一种用于多自由度倒装键合过程的芯片控制方法

摘要

本发明公开了一种用于多自由度倒装键合过程的芯片控制方法，其主要控制过程包括：获取芯片的贴装位置信息；键合头拾取芯片，获取芯片Z旋转轴和X/Y直线轴的角度及位置粗调偏差值，然后在执行粗调的同时，实现X/Y直线轴的闭环跟随控制；获取芯片X/Y旋转轴的当前实际角度值，并在逐次选择X/Y旋转轴执行角度闭环控制的同时，实现另外两直线轴的位置闭环跟随控制；获取芯片Z旋转轴和X/Y直线轴的角度及位置精调偏差值，然后在执行精调的同时，实现X/Y直线轴的闭环跟随控制。通过本发明，可使得芯片在角度调整的同时实现位置跟随控制，并能显著提高倒装键合过程的精度和效率，从而保证芯片最终的键合质量。

主权项

一种用于多自由度倒装键合过程的芯片控制方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：（a）确定芯片贴装位置的操作：对拟贴装芯片的基板测量获取Z旋转轴的角度粗调偏差值和X/Y两直线轴的位置粗调偏差值；将所述基板X/Y两直线轴的位置粗调偏差值作为位置闭环补偿信号，驱动贴装头分别对其X/Y两直线轴位置进行粗调；然后，进一步获取基板Z旋转轴的角度精调偏差值、X/Y两直线轴的位置精调偏差值以及X/Y两旋转轴的当前实际角度值，并根据所述角度精调偏差值和位置精调偏差值来确定芯片在基板上的贴装位置；（b）芯片Z旋转轴和X/Y直线轴的粗调操作：多自由度倒装键合头拾取芯片，获取芯片Z旋转轴的角度粗调偏差值及其X/Y两直线轴的位置粗调偏差值；将该芯片角度粗调偏差值作为闭环补偿信号对芯片Z旋转轴的角度进行粗调，与此同时，将所述芯片角度粗调偏差值转换输入至芯片X/Y直线轴位置闭环作为控制信号，由此实现X/Y直线轴对于Z旋转轴的闭环跟随控制；此外，将所述芯片X/Y两直线轴的位置粗调偏差值作为位置闭环补偿信号，分别对X/Y两直线轴的位置进行粗调；（c）芯片X/Y旋转轴的调整操作：对芯片X/Y旋转轴的当前实际角度值进行测量，然后逐次选择所述X/Y旋转轴，并将芯片X/Y旋转轴和基板X/Y旋转轴的当前实际角度值作为反馈信号、将期望角度值作为控制信号执行角度闭环控制；与此同时，将当前实际角度值与期望角度值之间的偏差值转换输入至X/Y/Z三直线轴中另外两轴的位置闭环作为控制信号，由此实现另外两直线轴的闭环跟随控制；（d）芯片Z旋转轴和X/Y直线轴的精调操作：基于芯片的所述角度和位置粗调偏差值，进一步获取芯片Z旋转轴的角度精调偏差值及其X/Y两直线轴的位置精调偏差值；将该芯片Z旋转轴角度精调偏差值作为闭环补偿信号对芯片Z旋转轴的角度进行精调，与此同时，将所述芯片角度精调偏差值转换输入至芯片X/Y直线轴位置闭环作为控制信号，由此实现X/Y直线轴对于Z旋转轴的闭环跟随控制；此外，将所述芯片X/Y直线轴位置精调偏差值作为位置闭环补偿信号，分别对X/Y两直线轴的位置进行精调；（e）芯片的贴装操作：倒装键合头按照芯片调整后的最终位置及角度，携带芯片一同运动至基板上的所述贴装位置，由此执行完成芯片的贴装过程。