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《基于振镜的BGA激光返修系统.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于振镜的BGA激光返修系统.pdf(10页完成版)》请在专利查询网上搜索。 2
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2、了一种基于振镜的BGA激光返修 系统, 包括微处理器、 工作平台、 激光扫描系统、 数据处理模块、 激光加热系统、 存储模块和电源 模块, 所述微处理器与工作平台实现双向连接, 本发明涉及BGA激光返修系统技术领域。 该基于 振镜的BGA激光返修系统, 通过工作平台与激光 扫描系统实现双向连接, 激光扫描系统的输出端 与数据处理模块实现双向连接, 数据处理模块的 输出端与微处理器的输入端连接, 采用半导体激 光, 结合同轴测温和CCD系统, 并利用振镜将激光 的光斑拼接成BGA返修时所需的各种形状路径, 利用半导体激光器能量分布集中的特点, 在短时 间内对BGA进行加热处理, 从而不会影响背贴。
3、或 者临器件, 达到可靠的BGA返修效率和器件焊点 良率。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 111526670 A 2020.08.11 CN 111526670 A 1.一种基于振镜的BGA激光返修系统, 包括微处理器(1)、 工作平台(2)、 激光扫描系统 (3)、 数据处理模块(4)、 激光加热系统(5)、 存储模块(6)和电源模块(7), 所述微处理器(1) 与工作平台(2)实现双向连接, 其特征在于: 所述工作平台(2)与激光扫描系统(3)实现双向 连接, 并且激光扫描系统(3)的输出端与数据处理模块(4)实现双向连接, 所述数据处理模 块(4)的输出端与微处理器(1)的。
4、输入端连接, 所述微处理器(1)的输出端与激光加热系统 (5)的输入端连接, 并且激光加热系统(5)的输出端与工作平台(2)的输入端连接, 所述微处 理器(1)与存储模块(6)实现双向连接, 所述电源模块(7)的输出端分别与工作平台(2)、 激 光扫描系统(3)、 激光加热系统(5)的输入端连接, 所述工作平台(2)包括自动调节平台(21) 和红外测温模块(22), 所述激光扫描系统(3)包括电脑控制器(31)、 电子驱动放大器(32)、 CCD图像传感器(33)和反射镜组模块(34), 所述数据处理模块(4)包括数据接收模块(41)、 模数转换模块(42)和数据发送模块(43), 所述激光加。
5、热系统(5)包括激光控制器(51)、 半导 体激光器(52)、 激光传输模块(53)和激光加热模块(54)。 2.根据权利要求1所述的一种基于振镜的BGA激光返修系统, 其特征在于: 所述自动调 节平台(21)与激光扫描系统(3)实现双向连接, 并且自动调节平台(21)的输入端与激光加 热系统(5)的输出端连接。 3.根据权利要求1所述的一种基于振镜的BGA激光返修系统, 其特征在于: 所述自动调 节平台(21)与红外测温模块(22)实现双向连接, 并且红外测温模块(22)与微处理器(1)实 现双向连接。 4.根据权利要求1所述的一种基于振镜的BGA激光返修系统, 其特征在于: 所述电脑控 制。
6、器(31)的输出端与电子驱动放大器(32)的输入端连接, 并且电子驱动放大器(32)的输出 端与CCD图像传感器(33)的输入端连接。 5.根据权利要求1所述的一种基于振镜的BGA激光返修系统, 其特征在于: 所述CCD图像 传感器(33)的输出端与数据处理模块(4)的输入端连接, 并且CCD图像传感器(33)分别与反 射镜组模块(34)、 工作平台(2)实现双向连接。 6.根据权利要求1所述的一种基于振镜的BGA激光返修系统, 其特征在于: 所述数据接 收模块(41)的输出端与模数转换模块(42)的输入端连接, 并且模数转换模块(42)的输出端 与数据发送模块(43)的输入端连接, 所述数据。
7、发送模块(43)的输出端与微处理器(1)的输 入端连接。 7.根据权利要求1所述的一种基于振镜的BGA激光返修系统, 其特征在于: 所述激光控 制器(51)的输入端与微处理器(1)的输出端连接, 并且激光控制器(51)的输出端与半导体 激光器(52)的输入端连接, 所述半导体激光器(52)的输出端与激光传输模块(53)的输入端 连接。 8.根据权利要求1所述的一种基于振镜的BGA激光返修系统, 其特征在于: 所述激光传 输模块(53)的输出端与激光加热模块(54)的输入端连接, 并且激光加热模块(54)的输出端 与工作平台(2)的输入端连接。 权利要求书 1/1 页 2 CN 11152667。
