CN112164662A - 一种bga植球机取球缺球检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于植球技术领域。本发明公开一种BGA植球取球缺球检测装置及检测方法，其中该植球取球缺球检测装置用于取锡球的取球机构，还包括在取球时检测取球机构是否缺球的缺球检测机构，该缺球检测机构包括设于取球机构取球面一侧的光源机构和通过取球结构采集光源机构出光的光信号采集器，以及协调光源机构和光信号采集器协调工作的缺球检测控制器。使用时，通过光源从取球机构下方照射，当取球机构上的存在缺球时，该光源就能通过锡球槽底部的通孔照射到光信号采集器上，从而使得光信号采集器输出相应信号给控制电路。由于该结构简单，对设备要求低，检测准确性高，既能减少误检的概率，检测时间短，可以提高检测效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体生产设备技术领域，特别涉及一种BGA植球取球缺球检测装置及检测方法。
背景技术
在半导体制造领域，通常采用BGA(Bump Grid Array，凹凸网格阵列) 焊接对于芯片进行封装，其中焊球放置到BGA(Bump Grid Array，凹凸网格阵列)过程也称为植球，其装置也称为植球机，由于BGA焊接时，焊点位置隐蔽，且焊点分布密集，数量多等特点，使用的植球机经常发生取球不全，从而导致封闭后出现不良等现象。为了解决这种植球时取球不全存在缺陷，通常植球时设置检测装置，在植球前进行缺球检测，通常采用视觉检测，如先采集相应位置图像，再对图像进行处理，确定是否存在异常，并根据异常结果判决是否缺球，判断报警去检测缺球。
虽然，上述方式可以解决缺球现象，但由于需要对图像进行处理，比对等过程，一方面需要有较强数据处理能的配套处理系统，增加设备成本；另一方面会增加植球时间，影响植球的效率。
同时，由于焊球较小，且分布较密，有无焊球时图像差别细微，因而进行图像处理过程中也存在误判问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种BGA植球取球缺球检测装置及检测方法，其中该BGA植球取球缺球检测装置可以降低缺球检测成本，减少误检概率，提高检测效率。
为了解决上述问题，本发明提供一种BGA植球取球缺球检测装置，该BGA 植球取球缺球检测装置包括用于取锡球的取球机构和在取球时检测取球机构是否缺球的缺球检测机构，该缺球检测机构包括设于取球机构取球面一侧的光源机构和通过取球结构采集光源机构出光的光信号采集器，以及协调光源机构和光信号采集器协调工作的缺球检测控制器。进一步地说，所述光源机构包括正向线性光源和设置在光源出光方向的光源罩，该光源罩上设有条形出光孔。
进一步地说，所述正向线性光源由多LED光珠组成。
进一步地说，所述光信号采集器包括太阳能面板和太阳能转换电路。
进一步地说，所述取球机构包括盖板、支架和与支架固定分布有锡球槽的取球板，该取球板上设有取球槽和与取球槽连通和通孔，所述光信号采集器位于盖板和支架之间，在取球板、支架和盖板之间设有与真空机构连接的空腔。
进一步地说，所述通孔与出光方向法线平行。
进一步地说，所述植球取球缺球检测装置还包括使光源机构与取球机构之间产生位移使光源机构输出的光能依次扫过的所有锡球槽的水平驱动机构。
进一步地说，所述植球取球缺球检测装置还包括使取球机构从取球位置输送到下一工位的往复升降机构。
进一步地说，所述光源机构还包括与缺球检测控制器信号连接检测取球机构位置的位置传感器。
本发明还提供一种BGA植球取球缺球检测方法，该BGA植球取球缺球检测方法包括：采用光源对已取球的取球机构取球侧照射，通过在取球机构上设置的可对光产生电信号输出的光信号采集器采集是否存在有通过取球机构上的取球孔是否存在漏光，当感应到一个漏光点时，该光信号采集器输出电信号，确定取球机构存在缺球，当取球板上的取球机构无漏光时，光信号采集器无信号输出，该取球机构不存在缺球。
本发明BGA植球取球缺球检测装置及检测方法，其中该BGA植球取球缺球检测装置用于取锡球的取球机构，还包括在取球时检测取球机构是否缺球的缺球检测机构，该缺球检测机构包括设于取球机构取球面一侧的光源机构和通过取球结构采集光源机构出光的光信号采集器，以及协调光源机构和光信号采集器协调工作的缺球检测控制器。使用时，通过光源从取球机构下方依次水平移动照射，当取球机构上的存在缺球时，该光源就能通过锡球槽底部的通孔照射到光信号采集器上，从而使得光信号采集器输出相应信号给控制电路，如控制器，从而输出存在缺球结果，并执行相应的执行控制，如重新取球等。由于该结构简单，对设备要求，检测准确性高，既能减少误检的概率，检测时间短，可以提高检测效率。根据取球机构可以根据需要选择适配不同的植球的直径大小。所述正向光源采用多个LED光珠组成，保证每个通孔光强基本相同，从而保证光信号采集器通过每个通孔采集的光信号相同，避免出现误检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，描述中的附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明BGA植球取球缺球检测装置实施例结构示意图。
图2是本发明检测装置实施例结构分解示意图。
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
