[发明专利]面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法

权利要求书

1.一种面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：它基于以下设备完成：芯片夹持机构（1）、图像采集装置（2）、吸嘴（3）、激光头（4）、激光到光纤耦合器（5）、光纤（6）和激光自聚焦透镜（7），激光自聚焦透镜（7）与吸嘴（3）同轴装夹，

它的键合方法包括以下步骤：

步骤一：由芯片夹持机构（1）将待键合芯片运送到图像采集装置（2）的视觉系统工作区域，由图像采集装置（2）采集图像信息；

步骤二：根据采集的图像信息计算得到待键合芯片的所有待键合焊盘中心的位置，同时存储所有待键合焊盘中心的位置信息；

步骤三：根据所有待键合焊盘中心的位置信息，由预置的程序规划植球键合路径；

步骤四：根据植球键合路径对每一个焊盘进行键合，具体为：

步骤四一：将吸嘴（3）移动到供料区，从供料瓶中吸取微钎料球；

步骤四二：将待键合芯片和吸嘴（3）均移动到植球区，将吸嘴（3）中的微钎料球释放并固定在一个未键合焊盘中心；

步骤四三：控制激光器的激光头（4）发出激光，该激光经激光到光纤耦合器（5）耦合后经光纤（6）将其传输到激光自聚焦透镜（7）进行聚集后，对微钎料球进行重熔，完成一个焊盘的植球键合；

步骤四四：判断是否完成对所有焊盘的植球键合，若否，返回步骤四一；若是，芯片的植球键合完成。

2.根据权利要求1所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：它还包括以下步骤：

步骤五：将步骤四中完成植球键合的芯片移动到图像采集装置（2）的视觉系统工作区域，进行芯片上所有焊盘的植球键合凸点图像采集；

步骤六：根据采集的图像查找质量不合格的植球键合凸点；

步骤七：记录所有不合格植球键合凸点的焊盘中心的位置信息；

步骤八：根据所有不合格植球键合凸点的焊盘中心的位置信息，由预置的程序规划凸点吸除路径；

步骤九：根据凸点吸除路径对每一个不合格植球键合凸点进行吸除，再将凸点吸除路径作为植球键合路径返回步骤四。

3.根据权利要求2所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述步骤九中将一个不合格植球键合凸点吸除的方法为：

将完成植球键合的芯片移至植球区，将吸嘴（3）对应于一个不合格植球键合凸点，控制激光头（4）发出激光，该激光经激光到光纤耦合器（5）耦合后经光纤（6）将其传输到激光自聚焦透镜（7）进行聚集后，对此不合格植球键合凸点进行重熔，同时采用吸嘴（3）对不合格植球键合凸点进行吸除。

4.根据权利要求3所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述步骤四及步骤九执行的过程中，均采用氮气对芯片进行保护。

5.根据权利要求1所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述步骤二中从供料瓶中吸取微钎料球的方法为：使吸嘴（3）的真空仓（8）内产生负压，当真空仓（8）内的压力达到预置阈值，判定吸嘴（3）从供料瓶中吸取微钎料球成功；所述步骤三中吸嘴（3）将微钎料球释放的方法为：向吸嘴（3）的真空仓（8）内注入氮气，使微钎料球落下。

6.根据权利要求1所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述步骤一中的图像采集装置（2）由CCD和具有1至6倍可调放大倍数的组合镜头组成，所述图像采集装置（2）能够沿Zv轴运动。

7.根据权利要求1所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述芯片夹持机构（1）能够在Xc轴和Yc轴组成的二维平面内做二维平面运动。

8.根据权利要求5所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述激光自聚焦透镜（7）与吸嘴（3）能够在Zt轴和Yt轴组成的二维平面内做二维平面运动。

9.根据权利要求1所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述微钎料球的直径范围为40μm至300μm；步骤四中微钎料球重熔时间范围为20ms至50ms。

10.根据权利要求1所述的面向MEMS立体封装和组装的锡球凸点键合方法，其特征在于：所述激光器为半导体泵浦Nd:YAG固体激光器；光纤（6）的直径为100μm；所述激光经激光自聚焦透镜（7）聚焦后的光斑直径为100μm。