本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體高端封裝設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種全自動(dòng)植球裝置，屬于先進(jìn)封裝工藝過程中植球設(shè)備。

背景技術(shù)：

晶圓級(jí)植球機(jī)是一種高端半導(dǎo)體封裝設(shè)備，用于將錫球精準(zhǔn)放置于已經(jīng)印刷助焊劑的晶圓上，目前晶圓級(jí)植球機(jī)使用的錫球球徑一般在75μm～300μm范圍內(nèi)，植球時(shí)需要大量的錫球，供球是其關(guān)鍵技術(shù)之一。

晶圓級(jí)植球設(shè)備基本采用治具供球、自動(dòng)植球機(jī)構(gòu)供球、人工手動(dòng)植球等方式，目前晶圓植球機(jī)主要采用自動(dòng)植球機(jī)構(gòu)供球、人工手動(dòng)植球方式。

治具供球方面，授權(quán)公告號(hào)CN201529822U、授權(quán)公告號(hào)CN2691767Y、授權(quán)公告號(hào)CN2691766Y的中國專利公開了制作一個(gè)與基板或晶圓大小相同的治具，治具上制作與需要植球位置相對(duì)應(yīng)的針或孔，利用真空在震動(dòng)的供料槽或擺動(dòng)供料槽將微球吸到治具上，再通過精確的定位系統(tǒng)將微球植入晶圓。此種方式治具制作復(fù)雜昂貴、動(dòng)作機(jī)構(gòu)復(fù)雜，需要圖像識(shí)別系統(tǒng)、精確定位系統(tǒng)、高性能檢測(cè)系統(tǒng)等，硬件質(zhì)量要求較高，價(jià)格極其昂貴。

自動(dòng)植球機(jī)構(gòu)供球方面，公開號(hào)：CN1984535A、授權(quán)公告號(hào)CN101604618B、授權(quán)公告號(hào)CN202796892U的中國專利公開了針對(duì)自動(dòng)毛刷植球或彈性壓頭式植球，供球機(jī)構(gòu)隨植球頭一起運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、治具更換麻煩，焊錫球可能殘留在植球機(jī)構(gòu)中，不易清理，可能出現(xiàn)混球現(xiàn)象。

人工手動(dòng)植球方面，授權(quán)公告號(hào)CN203774257U授權(quán)公告號(hào)CN203617255U的中國專利公開了采用手工操作，此種方式需要專業(yè)操作人員操作，不易把握錫球的需求量，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)錫球的現(xiàn)象，在工廠大批量生產(chǎn)情況下，植球質(zhì)量可能受人工操作的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種提升效率、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的全自動(dòng)植球裝置。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種全自動(dòng)植球裝置，包括供球機(jī)構(gòu)、植球網(wǎng)板及六軸機(jī)械手，

所述的供球機(jī)構(gòu)包括供球盒、供球管、供球氣缸及直線模組，所述的供球盒架設(shè)在直線模組上，與供球管連通，所述的供球氣缸開閉動(dòng)作使供球盒中的焊錫球通過供球管均勻分布在植球網(wǎng)板的一側(cè)，

所述的植球網(wǎng)板上加工與晶圓PAD點(diǎn)相對(duì)應(yīng)、用于錫球漏入的網(wǎng)孔，

所述的六軸機(jī)械手固定在植球網(wǎng)板旁側(cè)，通過植球刮板沿設(shè)定路徑將供球機(jī)構(gòu)供應(yīng)的焊錫球通過植球網(wǎng)板植到晶圓上。

所述的供球氣缸控制供球管在Z向的自由度。

所述的直線模組控制供球管在X向的自由度。

所述的供球機(jī)構(gòu)還包括檢測(cè)供球盒中焊錫球數(shù)量的錫球余量檢測(cè)傳感器。

所述的供球盒可拆卸式連接在直線模組上。

所述的植球網(wǎng)板上設(shè)有多個(gè)檢測(cè)焊錫球植入量的激光傳感器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本供球方式配合六自由度機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)植球，可以通過程序控制錫球的分布及供給量，可實(shí)現(xiàn)不間斷供球，提升設(shè)備效率。

(2)本供球方式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，控制方便，可以省去自動(dòng)植球機(jī)構(gòu)供球方式復(fù)雜龐大的機(jī)構(gòu)，使設(shè)備易于維護(hù)。

(3)本供球方式可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)品種的焊錫球?qū)?yīng)一個(gè)供球盒，供球盒更換快捷方便，避免更換晶圓品種時(shí)出現(xiàn)混球現(xiàn)象。供球盒無需特殊加工，屬于采購品，可以滿足多品種的晶圓植球需求。

