專利名稱：一種bga紅外線拆焊機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拆焊機，特別涉及一種用于BGA芯片拆焊的BGA紅外線拆焊機。
背景技術(shù)：
隨著IC封裝技術(shù)的不斷發(fā)展，IC芯片尺寸不斷縮小，電子設(shè)備尺寸更小、更薄。目前IC封裝領(lǐng)域BGA封裝技術(shù)已較為普及，已大量應(yīng)用在筆記本電腦主板、顯卡主板、智能手機主板、工業(yè)控制計算機主板、LED電視機主板、網(wǎng)通電視等領(lǐng)域。諸如蘋果IPHONE手機、平板電腦等設(shè)備。但對于BGA芯片來說，由于其尺寸變小、插腳、焊點間的間距很小。在焊接或出現(xiàn)故障拆焊時，存在很大難度?，F(xiàn)有拆焊機為熱風(fēng)式拆焊技術(shù)，如國際知識產(chǎn)權(quán)局于2011年7月6日授權(quán)公告的、專利號為201020564126.9的實用新型專利，其公開了一種BGA芯片 返修裝置，包括有控制器、運動滑臺、機頭組件、修理平臺及支架，控制器、運動滑臺及修理平臺都設(shè)于支架上；機頭組件包括加熱組件、取料組件及圖像處理裝置，機頭組件設(shè)于運動滑臺上，圖像處理裝置將處理后的圖像傳遞給控制器，控制器再將信息傳遞給加熱組件、取料組件，加熱組件及取料組件根據(jù)控制器的信息進行操作。該方案即為現(xiàn)有的熱風(fēng)式拆焊，其加熱裝置為上、下熱風(fēng)式加熱，具有風(fēng)嘴，拆焊時風(fēng)嘴對著BGA芯片吹出熱風(fēng)，達到焊點的熱熔溫度時進行拆焊。熱風(fēng)式拆焊機主要適用于傳統(tǒng)封裝技術(shù)的IC芯片拆卸。在BGA普及后，熱風(fēng)式拆焊技術(shù)已無法適用。由于BGA芯片自身尺寸小、錫球也跟著小、焊點間距小的特點，熱風(fēng)式拆焊機在拆焊BGA芯片時會出現(xiàn)如下各種問題I.外力式熱風(fēng)吹動會造成零件移動，造成熱風(fēng)把零件“吹跑”。如iPhone 4手機中的BGA芯片，熱風(fēng)加熱產(chǎn)生零件01005 (SIZE:0. 4*0. 2mm)位移。2.熱風(fēng)加熱時，藉由風(fēng)傳導(dǎo)熱能熱，風(fēng)無法有效聚攏，會有熱能能量損失。流動到PCB板的熱風(fēng)造成PCB板受熱彎曲。如SUM PCB熱風(fēng)加熱產(chǎn)生板彎。3.對于金屬散熱片型顯示芯片，熱風(fēng)加熱時，熱風(fēng)的吹動產(chǎn)生的外力會使芯片蹋陷短路。4.熱風(fēng)式加熱耗能大，拆焊溫度需要在260 270度。5.應(yīng)用在BGA芯片拆焊，成功率只有不到70%。由于熱風(fēng)式拆焊機存在上述諸多問題和缺陷，目前BGA芯片損壞維修更換面臨巨大問題無法解決。使用熱風(fēng)式拆焊不僅零件損毀率高、成功率低，而且耗能大、易造成板彎。隨著BGA芯片的普及和大量應(yīng)用，針對BGA芯片的拆焊技術(shù)急需解決。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種BGA紅外線拆焊機，上下加熱裝置采用紅外線加熱，并在上加熱裝置中設(shè)置光學(xué)聚能鏡頭，對紅外線加熱進行光學(xué)聚能。紅外線加熱裝置相比熱風(fēng)式加熱而言，沒有熱風(fēng)吹動，不會造成芯片位移、以及芯片塌陷短路。同時，上加熱裝置中設(shè)置光學(xué)聚能鏡頭對紅外線進行光學(xué)聚能，熱量集中。紅外線加熱屬于熱輻射式加熱，沒有熱能損失，照不到的區(qū)域則溫度很低，不會造成板彎、周圍零件不會造成受熱的二次損壞。且熱量集中，能耗大大減低。