組件25的風槍的中心連線上。當待拆焊芯片位于第二吹風組件25的中心連線上時，所述控制器控制第一直線導軌副11、第二直線導軌副12及第三直線導軌副13產生相應的位移，使第一加熱組件22的加熱風槍正對該三個芯片，并位于芯片上方大概5mm處。同時控制器控制第七直線導軌副17及第八直線導軌副18產生相應的位置，使第二吹風組件25的風槍也正對該三個芯片，并位于芯片下方大概8_處。其后第一加熱組件22、第二吹風組件25便根據預先設置的溫度曲線對芯片進行加熱，使芯片的焊錫融化而完成拆焊。其中第三加熱組件27可根據需要而開啟，其可在裝置開始工作前通過控制面板設定好是否需要開啟。待加熱完成后，所述第一加熱組件22向上移動，所述第二吹風組件25向下移動，芯片拾取貼片組件23在控制器的控制下移動至第一個芯片的正上方，將加熱完成后的芯片吸起然后移動至投料口 2811上方，在控制器控制下關閉真空而使芯片掉落入芯片容置組件28的抽屜盒282內。其后，芯片拾取貼片組件23返回至1-2芯片的上方而將1-2投入抽屜盒282內。當3個芯片都移至抽屜盒282內時，所述第一加熱組件22和第二吹風組件25移動，與后3個芯片進行對位，即對準2-1、2-2、2-3進行加熱拆焊，然后再由芯片拾取貼片組件23將這三個芯片依次移至抽屜盒282內，其后依次類推，直至所有動作完成。
[0073]當本發明的裝置用于貼片時，其工作流程如下:
[0074]將物料盤283固定與矩形臺281上，然后放入待貼片的芯片。在托盤組件內放置好需貼片的PCB板，并調整PCB板之間的間距與所述加熱風槍的間距一致。通過裝置的控制面板選擇相應的貼片程序，然后啟動裝置。第一視覺定位組件在控制器的控制下而獲取PCB板上的基準孔，從而得出PCB板的坐標系。其后芯片拾取貼片組件23移動至物料盤283上方而吸取物料盤283中的待貼片芯片，然后移動至第二視覺定位組件26的正上方，由第二視覺定位組件26照射待貼片芯片背面的焊球，通過焊球的位置而確定待貼片芯片的中心位置。根據PCB板的坐標系和貼片芯片的位置信息，控制器可以計算得出芯片與PCB板的精確定位信息。如需要旋轉芯片角度以使其符合貼片需求，所述控制器控制芯片拾取貼片組件23旋轉相應角度，并移動至與PCB板待貼片芯片位置相對處，以正確的方位將待貼片芯片放置于PCB板上正確的位置。當待貼片芯片全部(以PCB板的數量計算)被放置于PCB板上的貼片位置后，托盤組件在控制器的控制下移動至第二吹風組件25的上方，使第一排的待貼片芯片位于第二吹風組件25的風槍的中心連線上。隨后第一加熱組件22和第二吹風組件25在控制器的控制下移動至其風槍與待貼片芯片正好相對的位置，然后按照預設的溫度曲線從上下兩個方向對位于其之間的3個待貼片芯片進行加熱，使待貼片芯片的焊球融化而與PCB板焊接在一起。其中第三加熱組件27可根據需要而開啟。當3個待貼片芯片完成加熱后，第一加熱組件22和第二吹風組件25在控制器的控制下移動至與后3個待貼片芯片相對的位置，對后3個待貼片芯片進行加熱，其后以此類推。當位于同一排的待貼片芯片全部加熱完成時，托盤組件向前移動以使后一排的待貼片芯片位于第二吹風組件25的風槍的中心連線上，其后以此類推，直至完成托盤組件上所有PCB板的焊接。最后取下托盤組件上的PCB板，以進行下一輪的焊接。
[0075]由于本發明設有第一加熱組件22和第二吹風組件25，且其包括有多個風槍，因此同一時刻可對多個芯片進行加熱操作，從而可大大提高加熱效率。且由于設置有八軸移動，各部件運動靈活，因此可在控制器的控制下全自動的完成多個芯片的拆焊或貼片工作，而不像現有返修工作臺一次只能對一個芯片進行操作。八軸移動的結構與多個加熱組件配合在一起，可從整體上大大提高工作效率，從而減少人力成本。需說明的是，同一時刻加熱芯片的數量是與加熱風槍的數量相對應的，本實施例中，第一加熱組件22和第二吹風組件25各設有3個加熱風槍，因此本裝置同一時刻可對三個芯片進行加熱，其他實施例中，可根據需要而設置相應多個加熱風槍。
