УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА МИКРОСХЕМЫ С ШАРИКОВЫМИ ВЫВОДАМИ

Полезная модель относится к электронной технике, а именно к технике печатных плат, и может быть использована в качестве устройства для осуществления поверхностного монтажа элементов с матрицей шариковых выводов.
Известны установки для монтажа и демонтажа микросхемы с шариковыми выводами, в которых совмещение микросхемы и контактных площадок печатной платы осуществляется посредством оптических систем: призм или видеокамер [Жилин А. Задача монтажа и демонтажа BGA-корпусов // Технологии в электронной промышленности, №4, 2005 г.].
Однако наличие таких оптических систем значительно увеличивает стоимость установок для монтажа, и их использование становится нерентабельным в условиях опытного или мелкосерийного производства.
Известно также устройство для монтажа кристалла [патент RU №2194337], содержащее инструмент с вакуумной присоской, нагреваемый стол, снабженный манипулятором для совмещения контактных площадок кристалла и платы, и инфракрасный микроскоп.
Однако данное устройство, как и предыдущие аналоги, требует применения оптических систем для совмещения контактных площадок кристалла и платы, в данном случае микроскопа с инфракрасным осветителем, видеокамеры и монитора.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является устройство для монтажа микросхемы с шариковыми выводами из патента JP №4288779. Данное устройство состоит из основания, устройства для крепления печатной платы, устройства для крепления трафарета и устройства для захвата микросхемы. Устройство для крепления печатной платы расположено на основании и обеспечивает жесткую фиксацию печатной платы. Устройство для крепления трафарета выполнено с возможностями перемещения в плоскости, параллельной плоскости печатной платы, перемещения в плоскости, перпендикулярной плоскости печатной платы, и фиксации трафарета в месте монтажа микросхемы. Устройство для захвата микросхемы выполнено с возможностями захвата микросхемы, перемещения в плоскостях, параллельной и перпендикулярной плоскости печатной платы, и установки микросхемы на печатную плату.
Однако для осуществления данного устройства необходимо использовать два манипулятора: устройство для крепления трафарета и устройство для захвата микросхемы, что осложняет конструкцию устройства, снижает его надежность.
Задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала средств, обеспечивающих монтаж микросхемы с шариковыми выводами и пригодных для использования в мелкосерийном и опытном производстве.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, в устройстве для монтажа микросхемы с шариковыми выводами, содержащем основание, платформу, расположенную на основании и предназначенную для крепления печатной платы, устройство для крепления трафарета, устройство для захвата микросхемы; устройство для захвата микросхемы жестко скреплено с платформой, которая выполнена с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, и устройство для захвата трафарета выполнено жестко фиксированным в горизонтальной плоскости.
Заявляется также устройство для монтажа микросхемы с шариковыми выводами, в котором наряду с вышеперечисленными признаками устройство для захвата микросхемы выполнено в виде вакуумного захвата.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является решение поставленной задачи за счет совместного использования платформы, выполненной с жестко закрепленным на ней устройством для монтажа микросхемы и с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости, и жестко зафиксированного в горизонтальной плоскости устройства крепления трафарета. Такая конструкция позволяет отказаться от оптической системы совмещения выводов микросхемы с контактными площадками печатной платы и дополнительного манипулятора, обеспечивая при этом точность монтажа.
Заявляемая полезная модель поясняется с помощью Фиг.1-3, на которых изображены:
Фиг.1 - устройство для монтажа микросхемы с шариковыми выводами, вид сбоку;
Фиг.2 - устройство для монтажа микросхемы с шариковыми выводами, вид сбоку на этапе позиционирования микросхемы на печатную плату;
Фиг.3 - устройство для монтажа микросхемы с шариковыми выводами, вид сверху.
На Фиг.1-3 позициями 1-16 показаны:
1 - основание;
2 - платформа;
3 - планка;
4 - стойка;
5 - устройство для захвата микросхемы;
6 - микросхема;
7 - шариковый вывод;
8 - устройство для крепления трафарета;
9 - трафарет;
10 - винт;
11 - печатная плата;
12 - контактная площадка;
13 - магнитный держатель;
14 - вакуумная присоска;
15 - трубка для откачки воздуха;
16 - пружина.
Устройство для монтажа микросхемы с шариковыми выводами состоит из основания 1, платформы 2, планки 3, стойки 4, устройства 5 для захвата микросхемы 6 с шариковыми выводами 7, устройства 8 для крепления трафарета 9 и винта 10. Платформа 2 расположена на основании 1, выполнена с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости и предназначена для размещения печатной платы 11 с контактными площадками 12 с помощью магнитных держателей 13. Планка 3 жестко закреплена с помощью винта 10 на стойке 4, которая в свою очередь жестко закреплена на платформе 2. На планке 3 расположено устройство 5 для захвата микросхемы 6. В частном случае последнее может быть выполнено в виде вакуумного захвата, который состоит из вакуумной присоски 14, трубки 15 для откачки воздуха и пружины 16.
Устройство используют следующим образом. В устройстве 8 для крепления трафарета закрепляют трафарет 9. Трафарет 9 выбирают в зависимости от типа используемой микросхемы 6. Печатную плату 11 укрепляют на платформе 2 с помощью магнитных держателей 13. Платформу 2 с печатной платой 11 перемещают относительно трафарета 9 и совмещают их. После совмещения трафарет 9 опускают на печатную плату 11 с помощью рычага (на Фиг.1-3 не показан), входящего в устройство 8 для крепления трафарета. Через апертуры трафарета 9 на контактные площадки 12 печатной платы 11 наносят паяльную пасту. Затем трафарет 9 посредством рычага в устройстве 8 для крепления трафарета поднимают, контролируя освобождение апертур трафарета 9 от паяльной пасты. Микросхему 6 с шариковыми выводами 7 размещают на трафарете 9 матрицей шариковых выводов 7 в апертурах трафарета 9. На стойку 4 с помощью винта 10 крепят планку 3 с устройством 5 для захвата микросхемы так, чтобы последнее располагалась над микросхемой 6. В частном случае использования в качестве устройства 5 для захвата микросхемы вакуумного захвата вакуумную присоску 14 опускают на микросхему 6, включают вакуумный насос, соединенный с трубкой 15 для откачки воздуха, и с помощью вакуумной присоски 14 захватывают микросхему 6. Пружину 16 отпускают, и вакуумная присоска 14 вместе с микросхемой 6 поднимается вертикально над трафаретом 9 (Фиг.1). Затем платформу 2 со стойкой 4 перемещают горизонтально в сторону до выхода печатной платы 11 из-под трафарета 9, как изображено на Фиг.2-3. Вакуумную присоску 14 опускают до соприкосновения шариковых выводов 7 микросхемы 6 с контактными площадками 12. Затем вакуумный насос отключают, вакуумная присоска 14 за счет пружины 16 поднимается вверх, а микросхема 6 остается на печатной плате 11. После этого печатную плату 11 снимают с платформы 2 и устанавливают в устройство для оплавления.
Описанное устройство обеспечивает точный монтаж микросхемы с шариковыми выводами, исключая ее смещение относительно контактных площадок. Еще одним достоинством заявляемого устройства является возможность применения готовых устройств для крепления трафарета. В качестве последнего можно использовать, например, «Устройство трафаретной печати SD-360U».