CN113829230B - 一种芯片表面研磨*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芯片表面研磨***，在架体内安装研磨板装置与芯片调节装置，芯片调节装置夹持芯片在研磨板装置上自动研磨芯片；芯片研磨一次，芯片调节装置自动调整芯片姿态，相机***自动获取芯片的研磨区域的研磨状态并分析研磨效果；芯片研磨一个阶段，芯片调节自动装置调整芯片姿态，芯片的研磨区域自动对准数字全息相机***，数字全息相机***获取芯片的研磨区域的高精度研磨影像与研磨效果分析。芯片表面研磨***可实现机械化芯片研磨，代替现有的手工研磨，研磨工作效率高，每研磨一次，相机***获取的研磨状态，芯片研磨一个阶段，数字全息相机***拍摄高精度研磨影像与研磨效果分，研磨共面性良好，研磨质量好。

Description

一种芯片表面研磨***
技术领域
本发明涉及芯片制造技术领域，特别是指一种芯片表面研磨***。
背景技术
芯片的研磨工艺普遍的存在于各类型芯片封装制造、返厂维修的工艺过程之中。大尺寸高密度集成电路芯片陶瓷柱栅阵列(Ceramic Column Grid Array,CCGA)封装环节的焊柱端面研磨技术，CCGA封装技术是在陶瓷球栅阵列(Ball Grid Array,BGA)的基础上，采用焊柱引脚替代焊球引脚的封装形式，高熔点的焊柱在植柱工艺和板级装联工艺过程中焊柱不熔化，采用低熔点共晶焊料实现焊接，可实现大引脚大于1000(接近2000路)的高效焊接。CCGA封装技术具有耐高温、抗疲劳、耐潮热等优良性能，在国内高端芯片制造业具有巨大的实用价值。
目前，国内传统采取人工研磨的方式进行共面性处理。端面整平工艺流程包括：1)观察焊柱端面，进行初始端面平整度的判断，进行研磨液选型；2)在研磨台上涂抹研磨液，将焊柱端面一侧放置于研磨台表面进行研磨，研磨过程根据手感进行芯片姿态与角度调整；3)将研磨后芯片放置于具有一定放大倍数的显微镜和平面度测量仪中进行研磨效果判断，如果研磨效果不佳则返回上一步。上述过程中，需操作人员反复进行焊柱面研磨，人为掌控力度、角度等指标，并根据焊柱端面形态确定一次研磨时间等，此外还需根据研磨效果，决定如何更换研磨液等。
现有的芯片研磨以下问题：
(1)国内在CCGA封装技术领域尚不成熟，焊接柱面存在共面性不良、生产效率偏低的问题。
(2)研磨工艺复杂，高端芯片多为多品种、小批量类产品，需根据不同产品的研磨效果不断做出各类决策，人工的判读与操作在相当长一段时间内无法被机器取代；
(3)受研磨操作人员经验的影响，研磨工作效率和质量均无法得到有效保证。
发明内容
本发明提供了一种芯片表面研磨***，现有的芯片研磨具有以下问题，芯片手工研磨，研磨工作效率和质量得不到保证，焊接柱面存在共面性不良、生产效率偏低。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下方案：
本发明实施例提供一种芯片表面研磨***，包括架体，在所述架体内安装研磨板装置与芯片调节装置，所述芯片调节装置夹持芯片在所述研磨板装置上自动研磨芯片；
在所述研磨板装置的两侧分别设置有相机***与数字全息相机***，所述芯片研磨一次，所述芯片调节装置自动调整所述芯片姿态，所述芯片的研磨区域对准所述相机***，所述相机***自动获取所述芯片的研磨区域的研磨状态并分析研磨效果；所述芯片研磨一个阶段，所述芯片调节自动装置调整所述芯片姿态，所述芯片的研磨区域自动对准所述数字全息相机***，所述数字全息相机***获取所述芯片的研磨区域的高精度研磨影像与研磨效果分析。
优选地，所述芯片调节装置包括平行机构，在所述平行机构上安装有升降机构，所述平行机构可带着所述升降机构平行移动，在所述升降机构上安装有转动机构，所述升降机构可带着所述转动机构升降移动，在所述转动机构上安装有活塞机构，所述转动机构可带着所述活塞机构转动，所述活塞机构上安装有旋转机构，所述活塞机构可带着所述旋转机构伸缩移动，在所述旋转机构上安装有夹爪，所述旋转机构可带着所述夹爪转动，所述夹爪可夹持所述芯片。
