智能bga芯片維修儀器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種智能BGA芯片維修儀器，包括有機座、活動工作臺、橫向滑座、豎向滑座、打磨刀、電子顯微鏡以及微型空壓機；該機座包括有平臺及龍門架；該活動工作臺可前后來回活動地設于平臺上，該活動工作臺由第一驅(qū)動機構(gòu)帶動；該橫向滑座由第二驅(qū)動機構(gòu)帶動；豎向滑座由第三驅(qū)動機構(gòu)帶動；該打磨刀和電子顯微鏡均設于豎向滑座上，打磨刀的側(cè)旁還設有氣管，該打磨刀由第四驅(qū)動機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn)。本儀器可以自動感知芯片的平面度，保證打磨水平，不破壞電路板焊盤。同時根據(jù)芯片尺寸可以自動做打磨路線編程，節(jié)約時間，降低工藝難度。人性化觸摸界面，無需電腦，智能運行。還配有電子顯微鏡跟蹤顯示，實時了解打磨狀況。
【專利說明】
智能BGA芯片維修儀器
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及維修儀器領域技術(shù)，尤其是指一種智能BGA芯片維修儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]如今隨著集成技術(shù)的進步、設備的改進和深亞微米技術(shù)的使用，LS1、VLS1、ULSI相繼出現(xiàn)，硅單芯片集成度不斷提高，對集成電路封裝要求更加嚴格，同時I/O引腳數(shù)不斷的增加，功耗也隨之增大。為滿足發(fā)展的需要，在原有封裝品種基礎上，又增添了新的品種--球柵陣列封裝，簡稱BGA(Ball Grid Array Package) AGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面，由于封裝的特殊性，使得BGA芯片的焊接工藝要求十分高，在生產(chǎn)和調(diào)試過程中，難免會因為BGA損壞或者其他原因更換BGA。此時，拆卸BGA可以看作是焊接BGA的逆向過程。一般專業(yè)的焊接工廠采用的是加溫，待溫度曲線完畢后，使用真空吸筆將BGA吸走。但是，現(xiàn)今電子設備要求電路板尺寸越來越小，電路板上的元器件也趨向于小而密的原則，電路板的層數(shù)也越來越多，例如手機電路板，一般使用6層板，同時會有7個以上的BGA芯片，芯片周圍還有大量的電子元器件，一旦芯片損壞，根本無法使用加高溫的方法替換，高溫會使多層板變形，電路損壞同時電氣性能下降，還會造成其他元件因溫度過高損壞，或者移位；同時還不能用其他工具輔助拆除，比如鑷子，因為要避免因為用力過大損壞焊盤。這使得BGA電路板的維修成為一個極大的難點。為節(jié)約成本，同時降低電路板的損壞率，現(xiàn)在維修電路板普遍使用3軸打磨機來打磨掉已損毀的BGA芯片。這樣可以保證電路板不受損傷，同時無需無塵車間，不用加溫節(jié)約不少成本。但是，打磨的工時較長，工藝不易掌握，同時報廢率也不低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種智能BGA芯片維修儀器，其能有效解決現(xiàn)有之打磨機打磨工時長、報廢率高的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下之技術(shù)方案:
