CN111403313A

CN111403313A - 一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法与系统

Info

Publication number: CN111403313A
Application number: CN202010095971.4A
Authority: CN
Inventors: 蒋海兵
Original assignee: Himit Shenzhen Technology Co ltd
Current assignee: Himit Shenzhen Technology Co ltd
Priority date: 2020-02-17
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2040-02-17
Also published as: CN111403313B

Abstract

本发明揭示了一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法，包括以下步骤：确定砝码的初始重量；对芯片进行保压；对芯片的保压质量进行检测；反馈检测结果；根据反馈结果调整砝码重量。本发明还提供了一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置系统，包括：保压设备，测试装置和工控机。本发明采用了自动反馈并根据反馈结果进行调整的方法确定最优砝码的最优重力，完美解决不同类型芯片保压所对应的压力不同且压力克数难以确定的问题，确保保压使用的砝码的压力克数是最合适的，保证了芯片贴胶保压的质量，有效降低芯片镀膜时的NG率。

Description

一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法与系统

技术领域

本发明涉及到芯片镀膜工艺时保压压力的确定方法及系统，特别是涉及到一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法与系统。

背景技术

芯片，作为计算机、手机等电子设备的重要组成部件，是一种内部含有集成电路、体积较小的硅片结构。芯片多为立方体结构，在制作的过程中需要对芯片除底面以外的其余五个表面进行溅镀金属薄膜，以保护芯片，底面作为焊接面，不需要溅镀薄膜。

在进行溅镀时，需要将芯片固定在治具上，目前一般采用粘贴的方式进行固定，由于芯片的底面不需要且不能镀膜，因此芯片在治具上的粘贴质量尤为重要，若粘贴不牢固或者粘贴发生歪斜，极有可能导致治具的污染以及芯片底面的污染，因此一块芯片的粘贴出现问题，会导致治具上所有产品的 NG，因此对芯片粘贴的保压工作十分重要。

在面对一些新型号的芯片的时候，我们不清楚它最合适的保压压力是多少，因此无法对保压砝码进行重量配置，因此现在需要一种方法解决砝码重量配置的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法。

一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法，包括以下步骤：

S100、确定砝码的初始重量；

S200、对芯片进行保压；

S300、对芯片的保压质量进行检测；

S400、反馈检测结果；

S500、根据反馈结果调整砝码重量。

作为本发明的进一步方案：S200具体包括以下步骤：

S210、将承载芯片的治具放入保压设备中；

S220、对治具上贴好的芯片进行机器视觉检查；

S230、进行保压。

作为本发明的进一步方案：S300具体包括以下步骤：S310：将承载芯片的治具移送至测试装置处；

S320、使用测试装置将芯片顶出；

S330、记录顶出力；

S340、依据顶出力判断NG率，并记录。

作为本发明的进一步方案：S500具体包括以下步骤：

S510、增加砝码重量，重复S200-S400；

S520、将S400中获取的NG率与上一次检测的NG率进行对比，若第二次的NG率大于第一次的，则重复步骤S510。

作为本发明的进一步方案：S520之后还包括：

S530、若第二次的NG率小于第一次，减小砝码重量，重复S200-S400。

作为本发明的进一步方案：S500还包括以下步骤：

S540、若两次检测的NG率相差在0.1％以内，结束砝码重量调整。

本发明还提供一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置系统，包括：

保压设备，用于对芯片进行保压及保压前检测；

测试装置，用于检测芯片保压质量；

工控机，与所述保压设备及测试装置信号连接，用于控制系统运作。

作为本发明的进一步方案：所述保压设备包括：

砝码模组，设置于保压设备的机台上，用于对芯片进行保压；

机器视觉检测装置，设置于砝码模组旁，用于芯片的保压前检测。

作为本发明的进一步方案：所述测试装置包括：

顶针盒，所述顶针盒内设有若干顶针，所述顶针从所述顶针盒的顶部穿设而出，所述顶针从所述电镀治具的下方顶出芯片；

力传感器，配置于所述顶针盒内、与所述顶针连接。

作为本发明的进一步方案：还包括砝码重量调整装置，所述砝码重量调整装置与所述工控机信号连接。

本发明的有益效果：本发明采用了自动反馈并根据反馈结果进行调整的方法确定最优砝码的最优重力，完美解决不同类型芯片保压所对应的压力不同且压力克数难以确定的问题，确保保压使用的砝码的压力克数是最合适的，保证了芯片贴胶保压的质量，有效降低芯片镀膜时的NG率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的流程图；

