CN109300809A - 一种晶圆植球封装系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种晶圆植球封装系统，用于对翘曲晶圆进行平整固定并植球封装，其特征在于，包括：平整固定装置，用于对翘曲晶圆进行平整固定，包含承载台、吸附固定部以及压边固定部；植球装置，用于对被平整固定后的翘曲晶圆进行植球；以及封装控制装置，用于控制封装，其中，承载台能够在平整固定装置的平整固定工位和植球装置的植球工位之间来回移动，吸附固定部安装在承载台上，包含预固定单元、装载固定单元以及负压单元，压边固定部包含压边单元、喷气单元以及压边电机，封装控制装置包括负压存储部、平整度存储部、时间存储部、封装控制部、负压传感器、距离传感器、负压判断部、信息处理部以及平整度判断部。

Description

一种晶圆植球封装系统

技术领域

本发明属于晶圆封装技术领域，具体涉及一种晶圆植球封装系统。

背景技术

Fan Out WLP(Fan-Out Wafer Level Packaging；FOWLP)扇出型晶圆级封装是一种高端封装技术，采用焊锡球代替传统的DIP引脚，可以在单芯片的封装中实现更高的集成度，拥有更好的电气属性，并且能够降低封装成本，提高计算速度，减少功耗。但是，扇出型晶圆级封装在一些工艺步骤中，如压模沉积、粘片等，由于受到的压力不均匀使得硅片的平整度和裸片上的压力受到影响，从而导致晶圆发生翘曲，并且重新建构的晶圆含有塑胶、硅及金属材料，其硅与胶体的比例在X、Y、Z三方向不同，铸模在加热及冷却时的热涨冷缩会导致晶圆的翘曲。

晶圆发发生翘曲所导致的晶圆表面不平整对现有的封装工艺设备是一个重大挑战。晶圆进行植球工艺时，需要将晶圆使用真空吸附固定后进行印刷植球工艺，由于晶圆的翘曲，晶圆难以被完全吸附固定住，使得待印刷植球的表面平整度低，从而导致植球的精确度和牢固性下降。

发明内容

本发明是为了解决上述在晶圆翘曲无法平整固定影响后道工序的问题而进行的，目的在于提出一种晶圆植球封装系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种晶圆植球封装系统，用于对翘曲晶圆进行平整固定并植球封装，其特征在于，包括：平整固定装置，用于对翘曲晶圆进行平整固定，包含承载台、吸附固定部以及压边固定部；植球装置，用于对被平整固定后的翘曲晶圆进行植球；以及封装控制装置，用于控制封装，其中，承载台能够在平整固定装置的平整固定工位和植球装置的植球工位之间来回移动，吸附固定部安装在承载台上，包含预固定单元、装载固定单元以及负压单元，预固定单元含有多根吸附固定杆以及固定杆驱动电机，装载固定单元含有支撑治具、底盘以及底盘驱动电机，底盘上具有多个由里向外依次间隔设置的吸附孔圈，负压单元包括负压总管道、与多根吸附固定杆分别相连通的多个固定杆负压管道以及与多个吸附孔圈分别相连通的多个底盘负压管道，固定杆负压管道上设置有固定杆压力调节阀，底盘负压管道上设置有底盘压力调节阀，压边固定部包含压边单元、喷气单元以及压边电机，压边单元含有压盘和安装在该压盘上的多个压边头，喷气单元含有喷气头和气体调节阀，

封装控制装置包括负压存储部、平整度存储部、时间存储部、封装控制部、负压传感器、距离传感器、负压判断部、信息处理部以及平整度判断部，负压存储部存储有预定负压，平整度存储部存储有预定平整度，时间存储部至少存储有预定加压间隔时间和预定释压间隔时间，

翘曲晶圆被输送至平整固定工位的预定位置后，封装控制部控制底盘驱动电机驱动支撑治具和底盘共同下降，控制固定杆驱动电机驱动吸附固定杆上升，并控制固定杆压力调节阀开启使吸附固定杆产生负压而对翘曲晶圆进行预固定，

封装控制部控制底盘驱动电机驱动支撑治具和底盘共同上升至与吸附固定杆齐平的高度而对预固定后的翘曲晶圆进行装载，封装控制部控制压边电机驱动压边单元和喷气单元同时向下移动，并控制气体调节阀开启，使得多个压边头在喷气头向翘曲晶圆表面喷出气体的同时对翘曲晶圆的边缘区域进行压平，封装控制部控制多个底盘压力调节阀以预定加压间隔时间的间隔依次启动，使得底盘的多个吸附孔圈由内向外依次产生负压而对被装载在底盘上的翘曲晶圆进行吸附固定，