下面结合具体实施例及附图对本发明的权利要求做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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没有作出创造性劳动前提出所获得的所有其他实施例，也都属于本发明保护的范围。
下面结合具体实施例及附图对本发明的权利要求做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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没有作出创造性劳动前提出所获得的所有其他实施例，也都属于本发明保护的范围。
需要理解的是，在本发明实施例中描述，所有方向性指示的术语，如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系基于附图所示的方位、位置关系或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本发明，而不是明示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造，不应理解为对本发明的限制。仅用于解释在附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，当该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也可能随之改变。
此外，本发明中序数词，如“第一”、“第二”等描述仅用于区分目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或隐含指示所指示的技术特征的数量。由此限定“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含和至少一个该技术特征。在本发明描述中，“多个”的含义是至少两个，即两个或两个以上，除非另有明确体的限定外；“至少一个”的含义是一个或一个以及上。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，既可以是部件之间的位置关系相对固定，也可以是部件之间存在物理上固定连接，既可以是可拆卸连接，或成一体结构；既可以是机械连接，也可以是电信号连接；既可以是直接相连，也可以通过中间媒介或部件间接相连；既可以是两个元件内部的连通，也可以是两个元件的相互作用关系，除非说明书另有明确的限定，可作其他理解时不能实现相应的功能或效果外，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明可能涉及的控制器、控制电路是本领域技术人员常规的控制技术或单元，如控制器的控制电路可以由本领域普通的技术人员采用现有，如简单编程即可实现。电源也采用所述属本领域现有技术，并且本发明主要发明技术点在于对机械装置改进，所以本发明不再详细说明具体的电路控制关系和电路连接。
如图1所示，本发明提供一种BGA植球取球缺球检测装置实施例。
该植球取球缺球检测装置包括用于取锡球的取球机构1和在取球时检测取球机构1是否缺球的缺球检测机构，该缺球检测机构包括设于取球机构1 取球面一侧的光源机构2和通过取球结构采集光源机构出光的光信号采集器 (附图未标示)，以及协调光源机构2和光信号采集器协调工作的缺球检测控制器(附图未标示)。
具体地说，所述取球机构1不是本发明需要改进和要点，其可以采用现有技术来实现。所述缺球检测控制器采用现有技术来实现。所述光源机构2 包括设置在光源支架21上的正向线性光源和设置在光源出光方向的光源罩 20，该光源罩22上设有条形出光孔221。该正向线性光源包括电路板和直线分布于电路板上的多个LED光珠组成。所述条形出光孔221可以保证在每个出光位置的光强度基本相同，这样通过相同大小的直径的通孔时的有较强的光强，输出信号强度。
所述光信号采集器包括太阳能面板11和与太阳能面板11电连接的太阳能转换电路(附图未标示)。当有光时太阳能面板11通过太阳能转换电路输出电信号给缺球检测控制器，再根据预设执行下一步动作。
所述取球机构1包括盖板10、支架12和和与支架12固定分布有锡球槽 131的取球板13，该取球板13上设有取球槽(附图未标示)和与取球槽连通和通孔(附图未标示)。所述光信号采集器，即太阳能面板11位于盖板10 和支架12之间，在取球板13、支架12和盖板10之间形成与真空机构连接的空腔121。也就是说，所述空腔121是由支架12、取球板13和太阳能面板11形成的相对闭合空间。所述正向线性光源是指光源出光方向法线与取球机构1取球面，即取球板垂直。通常在安装时，该取球板13与水平面平行、光源出光方向与水平面垂直。所述通孔设置为与取球板13垂直状态。
使用时，由于该空腔121在真空泵作用下产生负压，当取球板13上的通孔与锡球接触时就会产生吸附作用实现取锡球。当取球机构1位于光源机构2时，该光源机构2控制光源工作，并通过光源罩22上的条形出光孔221 出光对取球板13上的通孔进行照射，当锡球槽没有锡球时，光就会通过其到达太阳能面板11，从而使其输出相应的电信号，缺球检测控制器根据太阳能面板11是否输出电信号作为是否漏锡球的依据，此时缺球检测控制器判断有漏锡球。当每个锡球槽有锡球时，光无法通过其到达太阳能面板11，也就无法输出相应的电信号，此时缺球检测控制器判断无漏锡球。
