[发明专利]一种快速定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种快速定位方法及系统，涉及半导体封装技术领域。一种快速定位方法，面向焊线机、倒装机、固晶机等电子封装装备软着陆定位过程，先根据封装装备操作头在传统软着陆情况下，根据封装装备操作头从惯性振动开始到振动衰退完成的时间，计算出在该时间内操作头从惯性振动平衡位置到达目标位置所需要的均匀速度T_s；当操作头在软着陆过程中出现惯性振动时，操作头驱动部件按照设定的均匀速度T_s在软着陆整个惯性振动过程中持续向操作头施加驱动作用直至操作头到达目标位置，实现操作头在惯性振动衰减的同时不断地向目标位置靠近，相对于传统软着陆技术，有效减少操作头的定位时间，提高封装效率。

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种快速定位方法及系统。

背景技术

电子封装装备如焊线机、倒装机、固晶机等是芯片制造中一个关键装备，其精密定位技术是芯片封装装备的关键技术。芯片首先是制作在芯片基板上，芯片基板上有众多相同的裸片，这些芯片就要通过封装装备来进行芯片金属点之间的连线封装，才能制造成可以导通使用的芯片。如在封装焊线过程中，焊线机Z轴运动系统需要完成快速精密的定位操作，这个运动过程需要满足当前该领域的技术要求是：大行程5-30mm；高速度0.2-1m/s；高加速度10g；高精度1-2um以内。在倒装键合过程中，Z轴倒装操作头需要在1m/s速度、几十毫米行程内完成亚微米级精密定位。那么在这样的运动特征下，必然会产生定位过程的惯性振动。电子封装装备的操作头运动系统一般安装有操作头和操作头驱动部件，通过操作头带动焊球，操作头按照上述的运动参数，在芯片上方一定高度处高速向下运动接近芯片基板，将焊球与芯片链接在一起，完成封装键合过程。那么惯性振动一旦产生，可能会造成焊球撞击芯片，芯片损坏、裂缝、击碎、击穿等问题。

为了避免惯性振动引发上述封装制造问题，软着陆技术被提出并广泛应用在封装技术领域，参照图1和图2，传统软着陆方法的操作流程是：在接近芯片上方设置一个微小高度，这个高度通常为80-150um(称为搜索高度)，操作头驱动部件带动操作头在芯片上方5-30mm高度处以高速高加速运动参数先向这个距离芯片80-150um的位置运动，并在这个位置进行定位，那么定位后的惯性振动就会在80-150um这个区间范围内来回震荡，不会接触到下面的芯片。这个80-150um的搜索高度可以容乃操作头的惯性振动，防止振动冲击或损伤芯片。随后，当惯性振动完全衰减、操作头稳定下来后，操作头驱动部件再一次启动，这次启动则按照非常低速的匀速运动启动(约5-25mm/s的速度)，缓慢地在搜索高度80-150um的范围内逐步接近芯片，以低速均匀运动接触芯片可避免产生冲击、裂缝、击碎、击穿等问题，随后换成施力模式进行压焊球完成封装。当前，软着陆方法整个定位过程的时间约为50ms级，在当前芯片制造快速发展的时代背景下，对操作头封装共的工作提出了更高要求，减小定位过程的时间、提高操作效率成为不断追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于提出一种快速定位方法及系统，适用于焊线机、倒装机、固晶机等电子封装装备软着陆定位过程，以减少封装装备操作头的定位时间，提高加工效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种快速定位方法，包括以下步骤：

S1：获取操作头在封装装备传统软着陆过程中开始惯性振动的时刻t₀、惯性振动平衡位置与目标位置间的搜索高度H_s、以及传统软着陆方法在惯性振动平衡位置完成振动衰减后操作头稳定下来再向目标位置驱动的低速均匀速度值T_c；

S2：获取操作头在开始惯性振动时的实时振动位移值x和实时惯性振动速度值v；

S3：根据步骤S2得到的实时振动位移值x和实时惯性振动速度值v，计算出和实时时刻t有关的操作头的实时振动能量E；