[0005]—種智能BGA芯片維修儀器，包括有機座、活動工作臺、橫向滑座、豎向滑座、打磨刀、電子顯微鏡以及微型空壓機;該機座包括有平臺以及設置于平臺上的龍門架;該活動工作臺可前后來回活動地設置于平臺上，該活動工作臺由第一驅(qū)動機構(gòu)帶動而前后來回活動；該橫向滑座可左右橫向來回活動地設置于龍門架上，該橫向滑座由第二驅(qū)動機構(gòu)帶動而左右橫向來回活動，第二驅(qū)動機構(gòu)設置于龍門架上；該豎向滑座可上下豎向來回活動地設置于橫向滑座上，豎向滑座由第三驅(qū)動機構(gòu)帶動而上下豎向來回活動，該第三驅(qū)動機構(gòu)設置于橫向滑座上；該打磨刀和電子顯微鏡均設置于豎向滑座上，電子顯微鏡位于打磨刀的旁側(cè)，打磨刀的側(cè)旁還設置有氣管，該打磨刀由第四驅(qū)動機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn);該微型空壓機設置于機座的側(cè)旁，微型空壓機連接前述氣管。
[0006]優(yōu)選的，所述豎向滑座上設置有照明燈，該照明燈位于打磨頭的側(cè)旁，該機座上設置有控制照明燈的照明燈開關。
[0007]優(yōu)選的，所述平臺內(nèi)設置有第一直線導軌，該活動工作臺沿第一直線導軌前后來回活動，該第一驅(qū)動機構(gòu)包括有第一電機以及第一滾珠絲桿，該第一電機通過第一滾珠絲桿帶動活動工作臺前后來回活動。
[0008]優(yōu)選的，所述第一直線導軌為兩個，兩第一直線導軌均為方形滾珠直線導軌，該第一滾珠絲桿為上銀滾珠絲桿，第一滾珠絲桿位于兩第一直線導軌之間。
[0009]優(yōu)選的，所述龍門架上設置有第二直線導軌，該橫向滑座沿第二直線導軌左右橫向來回活動，該第二驅(qū)動機構(gòu)包括有第二電機以及第二滾珠絲桿，該第二電機通過第二滾珠絲桿帶動橫向滑座左右橫向來回活動。
[0010]優(yōu)選的，所述第二直線導軌為兩個，兩第二直線導軌均為方形滾珠直線導軌，該第二滾珠絲桿為上銀滾珠絲桿，第二滾珠絲桿位于兩第二直線導軌之間。
[0011]優(yōu)選的，所述橫向滑座上設置有第三直線導軌，該豎向滑座沿第三直線導軌上下豎向來回活動，該第三驅(qū)動機構(gòu)包括有第三電機以及第三滾珠絲桿，該第三電機通過第三滾珠絲桿帶動豎向滑座上下豎向來回活動。
[0012]優(yōu)選的，所述第三直線導軌為兩個，兩第三直線導軌均為方形滾珠直線導軌，該第三滾珠絲桿為上銀滾珠絲桿，第三滾珠絲桿位于兩第三直線導軌之間。
[0013]優(yōu)選的，所述第四驅(qū)動機構(gòu)為電機。
[0014]優(yōu)選的，所述平臺上設置有壓力傳感器，該壓力傳感器位于活動工作臺的下方，該平臺的前側(cè)面設置有觸摸屏和急停按鈕，急停按鈕位于觸摸屏的側(cè)旁，龍門架上設置有顯示屏，該顯示屏連接電子顯微鏡。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果，具體而言，由上述技術(shù)方案可知:
[0016]本儀器可以自動感知芯片的平面度，保證打磨水平，不破壞電路板焊盤。同時根據(jù)芯片尺寸可以自動做打磨路線編程，節(jié)約時間，降低工藝難度。還能存儲100個芯片的數(shù)據(jù)資料，隨時可調(diào)出使用，人性化觸摸界面，無需電腦，智能運行。還配有電子顯微鏡跟蹤顯示，實時了解打磨狀況。
[0017]為更清楚地闡述本實用新型的結(jié)構(gòu)特征和功效，下面結(jié)合附圖與具體實施例來對本實用新型進行詳細說明。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型之較佳實施例的立體示意圖；
[0019]圖2是本實用新型之較佳實施例的另一立體示意圖。
[0020]附圖標識說明:
[0021]10、機座11、平臺
[0022]12、龍門架21、活動工作臺
[0023]22、橫向滑座23、豎向滑座
[0024]24、打磨刀25、電子顯微鏡
[0025]26、微型空壓機27、氣管
[0026]28、照明燈29、顯示屏
[0027]31、第一直線導軌32、第二直線導軌
[0028]33、第三直線導軌40、第二驅(qū)動機構(gòu)
[0029]41、第二電機42、第二滾珠絲桿
[0030]50、第三驅(qū)動機構(gòu)51、第三電機