由于该结构简单，对设备要求，检测准确性高，既能减少误检的概率，检测时间短，可以提高检测效率。根据取球机构可以根据需要选择适配不同的植球的直径大小。所述正向光源采用多个LED光珠组成，保证每个通孔光强基本相同，从而保证光信号采集器通过每个通孔采集的光信号相同，避免出现误检测。
根据需要，当一次取球较多时，如取球板13上分布面积较大锡球槽时，如锡球槽阵列分布时，提高检测准确性。所述植球取球缺球检测装置还包括使光源机构2与取球机构1之间产生位移使光源机构输出的光能依次扫过的所有锡球槽的水平驱动机构(附图未标示)，该水平驱动机构可以采用现有技术来实现，如电机驱动光源机构2水平移动，或电机驱动取球机构1水平移动。
根据需要，所述植球取球缺球检测装置还包括使取球机构1从取球位置输送到下一工位的往复升降机构。该光源机构2还包括与缺球检测控制器信号连接检测取球机构位置的位置传感器，在本实施例中，所述位置传感器包括光传感器。当位置传感器检测到取球机构1时，缺球检测控制器控制光源工作。
本发明还提供一种植球取球缺球检测方法实施例。
该植球取球缺球检测方法包括：采用光源对已取球的取球机构取球侧照射，通过在取球机构上设置的可对光产生电信号输出的光信号采集器采集是否存在有通过取球机构上的取球孔是否存在漏光，当感应到一个漏光点时，该光信号采集器输出电信号，确定取球机构存在缺球，当取球板上的取球机构无漏光时，光信号采集器无信号输出，该取球机构不存在缺球。
具体地说，所述取球机构和光信号采集器采集采用上述施例结构，具体的结构不再赘述。
使用时，由于该空腔121在真空泵作用下产生负压，当取球板13上的通孔与锡球接触时就会产生吸附作用实现取锡球。当取球机构1位于光源机构2时，该光源机构2控制光源工作，并通过光源罩22上的条形出光孔221 出光对取球板13上的通孔进行照射，当锡球槽没有锡球时，光就会通过其到达太阳能面板11，从而使其输出相应的电信号，缺球检测控制器根据太阳能面板11是否输出电信号作为是否漏锡球的依据，此时缺球检测控制器判断有漏锡球。当每个锡球槽有锡球时，光无法通过其到达太阳能面板11，也就无法输出相应的电信号，此时缺球检测控制器判断无漏锡球。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种BGA植球取球缺球检测装置，包括用于取锡球的取球机构，其特征在于：还包括在取球时检测取球机构是否缺球的缺球检测机构，该缺球检测机构包括设于取球机构取球面一侧的光源机构和通过取球结构采集光源机构出光的光信号采集器，以及协调光源机构和光信号采集器协调工作的缺球检测控制器。
2.根据权利要求1所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述光源机构包括正向线性光源和设置在光源出光方向的光源罩，该光源罩上设有条形出光孔。
3.根据权利要求2所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述正向线性光源由多LED光珠组成。
4.根据权利要求1所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述光信号采集器包括太阳能面板和太阳能转换电路。
5.根据权利要求4所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述取球机构包括盖板、支架和与支架固定分布有锡球槽的取球板，该取球板上设有取球槽和与取球槽连通和通孔，所述光信号采集器位于盖板和支架之间，在取球板、支架和盖板之间设有与真空机构连接的空腔。
6.根据权利要求5所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述通孔与出光方向法线平行。
7.根据权利要求1所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述植球取球缺球检测装置还包括使光源机构与取球机构之间产生位移使光源机构输出的光能依次扫过的所有锡球槽的水平驱动机构。
8.根据权利要求1所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述植球取球缺球检测装置还包括使取球机构从取球位置输送到下一工位的往复升降机构。
9.根据权利要求8所述的BGA植球取球缺球检测装置，其特征在于：所述光源机构还包括与光源机构中的缺球检测控制器信号连接检测取球机构位置的位置传感器。
10.一种BGA植球取球缺球检测方法，包括：
采用光源对已取球的取球机构取球侧照射，通过在取球机构上设置的可对光产生电信号输出的光信号采集器采集是否存在有通过取球机构上的取球孔是否存在漏光，当感应到一个漏光点时，该光信号采集器输出电信号，确定取球机构存在缺球，当取球板上的取球机构无漏光时，光信号采集器无信号输出，该取球机构不存在缺球。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115763309A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-03-07 | 上海世禹精密机械有限公司 | 植球治具吸球缺球检测装置及使用方法 |
| CN116682774A (zh) * | 2023-07-27 | 2023-09-01 | 深圳市立可自动化设备有限公司 | 一种bga植球上下球板的光学自动对位校正系统 |
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