[发明专利]一种全自动植球机及其植球方法

说明书

本发明涉及一种全自动植球机及植球方法。全自动植球机包括架台、网板、供球机构、六自由度机械手、刮板及三维力传感器，网板通过网板夹持机构固定于架台上，所述的网板上设有与晶圆PAD点相对应的网孔，供球机构向网板上供应锡球；六自由度机械手为刮板动作的驱动机构，用于模仿手工植球方式，刮板设在六自由度机械手末端，受六自由度机械手带动而进行植球动作，三维力传感器设在六自由度机械手末端与刮板之间，用于检测植球过程中刮板的受力突变，并将刮板受力信息传递给六自由度机械手。与现有技术相比，本发明的植球机采用六自由度机械手，模仿人工植球动作，使植球动作更柔性、平稳，在工厂大批量生产情况下，稳定的植球质量可以得到保障。

技术领域

本发明涉及一种植球装置，尤其是涉及一种全自动植球机及其植球方法。

背景技术

晶圆级植球机是一种高端半导体封装设备，用于将锡球精准放置于已经印刷助焊剂的晶圆上，目前晶圆级植球机使用的锡球球径一般在75μm～300μm范围内，其核心技术之一就是植球方式。

现有的晶圆级植球设备为了实现将锡球精确植入晶圆，基本采用手工植球、扫球植球、治具吸球植球等方式。

手工植球(如专利CN103606527A)是操作工手拿一个塑料刮板在网板上来回几次刮球，将球刮入网孔内，网孔与晶圆上的PAD点预先对位，每个网孔落入一个锡球，通过此种手动方式将锡球植到晶圆的PAD点上，此种方式需要专业操作人员操作，在工厂大批量生产情况下，植球质量可能受人工操作的影响。

扫球方式(如专利CN101106098A)是用集束多根极细的线做成旋转头，在网板上往复扫球将球扫入网孔内植在晶圆上，此种方式的细线毛刷消耗量大、制作过程及步骤繁琐、需要专业人员经常更换，因而成本较高，植球过程中锡球浪费严重、也容易出现锡球飞溅的情况而影响生产质量。

治具吸球(如专利CN201529822U)是制作一个与晶圆或基板大小相同的治具，治具上制作与需要植球位置相对应的Pin针，利用真空在震动的供料槽内将锡球吸到治具上，再通过精确的定位系统将锡球植入晶圆或基板。此种方式动作机构复杂，需要图像识别系统、精确定位系统、高性能检测系统等，硬件质量要求较高，价格极其昂贵。

发明内容

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全自动植球机及其植球方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种全自动植球机，包括：

架台，

网板：通过网板夹持机构固定于架台上，所述的网板上设有与晶圆PAD点相对应的网孔，网孔用于锡球的漏入；

供球机构：设在架台上，用于向网板上供应锡球；

六自由度机械手：设在架台旁，为刮板动作的驱动机构，用于模仿手工植球方式；

刮板：设在六自由度机械手末端，受六自由度机械手带动而进行植球动作；

三维力传感器：设在六自由度机械手末端与刮板之间，用于检测植球过程中刮板的受力突变，并将刮板受力信息传递给六自由度机械手。

所述的网板夹持机构为设置在架台四角处的四个网板夹持气缸，所述的网板由四个网板夹持气缸夹持而呈水平状态。

所述的供球机构包括供球气缸、供球盒与供球管，所述的供球盒内盛放锡球，所述的供球气缸设在供球盒出口处，并与供球管上端连接，所述的供球管下端伸到网板上方，所述的供球气缸控制锡球的供应。

所述的网板中部为晶圆位置，晶圆位置下方用于放置晶圆，网板在晶圆位置内设有与晶圆PAD点相对应的网孔。

所述的架台中间部分上下贯通，所述的网板水平设置在架台的中间。