CN112349598B - 一种对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，包括以下步骤：通过相机对植球台上的基板进行拍照，计算出基板外形尺寸相对基板标准尺寸的整体涨缩量；根据基板上植球孔的孔径计算出基板最大允许涨缩量，根据基板最大允许涨缩量将基板分为多个植球孔分布位置相同的区域，使每个区域的涨缩量均小于基板最大允许涨缩量；通过相机对区域依次进行位置定位；通过印刷头往定位后的区域上依次点胶；通过植球头往定位后的区域上依次植球。本发明能够对基板进行分区域植球，由于每个单独的区域因涨缩造成的涨缩量相比整个基板因涨缩造成的涨缩量更低，可以更精准的进行对位，因此通过对各个区域单独进行定位植球，可以提高植球工序的良品率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造设备领域，尤其涉及一种对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法。
背景技术
在半导体的芯片BGA封装工艺生产中，PBGA是最常用的BGA封装形式，采用塑料材料和塑料工艺制作。其采用的基板类型为PCB基板材料(BT树脂/玻璃层压板)，裸芯片经过粘接和WB技术连接到基板顶部及引脚框架后，采用注塑成型(环氧膜塑混合物)方法实现整体塑模。由于封装产品尺寸越大生产效率越高，生产成本越低，所以市场基板的尺寸日益增大，树脂涨缩问题逐渐凸显，直接影响产品植球工艺的良率。现有解决基板涨缩问题的方法主要有：1.通过制作对应基板涨缩的网板来植球，提高植球良率。2.通过基板的制作工艺降低基板的涨缩，提高植球良率。但是，上述的两种方法都只能起到优化的作用，并不能从根本上解决良率的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，能够提高大面积基板植球工艺的良品率。
本发明通过如下方式解决该技术问题：
第一步：通过相机对植球台上的基板进行拍照，计算出基板外形尺寸相对基板标准尺寸的整体涨缩量；
第二步：根据所述基板上植球孔的孔径计算出基板最大允许涨缩量，根据所述基板最大允许涨缩量将所述基板分为多个植球孔分布位置相同的区域，使每个所述区域的涨缩量均小于所述基板最大允许涨缩量；
第三步：通过相机对所述区域进行定位，通过印刷头往定位后的所述区域上点胶，通过植球头往点胶后的所述区域上植球；
第四步：重复第三步的步骤，对剩余的所述区域依次进行定位、点胶与植球。
本发明能够对基板进行分区域植球，由于每个单独的区域因涨缩造成的涨缩量相比整个基板因涨缩造成的涨缩量更低，可以更精准的进行对位，因此通过对各个区域单独进行定位植球，可以提高植球工序的良品率。解决大面积基板植球工艺良品率低的缺陷。
作为本发明的一种优选实施方式，所述基板最大允许涨缩量为所述植球孔孔径的1/3。
作为本发明的一种优选实施方式，在所述基板上分出2-3个所述区域。
作为本发明的一种优选实施方式，所述植球台的上方设有纵向导轨，所述对位机构包括设于所述纵向导轨上的相机，所述植球台包括横向导轨、设于所述横向导轨上用于放置所述基板的放置架以及能够用于驱动所述放置架旋转的旋转驱动装置，在进行对位时，所述相机沿所述纵向导轨滑动至所述放置架的正上方对所述基板上的区域进行定位，随后通过所述横向导轨、纵向导轨、旋转驱动装置的协同作用对所述区域的横向位置、纵向位置和角度进行调整补偿。
作为本发明的一种优选实施方式，所述印刷头设于所述纵向导轨上，所述纵向导轨一端的下方位置处设有与所述印刷头适配的供胶槽，所述印刷头包括印刷治具，所述印刷治具的底部具有与所述区域上植球孔分布位置对应的胶针，点胶时，先使所述印刷治具的胶针伸入所述供胶槽内蘸胶，再通过所述胶针对所述基板上的区域进行点胶。
作为本发明的一种优选实施方式，所述植球头设于所述纵向导轨上，所述纵向导轨一端的下方位置处设有铺球机构，所述植球头包括植球治具，所述植球治具的底部具有和所述区域上植球孔分布位置对应的第一真空吸孔，所述铺球机构包括铺球平台、设于所述铺球平台上的锡球盒和用于驱动所述锡球盒沿所述铺球平台滑动的皮带驱动机构，所述锡球盒的底面为敞口，所述铺球平台上设有和所述基板植球孔分布位置对应的第二真空吸孔，植球时，所述锡球盒滑过所述铺球平台，使锡球盒中的锡球被落入所述第二真空吸孔中，再使所述植球治具与所述铺球平台对接，将所述锡球转移到所述植球治具的第一真空吸孔中，随后将所述植球治具与所述基板上的区域对接植球。
