杜京鵬，劉德喜，景 宇，史 磊，張 曉，宋 濤

（北京遙測技術研究所，北京 100094）

微組裝技術是綜合運用高密度多層基板技術、多芯片組裝技術、三維立體組裝技術等，將集成電路裸芯片、微小型表面貼裝元器件等進行高密度互連，構成模塊化電子產(chǎn)品的一種先進電氣互聯(lián)技術。微組裝技術是實現(xiàn)電子產(chǎn)品向小型化、輕量化和多功能方向發(fā)展的重要技術途徑[1]。隨著自動化、信息化、智能化的發(fā)展，傳統(tǒng)的人工操作已無法滿足用戶的需求，通過自動化設備代替人工實現(xiàn)高質高量的生產(chǎn)方式不可避免，同時可以更好地保證穩(wěn)定性、持久性。自動貼片機是微組裝芯片貼裝中至關重要的設備，其實質是集光、機、電、算為一體的高精度自動化貼片設備，包括視覺系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)等4個部分。GaAs、GaN等芯片與殼體熱匹配存在差距，因此在貼裝過程中需要采取在芯片底部增加載體的方式解決。由于載體在來料階段存儲媒介與貼片機供料方式不匹配，無法進行自動貼裝，且在載體固化過程中也會存在一定偏移，該類產(chǎn)品一個載體上同時放有芯片及多個電容，且距載體邊緣較近，如果存在一定偏差會導致點膠位偏離載體，且放置也會出現(xiàn)偏斜，壓壞芯片和電容。本文以某多功能貼片機為例，對自動貼片基于載體的芯片、電容貼裝遇到的問題進行描述與分析，提供相應的解決方法。

1 貼片機基本工作流程

自動貼片機是芯片自動貼裝的主要設備，一般情況下，機器的生產(chǎn)方向是從左至右，分為system1和system2兩個獨立系統(tǒng)，可實現(xiàn)點膠與貼片并行。載料臺分靜態(tài)和升降兩部分承載多種芯片，設備與高精度武藏點膠控制器集成。通過定位—創(chuàng)建芯片—拾片—貼片等功能，實現(xiàn)將裸芯片及微型元件快速、準確地貼裝到電路基板的指定焊盤位置，貼裝流程如圖1所示。

圖1 貼裝流程

2 質量影響描述

在設備自動點膠完成后，會發(fā)現(xiàn)紅圈位置膠點本應該在載體左下角，偏離了原有位置，如圖2所示。因為點膠與貼片采用同樣的編輯方式，所以貼片位置會出現(xiàn)在現(xiàn)有點膠位置，可能導致電容變形。

圖2 貼片機實際點膠情況

經(jīng)分析，由于載體在來料過程中的封裝方式不是與貼片機相匹配的料盒形式，導致在粘接載體的過程中，都是由人工手動放置，如圖3所示，會存在一定的偏差。如圖2所示，可以發(fā)現(xiàn)點膠過程中，定位框相對于該載體向左上偏移，以致中心錯位，導致點膠位置也向左上偏。并且同樣情況一共有8個同樣的位置，且該載體上需要放置4個器件，如圖4所示。點膠位置的偏移，同樣意味著貼片的偏移，嚴重影響產(chǎn)品一次合格率，導致返修，影響進度。

圖3 產(chǎn)品載體放置情況

圖4 載體上布局圖

3 措施優(yōu)化

分析后發(fā)現(xiàn)增加單獨的圖像識別功能，可以實現(xiàn)對載體輪廓的抓取，確定中心位置。系統(tǒng)根據(jù)相機確定的中心位置以坐標形式反饋給裝有吸頭的機械臂控制器，在拾取—校準完成后將物料放入反饋的指定位置。如圖5所示，在編輯點膠位置前加入圖像識別“1search”，可以很好地鎖定產(chǎn)生偏移的物料特征，后面在特征位置大體定位完成后進行圖像識別的建立。在Manipulaterstep7/7選取“Rectangle”算法并調(diào)節(jié)光源，達到載體輪廓黑白漸變最明顯的圖像，進行幾次“search”沒有問題后，選擇“Done”，如圖6所示。

圖5 點膠位編輯圖1

圖6 點膠位編輯圖2

4 結束語

自動貼片機是微組裝領域的高端設備，為產(chǎn)能提供了有力保障，貼片機的功能比較強大，尤其是進口設備，對其各方面研究還需進一步摸索，實踐。此次問題的解決彌補了貼裝過程中人為干預找點的不足，使過程更流暢，質量高，一致性更好，產(chǎn)能較之前提高了1倍。