一旦翘曲晶圆被吸附固定，封装控制部就控制负压传感器对负压总管内的负压进行检测并得到第一当前负压，负压判断部判断第一当前负压是否在预定负压范围内，当负压判断部判断第一当前负压在预定负压范围内时，封装控制部控制气体调节阀关闭使得喷气头停止喷气，控制压边电机驱动压边单元和喷气单元同时上升，并控制距离传感器对翘曲晶圆的表面与距离传感器之间的距离进行检测并得到当前距离，信息处理部根据当前距离处理得到翘曲晶圆的当前平整度，平整度判断部判断当前平整度是否在预定平整度范围内，当平整度判断部判断当前平整度在预定平整度范围内时，封装控制部控制承载台带动支撑治具、底盘以及翘曲晶圆从平整固定工位移动至植球工位，封装控制部控制植球装置对被吸附固定在底盘上翘曲晶圆进行植球封装，

一旦翘曲晶圆被完成植球封装，封装控制部就控制承载台带动支撑治具、底盘以及翘曲晶圆从植球工位移动至平整固定工位，封装控制部控制压边电机驱动压边单元和喷气单元同时向下移动，使得多个压边头对边缘区域进行压紧，封装控制部控制多个底盘压力调节阀以预定释压间隔时间的间隔依次关闭使得多个吸附孔圈由外向内依次释放负压，并控制固定杆调节阀关闭使得吸附固定杆释放负压，封装控制部控制压边电机驱动压边单元和喷气单元同时向上移动，并控制底盘驱动电机驱动支撑治具和底盘共同下降而释放翘曲晶圆。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，封装控制装置还包括预警内容存储部、预警指令生成部以及预警提示部，预警内容存储部至少存储有第一预警内容，时间存储部还存储有预定延时时间，当负压判断部判断第一当前负压不在预定负压范围内时，封装控制部控制固定杆压力调节阀和底盘压力调节阀同时全部关闭并在预定延时时间后重新开启，并控制负压传感器对负压总管道内的负压进行进一步检测并得到第二当时负压，负压判断部进一步判断第二当时负压是否在预定负压范围内，当判断结果为否时，预警指令生成部根据第一预警内容生成第一预警指令，预警提示部根据第一预警指令提示第一预警内容。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，预警内容存储部还存储有第二预警内容，当平整度判断部判断当前平整度不在预定平整度范围内时，预警指令生成部根据第二预警内容生成第二预警指令，预警提示部根据第二预警指令提示第二预警内容。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，预警提示部为语音提示器、灯光提示器或显示屏中的一种或更多种的组合。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，预定延时时间为0.1～0.3秒。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，预定加压间隔时间为0.1～0.3秒。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，预定释压间隔时间为0.1～0.3秒。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，预定负压为-80kPa～-60kPa。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，预定平整度为-8mm～8mm。

本发明提供的晶圆植球封装系统，还可以具有这样的特征：其中，气体为压缩后的洁净空气。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的晶圆植球封装系统，由于具有平整固定装置、植球装置以及封装控制装置，平整固定装置具有吸附固定部和压边固定部，能够在将翘曲晶圆预固定并装载至底盘上后将其边缘压平，再通过底盘上的多个吸附孔圈对整个翘曲晶圆背面的全部区域进行吸附固定，采用这样边缘压平与背面全区域固定相结合的固定方式对翘曲晶圆进行固定，将翘曲晶圆压向吸附固定部，使其与吸附孔更为接近，既保证了翘曲晶圆在较短的时间内获得足够大的吸附力，进而获得更好的吸附固定效果，提高固定后的平整度，又不会对翘曲晶圆上具有芯片结构的位置造成损伤，影响后续操作；

而且，由于封装控制装置具有负压传感器和负压判断部，能够对负压总管道内的负压进行检测确认，确保翘曲晶圆被均匀稳定的吸附力所吸附固定，进而获得更好的吸附固定效果，并提高固定后的平整度；由于封装控制装置还具有距离传感器、信息处理部以及平整度判断部，能够对平整固定后的翘曲晶圆的平整度进行检测确认，确保固定后的翘曲晶圆的平整度处于误差范围内，保证了后续操作的顺利进行。

并且，由于压边固定部具有压边单元和喷气单元，能够在压平翘曲晶圆边缘区域的过程中喷出向下的气流，气流既能够在不接触翘曲晶圆上具有芯片结构的位置的同时产生垂直向下的均匀压力，预先对翘曲晶圆进行全区域的压平，又能够将翘曲晶圆表面的颗粒去除，防止操作过程中产生的颗粒落入翘曲晶圆表面，影响良率。

