[发明专利]一种力反馈闭环控制复合键合装置

说明书

本发明公开一种力反馈闭环控制复合键合装置，微动装置由宏动装置带动横向平移与竖向平移；微动装置包括超磁致伸缩致动器，改变自身的长度带动贴装杆位移，超磁致伸缩致动器的伸缩幅度很小，用于驱动贴装杆小范围精准位移；应变片用于检测贴装杆与基板之间的接触力，通过应变片对微动装置提供反馈，根据检测信号控制超磁致伸缩致动器的伸缩量；芯片距离基板较远时由宏动装置快速移动，到达距离基板较近的位置时停止宏动装置，微动装置驱动芯片移动，芯片接触基板时产生接触力，通过接触力形成反馈，避免对芯片产生较大的压力，在贴装的不同阶段使用宏动装置或微动装置驱动，在保证贴片效率的基础上精准控制接触力，避免芯片被压坏。

技术领域

本发明涉及芯片倒装技术领域，更进一步涉及一种力反馈闭环控制复合键合装置。

背景技术

倒装芯片(Flip chip)是一种无引脚结构，一般含有电路单元。在芯片倒装领域，芯片贴合是倒装最关键的环节，在芯片贴合过程中，芯片由贴装头携带转移到基板上，由于贴装头和芯片之间存在挤压，较大的力冲击容易使芯片发生裂纹，造成芯片与天线互连失效；为了保证粘贴封装的可靠性，贴装头把芯片置于基板焊盘之后，还需要以一定的接触力压合一段时间，但不能在接触过程中压坏芯片。

传统的贴装头利用电机驱动位移，利用跟随误差作为是否接触的判断依据，跟随误差是贴装头实际运动输出量与理论运动输出量之间的差值，因此跟随误差是位置参量；在芯片由贴装头带动高速运行过程中，芯片未接触到基板，不受外力作用，实际运动输出量与理论运动输出量误差很小，此时跟随误差是一种比较小的正常值；一旦发生接触，贴装头受到基板阻挡，实际运动输出量与理论运动输出量误差急剧增加，跟随误差陡增，跟随误差超出阈值，减小贴装力的输出，使贴装头进行微小的运动输出。

因此单纯的位置参量控制不能满足贴片的严格要求，对于本领域的技术人员来说，如何更加精确地控制芯片贴装，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种力反馈闭环控制复合键合装置，能够精准控制接触力，避免芯片被压坏，具体方案如下：

一种力反馈闭环控制复合键合装置，包括宏动装置和微动装置，所述微动装置装配在所述宏动装置上，所述微动装置由所述宏动装置带动横向平移与竖向平移；

所述微动装置包括通过调节施加电压控制伸缩的超磁致伸缩致动器，所述超磁致伸缩致动器通过改变自身的长度带动贴装杆位移；

还包括用于检测所述贴装杆与基板之间接触力的应变片，根据所述应变片的检测信号控制所述超磁致伸缩致动器的伸缩量。

可选地，所述微动装置还包括伸缩放大器，所述超磁致伸缩致动器的长度变化经过所述伸缩放大器放大后带动所述贴装杆移动。

可选地，所述微动装置还包括微动基座，所述微动基座滑动安装在所述宏动装置上；所述超磁致伸缩致动器限位安装在所述微动基座上。

可选地，所述超磁致伸缩致动器的伸缩方向与所述贴装杆的运动方向垂直；

所述伸缩放大器包括延长线能够形成菱形的柔性铰链；所述超磁致伸缩致动器和所述贴装杆分别位于菱形的两条对角线上。

可选地，所述伸缩放大器还包括平行设置的驱动块，所述柔性铰链和所述驱动块相交连接形成框架；

框架的侧边包括两个所述柔性铰链，所述柔性铰链的对角线内端连接致动块，对角线外端连接所述驱动块；

位于所述超磁致伸缩致动器其中一侧的所述致动块与所述贴装杆固定，所述贴装杆滑动穿过另一侧的所述致动块。

可选地，所述超磁致伸缩致动器的两侧分别设置两排共四个所述柔性铰链。

可选地，所述应变片的两端分别连接所述贴装杆与所述微动基座。