一种芯片封装自适应动态控制系统及方法与流程

本发明涉及芯片封装加工，尤其是涉及一种芯片封装自适应动态控制系统及方法。

背景技术：

1、目前芯片封装普遍采用非接触式围坝点胶工艺，通过在芯片四周点涂环氧胶或者有机硅胶形成闭合胶坝，胶坝与基板、芯片共同围成密闭空腔，保护芯片表面叉指换能器，隔绝水汽、粉尘，保障滤波器声学谐振性能稳定。围坝的截面几何形态、闭合完整性直接决定器件良率与长期可靠性，是封装工艺中关键的工序。

2、现有技术中点胶设备普遍采用开环固定参数加工模式，即提前设定固定点胶压力、基板温度、点胶速度，设备按照预设程序完成整板芯片围坝点胶作业，完全依赖前期工艺调试确定一组静态工艺参数。在实际大批量生产工况下，胶水本身物性、设备工况、来料偏差均会持续引入扰动，静态参数难以适配复杂多变的现场条件，由此引发多种致命封装缺陷。

3、首先在实际点胶过程中胶水粘度会存在一定波动，由于围坝封装所用环氧胶、硅系封装胶对温度高度敏感，储胶腔温度波动、点胶过程中胶水持续剪切生热、基板热传导都会造成胶水实时粘度发生漂移。当点胶压力保持恒定，粘度升高会导致胶水流量下降，胶坝高度、宽度同步收缩；粘度降低则胶水流动性变强，单位时间出胶量增大，胶坝截面尺寸变大。在量产现场，即使同一批次胶水，随储胶时间、环境温度变化，粘度波动范围可达±25%以上。固定压力模式无法跟随粘度变化做流量补偿，直接造成围坝截面宽度、高度一致性差。胶坝截面高度不足、胶层偏薄时，胶坝内部容易出现微孔隙，无法形成完整密闭屏障，封装空腔发生漏气，外界水汽侵入芯片空腔内部，造成叉指电极腐蚀，滤波器谐振频率偏移、插入损耗恶化，器件声学性能直接失效；当胶坝截面过厚，胶水在基板表面铺展范围变大，发生溢胶，溢出的胶体侵入芯片有效功能区，覆盖叉指换能器，直接造成器件短路或者声学谐振失效，器件只能报废处理。

4、其次，在芯片围坝点胶量产过程中，基板持续受车间环境温度波动、设备载具加热传导、点胶作业区域局部热辐射、前后工序热传递等多重因素影响，基板实时温度无法保持恒定，始终处于动态波动状态，当基板温度高于工艺基准温度时，基板会发生微量热膨胀，带动基板表面固晶的芯片产生微小相对位移，使芯片实际边缘与设备预设标准点胶轨迹产生微量偏移，同时高温基板会降低接触区域胶水的局部粘度，提升胶水流动性与铺展速率，最终导致围坝局部铺展不足、胶体堆积厚度偏薄，形成局部断坝、虚坝缺陷，直接破坏封装空腔的密闭性，大幅提升器件漏气失效风险，反之，当基板温度低于工艺基准温度时，基板发生冷收缩，芯片相对点胶轨迹向内偏移，同时低温基板会提升胶水粘度、降低铺展流动性，固定压力下出胶胶体无法及时、均匀铺展，极易出现局部胶体堆积过厚、单侧溢胶侵入芯片叉指功能区的问题，造成器件短路、声学性能失效报废。

5、综上，需要对现有的芯片封装点胶控制系统及方法进行改进以克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种芯片封装自适应动态控制系统及方法，克服现有技术中开环点胶工艺成型一致性差、基板热形变扰动无补偿、胶水粘度波动适配性不足的缺陷，有效降低围坝成型不良率，提升芯片封装精度与量产稳定性。

2、本发明提供了一种芯片封装自适应动态控制方法，包括以下步骤：

3、s1、采集胶水实时温度，基于胶水实时温度计算胶水实时动态粘度；

4、s2、采集实时点胶速度，基于预设的目标围坝高度、预设的目标围坝宽度以及实时点胶速度计算目标点胶流量；

5、s3、基于胶水基准粘度、基准点胶压力、胶水实时动态粘度、目标点胶流量、预设点胶基准流量计算实时点胶压力；

6、s4、采集已经成型围坝的实时围坝高度、实时围坝宽度以及基板实时温度，计算围坝高度偏差以及围坝宽度偏差，基于围坝高度偏差、围坝宽度偏差、实时点胶压力以及基板实时温度计算实时点胶最终压力；