[0031]52、第三滾珠絲桿60、第四驅(qū)動機構(gòu)
[0032]101、照明燈開關102、觸摸屏
[0033]103、急停按鈕
【具體實施方式】
[0034]請參照圖1和圖2所示，其顯示出了本實用新型之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)，包括有機座10、活動工作臺21、橫向滑座22、豎向滑座23、打磨刀24、電子顯微鏡25以及微型空壓機
26 ο
[0035]該機座10包括有平臺11以及設置于平臺11上的龍門架12。
[0036]該活動工作臺21可前后來回活動地設置于平臺11上，該活動工作臺21由第一驅(qū)動機構(gòu)(圖中未示)帶動而前后來回活動;具體而言，在本實施例中，所述平臺11內(nèi)設置有第一直線導軌31，該活動工作臺21沿第一直線導軌31前后來回活動，該第一驅(qū)動機構(gòu)包括有第一電機以及第一滾珠絲桿，該第一電機通過第一滾珠絲桿帶動活動工作臺21前后來回活動，并且，所述第一直線導軌31為兩個，兩第一直線導軌31均為方形滾珠直線導軌，該第一滾珠絲桿為上銀滾珠絲桿，第一滾珠絲桿位于兩第一直線導軌31之間。
[0037]該橫向滑座22可左右橫向來回活動地設置于龍門架12上，該橫向滑座22由第二驅(qū)動機構(gòu)40帶動而左右橫向來回活動，第二驅(qū)動機構(gòu)40設置于龍門架12上;具體而言，在本實施例中，所述龍門架12上設置有第二直線導軌32，該橫向滑座22沿第二直線導軌32左右橫向來回活動，該第二驅(qū)動機構(gòu)40包括有第二電機41以及第二滾珠絲桿42，該第二電機41通過第二滾珠絲桿42帶動橫向滑座22左右橫向來回活動，并且所述第二直線導軌32為兩個，兩第二直線導軌32均為方形滾珠直線導軌，該第二滾珠絲桿42為上銀滾珠絲桿，第二滾珠絲桿42位于兩第二直線導軌32之間。
[0038]該豎向滑座23可上下豎向來回活動地設置于橫向滑座22上，豎向滑座23由第三驅(qū)動機構(gòu)50帶動而上下豎向來回活動，該第三驅(qū)動機構(gòu)50設置于橫向滑座22上;具體而言，在本實施例中，所述橫向滑座22上設置有第三直線導軌33，該豎向滑座23沿第三直線導軌33上下豎向來回活動，該第三驅(qū)動機構(gòu)50包括有第三電機51以及第三滾珠絲桿52，該第三電機51通過第三滾珠絲桿52帶動豎向滑座23上下豎向來回活動。并且，所述第三直線導軌33為兩個，兩第三直線導軌33均為方形滾珠直線導軌，該第三滾珠絲桿52為上銀滾珠絲桿，第三滾珠絲桿52位于兩第三直線導軌33之間。
[0039]該打磨刀24和電子顯微鏡25均設置于豎向滑座23上，電子顯微鏡25位于打磨刀24的旁側(cè)，可以方便看打磨效果，打磨刀24的側(cè)旁還設置有氣管27，該打磨刀24由第四驅(qū)動機構(gòu)60帶動旋轉(zhuǎn);在本實施例中，所述第四驅(qū)動機構(gòu)60為電機，并且為高速打磨電機，其頻率400Ηζο
[0040]該微型空壓機26設置于機座10的側(cè)旁，微型空壓機26連接前述氣管27。
[0041 ]以及，所述豎向滑座23上設置有照明燈28，該照明燈28位于打磨頭24的側(cè)旁，照明燈28為環(huán)形LED照明燈，該機座10上設置有控制照明燈28的照明燈開關101。此外，所述平臺11上設置有壓力傳感器(圖中未示)，該壓力傳感器位于活動工作臺21的下方，通過壓力感應器，遇到障礙會自動往后退，該平臺11的前側(cè)面設置有觸摸屏102和急停按鈕103，急停按鈕103位于觸摸屏102的側(cè)旁。該龍門架12上設置有顯示屏29，該顯示屏29連接電子顯微鏡25。
[0042]工作時，首先，開機，系統(tǒng)會將XYZ三軸移動到機械原點，確定零點位置。