(4)供球盒儲(chǔ)球量大，可以減少球盒補(bǔ)球的頻率，特別是工廠生產(chǎn)12Inch及以上的晶圓，耗球量巨大，一片晶圓需要植百萬顆焊錫球。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為供球機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為供球機(jī)構(gòu)關(guān)閉時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為供球機(jī)構(gòu)開啟時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為供球時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-供球管、2-供球氣缸、3-焊錫球余量檢測(cè)傳感器、4-供球盒、5-植球網(wǎng)板、6-植球刮板、7-六軸機(jī)械手、8-直線模組、9-晶圓位置、10-伺服電機(jī)、11-焊錫球區(qū)域、12-激光傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

一種全自動(dòng)植球裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，該裝置包括供球機(jī)構(gòu)、植球網(wǎng)板5及六軸機(jī)械手7。供球機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括供球盒4、供球管1、供球氣缸2、錫球余量檢測(cè)傳感器3、直線模組8，通過供球氣缸2控制供球管1在Z向的自由度，直線模組8通過伺服電機(jī)10控制供球管1在X向的自由度。供球盒4可拆卸式連接在直線模組8上，與供球管1連通，供球氣缸2開閉動(dòng)作使供球盒4中的焊錫球通過供球管1均勻分布在植球網(wǎng)板5的一側(cè)，錫球余量檢測(cè)傳感器3檢測(cè)供球盒4中焊錫球數(shù)量。植球網(wǎng)板5上加工與晶圓位置9相對(duì)應(yīng)、用于錫球漏入的網(wǎng)孔，植球網(wǎng)板5上設(shè)有多個(gè)檢測(cè)焊錫球植入量的激光傳感器12。六軸機(jī)械手7固定在植球網(wǎng)板5旁側(cè)，通過植球刮板6沿設(shè)定路徑模仿人工手動(dòng)植球的方式，將供球機(jī)構(gòu)供應(yīng)的焊錫球通過植球網(wǎng)板5植到晶圓上。

本裝置在應(yīng)用時(shí)，晶圓經(jīng)由晶圓搬送機(jī)構(gòu)傳送到植球網(wǎng)板5下方的指定位置，由相機(jī)對(duì)晶圓和網(wǎng)板進(jìn)行對(duì)位調(diào)整之后，晶圓搬送平臺(tái)Z向機(jī)構(gòu)上升使晶圓至植球位，吸附住植球網(wǎng)板5，晶圓PAD點(diǎn)和植球網(wǎng)板5的網(wǎng)孔一一對(duì)應(yīng)。六軸機(jī)械手7此時(shí)處于待機(jī)避讓位置，直線模組8和供球氣缸2可以分別實(shí)現(xiàn)X和Z向的自由度，通過供球氣缸2控制供應(yīng)焊錫球，通過直線模組實(shí)現(xiàn)焊錫球在植球網(wǎng)板5上的均勻分布。具體實(shí)施過程如下：如圖4所示供球氣缸2處于初始狀態(tài)時(shí)，供球管1呈彎曲狀態(tài)，供球盒4中的焊錫球無法從供球管1中流出。如圖5所示，當(dāng)電磁閥控制供球氣缸2動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)供球盒4沿Z向上升，供球管1由彎曲狀態(tài)被拉直，供球盒3中的焊錫球在自身重力的作用下經(jīng)由供球管1落入植球網(wǎng)板5的前側(cè)，同時(shí)直線模組8驅(qū)動(dòng)供球盒4和供球管1以恒定的速度來回動(dòng)作，使焊錫球均勻地分布在植球網(wǎng)板5的前側(cè)，焊錫球供給一定量之后，電磁閥控制供球氣缸2沿Z向下降到初始位置，供球管1彎折，焊錫球無法從供球管1中流出，以停止供應(yīng)焊錫球，供球機(jī)構(gòu)停在避讓待機(jī)位置。接著六軸機(jī)械手7帶動(dòng)植球刮板6移動(dòng)到植球初始位置，將供球機(jī)構(gòu)供應(yīng)的焊錫球按照規(guī)劃的動(dòng)作路徑進(jìn)行植球。如圖6所示，由于晶圓呈圓形，在植球刮板6運(yùn)動(dòng)方向不同位置消耗焊錫球的量不同，設(shè)有多個(gè)激光傳感器12檢測(cè)植球網(wǎng)板5上的焊錫球量，當(dāng)網(wǎng)板上的焊錫球區(qū)域11中的焊錫球量低于一定值時(shí)，激光傳感器12觸發(fā)，供球機(jī)構(gòu)執(zhí)行焊錫球供應(yīng)動(dòng)作，供球機(jī)構(gòu)在植球網(wǎng)板5的前側(cè)補(bǔ)充焊錫球，從而保證植球網(wǎng)板5上錫球量的充沛。焊錫球余量檢測(cè)傳感器3對(duì)供球盒4中的焊錫球余量進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)焊錫球少于一定的量時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警提示加入焊錫球。供球盒可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)品種的焊錫球?qū)?yīng)一個(gè)供球盒，晶圓品種進(jìn)行更換時(shí)，可以方便地從供球盒夾持機(jī)構(gòu)拆卸供球盒4以切換焊錫球的品種，有效防止出現(xiàn)混球現(xiàn)象。