作为本发明的一种优选实施方式，所述放置架中设有用于吸附所述基板的真空吸板，在所述纵向导轨上设有压平装置，所述压平装置包括能够压住所述基板的压板，在进行对位操作前，通过所述压板压住所述基板，再通过所述真空吸板吸住所述基板，随后驱动所述压板复位。实现基板的固定吸附，以此提高对位精度。
综合以上，本发明能够有效提高大面积基板植球的良品率，相比现有技术具有显著的进步。
附图说明
下面结合附图来对本发明进行进一步的说明：
图1为本发明的立体视图；
图2为植球台的立体图；
图3为植球台的立体图；
图4为位移机构的整体视图；
图5为植球头与铺球机构的配合视图；
图6为铺球机构的立体图；
图7为印刷治具与胶针的配合视图；
图8为对位机构的立体视图；
图9为植球工序的流程示意图；
其中：100-底板，200-植球台，210-横向导轨，220-滑台板，221-丝杆导轨，222-螺母块，223-连接块，224-轴承，230-旋转座，240-放置架，241-活动侧板，242-固定侧板，243-卡槽，250-顶升气缸，260-真空吸板，300-对位机构，310-直线导轨，320-滑动块，330-相机，340-压平装置，341-滑台气缸，342-压板，400-植球头，410-第一竖向导轨，420-第一滑块，430-植球治具，440-第一真空吸孔，500-铺球机构，510-铺球平台，511-横向滑轨，512-第二真空吸孔，520-锡球盒，530-滑动支架，540-皮带驱动机构，541-夹紧片，600-印刷头，610-第二竖向导轨，620-第二滑块，630-印刷治具，631-胶针，700-供胶槽，800-位移机构，810-纵向导轨，820-第一活动梁，830-第二活动梁，900-基板，910-区域。
具体实施方式
以下通过具体实施例来对本发明进行进一步阐述：
如图1所示，一种对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球装置，包括底板100、植球台200、对位机构300、植球头400、铺球机构500、印刷头600、供胶槽700和位移机构800。
如图1和图2，植球台200置于底板100上，包括横向导轨210、设于该横向导轨210上的滑台板220、设于滑台板220上的旋转座230和连接旋转座230的放置架240。放置架240包括一个活动侧板241和一个固定侧板242，在活动侧板241和固定侧板242的靠近顶部的内侧表面上设有供基板900卡入的卡槽243，还包括设于活动侧板241和固定侧板242间的顶升气缸250和连接顶升气缸250的真空吸板260。
如图2和图3所示，滑台板220上还设有旋转驱动装置，该旋转驱动装置包括丝杆导轨221，丝杆导轨221包括丝杠以及与丝杠啮合的螺母块222，该螺母块222和位于放置架240上的连接块223通过轴承224相连，由此能够通过螺母块222带动放置架240进行旋转。
如图4所示，该位移机构800包括通过支架连接于底板100上的两个平行布置的纵向导轨810，两个纵向导轨810分置于植球台200的上方两侧，两个纵向导轨810上横跨设有第一活动梁820与第二活动梁830，植球头400设于该第一活动梁820上，印刷头600和对位机构300设于第二活动梁830上。第一活动梁820、第二活动梁830能够在纵向导轨810的驱动下进行沿纵向导轨810进行平移。
如图5和图6所示，植球头400包括设于第一活动梁820上的第一竖向导轨410、设于第一竖向导轨410上的第一滑块420，设于第一滑块420上的植球治具430，植球治具430的底面上分布有第一真空吸孔440，第一真空吸孔440的位置与基板900上的植球孔分布位置对应。该植球治具430能够在第一竖向导轨410的驱动下进行升降。
铺球机构500设于该纵向导轨810靠近第一活动梁820一端的下方位置处，其包括铺球平台510、锡球盒520和皮带驱动机构540。铺球平台510的底面两侧设有横向滑轨511，顶面上设有和基板900上植球孔分布位置相对应的第二真空吸孔512，锡球盒520设于铺球平台510上，其底面为敞口，其两端设有延伸至铺球平台510底部并与横向滑轨511相配合的滑动支架530。皮带驱动机构540设于铺球平台510的底部，锡球盒520的滑动支架530上设有与皮带驱动机构540上的皮带相连的夹紧片541。通过皮带来动锡球盒520在铺球平台510上滑动。当锡球盒520滑过铺球平台510时，锡球盒520内的锡球从底部敞口处落入铺球平台510上的第二真空吸孔512，由此实现锡球的铺球。