本發(fā)明提供的一種BGA紅外線拆焊機包括機體，所述機體上安裝有上紅外線加熱裝置、下紅外線加熱裝置、位于所述上紅外線加熱裝置和下紅外線加熱裝置之間的工裝夾具、控制所述加熱裝置工作的控制器、和為所述控制器提供加熱溫度信號的溫度傳感器，所述上紅外線加熱裝置包括紅外線加熱部件、和用于將紅外線加熱部件發(fā)出的紅外線進行聚能的光學(xué)聚能鏡頭。優(yōu)選的，所述光學(xué)聚能鏡頭包括沿光線方向依次排列的多個鏡片。優(yōu)選的，所述光學(xué)聚能鏡頭包括第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片、第四鏡片、第五鏡片、和第六鏡片，所述紅外線從所述第一鏡片射入、從所述第六鏡片射出。優(yōu)選的，所述第一鏡片是一端為凹球面、另一端為凸球面的透鏡、所述第三鏡片、 和第五鏡片為平凸透鏡，所述第二鏡片、第四鏡片、第六鏡片為凸透鏡。優(yōu)選的，所述第一鏡片、第三鏡片和第五鏡片的曲率半徑依次增加；所述第二鏡片的曲率半徑大于所述第四鏡片的曲率半徑，所述第六鏡片兩端中光線射入一端的曲率半徑大于光線射出一端的曲率半徑。優(yōu)選的，所述第一鏡片、第二鏡片和第三鏡片依次相鄰排列，所述第四鏡片相對所述第三鏡片的距離在所述第三鏡片的I倍倍焦距內(nèi)，所述第五鏡片相對所述第四鏡片的距離在所述第四鏡片的I倍倍焦距內(nèi)，所述第六鏡片與所述第五鏡片相鄰排列。優(yōu)選的，所述上紅外線加熱裝置還包括散熱風(fēng)扇，所述散熱風(fēng)扇與所述紅外線加熱部件相對應(yīng)。優(yōu)選的，所述機體包括底座和支架，所述下紅外線加熱裝置和工裝夾具安裝于所述底座上，所述上紅外線加熱裝置和溫度傳感器安裝于所述支架上，所述支架上設(shè)有位置調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述上紅外線加熱裝置安裝于所述位置調(diào)節(jié)機構(gòu)上。優(yōu)選的，所述支架上還安裝有為所述控制器提供視頻信號的攝像頭及視覺光學(xué)對位裝置。 優(yōu)選的，所述下紅外線加熱裝置包括鍍膜石英加熱管。采用本發(fā)明提供的一種BGA紅外線拆焊機帶來的有益效果為(I)本發(fā)明提供的拆焊機，上下加熱裝置均為紅外線加熱裝置，由紅外線加熱產(chǎn)生的熱能實現(xiàn)拆焊。相比熱風(fēng)式而言，紅外線加熱為熱輻射式加熱，沒有熱能損失，無外力式加熱，沒有熱風(fēng)吹動，不會造成芯片被風(fēng)吹動后發(fā)生位移。對于具有金屬散熱片的顯示芯片，也不會因熱風(fēng)加熱時，使芯片蹋陷短路。(2)在上加熱裝置中設(shè)置有光學(xué)聚能鏡頭，光學(xué)聚能鏡頭中6個光學(xué)鏡片依次排列，以實現(xiàn)對紅外線熱能的聚能、儲能和放大，光學(xué)聚能鏡頭與紅外線加熱部件相對應(yīng)，紅外線從光學(xué)聚能鏡頭射入并射出，經(jīng)過光學(xué)聚能鏡頭對紅外線進行聚能，使紅外線熱量更為集中，在對BGA芯片加熱時，熱量集中加熱效率高，拆焊溫度只需230度，熱能損耗大大降低，而且紅外線照不到的區(qū)域溫度很低，不會造成板彎。(3)沒有熱風(fēng)吹動現(xiàn)象、紅外線加熱聚能可控性好，拆焊成功率大幅提高，經(jīng)實驗測得，成功率達到99. 8%。徹底解決目前BGA芯片拆焊面臨的諸多問題。