[0043]接著，點擊“取料”按鍵，Y軸平臺會自動前移，方便操作者放置電路板，將需要放置的電路板放到模板上。(注:為了便于Y軸的移動，外殼的鈑金避位開了一個矩形孔，異物和手指伸入，會造成危險，利用壓力傳感器制作放夾功能，在檢測到Y(jié)移動方向的壓力異常時，會方向回退，同時停止機器運行，防止造成不必要的傷害)
[0044]然后，設置需要打磨的BAG芯片的坐標位置(只需輸入芯片右上角的坐標既可)，然后輸入芯片的尺寸厚度，設置調(diào)節(jié)打磨電機的轉(zhuǎn)速(打磨電機的轉(zhuǎn)速可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，最高速400Hz)
[0045]接著，設置好參數(shù)后，可以根據(jù)不同尺寸不同材質(zhì)的芯片設置需要的加工模式，例如表面時候可以快速打磨，就選擇粗加工，加工深度和次數(shù)都可以自己設定，接近焊盤的時候，為了不傷害焊盤，可以選擇精加工，降低加工的速度，減少加工的厚度，保證最后的焊盤打磨不會受損。有時電路板扭曲后，會產(chǎn)生低洼點，可以設置區(qū)域補償加工，只針對選擇的區(qū)域做加工。
[0046]然后，加工的方式可以根據(jù)需要選擇環(huán)形加工或是平行加工，根據(jù)不同尺寸的芯片做處理。(注:此處的加工方式可以添加更多種，本機器暫時只有這兩種)
[0047]接著，設置好所有參數(shù)后，點擊運行按鍵，系統(tǒng)根據(jù)設置好的參數(shù)開始檢測芯片的平面，壓力傳感器歸零。首先移動到設置好的坐標位置，然后內(nèi)移0.2mm以保證打磨刀的刀尖接觸到芯片的表面而不是刀側(cè)面。打磨電機從固定的位置開始下移，當壓力傳感器檢測到壓力達到10g的時候，就是刀尖已經(jīng)觸碰到芯片，但此時并不表示處于剛接觸的狀態(tài)。于是電機開始微速上移，知道壓力傳感器發(fā)現(xiàn)壓力由10g變?yōu)?g時候，代表此時狀態(tài)為刀尖剛剛接觸到芯片表面(這樣避免了人工靠眼找尋片面的不準確，同保證打磨深度的精確性)。同樣的方法分別檢測芯片其余的三個角(注:可以根據(jù)芯片的尺寸還有實際的需要增加檢測點，得到更詳細的芯片表面的狀態(tài))。檢測完成后系統(tǒng)依據(jù)4個點的下降距離計算出芯片的實際表面狀態(tài)，傾斜的角度，然后結(jié)合設置的參數(shù)，自動生成打磨路徑的程序而無需人工編程，用戶還可以導出程序做個性修改。
[0048]接著，系統(tǒng)生成完程序后就開始自動打磨，同時會自動打開微型空壓機的吸塵器功能，將打磨產(chǎn)生的灰塵吸走。打磨結(jié)束后會自動關閉吸塵器。
[0049]然后，打磨過程中系統(tǒng)會實時監(jiān)控壓力傳感器，當打磨壓力大于200g時候，此時打磨阻力過大，一定是打磨刀具磨損，會自動提示用戶更換刀具。用戶可以在打磨中途點擊換刀按鍵，更換完刀具可以自動接著上次打磨的位置繼續(xù)加工，保證工作的連續(xù)和品質(zhì)。(注:有壓力傳感器監(jiān)控，一但有異常外力干擾打磨作業(yè)，都能智能停機報警，以防對人員和機器造成不必要的損傷。和防夾功能同樣功能)
[0050]接著，打磨完成后，用戶可以使用電子顯微鏡在顯示屏上查看焊盤的錫點狀況。同時可以設定參數(shù)讓系統(tǒng)自動檢測。
[0051]然后，當打磨完成后檢測也無誤，用戶可以將參數(shù)保存至SD卡，然后在做相同的電路板芯片打磨時候，只要打開SD卡中的保存數(shù)據(jù)，然后點擊開始，無需做任何設置程序就會開始自動工作。實現(xiàn)智能自動化。
[0052]微型空壓機的吸塵器功能做了特殊設計，有時候用戶需要吹走雜物，只需按下吸塵器上轉(zhuǎn)化按鍵就能變成吹氣，可以當做風槍使用。
