一种颠簸式芯片批量定位装置的制作方法

本实用新型涉及芯片维修设备技术领域，特别涉及一种颠簸式芯片批量定位装置。

背景技术：

在表面贴装技术(SMT)生产加工过程中，因印刷不良、贴片不良等因素，导致芯片焊接缺陷出现，该现象各工厂普遍存在。焊球阵列封装(BGA)类芯片基本是中央处理单元(CPU)、闪速存储器(Flash)、电源管理等贵重芯片，价格几十、几百甚至上千，是电子产品电路板上不可或缺的。由于价格昂贵，焊接原因造成的不良芯片，必须进行返修回用。在BGA芯片的返修回用中，首先需要批量的对BGA芯片进行定位，从而便于BGA芯片的批量焊接。而现有的定位均是依靠人工逐个放置，导致工作效率低下，难以满足批量返修的需要。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种颠簸式芯片批量定位装置，将定位板安装于吸附台之上，通过定位板上阵列式的定位槽对芯片进行定位，当芯片正面朝下时被吸附台内的真空吸盘吸附定位，而其余的芯片在颠簸机构和离心机构的作用下可快速的落位于定位槽内被真空吸盘吸附定位，工作效率高，满足了芯片批量定位及返修的需要。

(二)技术方案

一种颠簸式芯片批量定位装置，包括控制台、颠簸机构、离心机构和吸附定位机构，所述控制台内设有控制模块，所述控制台的一个侧面上设有电源开关和蜂鸣器，所述控制台的背部设有电源线，所述控制台的顶部连接所述颠簸机构，所述颠簸机构包括第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机和第四直线电机，所述第一直线电机、所述第二直线电机、所述第三直线电机和所述第四直线电机均匀分布于所述控制台的上表面，所述控制模块分别输出四路PWM脉冲信号驱动所述第一直线电机、所述第二直线电机、所述第三直线电机和所述第四直线电机异步工作，所述第一直线电机的第一伸缩杆、所述第二直线电机的第二伸缩杆、所述第三直线电机的第三伸缩杆和所述第四直线电机的第四伸缩杆均连接于支撑板的底部，所述支撑板的顶部连接所述离心机构，所述离心机构包括旋转电机，所述旋转电机的底部居中的固定安装于所述支撑板的上表面，所述旋转电机的旋转轴的端部连接所述吸附定位机构，所述吸附定位机构包括吸附台和定位板，所述吸附台为空腔结构，所述吸附台包括壳体，所述旋转轴的端部居中的连接于所述壳体的底部外侧，所述壳体的底部内侧均匀的设有若干真空泵，所述真空泵的真空管的端部设有真空吸盘，所述真空吸盘贴于所述壳体的顶部内侧，所述真空管贯穿所述真空吸盘并伸出于所述真空吸盘的端面，所述壳体的顶部设有若干第一吸附孔，所述第一吸附孔与所述真空吸盘相对应，所述第一吸附孔与所述真空管相连通，所述壳体的顶部两侧对称的设有若干限位柱，所述定位板位于所述吸附台的上面，所述定位板的表面设有若干定位槽，所述定位槽的底部设有第二吸附孔，所述第二吸附孔与所述第一吸附孔相对应且相连通，所述定位板的两侧连接安装片，所述安装片设有若干限位孔，所述限位孔与所述限位柱相对应，所述定位板的正面设有铰轴，所述铰轴上铰接有透明罩体，所述透明罩体的一边与所述铰轴相铰接，所述透明罩体的其余三边与所述定位板密封连接，所述透明罩体覆盖所述定位板，所述电源开关连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接所述第一直线电机、所述第二直线电机、所述第三直线电机、所述第四直线电机、所述旋转电机、所述真空泵和所述蜂鸣器，所述电源线连接外接市电，所述外接市电为所述控制模块、所述第一直线电机、所述第二直线电机、所述第三直线电机、所述第四直线电机、所述旋转电机、所述真空泵和所述蜂鸣器提供工作电压。

进一步的，所述旋转电机选用RS-380SH型步进电机。

进一步的，所述真空泵为微型真空泵。

进一步的，所述真空吸盘选用软硅胶材料制成。

进一步的，所述安装片选用不锈钢材料制成。

进一步的，所述透明罩体选用多层复合透明玻璃材料制成。

进一步的，所述控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种颠簸式芯片批量定位装置，将定位板通过安装片上的限位孔固定安装于吸附台的限位柱上，使得定位板上的第二吸附孔与吸附台上的第一吸附孔相连通，从而通过定位板上的阵列式定位槽对芯片进行初步限位，当芯片正面朝下的位于定位槽内时，吸附台内的真空泵在真空吸盘处产生真空吸附力，通过第一吸附孔和第二吸附孔将芯片牢牢的限位于定位槽内，控制模块输出四路PWM脉冲信号分别驱动第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机和第四直线电机异步工作，从而使吸附台和定位板一起做类似于颠簸的运动，同时旋转电机驱动旋转轴转动，从而带动吸附台和定位板一起做类似于离心运动，使得未被吸附的其余芯片在颠簸及离心力的双重作用下能快速地且正面朝下的落位于定位槽内，从而被真空吸盘牢牢的吸附于定位槽内，当所有定位槽均有被吸附定位的芯片时，控制模块触发蜂鸣器发声提醒，可以进行后续的返修工作，同时也防止在返修过程中芯片与定位槽相分离，从而影响返修质量，有效的提高了工作效率，满足了芯片批量定位及返修的需要，并且定位板与吸附台可快速的进行拆装，非常方便，可根据不同规格的芯片更换相适应的定位板，从而满足了不同规格芯片的批量定位及返修的需要，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，响应速度快，稳定性和可靠性好，工作噪音小，具有良好的实用性和可扩展性，可广泛的应用于不同规格的批量定位芯片的其它场合。