附图说明

图1为本发明的实施例中晶圆植球封装系统的结构框图；

图2为本发明的实施例中晶圆平整固定装置的结构示意图；

图3为本发明的实施例中预固定单元的结构示意图；

图4为本发明的实施例中底盘的结构示意图；

图5为本发明的实施例中压边单元的结构示意图；

图6为本发明的实施例中压边头的结构示意图；

图7为本发明的实施例中封装控制装置的结构框图；以及

图8为本发明的实施例中晶圆植球封装的动作流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的组成、工作原理、实施方法以及有益效果作具体阐述。

图1为本发明的实施例中晶圆植球封装系统的结构框图。

如图1所示，本实施例中的晶圆植球封装系统1000，用于对翘曲晶圆进行平整固定并植绒封装。该晶圆植球封装系统1000包括平整固定装置100、植球装置200和封装控制装置300。

平整固定装置100和植球装置200分别通过通信网络400与封装控制装置300连接。通信网络400可以为无线网络或者有线网络。在本实施例中，通信网络400使用有线网络。

图2为本发明的实施例中晶圆平整固定装置的结构示意图。

如图2所示，晶圆平整固定装置100安装在具有晶圆植球装置的封装设备上，用于对翘曲晶圆进行平整固定。该晶圆平整固定装置100包括承载台1、吸附固定部以及压边固定部。

承载台1安装在封装设备中，能够在晶圆平整固定装置100的平整固定工位和晶圆植球装置的植球工位之间水平移动。

吸附固定部安装在承载台1上，用于吸附固定翘曲晶圆，包括预固定单元2、装载固定单元3以及负压单元。

图3为本发明的实施例中预固定单元的结构示意图。

如图3所示，预固定单元2安装在承载台1上，具有多根吸附固定杆21以及固定杆驱动电机。

吸附固定杆21可相对于承载台1垂直地上下移动。本实施例中，吸附固定杆21的数目为三根，三根吸附固定杆21呈正三角形排列。吸附固定杆21包括杆体和安装在杆体一端的固定头。

杆体呈中空杆状。

固定头呈喇叭状，与杆体连通，用于固定时与翘曲晶圆的背面相接触，该固定头的顶端与翘曲晶圆接触的部位由柔性材料制成。

固定杆驱动电机安装在承载台1上，用于驱动三根吸附固定杆21同时以一定速度垂直地上下移动。本实施例中，吸附固定杆21的移动速度为1-500mm/s。

装载固定单元3安装在承载台1上，包括支撑治具31、底盘32以及底盘驱动电机。

图4为本发明的实施例中底盘的结构示意图。

如图2和图4所示，底盘32呈圆形，固定在支撑治具31上，用于装载和固定翘曲晶圆，其上设置有多个吸附孔321和多个用于供吸附固定杆21通过底盘通孔322。本实施例中，底盘32的直径为330mm。

多个吸附孔321的直径均相同且贯穿底盘32，呈成多圈圆环状吸附孔圈排列。这些吸附孔圈的圆心均与底盘32的圆心重合，并沿底盘的直径方向由内向外排布。本实施例中，多个吸附孔321呈七圈圆环状吸附孔圈排布，七圈吸附孔圈的直径分别为40mm、80mm、110mm、140mm、180mm、226mm以及276mm。

直径为40mm和80mm的两个吸附孔圈中分别均匀分布有12个吸附孔321，直径为110mm和140mm的两个吸附孔圈中分别均匀分布有24个吸附孔321，直径为180mm和226mm的两个吸附孔圈中分别均匀分布有36个吸附孔321，直径为276mm的吸附孔圈中均匀分布有48个吸附孔321。

底盘通孔322位于底盘32的中央区域，每个底盘通孔322根供一根吸附固定杆21穿过。本实施例中，底盘通孔322为三个，呈正三角形排布，该正三角形中中心与底盘32的圆心重叠，三个底盘通孔322设置在直径为40mm和80mm的两个吸附孔圈之间。

底盘驱动电机固定在承载台1上，位于支撑治具31的下方，与支撑治具31连接，用于驱动支撑治具31和底盘32共同相对于承载台1以一定速度垂直地上下移动。本实施例中，支撑治具31和底盘32的移动速度为1-500mm/s。