[0076]盡管通過以上實施例對本發明進行了揭示，但是本發明的范圍并不局限于此，在不偏離本發明構思的條件下，以上各構件可用所屬【技術領域】人員了解的相似或等同元件來替換。
【權利要求】
1.一種八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，該裝置包括: 設于基座(30)上的第一直線導軌副(11)，其水平間隔地設于基座(30)相對的兩側； 第二直線導軌副(12)，其與所述第一直線導軌副(11)垂直并活動連接，該第二直線導軌副(12)可沿第一直線導軌副(11)的直線方向移動； 第三直線導軌副(13)及第四直線導軌副(14)，其分別呈豎向活動連接于第二直線導軌副(12)上，并可沿第二直線導軌副(12)的直線方向移動； 托盤組件，用于放置PCB板以進行芯片拆焊及貼片，其活動設于基座(30 )上，并可沿與第一直線導軌副(11)和第二直線導軌副(12)的直線方向平行的方向移動； 第一加熱組件(22)，用于加熱芯片使焊錫融化以進行拆焊或焊接，其活動設于第三直線導軌副(13)上，并可沿第三直線導軌副(13)的直線方向進行上下移動； 芯片拾取貼片組件(23)，用于抓放芯片，其活動設于第四直線導軌副(14)上，并可沿第四直線導軌副(14)的直線方向進行上下移動； 第一視覺定位組件(24)，用于定位PCB板的位置，其設于所述芯片拾取貼片組件(23)或第四直線導軌副(14)上。
2.如權利要求1所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，在所述第一直線導軌副( 11)之間的基座(30)下方設有第二吹風組件(25)，該第二吹風組件(25)可沿與第二直線導軌副(12)及第三直線導軌副(13)的直線方向平行的方向移動，在與該第二吹風組件(25)橫向移動軌跡相對應的基座(30)上設有通孔(19)。
3.如權利要求2所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，在所述第一直線導軌副(11)之間的基座(30)上設有第二視覺定位組件(26)，其用于貼片時定位待貼片芯片背面的焊球，以使所述芯片拾取貼片組件(23)將待貼片芯片移動至PCB板上待貼片的正確位置。
4.如權利要求3所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，在所述第一直線導軌副(11)之間的基座(30)上設有相互垂直的第五直線導軌副(15)和第六直線導軌副(16)，所述第五直線導軌副(15)水平間隔地設于第一直線導軌副(11)之間，并與第一直線導軌副(11)平行；所述第六直線導軌副(16)與第五直線導軌副(15)活動連接，并可沿第五直線導軌副(15)的直線方向移動；所述托盤組件活動設于第六直線導軌副(16)上，并可沿第五直線導軌副(15)及第六直線導軌副(16)的直線方向移動。
5.如權利要求4所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，在所述基座(30)的下方設有相互垂直的第七直線導軌副(17)及第八直線導軌副(18)，所述第七直線導軌副(17)與所述第二直線導軌副(12)平行，并與第五直線導軌副(15)垂直；該第七直線導軌副(17)與基座(30)固接，所述第八直線導軌副(18)呈豎向活動連接于第七直線導軌副(17)上，并可沿第七直線導軌副(17)的直線方向進行橫向移動；所述第二吹風組件(25)活動設于第八直線導軌副(18)上，其可沿第七直線導軌副(17)及第八直線導軌副(18)的直線方向移動。
6.如權利要求5所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，所述第五直線導軌副(15)設于所述通孔(19)相對的兩外側，在所述第五直線導軌副(15)之間設有相互間隔的第三加熱組件(27)，所述第三加熱組件(27)對稱設于所述通孔(19)相對的兩側。
