一种全自动焊线机的BTO智能校准装置及方法

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种全自动焊线机的BTO智能校准装置及方法。

背景技术

焊线机包括金线机、铝线机、超声波焊线机，其用于实现不同介质的表面焊接，是一种物理变化过程。首先推料装置需要将料盒中的支架推出料盒，然后拉料装置将支架拉到该装置加热区加热，再次进行焊接，最后将支架推入出料料盒。目前市场上焊线机的BTO校准方式是首先需要将基板或者晶圆通过运动机构将其送人到工作区域，然后再用劈刀在基板或者晶圆上打出一个圆形的印迹，此时劈刀的XY运动系统会有一个(X1,Y1)坐标，接着通过移动CCD镜头去找到并对准这个圆形的印迹，此时CCD镜头的XY运动系统会有一个新(X2,Y2)坐标，最后通过计算两个坐标的差值得到机台本身的BTO(ΔX,ΔY)。

随着行业的发展和扩展，客户的基板越来越宽(83mm,100mm)，焊接精度越来越高，UPH要求越来越高，所以需要引进BTO的智能校准装置和方法来提高焊接精度，以此提升UPH减少人工辅助干预。

目前的人工校准BTO有以下不足：

1、需要操作人员去准备基板或者晶圆放入至焊接工作区域，增加人力成本，而且会在原有的基板或者晶圆留下印迹；

2、对于越来越宽的基板材料，焊接区域增大导致邦头系统受到的烘烤时间变长，从而导致机台本身的BTO出现变化，最终导致偏焊影响焊接精度；

3、在人工校准完机台本身BTO后，会由于工作区域的温度升温变化导致邦头系统膨胀，从而导致本身BTO出现变化，需要人工多次手动校准；

4、在焊接生产过程中，无法自动去校准BTO，需要停机，不利于产成。

发明内容

本申请实施例通过提供一种全自动焊线机的BTO智能校准装置及方法，解决了现有技术方案中在半导体封装焊接过程中，通过人工校准BTO，需要操作人员准备基板或者晶圆放入至焊接工作区域，因此会增加人力成本，同时对于焊接更宽的基本材料以及面对更高的焊接温度时，不能保证焊接精度的技术问题。

本申请实施例采用的技术方案如下：

一种全自动焊线机的BTO智能校准装置，包括拉料工作台、用于在晶圆上打印记的劈刀邦头、用于转化信号的CCD镜头、用于驱动所述劈刀邦头运行的XY运动平台、设置在所述拉料工作台的BTO校准装置以及用于输出光源的光源成像系统；所述劈刀邦头和所述CCD镜头安装在所述XY运动平台上；所述CCD镜头位于所述劈刀邦头正上方；所述XY运动平台和所述拉料工作台均安装在同一大理石上；所述光源成像系统设置在所述BTO校准装置中。

进一步的技术方案为：所述BTO校准装置包括BTO底座、光源固定座、右反光镜座、左反光镜座、透镜安装座以及气管接头；所述BTO底座安装在所述拉料工作台上；所述光源固定座设置在所述BTO底座上右侧；所述左反光镜座设置在所述BTO底座上左侧；所述右反光镜座设置在所述BTO底座上，同时所述右反光镜座位于所述光源固定座左侧；所述透镜安装座设置在所述所述BTO底座上，同时所述透镜安装座位于所述右反光镜座与所述左反光镜座之间；所述气管接头设置在所述BTO底座左端，同时所述气管接头连接于拉料工作台；所述右反光镜座上设置有定位针。

进一步的技术方案为：所述光源成像系统包括光源、第一反光镜、第二反光镜、第三反光镜、第四反光镜、第五反光镜以及双胶合透镜；所述光源安装在所述光源固定座上；所述第一反光镜和所述第二反光镜均安装在所述右反光镜座上；所述第三反光镜和第四反光镜均安装在所述左反光镜座上；所述第五反光镜安装在所述BTO底座上；所述双胶合透镜安装在所述透镜安装座上。