负压单元，用于为预固定单元2和装载固定单元3分别提供真空负压，包括负压总管道、真空过滤器、底盘负压组件、预固定负压组件以及压力调节组件。

负压总管道用于与外部真空发生装置连通。

真空过滤器安装在负压总管道上，用于对流经总管道的气流进行过滤。

底盘负压组件安装在底盘32的下方，包括与吸附孔圈一一对应设置的多个底盘接头和多根底盘负压管道，本实施例中，底盘接头为七个，每个底盘接头与一根底盘负压管道连通。

底盘接头呈圆环形，与对应的吸附孔圈上的多个吸附孔连通。底盘接头的一端安装在底盘32的下方，另一端通过底盘负压管道与总负压管道连通。每个底盘接头与底盘32之间均安装有密封条，用于密封防止负压泄漏。

预固定负压组件，包括与吸附固定杆21一一对应设置的多个固定杆接头和多根固定杆负压管道。本实施例中固定杆接头为三个，每个固定杆接头与一根固定杆负压管道连通。

固定杆接头的一端固定在吸附固定杆的下端并与吸附固定杆连通，另一端通过固定杆负压管道与总负压管道连通。每个固定杆接头与吸附固定杆之间均安装有密封条，用于密封防止负压泄漏。

压力调节组件包括多个底盘压力调节阀和多个固定杆压力调节阀。本实施例中，底盘压力调节阀为七个，固定杆压力调节阀为三个。

底盘压力调节阀设置在底盘负压管道上，用于对管道内的负压大小进行调节，每根底盘负压管道上设置有一个底盘压力调节阀。本实施例中，使用时七个底盘压力调节阀依次开启或关闭，使得七圈吸附孔圈由内向外依次产生负压或由外向内依次释放负压。

固定杆压力调节阀设置在固定杆负压管道上，用于对管道内的负压大小进行调节，每根底盘负压管道上设置有一个固定杆压力调节阀。本实施例中，使用时三个固定杆压力调节阀同时开启或关闭，使得三根吸附固定杆21同时产生负压或同时释放负压。

压边固定部安装在封装设备上，用于将装载在吸附固定部上的翘曲晶圆的边缘区域压平，包括支架4、驱动单元、压边单元5以及喷气单元6。当开始对翘曲晶圆进行平整固定时，压边固定部位于吸附固定部的正上方。

支架4包括相互垂直的竖直杆和与水平杆。竖直杆的一端使用螺栓固定在封装设备上，另一端与水平杆的一端固定连接。

驱动单元安装在水平杆的另一端上，具有可伸缩的推动杆、连接块以及压边电机7。

推动杆的一端安装在压边电机7上，另一端固定有连接块。

压边电机7用于驱动推动杆垂直地上下伸缩运动。

压边单元5和喷气单元6均安装在连接块上，在压边电机7的驱动下同时以1-500mm/s的速度垂直地上下移动。

压边单元5用于将翘曲晶圆的边缘区域按压平整，包括压盘51和安装在压盘51上的多个压边头52。本实施例中，翘曲晶圆的边缘区域为晶圆的圆周位置上不具芯片结构的区域。

图5为本发明的实施例中压边单元的结构示意图。

如图2和图5所示，压盘51安装在连接块上，具有圆形的中心件和多根长度相等的条状件，多根条状件呈中心放射状均匀排布，条状件的一端固定在中心件上。压盘51与连接块的连接处位于中心件的圆心处。本实施例中，条状件为8根，中心件与八根条状件一体成型制成，中心件的圆心到八根条状件最远端的距离均为220mm，条状件的宽度为20mm。

压边头52使用螺栓固定在条状件另一端的压边头安装孔内，每根条状件上安装有一个压边头，每两个压边头52相互对称设置在中心件的一条直径的延伸线上。多个压边头52呈圆心与中心件的圆心重合的圆环形排布；本实施例中，中心件的圆心到八个压边头52的距离均为95mm。

图6为本发明的实施例中压边头的结构示意图

如图2和图6所示，压边头52具有支撑轴和吸盘。

支撑轴的一端固定在压边头安装孔内，另一端设置有吸盘。

吸盘用于与装载在吸附固定部上的翘曲晶圆的边缘区域接触并将其压平，该吸盘采用导电性丁腈橡胶制成。本实施例中吸盘的直径为2-3mm，厚度为1-2mm。

压边单元对翘曲晶圆的边缘区域进行压平时，吸盘对边缘区域施加的压力为90kpa-120kpa。吸盘与底盘32之间的垂直距离小于或等于200mm。

喷气单元6用于垂直向下地喷射气流，包括喷气头、气体管道以及气体调节阀，本实施例中，喷气单元喷射的气流为压缩后的洁净空气。

气体管道的一端与喷气头连通，另一端与外部气源连通。

气体调节阀安装在气体管道中，用于控制气体的流通，气流的流速为5-15米/秒。

植球装置200用于对平整固定后的翘曲晶圆进行植球封装。在本实施例中，植球装置200采用从市场上采购的微球植球机，是专门用于晶圆植球封装的微球植球机，属于公知技术，在此不再赘述。