优选地，所述***还包括触摸式操作显示面板，所述触摸式操作显示面板可实时显示所述相机***自动获取的所述芯片的研磨区域的研磨状态与分析结果、所述数字全息相机***获取所述芯片的研磨区域的高精度研磨影像与分析结果。
优选地，所述研磨板装置包括研磨板，研磨板驱动装置驱动所述研磨板转动。
优选地，所述活塞机构包括多个并联设置的活塞。
优选地，在所述旋转机构上安装有多个薄膜压力传感器。
优选地，所述***还包括触摸式操作显示面板，所述触摸式操作显示面板上具有可操控所述活塞机构的活塞模块，人手带着上带振动的数据手套，触摸活塞模块并画弧线模拟手动操作控制所述活塞机构。
优选地，所述活塞机构包括3个并联设置的活塞。
优选地，所述***还包括触摸式操作显示面板，所述触摸式操作显示面板可实时显示所述薄膜压力传感器采集的数据。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
上述方案中，芯片表面研磨***可实现机械化芯片研磨，代替现有的手工研磨，研磨工作效率高，每研磨一次，相机***自动获取芯片的研磨区域的研磨状态，芯片研磨一个阶段，数字全息相机***获取芯片的研磨区域的高精度研磨影像与研磨效果分析，保证了研磨共面性良好，保证了研磨质量。
附图说明
图1为本发明的芯片表面研磨***的结构示意图；
图2为本发明的芯片表面研磨***的芯片调节装置的结构示意图。
附图标记：
1、架体；2、触摸式操作显示面板；3、数字全息相机***；4、芯片调节装置；41、平行机构；42、升降机构；43、转动机构；44、活塞机构；45、旋转机构；46、夹爪；5、相机***；6、研磨板装置。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1～图2所示的，本实施例提供了一种芯片表面研磨***，包括架体1，在架体1内安装研磨板装置6与芯片调节装置4，芯片调节装置4夹持芯片在研磨板装置6上自动研磨芯片；在研磨板装置6的两侧分别设置有相机***5与数字全息相机***3，芯片研磨一次，芯片调节装置4自动调整芯片姿态，芯片的研磨区域对准相机***5，相机***5自动获取芯片的研磨区域的研磨状态并分析研磨效果，获取二维研磨状态，相机***5可用可见光相机；芯片研磨一个阶段，芯片调节自动装置调整芯片姿态，芯片的研磨区域自动对准数字全息相机***3，数字全息相机***3获取芯片的研磨区域的高精度研磨影像与研磨效果分析，获取三维研磨状态。本实施例的芯片表面研磨***可实现机械化芯片研磨，代替现有的手工研磨，研磨工作效率高，每研磨一次，相机***5自动获取芯片的研磨区域的研磨状态，芯片研磨一个阶段，数字全息相机***3获取芯片的研磨区域的高精度研磨影像与研磨效果分析，保证了研磨共面性良好，保证了研磨质量。本实施例的相机***5可实现对二维图像的采集、分析、测量，精度达到几十微米，数字全息相机***3实现对三维形貌的测量，精度达到几微米级或者亚微米级。
本实施例的芯片调节装置4包括平行机构41，在平行机构41上安装有升降机构42，平行机构41可带着升降机构42平行移动，在升降机构42上安装有转动机构43，升降机构42可带着转动机构43升降移动，在转动机构43上安装有活塞机构44，转动机构43可带着活塞机构44转动，活塞机构44上安装有旋转机构45，活塞机构44可带着旋转机构45伸缩移动，在旋转机构45上安装有夹爪46，旋转机构45可带着夹爪46转动，夹爪46可夹持芯片。活塞机构44包括多个并联设置的活塞，活塞机构44包括3个并联设置的活塞。在旋转机构45上安装有多个薄膜压力传感器。本实施例的芯片调节装置4可以带动芯片实现任意姿态。
