一种倒装芯片封装设备及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种倒装芯片封装设备及控制方法，该封装设备包括：设备本体；传送机构，用于吸附芯片并将芯片传递至第一预设位置；贴片机构，用于吸附在处于第一预设位置上的传送机构上的芯片，并携带芯片至目标位置进行贴片；第一相机，固定设置于设备本体上，用于确定芯片在贴片机构上的第一位置偏差；第二相机，固定设置于贴片机构上、用于识别目标位置并在贴片机构完成贴片后，确定芯片在贴片位置上的第一贴片偏差，第一贴片偏差为芯片的实际贴装位置与目标位置之间的偏差。本发明专利技术解决了键合头装置由于高速运动，产生一定的热误差，影响贴片精度的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体封装领域，特别涉及一种倒装芯片封装设备及控制方法。
技术介绍
随着电子信息技术的迅速发展，消费者需要更小的便携式电子产品，使得先进的封装和互连技术正在超越传统技术。先进封装技术把半导体封装和组装技术融为一体以降低产品价格、改进性能、提高密度以及减小产品尺寸，这使得倒装芯片半导体封装的市场需求正迅速增长。倒装芯片封装是一种先进的芯片互连技术，具有高密度、高性能和轻量化的特点，满足智能手机和平板电脑等消费电子产品的发展要求，在焊球阵列封装(BallGridArray，BGA)和芯片尺寸封装(ChipScalePackage，CSP)等领域中都得到了广泛的应用，这使得倒装芯片半导体封装的市场需求正迅速增长。倒装芯片技术是半导体芯片以凸点阵列结构与基板直接键合互连的一种封装工艺方法，与传统的引线键合技术相比具有许多明显的优点，包括：优越的电学及热学性能，高I/O引脚数，封装尺寸小等，因而其近年来正逐步成为高端器件及高密度封装领域中经常采用的封装形式。倒装芯片工艺中的键合头装置是芯片封装的关键部件，键合头装置直接影响到芯片封装的可靠性和精度。但是该装置在高速运转中，由于高速运动，电机以及机械部件的温度会升高，从而使相关部件产生热变性，产生一定的热误差，影响贴片精度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种倒装芯片封装设备及控制方法，其目的是为了解决键合头装置由于高速运动，产生一定的热误差，影响贴片精度的问题。为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种倒装芯片封装设备，该封装设备包括：设备本体；传送机构，用于吸附芯片并将芯片传递至第一预设位置；贴片机构，用于吸附在处于第一预设位置上的传送机构上的芯片，并携带芯片至目标位置进行贴片；第一相机，固定设置于设备本体上，用于确定芯片在贴片机构上的第一位置偏差；第二相机，固定设置于贴片机构上、用于识别目标位置并在贴片机构完成贴片后，确定芯片在贴片位置上的第一贴片偏差，第一贴片偏差为芯片的实际贴装位置与目标位置之间的偏差；其中，贴片机构在携带芯片至目标位置之后，根据第一位置偏差和预设的第二贴片偏差进行补偿并进行贴片。优选地，贴片机构对芯片进行补偿时的补偿值为(ΔA1+ΔA2，ΔB1+ΔB2，Δθ1+Δθ2)，其中，第一位置偏差为(ΔA1，ΔB1，Δθ1)，第二贴片偏差为(ΔA2，ΔB2，Δθ2)；其中，ΔA1为第一位置偏差的横向偏差，ΔB1为第一位置偏差的纵向偏差，Δθ1为第一位置偏差的围绕Z轴的角度偏差；ΔA2为第二贴片偏差的横向偏差，ΔB2为第二贴片偏差的纵向偏差，Δθ2为第二贴片偏差的围绕Z轴的角度偏差。优选地，该封装设备还包括：第三相机，用于确定芯片在传送机构上的第二位置偏差，并将第二位置偏差发送给贴片机构；贴片机构还用于在吸附在处于第一预设位置上的传送机构上的芯片之前，根据第二位置偏差进行偏差补偿。优选地，第一位置偏差为芯片的中心与贴片机构的吸嘴中心之间的位置偏差，第二位置偏差为芯片的中心与传送机构的吸嘴中心之间的位置偏差。优选地，该封装设备还包括：对位标记模块，固定设置于设备本体上，用于显示贴片机构进行贴片时，第二相机的对位标记。