一种固晶设备及固晶方法与流程

一种固晶设备及固晶方法
【技术领域】
1.本发明涉及固晶技术领域，特别涉及一种固晶设备及固晶方法。


背景技术：

2.目前，相关电子产品的固晶通常会通过固晶设备来完成；在现有的技术方案中，基板与芯片的方位容易在固晶的过程中发生偏差，导致芯片与基板的焊接位置发生偏移，容易对产品造成不利影响，不良率高。


技术实现要素：

3.为解决现有固晶不良率较高的问题，本发明提供了一种固晶设备及固晶方法。
4.本发明解决技术问题的方案是提供一种固晶设备，所述固晶设备包括主体，所述主体上界定有用于对基板和芯片进行焊接处理的焊接区，所述主体上还设有用于获取基板图像信息的下视视觉装置及用于获取芯片图像信息的上视视觉装置，所述主体上设置芯片位置调整设备，用于根据上下视觉装置获取的基板以及芯片的图像信息调整芯片的位置以对应到基板的预定位置。
5.优选地，所述芯片位置调整设备包括电性连接的控制模块和机械臂组件，所述机械臂组件设于所述主体上。
6.优选地，所述下视视觉装置设于所述机械臂组件的活动端上并可随着活动端移动。
7.优选地，所述主体上还设有用于放置芯片的中转台，所述下视视觉装置可与所述中转台配合以获取芯片的图像信息。
8.本发明为解决上述技术问题，还提供一种固晶方法，包括以下步骤：
9.提供待焊接芯片的基板，所述基板上预定位置用于与芯片进行焊接；
10.获取基板的图像信息；
11.获取待处理芯片的图像信息；
12.根据基板以及芯片的图像信息调整芯片方位以对应到基板预定方位；
13.将与基板预定位置对应的芯片焊接到基板预定位置。
14.优选地，所述步骤：根据基板以及芯片的图像信息调整芯片方位以对应到基板预定方位具体包括以下步骤：
15.识别并抓取需要焊接的待处理芯片；
16.从基板的图像信息来确定预定位置；
17.以预定位置为基准判断待处理芯片位置是否与预定位置一致；
18.如果芯片位置与预定位置不一致，则对芯片进行校准。
19.优选地，当基板上具有多个预定位置时，各个预定位置与其对应的芯片之间的校准以及放置按照预定顺序进行。
20.优选地，所述步骤：对待处理芯片和基板进行校准，具体包括以下步骤：
21.将芯片移动到上视视觉装置上方以获取芯片的图像信息；
22.将芯片的图像信息与预定位置的图像信息进行比对，根据比对结果对芯片的方位进行调整。
23.优选地，所述步骤：对待处理芯片和基板进行校准，具体包括以下步骤：
24.将芯片移动并放置到一中转台上；
25.通过下视视觉装置获取芯片的图像信息；
26.将芯片的图像信息与预定位置的图像信息进行比对，根据比对结果对芯片的方位进行调整。
27.优选地，所述将与基板预定位置对应的芯片焊接到基板预定位置的步骤在保护气环境下并在预定温度下进行。
28.优选地，焊接完成后还包括对焊接好芯片的基板进行降温到预设值的步骤。
29.与现有技术相比，本发明的固晶设备及固晶方法具有以下优点：
30.1、本发明的下视视觉装置和上视视觉装置相配合可以快速能完成对芯片以及基板的图像信息的获取，再配合芯片位置调整设备，三者结合能在固晶过程中自动完成对芯片和基板的校准，利于提高产品质量，降低不良率。
31.2、本发明的芯片位置调整设备包括电性连接的控制模块和机械臂组件，通过机械臂对物料进行移取，自由度高，且便于控制。
32.3、本发明在下视视觉装置可随着机械臂组件的活动端移动，利于提高下视视觉装置的工作范围，提高下视视觉装置的灵敏度。
33.4、本发明的中转台可以和下视视觉装置配合以获取芯片的图像信息，可以只需要一个下视视觉装置便能完成对芯片以及基板的图像信息的获取。
34.5、本发明的固晶方法中，通过基板的图像信息来确定预定位置，以预定位置作为判断基准，可以有效地提高芯片与基板之间的校准精度。
35.6、本发明的固晶方法中，可依次完成对基板上多个预定位置的校准，在完成一个芯片的放置后再进行下一芯片的校准以及放置，此设计能避免放置芯片对基板范围造成的细微影响，进一步提高固晶设备在固晶过程中对芯片和基板的校准精度，从而提高固晶质量，降低不良率。
36.7、本发明的固晶方法中，获取既可以通过上视视觉装置获取芯片的图像信息，也可以通过下视视觉装置获取芯片的图像信息，自由度高，适应性强。