附图说明

图1为本实用新型所涉及的一种颠簸式芯片批量定位装置的结构示意图。

图2为本实用新型所涉及的一种颠簸式芯片批量定位装置的剖面结构示意图。

图3为本实用新型所涉及的一种颠簸式芯片批量定位装置的吸附台的内部结构示意图。

图4为本实用新型所涉及的一种颠簸式芯片批量定位装置的定位板的内部结构示意图。

图5为本实用新型所涉及的一种颠簸式芯片批量定位装置的定位板的侧视结构示意图。

图6为本实用新型所涉及的一种颠簸式芯片批量定位装置的系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。

结合图1～图2，一种颠簸式芯片批量定位装置，包括控制台1、颠簸机构、离心机构和吸附定位机构，控制台1内设有控制模块，控制台1的一个侧面上设有电源开关25和蜂鸣器26，控制台1的背部设有电源线27，控制台1的顶部连接颠簸机构，颠簸机构包括第一直线电机2、第二直线电机3、第三直线电机4和第四直线电机5，第一直线电机2、第二直线电机3、第三直线电机4和第四直线电机5均匀分布于控制台1的上表面，控制模块分别输出四路PWM脉冲信号驱动第一直线电机2、第二直线电机3、第三直线电机4和第四直线电机5异步工作，第一直线电机2的第一伸缩杆6、第二直线电机3的第二伸缩杆、第三直线电机4的第三伸缩杆7和第四直线电机5的第四伸缩杆8均连接于支撑板9的底部，支撑板9的顶部连接离心机构，离心机构包括旋转电机10，旋转电机10的底部居中的固定安装于支撑板9的上表面，旋转电机10的旋转轴11的端部连接吸附定位机构，吸附定位机构包括吸附台12和定位板13，吸附台12为空腔结构，吸附台12包括壳体，旋转轴11的端部居中的连接于壳体的底部外侧，壳体的底部内侧均匀的设有若干真空泵14，真空泵14的真空管15的端部设有真空吸盘16，真空吸盘16贴于壳体的顶部内侧，真空管15贯穿真空吸盘16并伸出于真空吸盘16的端面，壳体的顶部设有若干第一吸附孔17，第一吸附孔17与真空吸盘16相对应，第一吸附孔17与真空管15相连通，壳体的顶部两侧对称的设有若干限位柱18，定位板13位于吸附台12的上面，定位板13的表面设有若干定位槽19，定位槽19的底部设有第二吸附孔20，第二吸附孔20与第一吸附孔17相对应且相连通，定位板13的两侧连接安装片21，安装片21设有若干限位孔22，限位孔22与限位柱18相对应，定位板13的正面设有铰轴23，铰轴23上铰接有透明罩体24，透明罩体24的一边与铰轴23相铰接，透明罩体24的其余三边与定位板13密封连接，透明罩体24覆盖定位板13，电源开关25连接控制模块的输入端，控制模块的输出端分别连接第一直线电机2、第二直线电机3、第三直线电机4、第四直线电机5、旋转电机10、真空泵14和蜂鸣器26，电源线27连接外接市电，外接市电为控制模块、第一直线电机2、第二直线电机3、第三直线电机4、第四直线电机5、旋转电机10、真空泵14和蜂鸣器26提供工作电压。

使铰轴23处于正面向，将定位板13通过两侧安装片21上的限位孔22固定安装于吸附台12的限位柱18上，从而使得定位板13固定于吸附台12上面。通过限位孔22和限位柱18的固定安装方式，可非常方便的将定位板13与吸附台12进行快速拆装，从而可根据不同规格的芯片更换相适应的定位板13，满足了不同规格的芯片的使用需求。安装片21选用不锈钢材质制成，具有较好的硬度和耐腐蚀性能，易擦拭，保证了安装片21的使用寿命。