图7为本发明的实施例中封装控制装置的结构框图。

如图7所示，封装控制装置300用于控制平整固定装置100和植球装置200进行动作，包括负压存储部301、平整度存储部302、时间存储部303、封装控制部304、负压传感器305、距离传感器306、负压判断部307、信息处理部308、平整度判断部309、预警内容存储部310、预警指令生成部311、预警提示部312、暂存部313以及控制部314。

负压存储部301用于对预定负压进行存储。

平整度存储部302用于预定平整度进行存储。

时间存储部303用于对预定加压间隔时间、预定释压间隔时间以及预定延时时间进行存储。在本实施例中，预定加压间隔时间为0.1～0.3秒，预定释压间隔时间为0.1～0.3秒，预定延时时间为0.1～0.3秒。

封装控制部304用于控制平整固定装置100进行平整固定；也用于控制植球装置200进行植球；还用于控制负压传感器305、距离传感器306分别对负压总管道内的负压和翘曲晶圆的表面与距离传感器之间的距离进行检测。

负压传感器305设置在负压总管道上，用于负压总管道内的负压大小进行检测并得到当前负压。

距离传感器306固定在连接块上，用于检测翘曲晶圆表面的平整度。本实施例中，距离传感器306为激光距离传感器。

负压判断部307用于判断当前负压是否在预定负压范围内。在本实施例中，预定负压为-80kPa～-60kPa。

信息处理部308用于根据距离传感器306测得的翘曲晶圆的表面与距离传感器之间的距离处理得到翘曲晶圆的当前平整度。在本实施中，通过分别测量翘曲晶圆表面的五个测量点与距离传感器之间的距离来表征翘曲晶圆表面的当前平整度。五个测量点分别位于五圈吸附孔圈上，五个测量点所在的五圈吸附孔圈的直径分别为110mm、140mm、180mm、226mm以及276mm。

平整度判断部309用于判断当前平整度是否在预定平整度范围内。在本实施例中，预定平整度为-8mm～8mm。

预警内容存储部310用于对第一预警内容和第二预警内容进行存储。

预警指令生成部311用于根据第一预警内容和第二预警内容分别生成第一预警指令和第二预警指令。

预警提示部312用于根据第一预警指令和第二预警指令分别提示第一预警内容和第二预警内容。在本实施例中，预警提示部312为语音提示器、灯光提示器或显示屏中的一种或更多种的组合。

暂存部313用于暂时存储负压传感器305测得的当前负压和距离传感器306测得的翘曲晶圆的表面与距离传感器之间的距离；也用于暂时存储信息处理部对翘曲晶圆的表面与距离传感器之间的距离处理得到的当前平整度；还用于暂时存储预警指令生成部311生成的第一预警指令和第二预警指令。

控制部314包含有控制平整度存储部302、时间存储部303、封装控制部304、负压传感器305、距离传感器306、负压判断部307、信息处理部308、平整度判断部309、预警内容存储部310、预警指令生成部311、预警提示部312以及暂存部313运行的计算机程序。

图8为本发明的实施例中晶圆植球封装的动作流程图。

如图8所示，本实施例中对翘曲晶圆进行植球封装的动作流程包括以下步骤：

步骤S1，翘曲晶圆被输送至平整固定工位的预定位置后，封装控制部304控制底盘驱动电机驱动支撑治具31和底盘32共同下降，控制固定杆驱动电机驱动吸附固定杆21上升，并控制固定杆压力调节阀开启使吸附固定杆21产生负压而对翘曲晶圆进行预固定，然后进入步骤S2。

步骤S2，封装控制部304控制底盘驱动电机驱动支撑治具31和底盘32共同上升至与吸附固定杆21齐平的高度而对预固定后的翘曲晶圆进行装载，然后进入步骤S3。

步骤S3，封装控制部304控制压边电机7驱动压边单元5和喷气单元6同时向下移动，并控制气体调节阀开启，使得多个压边头52在喷气头向翘曲晶圆表面喷出气体的同时对翘曲晶圆的边缘区域进行压平，然后进入步骤S4。

