一种Chiplet焊料厚度自适应控制方法及系统与流程

本发明涉及芯片封装，具体涉及一种chiplet焊料厚度自适应控制方法及系统。

背景技术：

1、随着半导体技术的持续进步，集成电路芯片的尺寸逐渐缩小，其功能和性能却在持续增强。通过将多个不同功能的小芯片（chiplet）集成在同一封装内，有效地满足了高性能和低功耗的需求。焊料厚度平整性在chiplet封装过程中起到了至关重要的作用，它用于连接chiplet和基板，从而确保电气连接的完整性和可靠性。然而，随着技术的进步和设计需求的增长，焊料的涂布厚度必须非常精确。不均匀或不正确的焊料厚度会导致连接不良，影响芯片的性能和可靠性。

2、在传统的焊料涂布技术中，涂布厚度的控制主要依赖于机械设备的准确性和稳定性。但是，由于机械设备的磨损、温度变化和其他外部因素，很难保证长时间的稳定和准确涂布。此外，传统方法往往缺乏实时反馈机制，这使得厚度控制更为困难。且现有传感器技术受到检测距离、环境干扰和响应速度等因素的影响较大，不能够实时的进行检测调整，或者现有针对存在多个小芯片（chiplet）的平整性调整准确性较低，或采取单一因素pid控制导致控制准确度和便捷性较低，这使得它们难以满足实际生产中的需求。

3、因此，为了实现高性能、高可靠性的chiplet封装，迫切需要一种能够实时、准确地监测和控制动态调整焊料涂布厚度的新技术。具有高度的自适应性，能够根据实时的检测数据动态调整涂布参数，从而确保焊料厚度的均匀和准确的技术成为了新的研发趋势。

技术实现思路

1、针对现有技术中提到的上述问题，为解决上述技术问题，本发明提供了一种chiplet焊料厚度自适应控制方法及系统，该方法通过光学传感器实时检测焊料的厚度，通过采用自适应算法双输入自适应pid控制，通过引入交互项，该项考虑涂布压力和速度之间的关系，同时调整涂布的压力和速度，进而控制焊料厚度，实现了焊料厚度平整性自适应控制。

2、一种chiplet焊料厚度自适应控制方法，包括步骤：

3、s1：光学传感器在焊料涂布区域，实时检测焊料的厚度；

4、s2：光学传感器通过有线通信模块将检测数据传输给控制单元；

5、s3：控制单元接收到数据后，采用自适应算法双输入自适应pid控制，根据实时的焊料厚度数据，动态调整焊料涂布的压力和速度；具体包括：

6、s31：设定焊料的目标厚度；

7、s32：计算实时厚度与目标厚度t之间的误差；

8、s33：采用双输入自适应pid控制，同时调整涂布的压力和速度；

9、

10、

11、其中，是涂布压力的调整量，是涂布速度的调整量，、、是涂布压力pid参数，、、是涂布速度pid参数；

12、计算交互项：

13、

14、是交互项的权重参数,决定了压力和速度之间关系的影响程度；

15、最终调整后的涂布的压力和速度为：

16、

17、；

18、s4：返回步骤s1。

19、优选地，所述光学传感器在焊料涂布区域，实时检测焊料的厚度,包括在涂布区域部署多个tof传感器，并将tof传感器置于涂布区域的上方，使其垂直于涂布平面，采用光时飞行法tof，基于测量光从发射到反射回来的时间来确定焊料厚度。

20、优选地，所述光学传感器通过有线通信模块将检测数据传输给控制单元，包括基于rs-485通信协议进行传输，光学传感器的输出连接到rs-485驱动器，rs-485驱动器将数字信号转换为rs-485通信所需的差分信号，使用双线缆连接传感器的rs-485驱动器和控制单元的rs-485接收器。

21、优选地，所述采用双输入自适应pid控制，同时调整涂布的压力和速度，如果实时检测厚度低于目标厚度，则降低涂布压力和速度；反之则增加；调整量根据误差的大小进行动态调整。