图2是本发明实施列二提供的流程图；

图3是本发明实施例三提供的流程图；

图4是本发明实施例四提供的流程图；

图5是本发明实施例五提供的流程图；

图6是本发明实施例六提供的流程图；

图7是本发明实施例提供的砝码模组的主视图；

图8是本发明实施例提供的砝码模组的侧视图；

图9是本发明实施例提供的砝码模组的俯视图；

图10是图7中A处的局部放大图；

图11是图7中B处的局部放大图；

图12是本发明实施例提供的砝码模组结构示意图；

图13是本发明XYZ三轴运动平台的爆炸图第一视角；

图14是本发明XYZ三轴运动平台的爆炸图第二视角；

图15是本发明保压设备的结构示意图；

图16是本发明提供的压力/良率变化曲线图。

附图标记：1-底座；2-治具；3-砝码组件；301-下固定架；302-砝码压头；303-固定砝码；304-延长杆；305-浮动砝码；306-上固定架；307-压头胶套；308-凹孔；4-X轴；410-X轴轨道；420-X轴滑块；430-X轴气缸；5-Y轴； 510-Y轴轨道；520-Y轴滑块；530-Y轴气缸；6-Z轴；610-Z轴轨道；620-Z轴气缸；630-Z轴滑块；7-气缸安装架；8-砝码组件安装板；9-机器视觉模组； 901-CCDX轴；902-CCDY轴；903-CCD；10-运载模块；101-光电传感器；102- 阻挡气缸；103-推拉气缸；11-微调装置；12-微调轨道。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：如图1所示，本发明提供一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法，包括以下步骤：

S100、确定砝码的初始重量；本步骤中，确定最初始的砝码重量，可以根据芯片的型号进行确定，该初始重量应小于理想重量，由于理想重量未知，因此该初始重量应当确定的足够小，假设当前需要进行保压砝码重量确认的是A芯片，确定砝码的初始重量为200g。

S200、对芯片进行保压；使用200g的砝码对芯片进行保压，保压时间为 3-10s，优选为5s。需要知道的是，保压时间与保压质量也存在一定的线性关系，理想状态下，保压时间相对长时，保压效果最好。

S300、对芯片的保压质量进行检测；在本步骤中，使用测试装置对芯片的保压质量进行测量，该测试装置的工作原理是将芯片从治具上顶出，测量顶出力的大小，以顶出力的大小对保压质量进行判断，分析其是否为NG产品。

S400、反馈检测结果；测量装置在获取到顶出力之后，将顶出力数据传输到工控机，由工控机进行具体分析。

S500、根据反馈结果调整砝码重量；工控机获取到具体顶出力数据之后，分析NG率，控制砝码重量调整装置对砝码的重量进行调整，增大或者减小砝码的重量。

实施例二：如图二所示，更进一步地，S200具体包括以下步骤：

S210、将承载芯片的治具放入保压设备中；

S220、对治具上贴好的芯片进行机器视觉检查；在本步骤中，机器视觉检查通过CCD相机实现，以确保在进行保压前，没有存在漏贴芯片或者芯片贴歪等情况，降低NG率，同时也提升本方法的准确性。

S230、进行保压。

实施例三，如图3所示，更进一步地，S300具体包括以下步骤：S310：将承载芯片的治具移送至测试装置处；

S320、使用测试装置将芯片顶出；

S330、记录顶出力；

S340、依据顶出力判断NG率，并记录，假设良品的顶出力为50g，一块治具上所有芯片全部顶出后，有三块芯片的顶出力与50g差距较大，为30g、 38g和45g，则可以认为这三块芯片是在保压过程中的NG品，将三比上全部芯片的数量即可获得该砝码重量保压下的NG率。

实施例四，如图4所示，更进一步地，S500具体包括以下步骤：

S510、增加砝码重量，重复S200-S400；此步骤为第二次循环，在200g 的基础上进行砝码重量增加15g，再次进行S200-S400步骤，获取到第二组 NG率。

S520、将S400中获取的NG率与上一次检测的NG率进行对比，若第二次的NG率大于第一次的，则重复步骤S510，两组NG率的对比可以很明显的了解到，增加重量对保压效果的影响，若是第一次的NG率更高，则说明增加重量提升了保压效果，则继续增加砝码重量，并进行检测，直到保压效果下降。

实施例五，如图5所示，更进一步地，S520之后还包括：

S530、若第二次的NG率小于第一次，减小砝码重量，重复S200-S400，在本步骤中，同S520，随着砝码重量上升，NG率上升，说明此时的砝码重量超过了理想重量，需要减小砝码重量。

以上实施例中，每次重量由增加变为减小或者相反时，需要减小重量调整梯度，如第一次增加重量的梯度为15g，则下次减小重量的梯度改为14g，以此类推。

实施例六，如图6所示，更进一步地，S500还包括以下步骤：

S540、若两次检测的NG率相差在0.1％以内，结束砝码重量调整，经过上述调整，连续两次的NG率的差值会越来越小，当差值足够小时，即可以确定此时的砝码重量约等于理想重量。