步骤S4，封装控制部304控制多个底盘压力调节阀以预定加压间隔时间的间隔依次启动，使得底盘51的多个吸附孔圈由内向外依次产生负压而对被装载在底盘51上的翘曲晶圆进行吸附固定，然后进入步骤S5。

步骤S5，一旦翘曲晶圆被吸附固定，封装控制部304就控制负压传感器305对负压总管内的负压进行检测并得到第一当前负压，然后进入步骤S6。

步骤S6，负压判断部307判断第一当前负压是否在预定负压范围内，当判断结果为否时，进入步骤S7，当判断结果为否时，进入步骤S10。

步骤S7，封装控制部304控制固定杆压力调节阀和底盘压力调节阀同时全部关闭并在预定延时时间后重新开启，并控制负压传感器305对负压总管道内的负压进行进一步检测并得到第二当时负压，然后进入步骤S8。

步骤S8，负压判断部307进一步判断第二当时负压是否在预定负压范围内，当判断结果为否时，进入步骤S9，当判断结果为是时，进入步骤S10。

步骤S9，预警指令生成部311根据第一预警内容生成第一预警指令，预警提示部312根据第一预警指令提示第一预警内容，然后进入结束状态。

步骤S10，封装控制部304控制气体调节阀关闭使得喷气头停止喷气，控制压边电机7驱动压边单元5和喷气单元6同时上升，并控制距离传感器306对翘曲晶圆的表面与距离传感器之间的距离进行检测并得到当前距离，然后进入步骤S11。

步骤S11，信息处理部308根据当前距离处理得到翘曲晶圆的当前平整度，然后进入步骤S12。

步骤S12，平整度判断部309判断当前平整度是否在预定平整度范围内，当判断结果为否时，进入步骤S13，当判断结果为是时，进入步骤S14。

步骤S13，预警指令生成部311根据第二预警内容生成第二预警指令，预警提示部312根据第二预警指令提示第二预警内容，然后进入结束状态。

步骤S14，封装控制部304控制承载台1带动支撑治具31、底盘32以及翘曲晶圆从平整固定工位移动至植球工位，然后进入步骤S15。

步骤S15，封装控制部304控制植球装置200对被吸附固定在底盘31上翘曲晶圆进行植球封装，然后进入步骤S16。

步骤S16，一旦翘曲晶圆被完成植球封装，封装控制部304就控制承载台1带动支撑治具31、底盘32以及翘曲晶圆从植球工位移动至平整固定工位，然后进入步骤S17。

步骤S17，封装控制部304控制压边电机7驱动压边单元5和喷气单元6同时向下移动，使得多个压边头52对边缘区域进行压紧，然后进入步骤S18。

步骤S18，封装控制部304控制多个底盘压力调节阀以预定释压间隔时间的间隔依次关闭使得多个吸附孔圈由外向内依次释放负压，并控制固定杆调节阀关闭使得吸附固定杆21释放负压，然后进入步骤S19。

步骤S19，封装控制部304控制压边电机7驱动压边单元5和喷气单元6同时向上移动，并控制底盘驱动电机驱动支撑治具31和底盘32共同下降而释放翘曲晶圆，然后进入结束状态。

实施例的作用与效果

根据本实施例所涉及的晶圆植球封装系统，由于具有平整固定装置、植球装置以及封装控制装置，平整固定装置具有吸附固定部和压边固定部，能够在将翘曲晶圆预固定并装载至底盘上后将其边缘压平，再通过底盘上的多个吸附孔圈对整个翘曲晶圆背面的全部区域进行吸附固定，采用这样边缘压平与背面全区域固定相结合的固定方式对翘曲晶圆进行固定，将翘曲晶圆压向吸附固定部，使其与吸附孔更为接近，既保证了翘曲晶圆在较短的时间内获得足够大的吸附力，进而获得更好的吸附固定效果，提高固定后的平整度，又不会对翘曲晶圆上具有芯片结构的位置造成损伤，影响后续操作；

而且，由于封装控制装置具有负压传感器和负压判断部，能够对负压总管道内的负压进行检测确认，确保翘曲晶圆被均匀稳定的吸附力所吸附固定，进而获得更好的吸附固定效果，并提高固定后的平整度；由于封装控制装置还具有距离传感器、信息处理部以及平整度判断部，能够对平整固定后的翘曲晶圆的平整度进行检测确认，确保固定后的翘曲晶圆的平整度处于误差范围内，保证了后续操作的顺利进行。