植球头400能够在第一活动梁820的带动下对齐该铺球平台510，将铺球平台510上的锡球转移至植球头400的第一真空吸孔440上。以供植球头400在后续工序中往基板900上植球。
如图7所示，印刷头600包括设于第二活动梁830上的第二竖向导轨610、设于第二竖向导轨610上第二滑块620，连接第二滑块620的印刷治具630，印刷治具630的底面上设有胶针631，该胶针631与基板900上的植球孔分布位置相对应。印刷治具630能够在纵向导轨810的驱动下进行升降。
供胶槽700设于纵向导轨810靠近第二活动梁830一端的下方位置处。运行时，该印刷治具630在第二活动梁830的带动下运行至供胶槽700的正上方，随后印刷治具630降下，胶针631插入供胶槽700中蘸胶，以供印刷治具630在后续工序中往基板900上点胶。
如图8所示，对位机构300包括设于第二活动梁830上的直线导轨310、设于直线导轨310上的滑动块320，与滑动块320相连的相机330，相机330能够在第二活动梁830和直线导轨310的带动下进行位移，对植球台200上的基板900进行对位。
为避免基板900翘起，优选还包括压平装置340，压平装置340由设于第二活动梁830上的竖向滑台气缸341以及连接滑台的压板342构成。通过压板342将基板900压平，使其能够更好的被真空吸板260吸附，压板342的两端具有用于避开相机330的让位缺口。
以上就是本发明的整体结构，结合图4至图9，其运行方法如下：
将基板900置于植球台200上；
第二活动梁830带动压平装置340移动到植球台200的正上方，压板342下压，将基板900压平，接着植球台200上的真空吸板260抽真空，将基板900吸住，随后压板342升起复位；
第二活动梁830带动相机330移动至基板900的正上方对基板900拍照，将得到的照片与预设的图像模板进行对照，得到基板900的外形尺寸相对基板900标准尺寸的整体涨缩量；
根据所述基板900上植球孔的孔径计算出基板最大允许涨缩量(植球孔孔径的1/3)，根据所述基板最大允许涨缩量将基板900分为多个植球孔分布位置相同的区域910，使每个所述区域910的涨缩量均小于所述基板最大允许涨缩量，更换和区域910植球孔位置分布相对应的植球治具430和印刷治具630；
通过相机330对其中一个区域910进行定位，定位的过程如下:将相机330摄得的区域910照片和预设的图像模板进行对照，通过横向导轨210、纵向导轨810和丝杆导轨221对基板900的横向位置、纵向位置以及角度进行调整补偿，使照片与图像模板相互重合，实现位置定位；
第二活动梁830带动印刷头600移动至供胶槽700的正上方，印刷治具630下降，胶针631伸入供胶槽700内蘸胶，随后印刷治具630升起，第二活动梁830带动印刷头600移动至基板900的正上方，对基板900的对位后的区域910进行点胶，点胶结束后，第二活动梁830带动印刷头600复位；
第一活动梁820带动植球头400移动至铺球平台510的正上方，锡球盒520往铺球平台510上铺锡球，植球头400降下，将铺球平台510上的锡球转移到植球治具430上，随后植球治具430升起，第一活动梁820带动植球治具430移动到基板900的正上方，对基板900点胶后的区域910进行植球。植球结束后，第一活动梁820带动植球头400复位；
基板900的一个区域910植球结束后，重复上述步骤，对基板900的其余区域进行植球。
本发明能够对基板900进行分区域植球，由于每个单独的区域因涨缩造成的涨缩量相比整个基板因涨缩造成的涨缩量更低，可以更精准的进行对位和植球，因此通过对各个区域单独进行定位植球，可以提高植球工序的良品率。解决大面积基板植球工艺良品率低的缺陷。
但是，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (7)
1.一种对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：通过相机(330)对植球台(200)上的基板(900)进行拍照，将得到的照片与图像模板进行对照，确定基板(900)外形尺寸相对基板(900)标准尺寸的整体涨缩量；