22、优选地，步骤s4返回步骤s1之前进一步包括反馈步骤：如果连续n次的实时厚度检测值与目标厚度之间的误差超过预设阈值，则发出警报。

23、本技术还提供一种chiplet焊料厚度自适应控制系统，包括：

24、光学传感器模块，光学传感器在焊料涂布区域，实时检测焊料的厚度；

25、通信模块，光学传感器通过有线通信模块将检测数据传输给控制单元；

26、控制单元处理模块，控制单元接收到数据后，采用自适应算法双输入自适应pid控制，根据实时的焊料厚度数据，动态调整焊料涂布的压力和速度；

27、设定焊料的目标厚度t；

28、计算实时厚度r与目标厚度t之间的误差；

29、采用双输入自适应pid控制，同时调整涂布的压力和速度；

30、

31、

32、其中，是涂布压力的调整量，是涂布速度的调整量，、、是涂布压力pid参数，、、是涂布速度pid参数；

33、计算交互项：

34、

35、是交互项的权重参数,决定了压力和速度之间关系的影响程度；

36、最终调整后的涂布的压力和速度为：

37、

38、。

39、优选地，所述光学传感器在焊料涂布区域，实时检测焊料的厚度,包括在涂布区域部署多个tof传感器，并将tof传感器置于涂布区域的上方，使其垂直于涂布平面，采用光时飞行法tof，基于测量光从发射到反射回来的时间来确定焊料厚度。

40、优选地，所述光学传感器通过有线通信模块将检测数据传输给控制单元，包括基于rs-485通信协议进行传输，光学传感器的输出连接到rs-485驱动器，rs-485驱动器将数字信号转换为rs-485通信所需的差分信号，使用双线缆连接传感器的rs-485驱动器和控制单元的rs-485接收器。

41、优选地，所述采用双输入自适应pid控制，同时调整涂布的压力和速度，如果实时检测厚度低于目标厚度，则降低涂布压力和速度；反之则增加；调整量根据误差的大小进行动态调整。

42、优选地，在动态调整焊料涂布的压力和速度之前进一步包括反馈步骤：如果连续n次的实时厚度检测值与目标厚度之间的误差超过预设阈值，则发出警报。

43、本发明提供了一种chiplet焊料厚度自适应控制方法及系统，所能实现的有益技术效果如下：

44、1、本技术通过根据多个不同功能的小芯片（chiplet）的特点，将双输入自适应pid控制方法应用在chiplet焊料平整性监测调整中，通过计算、并通过引入交互项，该项考虑涂布压力和速度之间的关系，同时调整涂布的压力和速度，进而控制焊料厚度，实现了焊料厚度的自适应准确控制，自适应算法采用双输入自适应pid控制，根据涂布压力和速度对厚度影响特点，通过双输入根据实时数据动态调整焊料涂布的参数，提高了生产效率和产品质量，实现了焊料厚度控制准确性的大幅提升；尤其本技术通过引入交互项，考虑涂布压力和速度之间的关系，大幅度提升了平整性的调整准确性和便捷性。

45、2、本发明采用光学传感器实时检测焊料的厚度，在涂布区域部署多个tof传感器，并将tof传感器置于涂布区域的上方，使其垂直于涂布平面，采用光时飞行法tof，基于测量光从发射到反射回来的时间来确定焊料厚度，tof方法可以精确测量微秒或纳秒级的时间差，从而得到非常精确的厚度测量值，tof方法是非接触性的，这意味着它不会干扰焊料涂布过程或损坏焊料，实现了实时检测焊料厚度需求，实时性、精确性和操作简便性大幅提升。

46、3、本发明通过步骤s4返回步骤s1之前进一步包括反馈步骤：如果连续n次的实时厚度检测值与目标厚度之间的误差超过预设阈值，则发出警报，通过设置异常反馈机制，实现了异常情况的反馈，便于技术人员进一步采取措施。