一种植球检测设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种检测设备，尤其是涉及一种植球检测设备。
【背景技术】
[0002]植球是BGA(Ball Grid Array)、CSP (Chip Size Package)和 WLP (Wafer LevelPackage)等封装塑封成型阶段的关键一步。植球过程中，锡球的拾取和植放影响最终的植球结果。因而，锡球拾取缺陷和锡球植放缺陷需识别和判定出来，以提高最终的植球质量。如美国专利US5615823揭示了锡球拾取缺陷和锡球植放缺陷的检测方法:采用对射激光传感器检测锡球拾取缺陷，采用光感应传感器检测锡球植放缺陷。由于锡球球径较小，对射激光传感器的射线需要非常细即μπι级别，因而价格不菲；光感应传感器检测锡球植放缺陷需设计复杂的光路和使用特定折射率的玻璃等器件，对零件加工和安装精度比较敏感，且无法克服灰尘等杂物的影响，导致误判。
[0003]以上检测方法有以下不可避免的缺点:
[0004](I)锡球拾取缺陷检测需一列列或一行行扫描多次完成，耗费时间；
[0005](2)每次一列或一行检测，只能判定这一列或这一行锡球拾取具有缺陷，而无法进一步知道这一列或这一行到底有多少个缺陷；
[0006](3)锡球植放缺陷的检测需设计复杂的光路和使用特定折射率的玻璃等器件，对零件加工和安装精度比较敏感，不利于具体实施；
[0007](4)空气中的灰尘等细微杂物可能改变光的折射和反射，导致光不能按理想的光路传递，使光感应传感器作出误判。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种植球检测设备。
[0009]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0010]一种植球检测设备，该检测设备设置在架台上，所述的检测设备包括:
[0011]植球单元:包括传送装置，以及设置在传送装置上的植球装置和基板放置平台，该基板放置平台上设有基板；
[0012]检测单元:包括固定板、设置在固定板上的图像传感器，以及设置在图像传感器上方的光源，所述的图像传感器与光源之间设有偏光镜，防止植球治具反光，所述的图像传感器与PLC相连接；
[0013]供球单元:由供球盒，以及放置在供球盒内的锡球组成；
[0014]工作时，调节传送装置，驱动已从供球单元拾取锡球或已对基板植放锡球的植球装置至检测单元，开启光源，通过图像传感器收集图片数据并传送至PLC进行分析。
[0015]所述的传送装置由分别沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的X向传送装置、Y向传送装置和Z向传送装置组成，所述的X向传送装置设置在固定于架台上的支撑装置上，所述的Y向传送装置设置在X向传送装置上，所述的Z向传送装置设置在架台上，所述的植球装置设置在Y向传送装置上，所述的基板设置在Z向传送装置上。
[0016]所述的X向传送装置包括X向控制器和设置在支撑装置上的X向传送板，该X向传送板上设有沿X轴方向的第一滑槽，所述的X向控制器与X向传送板连接；
[0017]所述的Y向传送装置包括Y向控制器和Y向传送板，该Y向传送板上设有与第一滑槽相匹配的第一滑钩，并通过该第一滑钩与X向传送板滑动连接，所述的Y向传送板还设有沿Y轴方向的第二滑槽，所述的Y向控制器和Y向传送板相连接；
[0018]所述的Z向传送装置包括Z向控制器，以及设置在架台上的植球平台，该植球平台上设有沿Z轴方向的第三滑槽，所述的基板放置平台上设有与第三滑槽相匹配的第三滑钩，并通过该第三滑钩与植球平台滑动连接，所述的Z向控制器连接植球平台；
[0019]所述的植球装置包括转接板、设置在转接板上的搭载板，该搭载板上设有与基板相匹配的植球治具，所述的转接板上设有与第二滑槽相匹配的第二滑钩，并通过该第二滑钩与Y向传送板滑动连接；
[0020]工作时，调节X向控制器，控制Y向传送装置沿第一滑槽在X轴方向左右移动；
[0021]调节Y向控制器，控制植球装置沿第二滑槽在Y轴方向上下移动；
[0022]调节Z向控制器，控制基板放置平台沿第三滑槽在Z轴方向前后移动。
[0023]所述的搭载板内设有真空腔，搭载板两端设有接通真空腔的气管接头，该气管接头连接真空发生器，所述的植球治具上设有与真空腔接通的多个真空柱；启动真空发生器，抽取真空腔内的空气，使真空腔形成负压，进而与真空腔相连通的真空柱形成负压，从而锡球被吸附。
[0024]所述的支撑装置由固定在架台上的支撑座和设置在支撑座上的竖板组成，所述的X向传送板设置在竖板上。
[0025]检测单元、供球单元和植球治具三者的竖直方向投影位于同一水平直线上。
[0026]一种植球检测设备的应用，包括以下步骤:
[0027](a)锡球拾取
[0028]调节X向控制器，控制设有植球装置的Y向传送装置沿X轴方向移动至供球单元上方，然后调节Y向控制器，控制植球装置沿Y轴方向下降至锡球拾取高度，开启真空发生器，从供球单元吸附锡球，再调节Y向控制器，控制植球装置沿Y轴方向上升到初始高度；
[0029](b)锡球拾取缺陷检测