37.8、本发明的固晶方法中，在加热前往固晶区域内通保护气体，避免基板上的其他结构在加热过程中氧化。
38.9、本发明的固晶方法中，在加热完毕后，往固晶区域内通冷却气体以快速冷却焊接完毕的基板与芯片，可以提高整体固晶效率。
【附图说明】
39.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1是本发明第一实施例提供的固晶设备的框图。
41.图2是本发明第一实施例提供的固晶设备之辅助出风装置的框图。
42.图3是本发明第一实施例提供的固晶设备之机械臂组件的框图。
43.图4是本发明第一实施例提供的固晶设备之焊接区的框图。
44.图5是本发明第二实施例提供的固晶方法的框图。
45.图6是本发明第二实施例提供的固晶方法至步骤s2的框图。
46.图7是本发明第二实施例提供的固晶方法至步骤s3的框图。
47.附图标识说明：
48.100、固晶设备；
49.1、主体；
50.2、焊接区；21、共晶台；211、承载部；2111、加热组件；2112、第一出气孔；2113、第二出气孔；212、上盖；
51.3、机械臂组件；31、可移动机械臂；32、活动端；33、通用绑头；34、吸头；
52.4、物料盒；5、吸头转换架；
53.61、上视视觉装置；62、下视视觉装置；
54.7、中转台；
55.8、辅助出风装置；81、本体；82、出风口；
56.9、控制模组。
【具体实施方式】
57.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。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。
58.本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“左上”、“右上”、“左下”、“右下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
59.请参阅图1，本发明第一实施例提供一种固晶设备100，包括主体1，所述主体1上界定有焊接区2，所述焊接区2内设有用于对芯片和基板进行加热焊接的共晶台21，主体1上还设有用于获取基板及芯片图像信息的视觉组件，以及用于辅助视觉组件获取基板图像信息的辅助出风装置8，所述主体1上还设有芯片位置调整设备，用于根据上、下视觉装置获取的基板以及芯片的图像信息调整芯片的位置以对应到基板的预定位置上；
60.所述视觉组件包括下视视觉装置62以及用于与下视视觉装置62配合的芯片中转台7，当视觉组件在获取基板的图像信息时，辅助出风装置8朝视觉组件与共晶台21之间出风以吹散热气。
61.可以理解的，本发明的中转台7和下视视觉装置62相配合可以只需要一个视觉装置便能完成对芯片以及基板的图像信息的获取，而辅助出风装置8能帮助下视视觉装置62排除前序工艺中遗留的热气的影响，让下视视觉装置62的基板的图像信息可以更加的清晰，利于提高本技术的固晶设备100在固晶过程中对芯片和基板的校准精度，从提高固晶质量，降低不良率。
62.请结合图1和图2，辅助出风装置8包括本体81和设于本体81一侧的出风口82，本体
81设于共晶台21上。具体的，本实施例中，本体81上设有多个出风口82，多个出风口82沿本体81的长度方向阵列设置。
63.进一步的，视觉组件还包括上视视觉装置61；可以理解的，本发明还可以通过下视视觉装置62和上视视觉装置61相配合以快速能完成对芯片以及基板的图像信息的获取，期间无所中转工序，可以有效地提高固晶效率；
64.具体的，本实施例中，下视视觉装置62包括一个下视ccd相机，上视视觉装置61包括一个上视ccd相机
65.进一步的，所述芯片位置调整设备包括电性连接的机械臂组件3和控制模组9；机械臂组件3在控制模组9的控制下自动更换吸头34以适应不同加工区域的需求。此设计便于对固晶设备100进行实时检测和控制，自动化程度高。
66.进一步的，辅助出风装置8上设有出风口82，出风口82的高度高于共晶台21的顶面。此设计可以确保辅助出风装置8发出的风可以完全用于驱散共晶台21上方遗留的热气。
67.进一步的，辅助出风装置8靠近共晶台21设置，辅助出风装置8发出的风经过并覆盖共晶台21的顶面。