7、s5、控制器控制点胶装置以实时点胶最终压力进行点胶。

8、可选地，所述胶水实时动态粘度，其中，为预设的胶水基准粘度，为胶水温粘系数，为胶水实时温度，为预设的胶水基准温度。

9、可选地，所述目标点胶流量，其中，为预设的目标围坝高度，为预设的目标围坝宽度，为实时点胶速度。

10、可选地，所述实时点胶压力，其中为预设基准点胶压力，为预设点胶基准流量。

11、可选地，所述围坝高度偏差，所述围坝宽度偏差，其中为实时围坝高度，为实时围坝宽度。

12、可选地，所述实时点胶最终压力，其中为高度比例修正系数，为宽度比例修正系数，为基板热变形补偿系数，为基板热变形偏差当量。

13、可选地，所述基板热变形偏差当量，其中为基板在t温度下的热膨胀当量，为基准温度下基板基准热膨胀当量。

14、可选地，所述基板在t温度下的热膨胀当量根据采集的基板温度，查询基板温度热膨胀映射表对应温度对应的热膨胀当量数值。

15、本发明还提供了一种芯片封装自适应动态控制系统，包括检测组件、点胶执行组件以及控制器，所述检测组件包括用于采集胶水实时温度的第一检测单元、用于采集点胶速度的第二检测单元、用于采集围坝高度的第三检测单元、用于采集围坝宽的第四检测单元、用于采集基板温度的第五检测单元，所述控制器被配置为：基于第一检测单元检测的胶水实时温度计算胶水实时动态粘度；基于第二检测单元检测的实时点胶速度、预设的目标围坝高度、预设的目标围坝宽度计算目标点胶流量；基于胶水基准粘度、基准点胶压力、胶水实时动态粘度、目标点胶流量、预设点胶基准流量计算实时点胶压力；基于第三检测单元检测的围坝高度以及第四检测单元检测的围坝宽度计算围坝高度偏差以及围坝宽度偏差；基于第五检测单元检测的基板温度、围坝高度偏差、围坝宽度偏差以及实时点胶压力计算实时点胶最终压力，所述控制器控制所述点胶执行组件按照实时点胶最终压力进行点胶。

16、可选地，所述第一检测单元为设置于点胶阀进胶口处的pt100热电阻，所述第二检测单元为点胶执行组件中驱动运动平台移动的伺服电机内置编码器，所述第三检测单元以及第四检测单元均为激光轮廓传感器，所述第五检测单元为设置于基板上的温度传感器。

17、本发明的有益效果：通过水粘度波动的精准前馈补偿，彻底改善温敏性胶水物性漂移引发的成型偏差，通过实时采集基板温度，量化得到工艺等效热膨胀当量偏差，通过独立的热形变修正项动态调节点胶压力，间接补偿基板热形变带来的工艺扰动，通过实时采集点胶过程中围坝宽度以及围坝高度，实时修正成型偏差，进一步提升围坝尺寸一致性。

1.一种芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，所述胶水实时动态粘度，其中，为预设的胶水基准粘度，为胶水温粘系数，为胶水实时温度，为预设的胶水基准温度。

3.根据权利要求2所述的芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，所述目标点胶流量，其中，为预设的目标围坝高度，为预设的目标围坝宽度，为实时点胶速度。

4.根据权利要求3所述的芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，所述实时点胶压力，其中为预设基准点胶压力，为预设点胶基准流量。

5.根据权利要求4所述的芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，所述围坝高度偏差，所述围坝宽度偏差，其中为实时围坝高度，为实时围坝宽度。

6.根据权利要求5所述的芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，所述实时点胶最终压力，其中为高度比例修正系数，为宽度比例修正系数，为基板热变形补偿系数，为基板热变形偏差当量。

7.根据权利要求6所述的芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，所述基板热变形偏差当量，其中为基板在t温度下的热膨胀当量，为基准温度下基板基准热膨胀当量。

8.根据权利要求7所述的芯片封装自适应动态控制方法，其特征在于，所述基板在t温度下的热膨胀当量根据采集的基板温度，查询基板温度热膨胀映射表对应温度对应的热膨胀当量数值。

9.一种芯片封装自适应动态控制系统，其特征在于，包括检测组件、点胶执行组件以及控制器，所述检测组件包括用于采集胶水实时温度的第一检测单元、用于采集点胶速度的第二检测单元、用于采集围坝高度的第三检测单元、用于采集围坝宽的第四检测单元、用于采集基板温度的第五检测单元，所述控制器被配置为：基于第一检测单元检测的胶水实时温度计算胶水实时动态粘度；基于第二检测单元检测的实时点胶速度、预设的目标围坝高度、预设的目标围坝宽度计算目标点胶流量；基于胶水基准粘度、基准点胶压力、胶水实时动态粘度、目标点胶流量、预设点胶基准流量计算实时点胶压力；基于第三检测单元检测的围坝高度以及第四检测单元检测的围坝宽度计算围坝高度偏差以及围坝宽度偏差；基于第五检测单元检测的基板温度、围坝高度偏差、围坝宽度偏差以及实时点胶压力计算实时点胶最终压力，所述控制器控制所述点胶执行组件按照实时点胶最终压力进行点胶。

10.根据权利要求9所述的芯片封装自适应动态控制系统，其特征在于，所述第一检测单元为设置于点胶阀进胶口处的pt100热电阻，所述第二检测单元为点胶执行组件中驱动运动平台移动的伺服电机内置编码器，所述第三检测单元以及第四检测单元均为激光轮廓传感器，所述第五检测单元为设置于基板上的温度传感器。