装置通过电源线27连接外接市电，由外接市电提供工作电压。按下电源开关25，装置进入工作状态。将待返修的BGA芯片倒于定位板13上，盖上透明罩体24，使得透明罩体24完全的覆盖于定位板13之上，保证透明罩体24与定位板13处于密封相连的状态。芯片部分落入定位板13表面的定位槽19内，其余芯片散落于定位槽19周围。由于芯片的背面具有焊锡点，导致其与芯片的正面具有不同的结构及可吸附性。仅当芯片正面朝下的位于定位槽19内时，与该定位槽19相对应的吸附台12内部的真空泵14开始工作。真空泵14选用微型真空泵，具有体积小巧、无油环保、噪音低、免维护、可以连续24小时运转等优点。真空泵14工作，通过真空管15在端部的真空吸盘16处形成真空负压。由于定位槽19底部开设有第二吸附孔20，而当定位板13固定于吸附台12之上时，吸附台12内的第一吸附孔17与定位板13内的第二吸附孔20相连通，从而使得第二吸附孔20、第一吸附孔17与真空管15处于连通的状态，因此在第二吸附孔20内也形成真空负压，从而对位于定位槽19内的芯片底部产生真空吸附力，使得芯片被牢牢的吸附限位于定位槽19内。真空吸盘16选用软硅胶材料制成，可紧紧的贴于吸附台12壳体的顶部内侧，从而使得吸附效果更佳，提升了工作效率。

同时控制模块输出四路PWM脉冲信号分别驱动第一直线电机2、第二直线电机3、第三直线电机4和第四直线电机5异步的工作，即可设置四路PWM脉冲信号依次存在一个相位差，使得第一直线电机2先开始工作，其次是第二直线电机3，然后第三直线电机4，最后是第四直线电机5工作，使得支撑板9及上面的旋转机构和吸附定位机构做类似于颠簸的运动，使得散落的其余芯片在定位板13表面滑动，使其快速的落入定位槽19内。旋转电机10也开始工作，驱动旋转轴11转动，带动端部的吸附定位机构旋转，使得定位板13表面的散落芯片旋转，使其做类似于离心运动，使得非正面朝下的位于定位槽19内的芯片被甩离出定位槽19，以重新进行落位。旋转电机10选用RS-380SH型步进电机，可非常方便的设定旋转电机10的步进频率，从而调节旋转轴11的旋转速率，调整定位板13表面的芯片受到的离心力大小。在定位板13表面的散落芯片做颠簸及离心运动时，透明罩体24对其进行阻挡，可防止芯片掉落。其余散落的芯片在颠簸及离心力的双重作用下，可快速正面朝下的落位于定位槽19内，然后与这些定位槽19相对应的吸附台12内的真空泵14工作，在真空吸盘16处产生真空吸附力，将芯片牢牢的吸附限位于定位槽19内。

待所有定位槽19内均落位有正面朝下的芯片时，控制模块触发蜂鸣器26发声提醒工作人员可进行后续的返修工作。工作人员可通过透明罩体24进行查验，透明罩体24选用多层复合透明玻璃材料制成，为增强型玻璃，具有良好的抗破碎能力，提升了使用寿命。同时在进行后续的返修工作中，真空泵14也保持芯片牢牢吸附限位于定位槽19内的状态，防止返修过程中芯片被脱离定位槽19而不能有效限位，影响返修质量，也降低了工作效率。

控制模块对电源开关25的输入信号进行处理，分别输出四路PWM控制信号控制第一直线电机2、第二直线电机3、第三直线电机4和第四直线电机5异步工作，同时驱动旋转电机10、真空泵14和蜂鸣器26进行工作。为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128，其内置128KB的Flash、8KB的RAM和2KB的EEPROM，具有5V输入和驱动能力，CPU工作频率可达到50MHz。29路独立的数字I/O接口，20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口，2个8通道的10位A/D转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程PWM通道。具有2个串行异步通信接口SCI，2个同步串行外设接口SPI，I2C总线和CAN功能模块等，满足设计要求。

本实用新型提供了一种颠簸式芯片批量定位装置，将定位板通过安装片上的限位孔固定安装于吸附台的限位柱上，使得定位板上的第二吸附孔与吸附台上的第一吸附孔相连通，从而通过定位板上的阵列式定位槽对芯片进行初步限位，当芯片正面朝下的位于定位槽内时，吸附台内的真空泵在真空吸盘处产生真空吸附力，通过第一吸附孔和第二吸附孔将芯片牢牢的限位于定位槽内，控制模块输出四路PWM脉冲信号分别驱动第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机和第四直线电机异步工作，从而使吸附台和定位板一起做类似于颠簸的运动，同时旋转电机驱动旋转轴转动，从而带动吸附台和定位板一起做类似于离心运动，使得未被吸附的其余芯片在颠簸及离心力的双重作用下能快速地且正面朝下的落位于定位槽内，从而被真空吸盘牢牢的吸附于定位槽内，当所有定位槽均有被吸附定位的芯片时，控制模块触发蜂鸣器发声提醒，可以进行后续的返修工作，同时也防止在返修过程中芯片与定位槽相分离，从而影响返修质量，有效的提高了工作效率，满足了芯片批量定位及返修的需要，并且定位板与吸附台可快速的进行拆装，非常方便，可根据不同规格的芯片更换相适应的定位板，从而满足了不同规格芯片的批量定位及返修的需要，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，响应速度快，稳定性和可靠性好，工作噪音小，具有良好的实用性和可扩展性，可广泛的应用于不同规格的批量定位芯片的其它场合。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。