一种面阵凸点植球工艺的补球装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植球领域，尤其是涉及一种面阵凸点植球工艺的补球装置及方法。
【背景技术】
[0002]BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)和WLP(Wafer Level Package)等面阵凸点封装工艺是市场上主流的封装形式。凸点制造的方法有多种，主要有电镀工艺法、丝网印刷工艺法和植球工艺法。植球工艺法因其低成本、高性能且与SMT(SurfaceMount Technology)兼容性好的优势，被广泛应用于面阵凸点先进封装工艺中。被植球的产品可能出现少球、多球、链球和球偏移等缺陷是植球法突出的缺点。目前，这些缺陷的修复依靠人借助高倍放大镜和真空吸附笔手动完成，效率低下，基板、晶圆等载体存在极大的损坏甚至碎片风险。
[0003]人工手动补球有以下不可避免的缺点:
[0004]1-人工手动补球，生产效率低，影响产能。
[0005]2-人与基板、晶圆等载体直接接触，易污染产品，产品被污染使得产品的质量严重下降。
[0006]3-人与基板、晶圆等载体反复接触，特别是晶圆碎片的风险大大增加，一旦发生碎片，代价和损失极高。
[0007]4-人手持吸附笔补球，易误动作，破坏原本已植好球的基板、晶圆等载体，造成植球产品重新返工，浪费工时。
[0008]5-1C小型化趋势加剧，基板、晶圆等载体所需植球工艺的球径越来越小、球间距越来越细，人手工补球难度越来越大，达到150微米以下球径的情况，人工几乎无法完成。
[0009]中国专利CN103730442A公开了带焊球面阵列四边无引脚封装体堆叠封装件及制备方法，包括设有多个凹坑的裸铜框架，正面倒装有带凸点IC芯片，芯片凸点与凹坑之间的填充下填料，裸铜框架上有第一凹槽，第一凹槽两侧形成互不相连的两个引脚；塑封有带凸点的IC芯片，所有引脚下面均有与该引脚相连的连接层，各连接层表面均有锡焊球；第一塑封体上粘有两层IC芯片，该两层IC芯片通过键合线相连接，并通过键合线分别与引脚相连；第二次塑封。但是该专利无法实现补球操作。
【发明内容】
[0010]本发明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确保植球质量、提高植球效率的面阵凸点植球工艺的补球装置及方法。
[0011]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0012]一种面阵凸点植球工艺的补球装置，包括
[0013]放置并定位晶圆的晶圆搭载运动单元，
[0014]补球搭载运动单元，以及固连在补球搭载运动单元上的视觉(XD单元、点胶单元、锡球除去单元和锡球植放单元，
[0015]设置在补球搭载运动单元一侧的锡球供给单元、供胶单元、废球收集单元和清洗单元，
[0016]所述的晶圆搭载运动单元沿Y向移动和Z向升降，
[0017]所述的补球搭载运动单元沿X向、Y向及Z向移动，并绕Z向转动。
[0018]所述的视觉CCD单元由相机和光源组成，经相机安装板固定在补球搭载运动单元上。
[0019]所述的晶圆划分为数个区域，各区域的范围根据相机视野的大小而定
[0020]所述的锡球除去单元由自下而上依次连接的锡球除去吸嘴、锡球除去真空管和第一直线轴承组成。
[0021]所述的锡球植放单元由自下而上依次连接的锡球植放吸嘴、锡球植放真空管、第二直线轴承以及与视觉CXD单元连接的第一气动滑台组成。
[0022]所述的点胶单元由自下而上依次连接的点胶针、连接轴、第三直线轴承和第二气动滑台组成。
[0023]所述的供胶单元由供胶盒以及设置在供胶盒内的刮刀、千分尺和位于下方的电机组成；
[0024]所述的清洗单元包括相互连接的加热板、加热器和温度传感器；
[0025]所述的废球收集单元由导向管和废球收集盒组成；
[0026]所述的锡球供给单元由供球板和供球料盒组成。
[0027]一种面阵凸点植球工艺的补球方法，采用以下步骤:
