植球装置及方法与流程

本发明涉及芯片制作领域，尤其涉及植球装置及方法。

背景技术：

在三维多芯片组件中，基板与基板之间的堆叠一般采用焊球进行连接。

目前，对于基板的植球，通常根据需求采用专用的植球装置或者设备进行植球，针对不同的产品需要制作专用装置进行植球，导致成本过高，无法满足企业的多种基板的植球需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种植球装置及一种植球方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种植球装置，由贴片机组成，所述贴片机包括：贴片处、蘸胶盘、刮板、吸嘴和主控模块，所述蘸胶盘上方设置有图像传感器，所述蘸胶盘内设置有按预设规则排布的多个凹孔，其中：

所述贴片处用于放置待植球的基板，所述凹孔用于放置焊球，所述刮板用于当所述蘸胶盘旋转时，将所述焊球刮入全部所述凹孔内，所述图像传感器用于获取全部所述凹孔的位置图像，所述主控模块用于当所述蘸胶盘停止旋转时，根据全部所述凹孔的位置图像控制所述吸嘴将全部所述凹孔内的焊球吸出，放置在所述基板的预设植球位置处。

本发明的有益效果是：本发明提供的植球装置，通过改造自动芯片贴片机的蘸胶盘，使其实现植球的功能，无需额外购置专用设备进行植球，无需制作专用植球治具，使得三维多芯片组件的生产更为方便和快捷，缩短了研发和生产周期，同时避免了人工放置焊球的繁琐工作，提高了生产效率。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：

一种植球方法，由贴片机执行，所述贴片机包括：贴片处、蘸胶盘、刮板、吸嘴和主控模块，所述植球方法包括：

将基板放入所述贴片处；

将多个焊球放入所述蘸胶盘中，所述蘸胶盘内设置有按预设规则排布的多个凹孔，所述凹孔用于放置所述焊球；

启动所述贴片机，使所述蘸胶盘旋转，通过所述刮板将所述焊球刮入全部所述凹孔内；

待所述蘸胶盘停止旋转后，获取全部所述凹孔的位置图像，主控模块根据全部所述凹孔的位置图像控制所述吸嘴将全部所述凹孔内的焊球吸出，放置在所述基板的预设植球位置处，完成植球。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

附图说明

图1为本发明植球装置的实施例提供的电路部分结构框架示意图；

图2为本发明植球装置的实施例提供的蘸胶盘的结构示意图；

图3为本发明植球装置的实施例提供的蘸胶盘及刮板的俯视图；

图4为本发明植球装置的实施例提供的蘸胶盘及刮板的侧视图；

图5为本发明植球方法的实施例提供的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本申请的植球装置由贴片机组成，如图1所示，为本发明植球装置的实施例提供的电路部分结构框架示意图，可以采用型号为datacon2200的贴片机，贴片机包括：蘸胶盘1、刮板2、吸嘴3、电机、传动带、刮板高度调节器、贴片处和主控模块4，蘸胶盘1上方设置有图像传感器5，蘸胶盘1内设置有按预设规则排布的多个凹孔11，电机与蘸胶盘1之间通过传动带传动连接，电机通过传动带可以带动电机旋转。

贴片机启动后，电机通过传动带带动蘸胶盘1旋转，刮板2则固定不动，贴片处用于放置待植球的基板，凹孔11用于放置焊球，刮板2用于当蘸胶盘1旋转时，将焊球刮入全部凹孔11内，刮板高度调节器可以调节刮板2的高度，图像传感器5用于获取全部凹孔11的位置图像，主控模块4用于当蘸胶盘1停止旋转时，根据全部凹孔11的位置图像控制吸嘴3将全部凹孔11内的焊球吸出，放置在基板的预设植球位置处。

需要说明的是，可以在蘸胶盘1上设置凹孔11，也可以将蘸胶盘1替换成焊球供料盘。

需要说明的是，凹孔11的形状可以根据实际需求设置，例如，可以将凹孔11的形状设置为正方形，那么凹孔11的边长应略大于焊球的直径，例如，凹孔11的边长可以为1.1hb～1.5hb，其中，hb为焊球的直径。

又例如，还可以将凹孔11的形状设置为圆形，那么凹孔11的直径应略大于焊球的直径。凹孔11还可以设置为三角形、菱形等形状。但是应满足形状的最短内径长略大于焊球的直径，以使焊球能够在刮板2的推动下落入凹孔11内。

需要说明的是，凹孔11的排布规则可以根据实际需求设置。如图2所示，给出一个示例性的蘸胶盘1的结构示意图，为了便于吸嘴3吸取凹孔11内的焊球，可以将凹孔11排列成矩形方阵，以便于吸嘴3吸取焊球。