并且，由于压边固定部具有压边单元和喷气单元，能够在压平翘曲晶圆边缘区域的过程中喷出向下的气流，气流既能够在不接触翘曲晶圆上具有芯片结构的位置的同时产生垂直向下的均匀压力，预先对翘曲晶圆进行全区域的压平，又能够将翘曲晶圆表面的颗粒去除，防止操作过程中产生的颗粒落入翘曲晶圆表面，影响良率。

进一步，由于吸附固定部具有可上下移动的预固定单元对翘曲晶圆进行定位以及预固定，能够防止翘曲晶圆在装载到底盘的过程中发生位置的偏移，对后续操作产生影响；由于吸附固定部具有装载固定单元，该装载固定单元具有底盘和设置在底盘上的多个吸附孔，在预固定后能够将翘曲晶圆进一步的吸附固定至底盘上，并且多个吸附孔共同对翘曲晶圆进行固定，使得翘曲晶圆的各个部位都得到很好的固定，避免出现遗漏的位置，保证了整个翘曲晶圆固定后具有良好的平整度，并且，采用多个点状负压吸附的方式进行平整固定，既具有足够的向下吸力保证翘曲晶圆得到很好的固定，不易发生脱落或产生偏移，又能够使得翘曲晶圆的受到的吸附力均匀的分散在整个晶圆上，避免了受力不均导致局部受力过大对晶圆产生损害。

进一步，由于底盘的多个吸附孔呈多圈圆环状吸附孔圈设置，并且这些吸附孔圈与底盘的圆心重叠，依次由内向外排布，这样的吸附孔设置与翘曲晶圆的形状相匹配，避免了吸附固定时出现遗漏的区域，并且圆环形的吸附孔圈在吸附固定时保证了翘曲晶圆的区域稳定性，同样半径范围内的区域同时固定，有利于提高整个翘曲晶圆的平整度。

进一步，由于每个吸附孔圈的真空负压可以独立运行，逐圈开启，固定时由内向外地进行固定，释放时由外向内进行释放，这样的固定和释放方式，使得固定时翘曲晶圆能够分区域固定，有利于平整度的提高，释放时逐圈卸压，避免了晶圆受力不均匀导致晶圆出现损伤。

另外，由于负压判断部进一步判断出第二当时负压不在预定负压范围内，预警指令生成部根据第一预警内容生成第一预警指令，预警提示部根据第一预警指令提示第一预警内容；平整度判断部判断出当前平整度不在预定平整度范围内时，预警指令生成部根据第二预警内容生成第二预警指令，预警提示部根据第二预警指令提示第二预警内容，操作者从预警内容即可得知翘曲晶圆在平整固定过程中出现的问题，及时地人工介入处理。

上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶圆植球封装系统，用于对翘曲晶圆进行平整固定并植球封装，其特征在于，包括：

平整固定装置，用于对所述翘曲晶圆进行平整固定，包含承载台、吸附固定部以及压边固定部；

植球装置，用于对被平整固定后的所述翘曲晶圆进行植球；以及

封装控制装置，用于控制封装，

其中，所述承载台能够在所述平整固定装置的平整固定工位和所述植球装置的植球工位之间来回移动，

所述吸附固定部安装在所述承载台上，包含预固定单元、装载固定单元以及负压单元，

所述预固定单元含有多根吸附固定杆以及固定杆驱动电机，

所述装载固定单元含有支撑治具、底盘以及底盘驱动电机，所述底盘上具有多个由里向外依次间隔设置的吸附孔圈，

所述负压单元包括负压总管道、与多根所述吸附固定杆分别相连通的多个固定杆负压管道以及与多个所述吸附孔圈分别相连通的多个底盘负压管道，所述固定杆负压管道上设置有固定杆压力调节阀，所述底盘负压管道上设置有底盘压力调节阀，

所述压边固定部包含压边单元、喷气单元以及压边电机，

所述压边单元含有压盘和安装在该压盘上的多个压边头，

所述喷气单元含有喷气头和气体调节阀，

所述封装控制装置包括负压存储部、平整度存储部、时间存储部、封装控制部、负压传感器、距离传感器、负压判断部、信息处理部以及平整度判断部，

所述负压存储部存储有预定负压，

所述平整度存储部存储有预定平整度，

所述时间存储部至少存储有预定加压间隔时间和预定释压间隔时间，

所述翘曲晶圆被输送至所述平整固定工位的预定位置后，所述封装控制部控制所述底盘驱动电机驱动所述支撑治具和所述底盘共同下降，控制所述固定杆驱动电机驱动所述吸附固定杆上升，并控制所述固定杆压力调节阀开启使所述吸附固定杆产生负压而对所述翘曲晶圆进行预固定，