8、0 A 2 一种基于振镜的BGA激光返修系统 技术领域 0001 本发明涉及BGA激光返修系统技术领域, 具体为一种基于振镜的BGA激光返修系 统。 背景技术 0002 随着芯片的集成度越来越高, I/O引线数也随之增加, 在保证芯片小型化的基础 上, 芯片的引脚间距越来越小, 这在BGA芯片和CSP芯片中体现的尤为明显, BGA芯片和CSP芯 片等芯片的问世与发展极大地促进了电子产品的小型化和智能化, 但是, 由于BGA芯片的引 脚间距很小, 且安装有BGA芯片的PCB板上通常还高密度安装有其他电子元器件, 因此BGA芯 片的返修难度较大, 需要借助专用的BGA返修工作站并根据一定的返修工艺。
9、来完成。 0003 目前的BGA焊接不管是自动化焊接还是手工焊接系统都是采用热风加热系统, 但 随着现在单路主板上面的设计越来越小型化, 元器件密集化, 尤其是在手机主板行业, 各种 背贴和临帖的BGA设计场景, 这样的场景在利用传统热风返修时很容易造成背贴或者临帖 器件下面的热熔胶受热膨胀从而导致器件焊点不良, 由于热风的缓慢加热和易扩散的特 点, 很难解决这些问题。 发明内容 0004 (一)解决的技术问题 0005 针对现有技术的不足, 本发明提供了一种基于振镜的BGA激光返修系统, 解决了现 有BGA焊接技术采用的热风加热系统, 在利用传统热风返修时很容易造成背贴或者临帖器 件下面的热。
10、熔胶受热膨胀, 从而导致器件焊点不良的问题。 0006 (二)技术方案 0007 为实现以上目的, 本发明通过以下技术方案予以实现: 一种基于振镜的BGA激光返 修系统, 包括微处理器、 工作平台、 激光扫描系统、 数据处理模块、 激光加热系统、 存储模块 和电源模块, 所述微处理器与工作平台实现双向连接, 所述工作平台与激光扫描系统实现 双向连接, 并且激光扫描系统的输出端与数据处理模块实现双向连接, 所述数据处理模块 的输出端与微处理器的输入端连接, 所述微处理器的输出端与激光加热系统的输入端连 接, 并且激光加热系统的输出端与工作平台的输入端连接, 所述微处理器与存储模块实现 双向连接,。
11、 所述电源模块的输出端分别与工作平台、 激光扫描系统、 激光加热系统的输入端 连接, 所述工作平台包括自动调节平台和红外测温模块, 所述激光扫描系统包括电脑控制 器、 电子驱动放大器、 CCD图像传感器和反射镜组模块, 所述数据处理模块包括数据接收模 块、 模数转换模块和数据发送模块, 所述激光加热系统包括激光控制器、 半导体激光器、 激 光传输模块和激光加热模块。 0008 优选开云kaiyun官方网站的, 所述自动调节平台与激光扫描系统实现双向连接, 并且自动调节平台的 输入端与激光加热系统的输出端连接。 0009 优选的, 所述自动调节平台与红外测温模块实现双向连接, 并且红外测温模块与 说明书 1/5 页 3。
12、 CN 111526670 A 3 微处理器实现双向连接。 0010 优选的, 所述电脑控制器的输出端与电子驱动放大器的输入端连接, 并且电子驱 动放大器的输出端与CCD图像传感器的输入端连接。 0011 优选的, 所述CCD图像传感器的输出端与数据处理模块的输入端连接, 并且CCD图 像传感器分别与反射镜组模块、 工作平台实现双向连接。 0012 优选的, 所述数据接收模块的输出端与模数转换模块的输入端连接, 并且模数转 换模块的输出端与数据发送模块的输入端连接, 所述数据发送模块的输出端与微处理器的 输入端连接。 0013 优选的, 所述激光控制器的输入端与微处理器的输出端连接, 并且激光。
13、控制器的 输出端与半导体激光器的输入端连接, 所述半导体激光器的输出端与激光传输模块的输入 端连接。 0014 优选的, 所述激光传输模块的输出端与激光加热模块的输入端连接, 并且激光加 热模块的输出端与工作平台的输入端连接。 0015 (三)有益效果 0016 本发明提供了一种基于振镜的BGA激光返修系统。 与现有技术相比具备以下有益 效果: 0017 (1)、 该基于振镜的BGA激光返修系统, 通过工作平台与激光扫描系统实现双向连 接, 并且激光扫描系统的输出端与数据处理模块实现双向连接, 数据处理模块的输出端与 微处理器的输入端连接, 微处理器的输出端与激光加热系统的输入端连接, 并且激。
14、光加热 系统的输出端与工作平台的输入端连接, 微处理器与存储模块实现双向连接, 电源模块的 输出端分别与工作平台、 激光扫描系统、 激光加热系统的输入端连接, 工作平台包括自动调 节平台和红外测温模块, 激光扫描系统包括电脑控制器、 电子驱动放大器、 CCD图像传感器 和反射镜组模块, 数据处理模块包括数据接收模块、 模数转换模块和数据发送模块, 激光加 热系统包括激光控制器、 半导体激光器、 激光传输模块和激光加热模块, 采用半导体激光, 结合同轴的测温和CCD系统, 并利用振镜将激光的光斑拼接成BGA返修时所需的各种形状路 径, 利用半导体激光器能量分布集中的特点, 在短时间内对BGA进行。