[0028](I)启动补球装置，进行产品登陆，确定生产的产品是晶圆、基板或芯片；
[0029](2)根据产品规格，对所需生产的产品进行区域划分；
[0030](3)开启光源，补球搭载运动单元搭载视觉CCD单元对晶圆各个区域进行拍照扫描，拍照扫描完成后关闭光源；
[0031](4)补球装置通过图像处理技术自动缺陷识别，对存在缺陷的区域进行统计，反馈给PLC缺陷区域的少球、多球、链球和球偏移的位置信息和数量；
[0032](5)针对不同的缺陷，补球装置进行缺陷处理；
[0033](6)补球装置完成全部的缺陷处理后，补球搭载运动单元搭载视觉CCD单元对晶圆各个区域进行拍照检测，检测合格，补球过程结束，检测不合格，返回步骤(4)。
[0034]发生少球时，采取锡球补上处理方式，
[0035]发生多球和链球时，采取锡球除去处理方式，
[0036]发生球偏移时，采取先锡球除去再锡球补上处理方式。
[0037]所述的锡球补上采用以下流程:
[0038]供胶单元的电机驱动刮刀运动，使供胶盒胶面平整，胶的厚度通过千分尺调整；
[0039]补球搭载运动单元搭载点胶单元运动到供胶单元上方，第二气动滑台动作，第三直线轴承导向，带动连接轴和点胶针在供胶盒处蘸胶；
[0040]补球搭载运动单元搭载点胶单元运动到待点胶位置，在晶圆上点胶，第二气动滑台复位；
[0041]补球搭载运动单元搭载锡球植放单元运动到锡球供给单元上方，第一气动滑台动作，第二直线轴承导向，抽真空开启，空气从锡球植放真空管抽出，锡球植放吸嘴垂直插入锡球供给口；
[0042]锡球供给单元开启压空，供球料盒由于气流运动，使得锡球呈沸腾状，锡球飞向供球板，于锡球供给口处被锡球植放吸嘴吸附；
[0043]补球搭载运动单元搭载着锡球植放单元运动到待补球位置，破真空开启，在晶圆上植球，第一气动滑台复位；
[0044]所述的锡球除去采用以下流程:
[0045]补球搭载运动单元搭载锡球除去单元运动到待除球位置，第一直线轴承导向，锡球除去单元开启真空，空气从锡球除去真空管抽出，锡球除去吸嘴在晶圆上吸取一个锡球；
[0046]补球搭载运动单元搭载锡球除去单元运动到废球收集单元上方，锡球除去吸嘴插入废球投掷口，破真空开启，锡球从导向管掉落至废球收集盒。
[0047]补球设备反复处理缺陷，由于胶的粘性和吸水性，点胶单元的点胶针需要定时清洗。清洗单元的加热器给加热板加热，到达指定温度后，由温度传感器反馈PLC，停止加热。补球搭载运动单元搭载着点胶单元运动到清洗单元上方，第二气动滑台动作，第三直线轴承导向，带动连接轴和点胶针于加热板处清洗点胶针。清洗完成，第二气动滑台复位。
[0048]晶圆可以是6inch、8inch和12inch尺寸规格，锡球球径为60 μm?1000 μm。本发明的补球系统不仅可以对晶圆进行单个锡球补球作业，还可以对晶圆上的链球、多球、球偏移等缺陷进行识别并处理。
[0049]本发明的补球方法不仅对晶圆植球工艺后补球适用，对芯片和基板植球工艺后补球也同样适用。
[0050]本发明的补球方法不仅对球形的锡球适用，还对圆柱形的锡柱同样适用。球形锡球采用气动供给，圆柱形锡柱可以采用振盘供给，每次供给一个锡柱。
[0051]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0052]1-本发明实现了球径小于150微米的超小球的植球补球工艺，确保植球质量。
[0053]2-本发明实现基板、晶圆等载体缺陷识别和补球自动化，效率高。
[0054]3-本发明补球完成后，对晶圆等产品进行拍照检测，保证产品零缺陷，提高了产品质量。
[0055]4-本发明极大地降低了晶圆等产品碎片的风险，降低了人的劳动强度和难度。
【附图说明】
[0056]图1为补球装置的结构示意图；
[0057]图2为晶圆区域划分示意图；
[0058]图3为晶圆缺陷示意图；
[0059]图4为锡球补上示意图；
[0060]图5为锡球除去示意图；
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