进一步的技术方案为：所述BTO校准装置还包括防尘板；所述防尘板设置在所述BTO底座顶端。

一种全自动焊线机的BTO智能校准方法，应用了如权利要求1至4中任一种全自动焊线机的BTO智能校准装置，所述全自动焊线机的BTO智能校准方法，包括以下步骤：

S1：所述定位针和所述劈刀邦头中劈刀的相对位置通过所述光源的照射下会形成阴影图像；

S2：阴影图像首先会通过所述第一反光镜反射到所述第二反光镜上，然后通过所述双胶合透镜聚集放大到所述第三反光镜上，接着通过所述第四反光镜反射到所述第五反光镜上；

S3：最后反射到所述第五反光镜上的图像会由所述CCD镜头拍摄成像计算精度偏差。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、由于采用了拉料工作台、劈刀邦头、CCD镜头以及XY运动平台的设置，由于XY运动平台工作，能够驱动劈刀邦头和CCD镜头做X轴或Y轴方向运动，因此便于工作人员操作，因此一定程度上能够提高工作效率。通过在拉料工作台后端设置BTO校准装置，以及在BTO校准装置中设置光源成像系统，能够使得BTO校准装置中的定位针与劈刀邦头的相对位置通过光源反射并传送到CCD镜头中，之后再通过CCD镜头拍摄成像计算精度偏差。整个操作过程简单可靠，因此能够减少人工参与，在无磨损劈刀和基板或晶圆的情况下自动校准BTO，同时在适应更宽的基本材料以及更高的焊接温度时，还能保证焊接精度，进而一定程度上能够利于产成。

2、由于采用了防尘板的设置，能够防止有灰尘落入到BTO校准装置中，影响光源的传播以及图像的反射，进而导致CCD镜头拍摄成像计算精度偏差时出现误差。

附图说明

图1为本发明实施例中一种全自动焊线机的BTO智能校准装置的整体结构示意图。

图2为本发明实施例中用于体现劈刀邦头、CCD镜头以及BTO校准装置三者位置关系的部分结构示意图。

图3为本发明实施例中用于体现BTO校准装置的部分结构示意图。

图4为本发明实施例中用于体现光源成像系统以及光源传播路线的部分结构示意图。

图中：1、拉料工作台；2、劈刀邦头；3、CCD镜头；4、XY运动平台；5、BTO校准装置；51、BTO底座；52、光源固定座；53、右反光镜座；54、左反光镜座；55、透镜安装座；56、气管接头；57、定位针；58、防尘板；6、光源成像系统；61、光源；62、第一反光镜；63、第二反光镜；64、第三反光镜；65、第四反光镜；66、第五反光镜；67、双胶合透镜。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种全自动焊线机的BTO智能校准装置及方法，解决了现有技术方案中在半导体封装焊接过程中，通过人工校准BTO，需要操作人员准备基板或者晶圆放入至焊接工作区域，因此会增加人力成本，同时对于焊接更宽的基本材料以及面对更高的焊接温度时，不能保证焊接精度的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

一种全自动焊线机的BTO智能校准装置，如图1和图2所示，包括拉料工作台1、用于在晶圆上打印记的劈刀邦头2、用于转化信号的CCD镜头3、用于驱动劈刀邦头2运行的XY运动平台4、设置在拉料工作台1的BTO校准装置5以及用于输出光源的光源成像系统6。劈刀邦头2和CCD镜头3安装在XY运动平台4上。CCD镜头3位于劈刀邦头2正上方。XY运动平台4和拉料工作台1均安装在同一大理石上。光源成像系统6设置在BTO校准装置5中。

BTO校准装置5固定安装在拉料工作台1顶部后端。劈刀邦头2和CCD镜头3均固定安装在XY运动平台4前端。CCD镜头3位于劈刀邦头2正上方。XY运动平台4工作能够分别驱动劈刀邦头2和CCD镜头3做X轴或Y轴方向运动。XY运动平台4和拉料工作台1均固定安装在同一大理石上。光源成像系统6固定设置在BTO校准装置5中。