15、加热处理, 从而不会影 响背贴或者临器件, 达到可靠的BGA返修效率和器件焊点良率。 0018 (2)、 该基于振镜的BGA激光返修系统, 通过自动调节平台与激光扫描系统实现双 向连接, 并且自动调节平台的输入端与激光加热系统的输出端连接, 自动调节平台与红外 测温模块实现双向连接, 并且红外测温模块与微处理器实现双向连接, 电脑控制器的输出 端与电子驱动放大器的输入端连接, 并且电子驱动放大器的输出端与CCD图像传感器的输 入端连接, CCD图像传感器的输出端与数据处理模块的输入端连接, 并且CCD图像传感器分 别与反射镜组模块、 工作平台实现双向连接, 数据接收模块的输出端与模数转换模块的。
16、输 入端连接, 并且模数转换模块的输出端与数据发送模块的输入端连接, 数据发送模块的输 出端与微处理器的输入端连接, 利用红外测温模块对BGA返修过程中的加热温度进行实时 监测, 避免温度过高造成临帖器件下面的热熔胶受热膨胀, 提高返修质量, 另外使用CCD图 像传感器对于BGA芯片上的各种焊接形状路径, 有效地降低对BGA芯片的返修难度。 0019 (3)、 该基于振镜的BGA激光返修系统, 通过激光控制器的输入端与微处理器的输 出端连接, 并且激光控制器的输出端与半导体激光器的输入端连接, 半导体激光器的输出 说明书 2/5 页 4 CN 111526670 A 4 端与激光传输模块的输入。
17、端连接, 激光传输模块的输出端与激光加热模块的输入端连接, 并且激光加热模块的输出端与工作平台的输入端连接, 在利用CCD图像传感器对BGA芯片上 的路径图像采集后, 利用半导体激光器产生的半导体激光对BGA芯片表面进行返修, 返修效 率高, 返修质量较好。 附图说明 0020 图1为本发明BGA激光返修系统的结构原理框图; 0021 图2为本发明工作平台的结构原理框图; 0022 图3为本发明激光扫描系统的结构原理框图; 0023 图4为本发明数据处理模块的结构原理框图; 0024 图5为本发明激光加热系统的结构原理框图。 0025 图中, 1-微处理器、 2-工作平台、 21-自动调节平台。
18、、 22-红外测温模块、 3-激光扫描 系统、 31-电脑控制器、 32-电子驱动放大器、 33-CCD图像传感器、 34-反射镜组模块、 4-数据 处理模块、 41-数据接收模块、 42-模数转换模块、 43-数据发送模块、 5-激光加热系统、 51-激 光控制器、 52-半导体激光器、 53-激光传输模块、 54-激光加热模块、 6-存储模块、 7-电源模 块。 具体实施方式 0026 下面将结合本发明实施例中的附图, 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述, 显然, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是全部的实施例。 基于 本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在。
19、没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例, 都属于本发明保护的范围。 0027 请参阅图1-5, 本发明实施例提供一种技术方案: 一种基于振镜的BGA激光返修系 统, 包括微处理器1、 工作平台2、 激光扫描系统3、 数据处理模块4、 激光加热系统5、 存储模块 6和电源模块7, 微处理器1与工作平台2实现双向连接, 微处理器1的型号为ARM1500, 工作平 台2与激光扫描系统3实现双向连接, 并且激光扫描系统3的输出端与数据处理模块4实现双 向连接, 数据处理模块4的输出端与微处理器1的输入端连接, 微处理器1的输出端与激光加 热系统5的输入端连接, 并且激光加热系统5的输出端与工。
20、作平台2的输入端连接, 微处理器 1与存储模块6实现双向连接, 电源模块7的输出端分别与工作平台2、 激光扫描系统3、 激光 加热系统5的输入端连接, 工作平台2包括自动调节平台21和红外测温模块22, 红外测温模 块22采用的红外温度传感器, 并且红外温度传感器的型号采用DOB30-L1200CA, 热传感器是 利用辐射热效应, 使探测器件接收辐射能后引起温度升高, 进而使传感器中一栏与温度的 性能发生变化, 检测其中某一性能的变化, 便可探测出辐射, 自动调节平台21与激光扫描系 统3实现双向连接, 并且自动调节平台21的输入端与激光加热系统5的输出端连接, 自动调 节平台21与红外测温模。
21、块22实现双向连接, 并且红外测温模块22与微处理器1实现双向连 接, 激光扫描系统3包括电脑控制器31、 电子驱动放大器32、 CCD图像传感器33和反射镜组模 块34, CCD图像传感器33是由许多单个感光二极管组成的阵列, 整体呈正方形, 然后像砌砖 一样将这些感光二极管砌成阵列来组成可以输出一定解析度图像的CCD传感器, 电脑控制 器31的输出端与电子驱动放大器32的输入端连接, 并且电子驱动放大器32的输出端与CCD 说明书 3/5 页 5 CN 111526670 A 5 图像传感器33的输入端连接, CCD图像传感器33的输出端与数据处理模块4的输入端连接, 并且CCD图像传感器。