以上六个实施例中，需要知道的是，由于保压到检测之间，还需要运载治具等步骤，存在一定的时间差，具体如图16所示，良率的表现会存在一定的滞后性，因此会存在调整初期重量超出很多而良率仍然在升高的情况。

如图7-图16所示，本发明还提供了一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置系统，包括：

保压设备，用于对芯片进行保压及保压前检测；

测试装置，用于检测芯片保压质量；

更进一步地，所述保压设备包括用于对芯片进行保压的砝码模组、用于检测芯片在治具上粘贴质量以及保压质量的机器视觉模组9、用于移载粘贴有芯片的治具的运载模组10；

所述机器视觉模组包括XY两轴运动平台，以及设置在所述XY两轴运动平台上的CCD相机903，所述XY两轴运动平台包括CCDX轴901以及CCDY轴 902，CCD相机903设置在所述CCDY轴902上。

运载模组包括两段式传送带，设置在传送带底部的光电传感器101和阻挡气缸102，运载模组还包括用于改变光电传感器101位置的推拉气缸103。

如图7-图14所示，其中，砝码模组包括底座1，底座1上设置有XYZ三轴运动平台，XYZ三轴运动平台上设置有砝码组件3，砝码组件3包括若干根长条状砝码、下固定架301以及上固定架306；砝码穿透下固定架301和上固定架306；砝码竖直设置，且砝码在下固定架301和上固定架306之间能够上下运动；砝码在下固定架301和上固定架306上的位置对应治具2上安装芯片的位置；砝码包括设置在其顶部的延长杆304，延长杆304上能够放置或移除浮动砝码305。

在本实施例中，砝码在上固定架306和下固定架301中能够上下活动，下固定架301对砝码起到承托作用，当需要进行保压的时候，经过XYZ三轴运动平台，砝码移动到芯片的正上方后，砝码组件3整体下落，单个砝码则落到每一个芯片上，由于砝码能够在上下固定架之间活动，因此可以理解为此时砝码利用自身的重量对芯片进行保压，使芯片与治具上的胶粘贴牢固，防止芯片在镀膜过程中出现不良品。

由于芯片在治具上横纵排列十分密集，砝码的体积限制其不能够一个砝码对应一个芯片的时候，能够通过XYZ三轴运动平台来实现芯片的错位保压，比如，受砝码的体积影响，相邻的两根砝码之间多分布了一块芯片，即2×2 矩阵的砝码对应着4×4矩阵的芯片，则通过XYZ三轴运动平台的驱动，能够使单个砝码错位保压2×2矩阵内的芯片，同理，根据砝码体积不同，还可以改为3×3矩阵或者更大尺寸的矩阵。

本发明由于采用了单个砝码取代平板保压的方式，能够保证每一个芯片收到的力的大小都是相同的，可调节的浮动砝码让本砝码模组能够适应各种型号芯片的保压工作，由于本砝码模组具备XYZ三轴运动平台，使得砝码矩阵能够进行水平和竖直方向的移动，实现一个砝码对多个芯片依次进行保压，满足治具上芯片的紧密排列的需求。

如图13-图14所示，XYZ三轴运动平台包括X轴4、Y轴5和Z轴6，Z 轴6设置在底座1上，X轴4设置在Z轴6上，Y轴5在X轴4上。

Z轴6包括设置在底座1上的Z轴轨道610，Z轴气缸620设置在Z轴轨道的顶部驱动Z轴滑块630上下运动，Z轴滑块630上设置有X轴轨道410和 X轴气缸430，与X轴轨道410配合的X轴滑块420设置在气缸安装架7上，气缸安装架7上还设置有Y轴轨道510和Y轴气缸530，与Y轴轨道510对应的Y轴滑块520设置在砝码组件安装板8上，砝码组件3设置在砝码组件安装板8上。

Z轴滑块630呈“口”形，Z轴轨道610位于Z轴滑块630的“口”形结构中间。

气缸安装架7呈“匚”形，且“匚”形的缺口方向朝向Z轴6，Y轴轨道 510设置在气缸安装架7的两端位置,Y轴气缸530设置在气缸安装架7的中间位置，且Y轴气缸530输出轴朝向砝码组件安装板8上。

在本方案中，呈“匚”形的气缸安装架7包括中间部和两端的弯折部，在弯折部的顶部和底部位置，设置了Y轴轨道，共计四个，对应的，砝码组件安装板8上有四个Y轴滑块520，Y轴滑块520设置在砝码组件安装板8上的四个角位置且垂直于砝码组件安装板8，使得砝码组件安装板8形成类似于桌子形状的结构。