68.此设计利于保证在辅助出风装置8工作完毕后，共晶台21的顶面不会与有遗留的热气，完全排除热气的干扰，可以进一步保证下视视觉装置62获取的基板图像信息的清晰度。
69.进一步的，承载台上还设有用于盛放基板和芯片的物料盒4。
70.请结合图1和图3，主体1上还设有机械臂组件3，下视视觉装置62设于机械臂组件3的活动端32上并可随着活动端32移动。此设计利于增大下视视觉装置62的拍摄范围，提高下视视觉装置62的灵活度高，增强下视视觉装置62的适应性。
71.进一步的，机械臂组件3的活动端32上设有可与各种规格的吸头34配合的通用绑头33。可以理解的，本发明的通用绑头33可与各种规格的吸头34相配合，可根据实际产品的要求更换不同的吸头34，通用强。
72.具体的，本实施例中，可移动机械臂31包括可动配合的x轴导轨、y轴导轨、z轴导轨以及与z轴导轨平行设置的转动轴r轴，活动端32位于z轴导轨的末端；在其他实施例中，也可以采用其他款式的多轴机械臂组件3。
73.具体的，本实施例中，吸头34包括多种吸头34，各个吸头34用于与通用绑头33配合的一端为结构及尺寸相同的通用端；可以理解的，吸头34上可以设有一个或多个大小相等或不等的吸孔。
74.进一步的，主体1上还设有吸头转换架5以及设于吸头转换架5上的至少两种吸头34；可以理解的，机械臂组件3可在控制模组9的控制下通过吸头转换架5更换不同型号的吸头34，自动化程度高，而且能有效地增强固晶设备100功能的多样性。
75.请继续参阅图1，芯片中转台7上设有由于吸紧芯片的吸口，下视视觉装置62可获取放置于芯片中转台7上的芯片的图像信息。
76.可以理解的，通过中转台7上上的吸口吸紧芯片，能避免由于芯片在校准过程中因外力而产生偏移导致的校准结果不佳，可以进一步保证固晶设备100对芯片和基板的校准精度。
77.进一步的，芯片中转台7靠近共晶台21设置。此设计利于提高固晶设备100对基板
和芯片的校准速度，从而提高固晶效率。
78.请结合图1和图4，共晶台21包括用于承载基板和芯片的承载部211和上盖212，上盖212活动盖设于承载部211上与承载部211围合出一固晶区域。此设计能避免固晶过程中，热量外泄，保证焊接效果。
79.进一步的，上盖212远离承载部211的一面的中部区域设有开口，机械臂组件3通过该开口取放基板和芯片。具体的，本实施例中，该开口位于上盖212顶面的中部区域。
80.进一步的，共晶台21上设有用于通保护气体的第一出气孔2112和用于通冷却气体的第二出气孔2113，第一出气孔2112和第二出气孔2113的出气口与固晶区域连通。
81.可以理解的，本发明的第一出气孔2112能往固晶区域内通如惰性气体作为保护气体，避免基板上的其他结构在加热过程中氧化；第二出气孔2113能在加热完毕后往固晶区域内通氮气或其他冷却气体以快速冷却焊接完毕的基板与芯片，从而提高整体固晶效率。
82.进一步的，承载部211内设有加热组件2111。本发明的共晶台21通过承载部211内的加热组件2111实现加热功能，从而融化焊锡。
83.进一步的，共晶台21与主体1可拆卸连接。此设计便于后期对固晶设备100进行维护，还可以根据实际需求更换不同的固晶模块，通用性强。
84.请结合图5至图7，本发明第二实施例提供一种固晶方法，包括以下步骤：
85.步骤s1：提供待焊接芯片的基板，所述基板上预定位置用于与芯片进行焊接；
86.步骤s2：获取基板的图像信息；
87.步骤s3：提供待焊接的芯片；
88.步骤s4：对基板以及放置于基板上的芯片进行加热焊接。
89.可以理解的，本发明的固晶方法中，通过下视视觉装置和辅助出风装置获取基板上预定位置的图像信息，能让下视视觉装置获取到更加清晰的基板图像信息，利于提高本技术的固晶设备在固晶过程中对芯片和基板的校准精度，从而提高固晶质量，降低不良率。
90.进一步的，步骤s2具体包括以下步骤：
91.步骤s21：通过辅助出风装置对预定区域进行清扫；
92.步骤s22：通过下视视觉装置识别基板上用于放置芯片的预定位置，并获取预定位置的图像信息。
93.可以理解的，在其他实施例中，当预定位置位于基板的背面时，也可用机械臂组件将基板移动到上视视觉装置上方悬停，通过上视视觉装置来获取预定位置的图像信息。
94.进一步的，步骤s3具体包括以下步骤：
