[发明专利]基于电磁脉冲加热的电子封装BGA锡球焊接方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于电磁脉冲加热的电子封装BGA锡球焊接方法及装置，涉及电子封装焊接技术领域，其中装置包括集料管、料位检测头、基座板、分料片、转轴、焊接嘴座、电磁脉冲加热装置和冷却装置。本发明能将若干锡球由上至下依次重叠排列，继而通过分料片的转动，实现下料和阻料的切换，能轻易实现每次仅由一颗锡球落至焊接嘴内，确保了每次焊接作业的锡量相同，使得BGA封装均匀性极好；在焊接时，将焊接部位的多余助焊剂气体和热量能够排至外界，减少封装结构内部的压力，能够提高封装结构的可靠性；采用电脉冲加热装置加热，不但成本低廉，而且热效率高，给料通道壁在接受磁场感应电流时加热迅速，电磁振荡的频率仅在20到30赫之间，安全性好。

技术领域

本发明涉及电子封装焊接技术领域，具体而言，涉及一种基于电磁脉冲加热的电子封装BGA锡球焊接方法及装置。

背景技术

随着半导体行业的快速发展，BGA焊球阵列封装（Ball Grid Array Package）封装结构广泛应用于半导体行业中。焊锡球是电子元器件封装连接的重要工业原材料，广泛应用于电子工业、制造业、汽车制造业、维修业等，存在于各种BGA结构之中，也为软钎焊钎料研究提供了参考。目前锡球焊接大多采用激光加热融化，但是激光加热设备价格高昂。有的采用电阻线加热方法，该方法控制温度较为准确，环境污染少，不用考虑燃料储存，但是采用电阻线卷绕，加热两侧（内外圆），内部（靠近缸部分）传入缸，大部分外部热量流失到空气中，造成电能浪费。Er5环境温度上升，环境温度对生产环境影响很大，特别是在夏季，工作温度通常超过45摄氏度，企业必须通过空调降低温度，造成二次能源浪费，而且该加热装置使用寿命短，维护多，由于使用电阻线加热，电阻线容易高温老化，普通电加热圈的使用寿命约为半年，所以维护工作量非常大。此外，目前在锡球焊接过程中，由于缺少有效的多余助焊气体及热量排出结构，导致要么焊点因热量损失过大，气压较低导致出现焊接不可靠，要么焊点因热量过多，气压太高导致出现焊接不可靠。

发明内容

本发明在于提供一种基于电磁脉冲加热的电子封装BGA锡球焊接方法及装置，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种基于电磁脉冲加热的电子封装BGA锡球焊接装置，包括：

集料管，竖直布置，其内径大于锡球直径，且小于锡球的1.3倍直径；

料位检测头，安装于所述集料管，用于检测所述集料管内的锡球重叠高度；

基座板，水平安装于所述集料管下方，设置有位于所述集料管正下方的锡球过孔；

分料片，为圆形片，其沿一圆周方向依次均匀开设有若干分球孔，在所述分料片转动时，能将所述集料管的下管口和所述锡球过孔之间的过球路径截断，以及能将其中一个所述分球孔正对所述集料管的下管口和所述锡球过孔，使所述集料管的下管口和所述锡球过孔之间的过球路径连通；

转轴，竖直连接于所述分料片的中心，用于驱动所述分料片转动；

焊接嘴座，其底部竖直设置有焊接嘴，顶部竖直设置有进料口，所述进料口与所述锡球过孔连通，用于将锡球引导至所述焊接嘴，所述焊接嘴为直管结构，其侧壁设置有安装了弹性薄片的泄压孔，所述弹性薄片的上边部连接于所述泄压孔的内壁，且其它部位与所述泄压孔弹性间隙配合；

电磁脉冲加热装置，其加热头包括同轴套于所述焊接嘴的集磁器，缠绕于所述集磁器的线圈，所述线圈电性连接于所述电磁脉冲加热装置的电流输出端，所述集磁器的内孔包括上大下小的变径孔段，以及衔接于所述变径孔段下端的直孔段，所述直孔段的孔径等于所述变径孔段的下端孔径；

冷却装置，用于冷却所述加热头、焊接嘴以及焊锡。

在本发明的一较佳实施方式中，所述集料管通过支架Ⅱ安装于所述基座板。

在本发明的一较佳实施方式中，所述料位检测头为红外传感器。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锡球过孔为下大上小的二级阶梯孔，所述进料口延伸至所述锡球过孔内，并顶于朝下的阶梯面。