圖I所示為本發(fā)明拆焊機的側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；圖2所示為本發(fā)明拆焊機的立體機構(gòu)圖；圖3所示為本發(fā)明拆焊機俯視結(jié)構(gòu)圖；圖4所示為本發(fā)明拆焊機前視結(jié)構(gòu)圖；圖5所示為本發(fā)明上加熱裝置中光學(xué)聚能鏡頭的整體結(jié)構(gòu)圖；圖6所示為光學(xué)聚能鏡頭的部件拆分示意圖；圖7所示為光學(xué)聚能鏡頭中各鏡片對紅外線聚能的線路示意圖?！?br> 具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖I至圖7所示，為本發(fā)明提供的一種BGA紅外線拆焊機，包括機體，機體包括底座4、與底座4連接的支架5，所述支架I上安裝有上紅外線加熱裝置I、為所述控制器提供上下加熱溫度信號的溫度傳感器，底座4上安裝有下紅外線加熱裝置2、和位于所述上紅外線加熱裝置I和下紅外線加熱裝置2之間的工裝夾具3、以及控制所述上下加熱裝置工作的控制器?？刂破骷蔀橐慌_電腦主機以及LED顯示屏，用于輸入操作指令以及操作過程中的相關(guān)/[目息進行顯不。溫度傳感器用于檢測BGA芯片在拆焊過程中的上熱溫度和下熱溫度，并將上熱溫度信號和下熱溫度信號輸送至控制器，由控制器根據(jù)溫度信號來控制加熱裝置的工作。上熱溫度檢測采用紅外線偵測溫度，下熱溫度采用熱電偶式偵測溫度。工裝夾具3用于放置待拆焊的PCB板，工裝夾具3可X、Y、Z三軸調(diào)節(jié)，用高精度的線性滑軌工作臺承載工作物，工裝夾具3用〈=0. Olmm分厘卡精度誤差，操控微調(diào)工作位置。工裝夾具3的結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有成熟公知技術(shù)，且不涉及本發(fā)明的發(fā)明點，故這里不再對其結(jié)構(gòu)進行詳細描述，圖中也不再給出詳細結(jié)構(gòu)圖。但并不影響本領(lǐng)域的技術(shù)人員實現(xiàn)。工裝夾具3也可采用其他現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)動式的結(jié)構(gòu)。如圖I、圖2、圖4所示，上紅外線加熱裝置I、工裝夾具3、和下紅外線加熱裝置2在空間上由上至下排列，工裝夾具3位于中間，將待拆焊的PCB板放置好后，上紅外線加熱裝置I和下紅外線加熱裝置2分別從上下兩個方向進行加熱。上紅外線加熱裝置I和下紅外線加熱裝置2的加熱工作，由控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的溫度加熱曲線工作。首先控制器啟動程序，經(jīng)由上、下溫度傳感器偵測現(xiàn)在實際溫度，回饋訊號給控制器中的微電腦(MCU)，微電腦(MCU)計算實際溫度與目標溫度的差異，做溫度的加熱或不加熱的增補，依預(yù)定的溫度曲線參數(shù)，完成加熱。溫度加熱曲線的設(shè)定參考BGA芯片的焊點材料特性有所變化(如含鉛、不含鉛、熔點高低等)，并且溫度曲線的各個區(qū)間段對應(yīng)了不同的溫度加熱功能(如升溫區(qū)段、焊接區(qū)段、保溫區(qū)段、冷卻區(qū)段等)，一般行業(yè)中較為普遍的有8種不同材質(zhì)特性的溫度加熱曲線。該部分為本行業(yè)公知技術(shù)，這里不再贅述。
如圖5、圖6所示，所述上紅外線加熱裝置I包括紅外線加熱部件11、和用于將紅外線加熱部件11發(fā)出的紅外線進行聚能的光學(xué)聚能鏡頭12。本實施例紅外線加熱部件11為鹵素?zé)?，鹵素?zé)舻臒嵩唇?jīng)由光學(xué)聚能鏡頭，將幅射熱能聚能、儲能及放大，傳遞無外力幅射式加熱。下紅外線加熱裝置2包括鍍膜石英加熱管，采用優(yōu)質(zhì)石英管、管中央用鎢絲線，制成的一種高效加熱源。此熱源發(fā)出短波紅外線，傳達無外力式加熱。具有效率高、熱傳遞快、對控制裝置反應(yīng)靈敏，能快速在I秒內(nèi)達到輻射式加熱為了保證光學(xué)聚能的效果，不遺漏紅外線加熱部件11發(fā)出的紅外線，光學(xué)聚能鏡頭12設(shè)置在紅外線加熱部件11的正前方，與其相對。