第二步：根据所述基板(900)上植球孔的孔径计算出基板最大允许涨缩量，根据所述基板最大允许涨缩量将所述基板(900)分为多个植球孔分布位置相同的区域(910)，使每个所述区域(910)的涨缩量均小于所述基板最大允许涨缩量；
第三步：通过相机(330)对所述区域(910)进行定位，通过印刷头(600)往定位后的所述区域(910)上点胶，通过植球头(400)往点胶后的所述区域(910)上植球；
第四步：重复第三步的步骤，对剩余的所述区域(910)依次进行定位、点胶与植球。
2.按照权利要求1所述的对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，其特征在于：所述基板最大允许涨缩量为所述植球孔孔径的1/3。
3.按照权利要求2所述的对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，其特征在于：在所述基板(900)上分出2-3个所述区域(910)。
4.按照权利要求1所述的对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，其特征在于：所述植球台(200)上方设有纵向导轨(810)，所述相机(330)设于所述纵向导轨(810)上，所述植球台(200)包括横向导轨(210)、设于所述横向导轨(210)上的用于放置所述基板(900)的放置架(240)以及能够用于驱动所述放置架(240)旋转的旋转驱动装置，在进行对位时，所述相机(330)沿所述纵向导轨(810)滑动至所述区域(910)上方进行照相，将摄得的照片和预设的图像模板进行对照，随后通过所述横向导轨(210)、纵向导轨(810)、旋转驱动装置的协同作用对所述区域(910)的横向位置、纵向位置和角度进行调整补偿使所述照片与所述图像模板重合，实现位置定位。
5.按照权利要求4所述的对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，其特征在于：所述印刷头(600)设于所述纵向导轨(810)上，所述纵向导轨(810)一端的下方位置处设有与所述印刷头(600)适配的供胶槽(700)，所述印刷头(600)包括印刷治具(630)，所述印刷治具(630)的底部具有与所述区域(910)上植球孔分布位置对应的胶针(631)，点胶时，使所述印刷治具(630)的胶针(631)伸入所述供胶槽(700)内蘸胶，再通过所述胶针(631)对所述基板(900)上的区域(910)进行点胶。
6.按照权利要求5所述的对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，其特征在于：所述植球头(400)设于所述纵向导轨(810)上，所述纵向导轨(810)另一端的下方位置处设有与所植球头(400)配合的铺球机构(500)，所述植球头(400)包括植球治具(430)，所述植球治具(430)的底部具有和所述区域(910)上植球孔分布位置对应的第一真空吸孔(440)，所述铺球机构(500)包括铺球平台(510)、设于所述铺球平台(510)上的锡球盒(520)和用于驱动所述锡球盒(520)沿所述铺球平台(510)滑动的皮带驱动机构(540)，所述锡球盒(520)的底面为敞口，所述铺球平台(510)上设有和所述基板(900)植球孔分布位置对应的第二真空吸孔(512)，植球时，所述锡球盒(520)滑过所述铺球平台(510)，使锡球盒(520)中的锡球落入所述第二真空吸孔(512)，再使所述植球治具(430)与所述铺球平台(510)对接，将所述锡球转移至所述植球治具(430)的第一真空吸孔(440)中，随后使所述植球治具(430)与所述基板(900)对接，往所述基板(900)的区域(910)上植球。
7.按照权利要求4所述的对应基板涨缩的自动位置补偿分布植球方法，其特征在于：所述放置架(240)中设有用于吸附所述基板(900)的真空吸板(260)，所述纵向导轨(810)上设有压平装置(340)，所述压平装置(340)包括能够压住所述基板(900)的压板(342)，在进行对位操作前，通过所述压板(342)压住所述基板(900)，再通过所述真空吸板(260)吸住所述基板(900)，最后驱动所述压板(342)复位，实现对所述基板(900)的固定吸附。
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