通过拉料工作台1、劈刀邦头2、CCD镜头3以及XY运动平台4的设置，由于XY运动平台4工作，能够驱动劈刀邦头2和CCD镜头3做X轴或Y轴方向运动，因此便于工作人员操作，因此一定程度上能够提高工作效率。通过在拉料工作台1后端设置BTO校准装置5，以及在BTO校准装置5中设置光源成像系统6，能够使得BTO校准装置5中的定位针与劈刀邦头2的相对位置通过光源反射并传送到CCD镜头3中，之后再通过CCD镜头3拍摄成像计算精度偏差。整个操作过程简单可靠，因此能够减少人工参与，在无磨损劈刀和基板或晶圆的情况下自动校准BTO，同时在适应更宽的基本材料以及更高的焊接温度时，还能保证焊接精度，进而一定程度上能够利于产成。

如图3和图4所示，BTO校准装置5包括BTO底座51、光源固定座52、右反光镜座53、左反光镜座54、透镜安装座55以及气管接头56。BTO底座51安装在拉料工作台1上。光源固定座52设置在BTO底座51上右侧。左反光镜座54设置在BTO底座51上左侧。右反光镜座53设置在BTO底座51上，同时右反光镜座53位于光源固定座52左侧。透镜安装座55设置在BTO底座51上，同时透镜安装座55位于右反光镜座53与左反光镜座54之间。气管接头56设置在BTO底座51左端，同时气管接头56连接于拉料工作台1。右反光镜座53上设置有定位针57。

BTO底座51固定安装在拉料工作台1顶部后端。光源固定座52固定连接在BTO底座51内部右侧。左反光镜座54固定连接在BTO底座51内部左侧。右反光镜座53固定连接在BTO底座51内上，同时右反光镜座53位于光源固定座52左侧。透镜安装座55固定连接在BTO底座51上，同时透镜安装座55位于右反光镜座53与左反光镜座54之间。气管接头56固定连接在BTO底座51左端，同时气管接头56固定连接于拉料工作台1。右反光镜座53中固定设置有定位针57。定位针57位于劈刀邦头2正下方。气管接头56、BTO底座51与拉料工作台1的后轨道安装在一起形成冷却气路。

如图3和图4所示，光源成像系统6包括光源61、第一反光镜62、第二反光镜63、第三反光镜64、第四反光镜65、第五反光镜66以及双胶合透镜67。光源61安装在光源固定座52上。第一反光镜62和第二反光镜63均安装在右反光镜座53上。第三反光镜64和第四反光镜65均安装在左反光镜座54上。第五反光镜66安装在BTO底座51上。双胶合透镜67安装在透镜安装座55上。

光源61固定安装在光源固定座52中。第一反光镜62和第二反光镜63均固定安装在右反光镜座53上。第三反光镜64和第四反光镜65均固定安装在左反光镜座54上。第五反光镜66固定安装在BTO底座51上，同时第五反光镜66位于CCD镜头3正下方。双胶合透镜67固定安装在透镜安装座55上。

如图3所示，BTO校准装置5还包括防尘板58。防尘板58设置在BTO底座51顶端。

防尘板58固定连接在BTO底座51顶端。

通过防尘板58的设置，能够防止有灰尘落入到BTO校准装置5中，影响光源的传播以及图像的反射，进而导致CCD镜头3拍摄成像计算精度偏差时出现误差。

一种全自动焊线机的BTO智能校准方法，应用了全自动焊线机的BTO智能校准装置，全自动焊线机的BTO智能校准方法，包括以下步骤：

S1：定位针57和劈刀邦头2中劈刀的相对位置通过光源61的照射下会形成阴影图像；

S2：阴影图像首先会通过第一反光镜62反射到第二反光镜63上，然后通过双胶合透镜67聚集放大到第三反光镜64上，接着通过第四反光镜65反射到第五反光镜66上；

S3：最后反射到第五反光镜66上的图像会由CCD镜头3拍摄成像计算精度偏差。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。