這樣，紅外線加熱裝置11發(fā)出的紅外線可有效進入光學(xué)聚能鏡頭12。所述光學(xué)聚能鏡頭12包括沿光線方向依次排列的多個鏡片。如圖7所示，所述光學(xué)聚能鏡頭12包括第一鏡片121、第二鏡片122、第三鏡片123、第四鏡片124、第五鏡片125、和第六鏡片126，所述紅外線從所述第一鏡片121射入、經(jīng)每個鏡片折射后，從所述第六鏡片126射出，射出時紅外線已經(jīng)過聚能、儲能及放大處理，紅外線集中、熱能集中。 如圖7所示，所述第一鏡片121是一端為凹球面、另一端為圖球面的透鏡，凹球面的一端為紅外光線射入端，凸球面的一端為紅外光線射出端。第三鏡片123、和第五鏡片125為平凸透鏡，所述第二鏡片122、第四鏡片124、第六鏡片126為凸透鏡。所述第一鏡片121、第三鏡片123和第五鏡片125的曲率半徑依次增加；所述第二鏡片122的曲率半徑大于所述第四透鏡124的曲率半徑，所述第六鏡片126兩端中光線射入一端的曲率半徑大于光線射出一端的曲率半徑。在本實施例中，所述第一鏡片121、第二鏡片122和第三鏡片123依次相鄰排列，所述第四鏡片124相對所述第三鏡片123的距離在所述第三鏡片123的2倍焦距內(nèi)，所述第五鏡片125相對所述第四鏡片124的距離在所述第四鏡片的2倍焦距內(nèi)，所述第六鏡片126與所述第五鏡片125相鄰排列。紅外線燈的反射罩將紅外線反射出去，圖7為使用專業(yè)光學(xué)軟件ZEMAX進行光學(xué)聚能鏡頭21的紅外線聚能過程反應(yīng)的示意圖，從圖中可看出，紅外線集中在發(fā)射出來的中間區(qū)域，上下兩邊的紅外線為反射罩反射的少部分紅外線，該部分熱量較弱，光學(xué)聚能鏡頭位于中間區(qū)域，集中收集中間區(qū)域反射的紅外線。當(dāng)紅外線進入光學(xué)聚能鏡頭12后，首先經(jīng)由第一鏡片121、第二鏡片122、和第三鏡片123的依次折射使光線聚攏，之后由位于第三鏡片2倍焦距處的第四鏡片進行折射，之后由第五鏡片125和第六鏡片126依次折射，最后射出光學(xué)聚能鏡頭12。圖7完整示出了從射入光學(xué)聚能鏡頭到射出光學(xué)聚能鏡頭光線的整個折射、聚能、儲能過程。如圖6所示，所述上紅外線加熱裝置I還包括散熱風(fēng)扇13，所述散熱風(fēng)扇13與所述紅外線加熱部件11相對應(yīng)。為紅外線加熱部件11提供散熱,避免溫度過高造成部件損壞，如圖4所示，所述支架5上還安裝有為所述控制器提供視頻信號的攝像頭6、以及視覺光學(xué)對位裝置7。攝像頭6為控制器提供PCB板在工裝夾具3上的安裝位置視頻信號，視覺光學(xué)對位裝置7可使PCB板安裝在工裝夾具3上的位置進行對位、檢測。通過列表對比，詳細示出本發(fā)明實施例較現(xiàn)有熱風(fēng)式拆焊機的優(yōu)點
權(quán)利要求
1.一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于包括機體，所述機體上安裝有上紅外線加熱裝置(I)、下紅外線加熱裝置(2)、位于所述上紅外線加熱裝置(I)和下紅外線加熱裝置(2)之間的工裝夾具(3)、控制所述加熱裝置工作的控制器、和為所述控制器提供加熱溫度信號的溫度傳感器，所述上紅外線加熱裝置(I)包括紅外線加熱部件(11)、和用于將紅外線加熱部件(11)發(fā)出的紅外線進行聚能的光學(xué)聚能鏡頭(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述光學(xué)聚能鏡頭(12)包括沿光線方向依次排列的多個鏡片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