[0053]以上結(jié)合具體實施例描述了本實用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:包括有機座、活動工作臺、橫向滑座、豎向滑座、打磨刀、電子顯微鏡以及微型空壓機；該機座包括有平臺以及設置于平臺上的龍門架;該活動工作臺可前后來回活動地設置于平臺上，該活動工作臺由第一驅(qū)動機構(gòu)帶動而前后來回活動；該橫向滑座可左右橫向來回活動地設置于龍門架上，該橫向滑座由第二驅(qū)動機構(gòu)帶動而左右橫向來回活動，第二驅(qū)動機構(gòu)設置于龍門架上；該豎向滑座可上下豎向來回活動地設置于橫向滑座上，豎向滑座由第三驅(qū)動機構(gòu)帶動而上下豎向來回活動，該第三驅(qū)動機構(gòu)設置于橫向滑座上；該打磨刀和電子顯微鏡均設置于豎向滑座上，電子顯微鏡位于打磨刀的旁側(cè)，打磨刀的側(cè)旁還設置有氣管，該打磨刀由第四驅(qū)動機構(gòu)帶動旋轉(zhuǎn);該微型空壓機設置于機座的側(cè)旁，微型空壓機連接前述氣管。2.如權(quán)利要求1所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述豎向滑座上設置有照明燈，該照明燈位于打磨頭的側(cè)旁，該機座上設置有控制照明燈的照明燈開關。3.如權(quán)利要求1所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述平臺內(nèi)設置有第一直線導軌，該活動工作臺沿第一直線導軌前后來回活動，該第一驅(qū)動機構(gòu)包括有第一電機以及第一滾珠絲桿，該第一電機通過第一滾珠絲桿帶動活動工作臺前后來回活動。4.如權(quán)利要求3所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述第一直線導軌為兩個，兩第一直線導軌均為方形滾珠直線導軌，該第一滾珠絲桿為上銀滾珠絲桿，第一滾珠絲桿位于兩第一直線導軌之間。5.如權(quán)利要求1所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述龍門架上設置有第二直線導軌，該橫向滑座沿第二直線導軌左右橫向來回活動，該第二驅(qū)動機構(gòu)包括有第二電機以及第二滾珠絲桿，該第二電機通過第二滾珠絲桿帶動橫向滑座左右橫向來回活動。6.如權(quán)利要求5所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述第二直線導軌為兩個，兩第二直線導軌均為方形滾珠直線導軌，該第二滾珠絲桿為上銀滾珠絲桿，第二滾珠絲桿位于兩第二直線導軌之間。7.如權(quán)利要求1所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述橫向滑座上設置有第三直線導軌，該豎向滑座沿第三直線導軌上下豎向來回活動，該第三驅(qū)動機構(gòu)包括有第三電機以及第三滾珠絲桿，該第三電機通過第三滾珠絲桿帶動豎向滑座上下豎向來回活動。8.如權(quán)利要求7所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述第三直線導軌為兩個，兩第三直線導軌均為方形滾珠直線導軌，該第三滾珠絲桿為上銀滾珠絲桿，第三滾珠絲桿位于兩第三直線導軌之間。9.如權(quán)利要求1所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述第四驅(qū)動機構(gòu)為電機。10.如權(quán)利要求1所述的智能BGA芯片維修儀器，其特征在于:所述平臺上設置有壓力傳感器，該壓力傳感器位于活動工作臺的下方，該平臺的前側(cè)面設置有觸摸屏和急停按鈕，急停按鈕位于觸摸屏的側(cè)旁，龍門架上設置有顯示屏，該顯示屏連接電子顯微鏡。
【文檔編號】B24B41/02GK205668186SQ201620424888
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】陳國勝
【申請人】東莞市晶研儀器科技有限公司