球栅数组芯片焊接设备及其移动式工具制造技术

本实用新型专利技术揭示一种球栅数组芯片焊接设备，用以对一ＢＧＡ芯片电路板进行焊接作业，该设备包含工作平台、移动式ＢＧＡ芯片焊接工具以及一定位悬臂。在进行焊接作业前，将ＢＧＡ芯片电路板固定于移动式ＢＧＡ焊接工具。在进行焊接作业时，依据ＢＧＡ芯片的至少一焊接条件，利用移动式ＢＧＡ焊接工具将ＢＧＡ芯片电路板移动至对应定位悬臂的位置，以供一热源供应器依据焊接条件提供适当的热能至ＢＧＡ芯片电路板，藉以进行焊接作业。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术有关于一种焊接设备，特别是指一种对球栅数组式(Ball GridArray ; BGA)芯片进行焊接作业时所使用的BGA芯片焊接设备。
技术介绍
电子封装技术历经多年的演进从传统的脚位封装(Dual In-Line Package ;DIP) 逐渐发展至目前主流的球栅数组式(Ball Grid Array ;BGA)封装，其中芯片面积与封装面 积的比值越来越接近，且适用频率也越来越高。个中原因主要不外乎BGA芯片拥有高讯号 输入输出(input/output) (Input/Output counts ;1/0)密度，但其散热性佳、信号延迟效 率小，且于相同输出功率下组件面积大幅下降等条件。有鉴于此，目前产业界早已开始大量 将BGA封装技术改用于制造消费性电子产品的领域。 再者，为了适应消费性电子产品逐渐薄型化的趋势，组件微小化是必然的结果。就 移动电话而言，市面上新一代的移动电话多半以外型轻薄且功能强大为主要诉求，为了达 到上述的目的，业者大量使用BGA芯片希望藉以降低移动电话中组件体积，并提升移动电 话的工作性能。 基于环境因素的考虑，在产业界将无铅焊料(Lead-Free Solder)大量使用于BGA 封装技术的同时，也造成了电子组件的可靠度(Reliabilty)再度面临极为严峻的考验。因 此，如何克服无铅焊料较高的回焊(Reflow)温度以及降低因热疲劳(Thermal Fatigue)而 造成的焊点(Solder Bump)弱化，为急需解决的问题。 目前在线常采用的移动电话维修作业，由使用者将欲维修的BGA芯片电路板固定 于焊接工具，并藉由移动风枪加热BGA芯片以进行重新焊接作业。上述方法虽能达到重新 焊接的目的，但却存在下列两项问题，其一为热能传送口距离BGA芯片以及加热时间不固 定，造成BGA芯片因加热不均而热损坏；其二为过度加热，造成电子组件可靠度下降而导致 电子产品寿命减短。 综整以上所述，以下将结合附图列举一已知固定式BGA芯片焊接设备加以具体说 明。请参阅图1与图2，图2显示了一已习知的BGA芯片焊接设备示意图；图2显示了已知 的BGA芯片上依据数组布设焊锡球。 如图所示，使用者将一 BGA芯片电路板2放置于一固定式BGA芯片焊接工具PAl。固定式BGA芯片焊接工具PAl包含一焊接平台PA11与一固定支架PA12。固定支架PA12包含一支架本体PA121、一夹具组PA122、一滑动式固定组件PA123、一固定螺丝PA124与弹性组件PA125。其中，夹具组PA122包含第一夹具PA1221以及第二夹具PA1222。 在进行维修焊接作业之前，利用第一夹具PA1221以及第二夹具PA1222将该BGA芯片电路板2固定于焊接平台PA11，利用弹性组件PA125将滑动式固定组件PA123调整至适当位置，并藉由固定螺丝PA124将BGA芯片电路板2固定于焊接平台PAll。 接着，取下BGA芯片电路板2中焊接不良或是零件本身不良的BGA芯片21 ;并利用一真空吸附器33吸取另一 BGA芯片22并将其放置于原BGA芯片21所在的位置。BGA芯4片22依据预定的数组布设至少一焊锡球221，在将BGA芯片22放置于原BGA芯片21所在的位置后，可透过加热的方式将BGA芯片22接合于BGA芯片电路板2。 —真空帮浦31透过一真空管路32连接真空吸附器33，并利用一气流调节阀331控制真空吸附器33的收放，以将BGA芯片22放置于待修的BGA芯片电路板2。最后，再利用一加热装置4提供加热流体PAH加热该BGA芯片22，并持续于BGA芯片22范围内移动加热流体PAHGA，藉以熔化该焊接材料(Solder)221。最后，再将热源移开BGA芯片22，完成重新焊接作业。 