优选地，第二贴片偏差为预设的上一个循环周期的第一贴片偏差经过预设的数据处理后的数值；其中，根据以下公式进行预设的数据处理：其中，N为上一个周期贴片机构进行贴片的次数(N>2)，ΔX为第二贴片偏差的横坐标；ΔX1，ΔX2，…，ΔXn为上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的横坐标，且ΔXMAX为其中的最大值，ΔXMIN为其中的最小值；ΔY为第二贴片偏差的纵坐标；ΔY1，ΔY2，…，ΔYn为上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的纵坐标，且ΔYMAX为其中的最大值，ΔYMIN为其中的最小值；Δθ为第二贴片偏差的围绕Z轴的角度偏差；Δθ1，Δθ2，…，Δθn为上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的围绕Z轴的角度偏差，且ΔθMAX为其中的最大值，ΔθMIN为其中的最小值。优选地，该封装设备还包括：数据处理模块，用于对本循环周期的第一贴片偏差进行预设的数据处理得到数值，作为下一个循环周期的第二贴片偏差。为了实现上述目的，本专利技术的实施例还提供了一种倒装芯片封装设备的控制方法，应用于上述倒装芯片封装设备，该方法包括：将芯片传递至第一预设位置；吸附处于第一预设位置上的芯片并确定吸附后的第一位置偏差，携带芯片至目标位置，并根据第一位置偏差以及预设的第二贴片偏差进行补偿后进行贴片；贴片完成后，确定芯片在贴片位置上的第一贴片偏差，第一贴片偏差为芯片的实际贴装位置与目标位置之间的偏差。优选地，贴片机构对芯片进行补偿时的补偿值为(ΔA1+ΔA2，ΔB1+ΔB2，Δθ1+Δθ2)，其中，第一位置偏差为(ΔA1，ΔB1，Δθ1)，第二贴片偏差为(ΔA2，ΔB2，Δθ2)；其中，ΔA1为第一位置偏差的横向偏差，ΔB1为第一位置偏差的纵向偏差，Δθ1为第一位置偏差的围绕Z轴的角度偏差；ΔA2为第二贴片偏差的横向偏差，ΔB2为第二贴片偏差的纵向偏差，Δθ2为第二贴片偏差的围绕Z轴的角度偏差。优选地，吸附处于第一预设位置上的芯片的步骤之前，还包括：确定芯片在第一预设位置上的第二位置偏差，并根据第二位置偏差进行补偿。优选地，第二贴片偏差为预设的上一个循环周期的第一贴片偏差经过预设的数据处理后的数值；其中，根据以下公式进行预设的数据处理：其中，N为上一个周期贴片机构进行贴片的次数(N>2)，ΔX为第二贴片偏差的横坐标；ΔX1，ΔX2，…，ΔXn为上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的横坐标，且ΔXMAX为其中的最大值，ΔXMIN为其中的最小值；ΔY为第二贴片偏差的纵坐标；ΔY1，ΔY2，…，ΔYn为上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的纵坐标，且ΔYMAX为其中的最大值，ΔYMIN为其中的最小值；Δθ为第二贴片偏差的围绕Z轴的角度偏差；Δθ1，Δθ2，…，Δθn为上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的围绕Z轴的角度偏差，且ΔθMAX为其中的最大值，ΔθMIN为其中的最小值。优选地，该方法还包括：对本循环周期的第一贴片偏差进行预设的数据处理得到数值，作为下一个循环周期的第二贴片偏差。本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：本专利技术提供的倒装芯片封装设备及控制方法，在贴片的过程中，当芯片位于传送机构上时，首先通过第三相机获取第二位置偏差，当传送机构与贴片机构交接时，根据第二位置偏差调节交接位置；当贴片机构吸附芯片运行至第二位置时，通过第一相机确定芯片在贴片机构上的第一位置偏差；当贴片机构运行至第三位置时，通过第一位置偏差与预设的第二贴片偏差，确定补偿值进行补偿贴片，并通过第二相机确定第一贴片偏差，形成一个负反馈系统，保证贴片精度；本专利技术通过测量贴片精度对生产过程进行实时监控，可以保证设备或者材料在出现问题时及时发现，保证了产品质量，同时通过对热变形误差进行补偿，使自动贴片设备在高速运行时，也能够保证很高的精度。本专利技术解决了键合头装置由于高速运动，产生一定的热误差，影响贴片精度的问题。