7.如權利要求6所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，所述第一加熱組件(22)設有多個筒狀加熱風槍，其沿軸向向待加熱芯片的一側吹出熱風而對芯片進行范圍加熱；所述第二吹風組件(25)設有多個筒狀風槍，其沿其軸向向所述待加熱芯片的另一側吹出熱風或冷風而對芯片進行范圍加熱或冷卻保護；所述第三加熱組件(27)為平面狀發熱體，其向外側輻射熱量而對PCB板進行整體加熱。
8.如權利要求7所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置，其特征在于，在所述第一直線導軌副(11)與第五直線導軌副(15)之間的基座(30)上設有芯片容置組件(28)，其用于放置待貼片芯片及返修過程所拆卸下的廢料芯片；所述第一直線導軌副(11)、第二直線導軌副(12)、第三直線導軌副(13)、第四直線導軌副(14)、第五直線導軌副(15)、第七直線導軌副(17)及第八直線導軌副(18)為絲桿導軌副，其包括絲桿、沿絲桿方向移動的絲桿螺母、導軌、跟隨絲桿螺母沿導軌移動的滑塊及驅動絲桿轉動的驅動電機。
9.一種芯片返修方法,其特征在于,該方法包括:a、提供如權利要求2~8任意一項所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置； b、將多個待返修PCB板均勻陳放于所述托盤組件上，并調整PCB板之間的間距，使其間距與所述第一加熱組件(22)和第二吹風組件(25)相匹配； C、第一視覺定位組件(24)移動至PCB板的正上方，并獲取所述PCB板的基準圖像而確定PCB的位置信息；d、所述托盤組件在第五直線·導軌副(15)的驅動下移動至第二吹風組件(25)的上方，使待返修的芯片與所述第二吹風組件(25)的橫向移動軌跡相對應，所述第一加熱組件(22)和第二吹風組件(25)分別移動至待返修芯片的正上方及正下方； e、第一加熱組件(22)向多個待返修芯片吹出熱風，第二吹風組件(25)從待返修芯片的另一側吹出熱風或冷風，所述第三加熱組件(27)可選擇性地開啟加熱，其共同作用而使待返修芯片與PCB板焊接的焊錫融化； f、芯片拾取貼片組件(23)移動至待返修的芯片正上方并吸取該芯片而完成拆焊。
10.一種芯片貼片方法,其特征在于,該方法包括: a、提供如權利要求3~8任意一項所述的八軸移動的帶視覺定位的芯片返修與貼片裝置； b、將多個待貼片PCB板均勻陳放于所述托盤組件上，并調整PCB板之間的間距，使其間距與所述第一加熱組件(22)相匹配； C、第一視覺定位組件(24)移動至PCB板的正上方，并獲取所述PCB板的基準圖像而確定PCB的位置信息；d、芯片拾取貼片組件(23)吸取待貼片芯片，并移動至第二視覺定位組件(26)的正上方，第二視覺定位組件(26)定位待貼片芯片背面的焊球，從而使所述芯片拾取貼片組件(23)調整相應角度而使待貼片芯片與PCB板上待貼片的位置相匹配； e、芯片拾取貼片組件(23)移動至托盤組件上方，將待貼片芯片放置于待貼片PCB板上的正確位置；f、托盤組件在第五直線導軌副(15)的驅動下移動至第二吹風組件(25)的上方，使待貼片芯片與所述第二吹風組件(25)的橫向移動軌跡相對應，所述第一加熱組件(22)和第二吹風組件(25)分別移動至待貼片芯片的正上方及正下方； g、第一加熱組件(22)向多個待貼片芯片吹出熱風，第二吹風組件(25)從待貼片芯片的另一側吹出熱風或冷風，所述第三加熱組件(27)可選擇性地開啟加熱，其共同作用而使待貼片芯片的 焊球與PCB板焊接在一起完成貼片。
【文檔編號】H05K3/34GK103717005SQ201310745349
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】古國柱, 周君麗 申請人:古國柱