[发明专利]一种基于SMT返修台的BGA植球装置及方法

说明书

本发明提供一种基于SMT返修台的BGA植球装置，其包含：焊膏印刷工装，其用于将焊膏阵列印刷在BGA器件的焊盘上；植球工装，用于摆放焊球，包括：漏球钢片，其上阵列设置有开孔，且开孔位置与印刷在BGA器件焊盘上的焊膏相对应；限位框架，用于固定漏球钢片；载球主体，其嵌套在限位框架中，且位于漏球钢片的下方，用于接收从漏球钢片的开孔落下的焊球；SMT返修台，用于将印好焊膏的待植球BGA器件通过视觉对位一一对应贴到通过植球工装摆放好的焊球上。BGA植球方法的步骤包括：焊膏印刷、焊球摆放、焊球与焊膏的定位、回流焊接。本发明具有准确性高、通用性强和稳定性高的优点。

技术领域

本发明涉及BGA装配返修领域，尤其涉及一种基于SMT返修台的BGA植球装置及方法。

背景技术

随着大规模集成电路及超大规模集成电路的发展，产品的小型化趋势越来越明显，球栅阵列封装元件（BGA）应运而生，它具有封装体积小、引脚数量多，电性能好等特点。在封装批生产中，BGA器件的植球是通过专用植球设备实现的，需要定制工装治具，该种方法具有生产成本较高，参数调整复杂，对人员要求较高等特点，适合大规模生产。在SMT（Surface Mounted Technology，表面贴装技术）生产线上，各厂家大多数会存在多品种、小批量的产品特性。由于BGA封装器件的焊点隐藏在其封装之下，导致对贴片质量难以管控，在实际生产过程中，印制板受热翘曲、焊盘设计不符、焊膏印刷不良及焊接温度不足等原因可能会导致BGA芯片短路或虚焊等焊接缺陷的产生。为节约成本、缩短生产周期，在没有专用植球设备的情况下需要对BGA封装器件进行手工植球操作。

目前在国内外各SMT生产线上采用的植球方法主要有两种：

手工植球：使用镊子，配合滤网在显微镜在操作，将焊球逐一摆放在需要植球的BGA器件的底部焊盘上，之后过回流炉或者在热平台上进行回流焊接。该方法的缺点很明显：植球效率低下，当焊球数量较多时不易操作，人工对位本就存在较大的误差，如果稍有不慎焊球摆放位置出现偏差会造成回流焊后焊球之间桥连，该种方法无法满足焊球数量较多或则焊球间距较小的BGA植球。

植球器植球：常见的植球器一般由一块小网板和一套定位夹具组成，小网板开孔位置与BGA底部焊盘矩阵分布相匹配，开孔直径大于球径，厚度一般大于焊球的半径小于焊球的直径。夹具用来固定小网板和BGA器件，使其紧密配合，接着将焊球铺展在小网板上，摇晃植球器，焊球会滚落到小网板的开孔中，当小网板每一个开孔的位置都落入一个焊球后，再将多余的焊球收集到小网板边缘，通过在定位夹具上预留的开口倒出，将植球器整体放入回流炉，回流焊后将植好球的BGA从植球器中取出，完成植球。此方法对比手工植球操作简单，且大大提高了植球的成功率和植球的速度。缺点是需要针对不同的BAG封装器件制作不同的小网板，BAG器件封装种类较多，小网板的生产成本较高，制作周期较长。此外，BGA封装尺寸大小不一，这就给定位夹具对BGA器件的固定带来影响，会出现小钢板与BGA器件无法准确定位的情况，小钢板开孔尺寸也会影响漏球的效果，无法确保每个开孔只落入一个焊球，进行焊球网板脱模时，也容易导致焊球位置不固定，脱模后仍需人工调整的情况。回流焊接时整个金属夹具一并放入回流炉，在较大的热容量下焊球回流焊接的效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于SMT返修台的BGA植球装置及方法，以解决焊球摆放操作困难、定位精度差、易受干扰等问题，并且具有准确性高、通用性强和稳定性高的优势。

为实现上述目的，本发明提供一种基于SMT返修台的BGA植球装置，其包含：焊膏印刷工装，其用于将焊膏阵列印刷在BGA器件的焊盘上；植球工装，用于摆放焊球，包括：漏球钢片，其上阵列设置有开孔，且开孔位置与印刷在BGA器件焊盘上的焊膏相对应；限位框架，用于固定漏球钢片；由聚四氟乙烯材料制成的载球主体，其嵌套在限位框架中，且位于漏球钢片的下方，用于接收从漏球钢片的开孔落下的焊球；所述载球主体上设置有球形凹槽，其球形凹槽的数量大于实际待植BGA器件焊球的数量，且所述球形凹槽的深度为0.3mm；SMT返修台，用于将印好焊膏的待植球BGA器件通过视觉对位一一对应贴到通过植球工装摆放好的焊球上。