述光學(xué)聚能鏡頭(12)包括第一鏡片(121)、第二鏡片(122)、第三鏡片(123)、第四鏡片(124)、第五鏡片(125)、和第六鏡片(126)，所述紅外線從所述第一鏡片(121)射入、從所述第六鏡片(126)射出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述第一鏡片(121)是一端為凹球面、另一端為凸球面的透鏡，所述第三鏡片(123)、和第五鏡片(125)為平凸透鏡，所述第二鏡片(122)、第四鏡片(1224)、第六鏡片(126)為凸透鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述第一鏡片(121)、第三鏡片(123)和第五鏡片(125)的曲率半徑依次增加；所述第二鏡片(122)的曲率半徑大于所述第四鏡片(124)的曲率半徑，所述第六鏡片(126)兩端中光線射入一端的曲率半徑大于光線射出一端的曲率半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述第一鏡片(121)、第二鏡片(122)和第三鏡片(123)依次相鄰排列，所述第四鏡片(124)相對所述第三鏡片(123)的距離在所述第三鏡片(123)的I倍 3倍焦距內(nèi)，所述第五鏡片(125)相對所述第四鏡片(124)的距離在所述第四鏡片的I倍 3倍焦距內(nèi)，所述第六鏡片(126)與所述第五鏡片(125)相鄰排列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述上紅外線加熱裝置(I)還包括散熱風(fēng)扇(13)，所述散熱風(fēng)扇(13)與所述紅外線加熱部件(11)相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述機體包括底座(4)和支架(5)，所述下紅外線加熱裝置(2)和工裝夾具(3)安裝于所述底座(4)上，所述上紅外線加熱裝置(I)和溫度傳感器安裝于所述支架(5 )上，所述支架(5 )上設(shè)有位置調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述上紅外線加熱裝置(I)安裝于所述位置調(diào)節(jié)機構(gòu)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述支架(5)上還安裝有為所述控制器提供視頻信號的攝像頭(6)及視覺光學(xué)對位裝置(J)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種BGA紅外線拆焊機，其特征在于所述下紅外線加熱裝置(2)包括鍍膜石英加熱管。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種BGA紅外線拆焊機，包括機體，機體上安裝有上紅外線加熱裝置、下紅外線加熱裝置、工裝夾具、控制器、和溫度傳感器，上下加熱裝置采用紅外線加熱，并在上加熱裝置中設(shè)置光學(xué)聚能鏡頭，對紅外線加熱進行光學(xué)聚能。紅外線加熱裝置相比熱風(fēng)式加熱而言，為無外力式加熱，沒有熱風(fēng)吹動，不會造成芯片位移、以及受外力造成芯片塌陷短路。同時，上加熱裝置中設(shè)置光學(xué)聚能鏡頭對紅外線進行光學(xué)聚能，熱量集中。紅外線照不到的區(qū)域則溫度很低，不會造成板彎、周圍零件不會造成受熱的二次損壞。且熱量集中，能耗大大降低。
文檔編號B23K1/018GK102896388SQ20121033617
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者駱鴻袆 申請人:潘國榮, 駱鴻袆