如图3所示，给出了一种示例性的蘸胶盘1和刮板2的位置关系示意图，其中，刮板2位于蘸胶盘1的上方，与蘸胶盘1的盘面之间存在一定间隙，蘸胶盘1在传动带的带动下，沿逆时针旋转，刮板2固定不动，焊球随蘸胶盘1转动，在刮板2的阻挡下，落入凹孔11内。

应理解，刮板2到凹孔11底面的高度应略大于焊球的直径，如图4所示，给出了一种示例性的刮板2和蘸胶盘1的侧视图，位于凹孔11内的焊球能够通过刮板2，随着蘸胶盘1转动，位于凹孔11为的焊球则被刮板2阻挡。通过多次旋转，可将焊球完全置入蘸胶盘1的格子中，并确保一凹孔11内只有一个焊球，拾取区域凹孔11上方无焊球。

应理解，贴片机具有写入编程的功能，可以通过预先编写相应的植球程序，获取图像传感器5的图像，识别出凹孔11的位置，然后控制吸嘴3吸取凹孔11内的焊球。

应理解，图像传感器5对蘸胶盘内的凹孔11的图像识别可以通过现有的图像识别技术实现，如滤波处理、二值化处理、分割处理等。

本实施例提供的植球装置，通过改造自动芯片贴片机的蘸胶盘1，使其实现植球的功能，无需额外购置专用设备进行植球，无需制作专用植球治具，使得三维多芯片组件的生产更为方便和快捷，缩短了研发和生产周期，同时避免了人工放置焊球的繁琐工作，提高了生产效率。

可选地，在一些实施例中，每个凹孔11的深度hh为：

0.5hb≤hh≤hb

其中，hb为焊球的直径。

通过将凹孔11的深度设置为上述范围，能够保证焊球不会随着蘸胶盘1的移动被甩出凹孔11，同时，还能够便于吸嘴3吸取焊球。

可选地，在一些实施例中，贴片机的刮板2高度hs为：

1.1hb≤hs≤1.9hb

其中，hb为焊球的直径。

应理解，刮板2的高度hs指的是刮板2的底部到凹孔11底部的距离。

通过将刮板2的高度设置为上述范围，能够使处于凹孔11内的焊球通过刮板2，不会被阻挡，同时，还会使处于凹孔11外的焊球被阻挡。

可选地，在一些实施例中，贴片机的吸嘴3内径d为：

0.7hb≤d≤0.95hb

其中，hb为焊球的直径。

通过将吸嘴3的内径设置为上述范围，能够充分的吸住焊球，不易滑落。

可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部实施方式。

如图5所示，为本发明植球方法的实施例提供的流程示意图，该植球方法由贴片机执行，贴片机包括：贴片处、蘸胶盘、刮板、吸嘴和主控模块，植球方法包括：

s1，将基板放入贴片处；

s2，将多个焊球放入蘸胶盘中，蘸胶盘内设置有按预设规则排布的多个凹孔，凹孔用于放置焊球；

s3，启动贴片机，使蘸胶盘旋转，通过刮板将焊球刮入全部凹孔内；

s4，待蘸胶盘停止旋转后，获取全部凹孔的位置图像；

s5，主控模块根据全部凹孔的位置图像控制吸嘴将全部凹孔内的焊球吸出，放置在基板的预设植球位置处，完成植球。

应理解，可以通过启动贴片机内的电机，电机与蘸胶盘之间通过传动带传动连接，电机通过传动带可以带动电机旋转。

可选地，在一些实施例中，还包括：

植球完成后，对基板进行自动光学检测；

检测通过后，将基板放置到回流焊炉中进行回流，使焊球焊接在基板上。

可选地，在一些实施例中，将基板放入贴片处之前，还包括：

在基板的预设植球位置处点助焊剂或焊膏，能够便于焊球固定。

可选地，在一些实施例中，启动贴片机之前，还包括：

调整贴片机的刮板高度hs，使贴片机的刮板高度hs满足：

1.1hb≤hs≤1.9hb

其中，hb为焊球的直径。

可选地，在一些实施例中，每个凹孔的深度hh为：

0.5hb≤hh≤hb

其中，hb为焊球的直径。

可选地，在一些实施例中，吸嘴内径d为：

0.7hb≤d≤0.95hb

其中，hb为焊球的直径。

可以理解，在一些实施例中，可以包含如上述各实施例中的部分或全部实施方式。

需要说明的是，本实施例是与上述各产品实施例对应的方法实施例，对于本实施例中各可选实施方式的说明可以参考上述各产品实施例中的对应说明，在此不再赘述。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。