所述封装控制部控制所述底盘驱动电机驱动所述支撑治具和所述底盘共同上升至与所述吸附固定杆齐平的高度而对预固定后的所述翘曲晶圆进行装载，

所述封装控制部控制所述压边电机驱动所述压边单元和所述喷气单元同时向下移动，并控制所述气体调节阀开启，使得多个所述压边头在所述喷气头向所述翘曲晶圆表面喷出气体的同时对所述翘曲晶圆的边缘区域进行压平，

所述封装控制部控制多个所述底盘压力调节阀以预定加压间隔时间的间隔依次启动，使得所述底盘的多个所述吸附孔圈由内向外依次产生负压而对被装载在所述底盘上的所述翘曲晶圆进行吸附固定，

一旦所述翘曲晶圆被吸附固定，所述封装控制部就控制所述负压传感器对所述负压总管内的负压进行检测并得到第一当前负压，

所述负压判断部判断所述第一当前负压是否在预定负压范围内，

当所述负压判断部判断所述第一当前负压在所述预定负压范围内时，所述封装控制部控制气体调节阀关闭使得所述喷气头停止喷气，控制所述压边电机驱动所述压边单元和所述喷气单元同时上升，并控制所述距离传感器对所述翘曲晶圆的表面与所述距离传感器之间的距离进行检测并得到当前距离，

所述信息处理部根据所述当前距离处理得到所述翘曲晶圆的当前平整度，

所述平整度判断部判断所述当前平整度是否在预定平整度范围内，

当所述平整度判断部判断所述当前平整度在预定平整度范围内时，所述封装控制部控制所述承载台带动所述支撑治具、所述底盘以及所述翘曲晶圆从所述平整固定工位移动至所述植球工位，

所述封装控制部控制所述植球装置对被吸附固定在所述底盘上所述翘曲晶圆进行植球封装，

一旦所述翘曲晶圆被完成植球封装，所述封装控制部就控制所述承载台带动所述支撑治具、所述底盘以及所述翘曲晶圆从所述植球工位移动至所述平整固定工位，

所述封装控制部控制所述压边电机驱动所述压边单元和所述喷气单元同时向下移动，使得多个所述压边头对所述边缘区域进行压紧，

所述封装控制部控制多个所述底盘压力调节阀以预定释压间隔时间的间隔依次关闭使得多个所述吸附孔圈由外向内依次释放负压，并控制所述固定杆调节阀关闭使得所述吸附固定杆释放负压，

所述封装控制部控制所述压边电机驱动所述压边单元和所述喷气单元同时向上移动，并控制所述底盘驱动电机驱动所述支撑治具和所述底盘共同下降而释放所述翘曲晶圆。

2.根据权利要求1所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述封装控制装置还包括预警内容存储部、预警指令生成部以及预警提示部，

所述预警内容存储部至少存储有第一预警内容，

所述时间存储部还存储有预定延时时间，

当所述负压判断部判断所述第一当前负压不在所述预定负压范围内时，所述封装控制部控制所述固定杆压力调节阀和所述底盘压力调节阀同时全部关闭并在预定延时时间后重新开启，并控制所述负压传感器对所述负压总管道内的负压进行进一步检测并得到第二当时负压，

所述负压判断部进一步判断所述第二当时负压是否在所述预定负压范围内，

当判断结果为否时，所述预警指令生成部根据所述第一预警内容生成第一预警指令，所述预警提示部根据所述第一预警指令提示所述第一预警内容。

3.根据权利要求2所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述预警内容存储部还存储有第二预警内容，

当所述平整度判断部判断所述当前平整度不在预定平整度范围内时，所述预警指令生成部根据所述第二预警内容生成第二预警指令，所述预警提示部根据所述第二预警指令提示所述第二预警内容。

4.根据权利要求2所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述预警提示部为语音提示器、灯光提示器或显示屏中的一种或更多种的组合。

5.根据权利要求2所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述预定延时时间为0.1～0.3秒。

6.根据权利要求1所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述预定加压间隔时间为0.1～0.3秒。

7.根据权利要求1所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述预定释压间隔时间为0.1～0.3秒。

8.根据权利要求1所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述预定负压为-80kPa～-60kPa。

9.根据权利要求1所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述预定平整度为-8mm～8mm。

10.根据权利要求1所述的晶圆植球封装系统，其特征在于：

其中，所述气体为压缩后的洁净空气。