附图说明图1表示本专利技术的第一实施例提供的倒装芯片封装设备的工作状态示意图之一；图2表示本专利技术的第一实施例提供的倒装芯片封装设备的工作状态示意图之二；图3表示本专利技术的第一实施例提供的倒装芯片封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倒装芯片封装设备，其特征在于，包括：设备本体；传送机构，用于吸附芯片并将所述芯片传递至第一预设位置；贴片机构，用于吸附在处于所述第一预设位置上的所述传送机构上的所述芯片，并携带所述芯片至目标位置进行贴片；第一相机，固定设置于所述设备本体上，用于确定所述芯片在所述贴片机构上的第一位置偏差；第二相机，固定设置于所述贴片机构上、用于识别所述目标位置并在所述贴片机构完成贴片后，确定所述芯片在贴片位置上的第一贴片偏差，所述第一贴片偏差为所述芯片的实际贴装位置与所述目标位置之间的偏差；其中，所述贴片机构在携带所述芯片至所述目标位置之后，根据所述第一位置偏差和预设的第二贴片偏差进行补偿并进行贴片。

【技术特征摘要】
1.一种倒装芯片封装设备，其特征在于，包括：设备本体；传送机构，用于吸附芯片并将所述芯片传递至第一预设位置；贴片机构，用于吸附在处于所述第一预设位置上的所述传送机构上的所述芯片，并携带所述芯片至目标位置进行贴片；第一相机，固定设置于所述设备本体上，用于确定所述芯片在所述贴片机构上的第一位置偏差；第二相机，固定设置于所述贴片机构上、用于识别所述目标位置并在所述贴片机构完成贴片后，确定所述芯片在贴片位置上的第一贴片偏差，所述第一贴片偏差为所述芯片的实际贴装位置与所述目标位置之间的偏差；其中，所述贴片机构在携带所述芯片至所述目标位置之后，根据所述第一位置偏差和预设的第二贴片偏差进行补偿并进行贴片。2.根据权利要求1所述的倒装芯片封装设备，其特征在于，所述贴片机构对所述芯片进行补偿时的补偿值为(ΔA1+ΔA2，ΔB1+ΔB2，Δθ1+Δθ2)，其中，所述第一位置偏差为(ΔA1，ΔB1，Δθ1)，所述第二贴片偏差为(ΔA2，ΔB2，Δθ2)；其中，ΔA1为所述第一位置偏差的横向偏差，ΔB1为所述第一位置偏差的纵向偏差，Δθ1为所述第一位置偏差的围绕Z轴的角度偏差；ΔA2为所述第二贴片偏差的横向偏差，ΔB2为所述第二贴片偏差的纵向偏差，Δθ2为所述第二贴片偏差的围绕Z轴的角度偏差。3.根据权利要求1所述的倒装芯片封装设备，其特征在于，还包括：第三相机，用于确定所述芯片在所述传送机构上的第二位置偏差，并将所述第二位置偏差发送给所述贴片机构；所述贴片机构还用于在吸附在处于所述第一预设位置上的所述传送机构上的所述芯片之前，根据所述第二位置偏差进行偏差补偿。4.根据权利要求3所述的倒装芯片封装设备，其特征在于，所述第一位置偏差为所述芯片的中心与所述贴片机构的吸嘴中心之间的位置偏差，所述第二位置偏差为所述芯片的中心与所述传送机构的吸嘴中心之间的位置偏差。5.根据权利要求1所述的倒装芯片封装设备，其特征在于，还包括：对位标记模块，固定设置于所述设备本体上，用于显示所述贴片机构进行贴片时，所述第二相机的对位标记。6.根据权利要求1所述的倒装芯片封装设备，其特征在于，所述第二贴片偏差为预设的上一个循环周期的第一贴片偏差经过预设的数据处理后的数值；其中，根据以下公式进行所述预设的数据处理：ΔX=Σi=1NΔXN-ΔXMAX-ΔXMINN-2;]]>ΔY=Σi=1NΔYN-ΔYMAX-ΔYMINN-2;]]>Δθ=Σi=1NΔθN-ΔθMAX-ΔθMINN-2;]]>其中，N为所述上一个周期所述贴片机构进行贴片的次数(N>2)，ΔX为所述第二贴片偏差的横坐标；ΔX1，ΔX2，…，ΔXn为所述上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的横坐标，且ΔXMAX为其中的最大值，ΔXMIN为其中的最小值；ΔY为所述第二贴片偏差的纵坐标；ΔY1，ΔY2，…，ΔYn为所述上一个循环周期的所有的第一贴片偏差的纵坐标，且ΔYMAX为其中的最大值，ΔYMIN为其中的最小值；Δθ为所述第二贴片...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子阳，叶乐志，成冰峰，霍杰，郎平，徐品烈，
申请(专利权)人：北京中电科电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11