由已知技术得知，过去在移动电话返修作业中常采用的BGA芯片焊接设备，由于 加热装置至BGA芯片的高度未固定，造成焊接作业时BGA芯片周围温度严重不均匀，因而导 致BGA芯片的热损坏。再者，加热时间无法确定，亦会导致焊接后BGA芯片可靠度下降。 为有效降低移动电话于返修作业时因加热不均导致BGA芯片的热损坏或可靠度 下降的情况，本技术提供一种移动式BGA焊接设备，藉以于焊接时设定加热装置至BGA 芯片的工作距离、回焊温度以及加热时间，并于加热时移动焊接工具使热源能够均匀分布 于BGA芯片。藉由上述方法，维持BGA芯片于焊接后的可靠度并降低加热不均所造成的损 坏。
技术实现思路
本技术所欲解决的技术问题与目的 有鉴于已知技术中固定式球栅数组(Ball Grid Array ;BGA)芯片焊接设备存在有 加热不均导致BGA芯片损坏以及可靠度下降的问题，本技术提供一种移动式BGA焊接 设备，藉以精确设定并控制加热装置与BGA芯片的工作距离、回焊(Reflow)温度以及加热 时间等焊接条件，并在进行焊接作业时，依据前开所述的焊接条件移动焊接工具，以确保焊 接BGA芯片免于受到焊接条件的控制不佳等不当变异因素所影响而造成其损坏。 本技术解决问题的技术手段 本技术为解决已知技术的问题所采用的技术手段提供一种BGA芯片焊接设 备，用以对一BGA芯片电路板进行焊接作业。该设备包含工作平台、一移动式BGA芯片焊接 工具以及一定位悬臂。在进行焊接作业前，将BGA芯片电路板固定于移动式BGA焊接工具。 在进行焊接作业时，依据BGA芯片的至少一焊接条件，利用移动式BGA焊接工具将BGA芯 片电路板移动至对应定位悬臂的位置，以供一热源供应器依据焊接条件提供适当的热能至 BGA芯片电路板，藉以进行焊接作业。较佳者，可在移动式BGA焊接工具中装设至少一万向 滑轮组件，藉以在进行焊接作业时，供移动式BGA芯片焊接工具在一工作平面上沿至少一 焊接工作路径移动。 本技术对照先前技术的功效 相较于已知的BGA芯片焊接设备，本技术应用移动式BGA芯片焊接工具暂时 固定BGA芯片电路板，并利用定位悬臂与热源供应器设定并控制最佳的焊接条件。最后，在 焊接过程中持续移动该移动式BGA芯片焊接工具，以达到热源均匀散布的目的。藉由上述 方法，可维持BGA芯片的可靠度并降低因加热不均所造成的损坏。显而易见地，本技术 确实维持BGA芯片重新焊接时的可靠度并且降低因加热不均所造成的热损害，藉以大幅提 升电子产品的制造与维修良率，并且增加电子产品的使用寿限。 本技术所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附图作进一步说明。附图说明图1显示了已知的球栅数组(Ball Grid Array ;BGA)芯片焊接设备示意图； 图2显示了已知的BGA芯片上系依据数组布设焊锡球； 图3显示了本技术第一较佳实施例的BGA芯片焊接设备示意图； 图4显示了本技术第一较佳实施例的移动式BGA芯片焊接工具底部示意图，其中包含四个万向滑轮组件，用以于焊接期间任意旋转该工具使热源均匀散布于BGA芯片范围内 阅图5显示了本技术第--较佳实施例的移动式BGA芯片焊接工具的移闺；图6显示了本技术第一^较佳实施例的定位悬臂示意图；图7显示了本技术第二:较佳实施例的BGA芯片焊接设备示意图；以及图8显示了本技术第二:较佳实施例的定位悬臂沿A-A视角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动式球栅数组芯片焊接工具，供放置至少一ＢＧＡ芯片电路板，藉以进行一焊接作业，其特征在于，该工具包含：一焊接平台，用以承置该ＢＧＡ芯片电路板；至少一万向滑轮组件，结合于该焊接平台，架设于一工作平面上，并在进行该焊接作业时，供该移动式ＢＧＡ芯片焊接工具在该工作平面上沿至少一焊接工作路径移动；以及一固定支架，包含：一支架本体，系结合于该焊接平台；以及一夹具组，结合于该支架本体，并且包含第一夹具以及第二夹具，藉以夹合固定该ＢＧＡ芯片电路板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，张国培，孙国庆，
申请(专利权)人：英华达南京科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]