22、33分别与反射镜组模块34、 工作平台2实现双向连接, 数据处理模块4包 括数据接收模块41、 模数转换模块42和数据发送模块43, 数据接收模块41的输出端与模数 转换模块42的输入端连接, 并且模数转换模块42的输出端与数据发送模块43的输入端连 接, 数据发送模块43的输出端与微处理器1的输入端连接, 激光加热系统5包括激光控制器 51、 半导体激光器52、 激光传输模块53和激光加热模块54, 半导体激光器52又称激光二极 管, 是用半导体材料作为工作物质的激光器, 由于物质结构上的差异, 不同种类产生激光的 具体过程比较特殊, 常用工作物质有砷化镓、 硫化镉、 磷化铟、 硫化锌等, 。
23、激励方式有电注 入、 电子束激励和光泵浦三种形式, 半导体激光器件可分为同质结、 单异质结、 双异质结等 几种, 同质结激光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件, 而双异质结激光器室温时 可实现连续工作, 半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器, 它体积小、 寿命长, 并可采用简单的注入电流的方式来泵浦, 其工作电压和电流与集成电路兼容, 因而可与之 单片集成, 并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出, 由 于这些优点, 半导体二极管激光器在激光通信、 光存储、 光陀螺、 激光打印、 测距以及雷达等 方面得到了广泛的应用, 激光控制器51的输入端与微处理器。
24、1的输出端连接, 并且激光控制 器51的输出端与半导体激光器52的输入端连接, 半导体激光器52的输出端与激光传输模块 53的输入端连接, 激光传输模块53的输出端与激光加热模块54的输入端连接, 并且激光加 热模块54的输出端与工作平台2的输入端连接, 激光振镜由X-Y光学扫描头、 电子驱动放大 器32和光学反射镜片组成, 电脑控制器31提供的信号通过驱动放大电路驱动光学扫描头, 从而在X-Y平面控制激光束的偏转, 在激光演示系统中,光学扫描的波形是一种矢量扫描, 系统的扫描速度,决定激光图形的稳定性, 同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本 领域技术人员公知的现有技术。 0028 工作时。
25、, 操作人员将待返修的BGA芯片放置在工作平台2上的自动调节平台21中, 利用自动调节平台21调整BGA芯片与CCD图像传感器33同轴, 打开激光扫描系统3内部的电 脑控制器31, 通过电脑控制器31提供信号利用电子驱动放大器32驱动CCD图像传感器33对 BGA芯片上的各种路径进行图像扫描, 其中反射镜组模块34对CCD图像传感器33起到辅助作 用, 通过CCD图像传感器33扫描到的路径图像发送至数据处理模块4中, 数据处理模块4中数 据接收模块41对图像数据进行接收, 接着利用模数转换模块42将图像数据转换成数字信 号, 通过数据发送模块43将数字信号发送至微处理器1中, 微处理器1将数字。
26、信号发送至激 光控制器51中, 通过激光控制器51对半导体激光器52进行控制, 半导体激光器52根据数字 信号发射半导体激光, 并且半导体激光通过激光传输模块53与激光加热模块54作用于BGA 芯片的表面, 同时红外测温模块22实时地将BGA芯片的加热温度进行检测, 并将检测数据发 送至微处理器1中。 0029 需要说明的是, 在本文中, 诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来, 而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。 而且, 术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含, 从而使得包括一。
27、系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些要 素, 而且还包括没有明确列出的其他要素, 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设备 所固有的要素。 说明书 4/5 页 6 CN 111526670 A 6 0030 尽管已经示出和描述了本发明的实施例, 对于本领域的普通技术人员而言, 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型, 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 5/5 页 7 CN 111526670 A 7 图1 图2 说明书附图 1/3 页 8 CN 111526670 A 8 图3 图4 说明书附图 2/3 页 9 CN 111526670 A 9 图5 说明书附图 3/3 页 10 CN 111526670 A 10 。
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