***还包括安装在架体1上的触摸式操作显示面板2，触摸式操作显示面板2可实时显示相机***5自动获取的芯片的研磨区域的研磨状态与分析结果、数字全息相机***3获取芯片的研磨区域的高精度研磨影像与分析结果，还可以实时显示薄膜压力传感器采集的数据形成研磨力分布图、。触摸式操作显示面板2上具有可操控活塞机构44的活塞模块，人手带着上带振动的数据手套，触摸活塞模块并画弧线模拟手动操作控制活塞机构44。触摸式操作显示面板2可。本实施例的***可实时显示可视化的研磨力分布图，薄膜压力传感器采集的数据形成研磨力分布图，还可实时显示单次研磨的可见光相机拍摄图及分析结果，显示相机***5自动获取研磨状态与分析结果，即单次研磨的可见光相机拍摄图，数字全息相机***3获取芯片的研磨区域的高精度研磨影像与分析结果，即阶段研磨的数字全息相机拍摄图，建立友好的可视化输出界面，带振动的数据手套增强操作人员的视觉与触觉感知能力。
本实施例的研磨板装置6包括研磨板，研磨板驱动装置驱动研磨板转动。
本发明的芯片表面研磨***的应用过程如下：
(1)操作人员观察芯片的待研磨面，根据经验确定研磨液类型，并将研磨液均匀涂洒在研磨台表面上，将芯片固定夹爪46上；
(2)自动控制芯片调节装置4和研磨板装置6研磨芯片，或者，手动操作触摸式操作显示面板2的活塞模块，手动遥控操作研磨芯片；
(3)研磨过程中，***在完成一次研磨操作后，旋转并调整芯片姿态，采用相机***5对芯片研磨面进行拍照并分析研磨效果；
(4)在完成一个阶段研磨工作后，调整芯片姿态，数字全息相机***3拍摄高精度研磨影像并分析研磨效果；
(5)一个阶段研磨效果符合加工质量要求，停止工作，芯片流转到下一工艺环节；否则重复步骤(2)-(4)中的研磨过程。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种芯片表面研磨***，其特征在于，包括架体，在所述架体内安装研磨板装置与芯片调节装置，所述芯片调节装置夹持芯片在所述研磨板装置上自动研磨芯片；
在所述研磨板装置的两侧分别设置有相机***与数字全息相机***，所述芯片研磨一次，所述芯片调节装置自动调整所述芯片姿态，所述芯片的研磨区域对准所述相机***，所述相机***自动获取所述芯片的研磨区域的研磨状态并分析研磨效果；所述芯片研磨一个阶段，所述芯片调节自动装置调整所述芯片姿态，所述芯片的研磨区域自动对准所述数字全息相机***，所述数字全息相机***获取所述芯片的研磨区域的高精度研磨影像与研磨效果分析；
所述芯片调节装置包括平行机构，在所述平行机构上安装有升降机构，所述平行机构可带着所述升降机构平行移动，在所述升降机构上安装有转动机构，所述升降机构可带着所述转动机构升降移动，在所述转动机构上安装有活塞机构，所述转动机构可带着所述活塞机构转动，所述活塞机构上安装有旋转机构，所述活塞机构可带着所述旋转机构伸缩移动，在所述旋转机构上安装有夹爪，所述旋转机构可带着所述夹爪转动，所述夹爪可夹持所述芯片；
所述***还包括触摸式操作显示面板，所述触摸式操作显示面板可实时显示所述相机***自动获取的所述芯片的研磨区域的研磨状态与分析结果、所述数字全息相机***获取所述芯片的研磨区域的高精度研磨影像与分析结果。
2.根据权利要求1所述的芯片表面研磨***，其特征在于，所述研磨板装置包括研磨板，研磨板驱动装置驱动所述研磨板转动。
3.根据权利要求1所述的芯片表面研磨***，其特征在于，所述活塞机构包括多个并联设置的活塞。
4.根据权利要求1所述的芯片表面研磨***，其特征在于，在所述旋转机构上安装有多个薄膜压力传感器。
5.根据权利要求1所述的芯片表面研磨***，其特征在于，所述***还包括触摸式操作显示面板，所述触摸式操作显示面板上具有可操控所述活塞机构的活塞模块，人手带着上带振动的数据手套，触摸活塞模块并画弧线模拟手动操作控制所述活塞机构。
6.根据权利要求3所述的芯片表面研磨***，其特征在于，所述活塞机构包括3个并联设置的活塞。
7.根据权利要求4所述的芯片表面研磨***，其特征在于，所述***还包括触摸式操作显示面板，所述触摸式操作显示面板可实时显示所述薄膜压力传感器采集的数据。
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