[0030]调节X向控制器，控制已吸附锡球的植球装置沿X轴方向移动至检测单元上方，然后开启光源，图像传感器采集图片数据并将其传送至PLC进行分析，若具有锡球拾取缺陷，则返回步骤(a)重新拾取锡球，若不具有锡球拾取缺陷，则进行下一步操作；
[0031](c)锡球植放
[0032]在基板上涂抹助焊剂，进行锡球植放，调节Z向控制器，控制植球平台沿Z轴方向移动，并到达植球位置，然后调节X向控制器，控制植球装置沿X轴方向移动至植球平台正上方，再调节Y向控制器，控制植球装置沿Y轴方向移动至锡球植放高度，关闭真空发生器，植放锡球，植放完成后，再控制植球装置沿Y轴方向上升至初始高度；
[0033](d)锡球植放缺陷检测
[0034]控制植球装置沿X轴方向移动至检测单元上方，开启光源，图像传感器采集图片数据并将其传送至PLC进行分析，若具有锡球植放缺陷，则返回则步骤(a)重新进行整个操作，若不具有锡球植放缺陷，则整个植球过程结束。
[0035]锡球拾取缺陷即为步骤(b)中植球治具中的真空柱没有吸附锡球现象；
[0036]锡球植放缺陷即为步骤(d)中植球治具中的真空柱有粘结锡球现象。
[0037]锡球拾取缺陷和锡球植放缺陷由图像传感器检出，检测时，将植球治具的植球区域移动到图像传感器的视野区域上进行成像，然后图像传感器将植球区域的成像数据传送至PLC进行分析，进而判断植球区域是否存在锡球拾取缺陷或锡球植放缺陷。
[0038]步骤(b)中锡球拾取缺陷的检测方法包括以下步骤:
[0039]I)设定检测标准值A等于植球治具上的真空柱数量；
[0040]2)对植球装置上的锡球进行投影；
[0041]3)图像传感器收集锡球投影数据，并传送至PLC检测分析，若锡球投影数量小于检测标准值A，则存在锡球拾取缺陷；
[0042]步骤(d)中锡球植放缺陷的检测方法包括以下步骤:
[0043]a)设定检测标准值B等于零；
[0044]b)对植球装置上的锡球进行投影；
[0045]c)图像传感器收集锡球投影数据，并传送至PLC检测分析，若锡球投影数量大于检测标准值B，则存在锡球植放缺陷。
[0046]所述的锡球投影为锡球投影外形轮廓或锡球投影面积。
[0047]植球区域的单次检测区域面积不大于图像传感器的视野区域的面积，若单次检测区域覆盖整个植球区域，则只需要一次成像即可完成检测，若单次检测区域无法覆盖整个植球区域，则需要多次成像才能完成检测。
[0048]视野区域的面积与植球区域到图像传感器的距离、图像传感器自身有关，植球区域到图像传感器的距离越大，即植球区域所处高度越高，视野区域面积越大，但是受图像传感器成像能力所限制，植球区域到图像传感器的距离过大会导致无法准确检测锡球拾取缺陷和锡球植放缺陷。
[0049]本实用新型的检测设备不仅对基板适用，对芯片和晶圆也同样适用。
[0050]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0051](I)操作简单精确:本实用新型的植球检测设备中的传送装置可从X轴向、Y轴向和Z轴向三个方向自由调节植球单元与检测单元、供球单元的相对距离，使得锡球拾取和锡球植放的操作方便、精确；
[0052](2)本实用新型的图像传感器既可以检测锡球拾取缺陷，也可以检测锡球植放缺陷，安装调整简单，便于具体实施；
[0053](3)检测时没有复杂的光路，排除了空气中灰尘等细微杂物对检测结果的影响；
[0054](4)单次检测区域里的图像被保存下来，可供查看，便于查找大面积缺陷等故障的原因，方便设备的后续维护。
【附图说明】
[0055]图1为本实用新型的植球检测设备的结构示意图；
[0056]图2为本实用新型的植球装置的结构示意图；
[0057]图3为本实用新型的植球装置的剖视图；
[0058]图4为本实用新型的检测单元的结构示意图；
[0059]图5为本实用新型锡球拾取缺陷的示意图；
[0060]图6为本实用新型的锡球植放缺陷示意图；
[0061]图7为图像传感器监测区域示意图；
[0062]图8为锡球投影外形轮廓检测示意图；
[0063]图9为锡球投影面积检测不意图；
[0064]图中，1-植球单元，Il-X向传送装置，12-Y向传送装置，13_Z向传送装置，14-植球装置，15-基板放置平台，Ill-X向控制器，112-X向传送板，121-Y向控制器，122-Y向传送板，131-植球平台，132-Z向控制器，141-搭载板，142-气管接头，143-转接板，144-植球治具，145-真空腔，146-真空柱，2-检测单元，21-固定板，22-图像传感器，23-偏光镜，24-光源，3-供球单元，31-锡球，32-供球盒，4-支撑装置，41-支撑座，42-竖板，5-基板，61-锡球投影外形轮廓，62-真空柱投影外形轮廓，63-锡球投影面积，64-真空柱投影面积。
【具体实施方式】
[0065]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0066]实施例1
[0067]—种植球检测设备，其结构如图1所示，该检测设备设置在架台上，检测设备包括植球单元1、检测单元2和供球单元。
[0068]植球单元I包括传送装置，以及设置在传送装置上的植球装置14和基板放置平台15，该基板放置平台15上设有基板5，传送装置由分别沿X轴、Y轴、Z轴方向移动的X向传送装置11、Y向传送