95.步骤s31：识别并抓取需要焊接的待处理芯片；
96.步骤s32:对待处理芯片和基板进行校准；
97.步骤s33：将校准完毕后的芯片放置到基板的预定位置上。
98.进一步的，当基板上具有多个预定位置时，各个预定位置与其对应的芯片之间的校准以及放置按照预定顺序进行，完成一个芯片的校准以及放置后再进行下一芯片的校准以及放置。
99.可以理解的，此设计能避免放置芯片对基板范围造成的细微影响，进一步提高固晶设备在固晶过程中对芯片和基板的校准精度，从而提高固晶质量，降低不良率。
100.进一步的，步骤s32具体包括以下步骤：
101.步骤s321：获取待处理芯片的图像信息；
102.可选的，将芯片移动到上视视觉装置上方以获取芯片的图像信息；或，将芯片将芯片移动并放置到所述中转台上；通过下视视觉装置获取芯片的图像信息；
103.具体的，本实施例中，通过上视视觉装置获取待处理芯片的图像信息。
104.可以理解的，本发明的固晶方法中，既可以通过上视视觉装置来获取芯片的图像信息，也可以通过下视视觉装置配合中转台的方式来获取芯片的图像信息，灵活度高。
105.步骤s322：根据基板以及芯片的图像信息调整芯片方位以对应到基板预定方位。
106.进一步的，步骤s322，具体包括以下步骤：
107.步骤s3221：从基板的图像信息来确定预定位置；
108.步骤s3222：以预定位置为基准判断待处理芯片位置是否与预定位置一致；
109.步骤s3223：如果芯片位置与预定位置不一致，则对芯片进行校准。
110.可以理解的，通过基板的图像信息来确定预定位置，以预定位置作为判断基准，可以有效地提高芯片与基板之间的校准精度。
111.进一步的，步骤s4具体包括一下步骤：
112.打开保护气开关，让保护气充满固晶区域；
113.步骤s41：打开保护气开关，让保护气充满固晶区域；
114.可以理解的，采用惰性气体作为保护气可以避免基板上的其他结构在加热过程中氧化。
115.步骤s42：通过温度控制器让加热片升温到预设的温度，并保持预定的时间以完成焊接。
116.进一步的，在加热完成后还包括以下步骤：
117.步骤s43：打开冷却气体开关，对固晶区域进行降温，直至温度降到预设值；
118.可以理解的，冷却气体能加速基板与芯片的冷却，可以提高整体固晶效率。
119.步骤s44：关闭共晶台吸真空，完成焊接，将焊接好芯片的基板取走。
120.与现有技术相比，本发明的固晶设备及固晶方法具有以下优点：
121.1、本发明的下视视觉装置和上视视觉装置相配合可以快速能完成对芯片以及基板的图像信息的获取，再配合芯片位置调整设备，三者结合能在固晶过程中自动完成对芯片和基板的校准，利于提高产品质量，降低不良率。
122.2、本发明的芯片位置调整设备包括电性连接的控制模块和机械臂组件，通过机械臂对物料进行移取，自由度高，且便于控制。
123.3、本发明在下视视觉装置可随着机械臂组件的活动端移动，利于提高下视视觉装置的工作范围，提高下视视觉装置的灵敏度。
124.4、本发明的中转台可以和下视视觉装置配合以获取芯片的图像信息，可以只需要一个下视视觉装置便能完成对芯片以及基板的图像信息的获取。
125.5、本发明的固晶方法中，通过基板的图像信息来确定预定位置，以预定位置作为判断基准，可以有效地提高芯片与基板之间的校准精度。
126.6、本发明的固晶方法中，可依次完成对基板上多个预定位置的校准，在完成一个芯片的放置后再进行下一芯片的校准以及放置，此设计能避免放置芯片对基板范围造成的细微影响，进一步提高固晶设备在固晶过程中对芯片和基板的校准精度，从而提高固晶质
量，降低不良率。
127.7、本发明的固晶方法中，获取既可以通过上视视觉装置获取芯片的图像信息，也可以通过下视视觉装置获取芯片的图像信息，自由度高，适应性强。
128.8、本发明的固晶方法中，在加热前往固晶区域内通保护气体，避免基板上的其他结构在加热过程中氧化。
129.9、本发明的固晶方法中，在加热完毕后，往固晶区域内通冷却气体以快速冷却焊接完毕的基板与芯片，可以提高整体固晶效率。
130.以上对本发明实施例公开的一种固晶设备及固晶方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。