砝码组件安装板8用于安装砝码组件3，其中下固定架301和上固定架 306均水平固定在砝码组件安装板8上，且在下固定架301和上固定架306的两侧还设置有挡板。

砝码还包括砝码压头302、固定砝码303以及压头胶套307，砝码压头302 固定在固定砝码303朝向治具2的一端，压头胶套307设置在砝码压头302 远离固定砝码303的一端。在本实施例中，将砝码设计成多段结构能够在面对不同型号的芯片时可以便于更换不同形状的砝码压头303或者不同重量的固定砝码303。

如图10-图11所示，压头胶套307上接触芯片的位置设置有一凹孔308，使得压头胶套307只会接触芯片顶部四周的位置。在本实施例中，以方形芯片进行举例说明，由于芯片粘贴在治具上的时候，只有其底部四周会与胶粘贴，因此利用压头胶套307的凹孔设计使得砝码只对芯片的四周施加压力，而不对芯片的中间位置产生压力，进一步保证脆弱的芯片不受到任何损伤。

砝码压头302安装压头胶套307的位置处设置有菌伞状卡头，按头胶套 307与安装在卡头上。由于压头胶套307属于橡胶制品，使用寿命有限，因此有必要设计成可替换的结构，在压头胶套307出现损伤时便于更换。

延长杆304的一端设置有外螺纹，对应的砝码上的安装处设置有螺纹孔，延长杆304与砝码可拆卸连接。在本实施例中，可拆卸的延长杆304意味着可以更换成不长度的，理论上可以无限制添加浮动砝码以增加砝码整体的重量。

砝码与上固定架306之间采用间隙配合，可以理解的是，砝码与上固定架306之间的缝隙越小越好，即砝码垂直程度越高越好，使之能够在上固定架306内能够上下活动，砝码底部设置有台阶，使得砝码能够被下固定架301 托起。当砝码与上固定架306之间的缝隙足够小时，砝码落在芯片上后能完全垂直于芯片，则芯片收到的压力为砝码的重量相等。在进行保压的时候，当砝码底部的压头胶套307已经接触芯片之后，此时砝码组件3继续向下移动，此时砝码逐渐脱离下固定架301，即下固定架301不再起到承托作用，此时砝码的重量全部压于芯片之上。

更进一步地，所述测试装置包括：

力传感器，配置于所述顶针盒内、与所述顶针连接。

可以理解的是，顶针盒是可以整体上下运动的结构，当其向上运动时，顶针的顶部接触芯片的底部，将其顶出，而力传感器能够检测到顶针顶出芯片时的压力，并将顶出力传输给工控机。

更进一步地，还包括砝码重量调整装置，所述砝码重量调整装置与所述工控机信号连接，砝码重量调整装置可以是机械手等任何能够搬运物品的设备，根据前述的砝码模组的结构，只需要将对应重量的浮动砝码进行更换即可，因此在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置方法，其特征在于：包括以下步骤：

S100、确定砝码的初始重量；

S200、对芯片进行保压；

S300、对芯片的保压质量进行检测；

S400、反馈检测结果；

S500、根据反馈结果调整砝码重量。

2.如权利要求1所述的砝码重量配置方法，其特征在于：S200具体包括以下步骤：

S210、将承载芯片的治具放入保压设备中；

S220、对治具上贴好的芯片进行机器视觉检查；

S230、进行保压。

3.如权利要求1所述的砝码重量配置方法，其特征在于：S300具体包括以下步骤：S310：将承载芯片的治具移送至测试装置处；

S320、使用测试装置将芯片顶出；

S330、记录顶出力；

S340、依据顶出力判断NG率，并记录。

4.如权利要求1所述的砝码重量配置方法，其特征在于：S500具体包括以下步骤：

S510、增加砝码重量，重复S200-S400；

5.如权利要求4所述的砝码重量配置方法，其特征在于：S520之后还包括：

6.如权利要求5所述的砝码重量配置方法，其特征在于：S500还包括以下步骤：

S540：若两次检测的NG率相差在0.1％以内，结束砝码重量调整。

7.一种用于芯片镀膜工艺的砝码重量配置系统，其特征在于：包括：

保压设备，用于对芯片进行保压及保压前检测；

测试装置，用于检测芯片保压质量；

8.如权利要求7所述的砝码重量配置系统，其特征在于：所述保压设备包括：

9.如权利要求7所述的砝码重量配置系统，其特征在于：所述测试装置包括：

力传感器，配置于所述顶针盒内、与所述顶针连接。

10.如权利要求7所述的砝码重量配置系统，其特征在于：还包括砝码重量调整装置，所述砝码重量调整装置与所述工控机信号连接。