CN102244017A - 片式元件表面玻璃封装方法及其封装喷涂设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于片式元件产品技术领域。具体一种片式元件表面玻璃喷涂封装方法及其封装喷涂设备。所述片式元件表面玻璃封装方法，其制作步骤是：(1)准备用于安装片式元件芯片的安装板；(2)将片式元件芯片安装至安装板上；(3)将片式元件芯片的一端部涂上阻隔玻璃在烧结时与陶瓷体结合的保护浆料；(4)将片式元件芯片的四侧面喷涂玻璃；(5)将喷涂的玻璃层烘干；(6)取下片式元件芯片；(7)烧结玻璃；(8)去除保护浆料；(9)上端电极。该方法可以在片式元件的表面形成一层致密的玻璃保护层，使得片式元件芯片表面电阻率高，无电镀爬镀现象；大大增强片式元件的自身机械强度；有效提高片式元件的可焊性和耐旱性，片式元件的电气性能稳定，此外，片式元件的耐潮湿性能、高温老化等可靠性、稳定性大大增加。

Description

片式元件表面玻璃封装方法及其封装喷涂设备

技术领域

本发明属于片式元件产品技术领域。特别涉及一种片式元件表面玻璃喷涂封装方法及其封装喷涂设备。

背景技术

随着电子技术的发展，各种电子元件进一步多功能化和智能化。同时，SMT技术日益要求电子元器件的表面贴装化。片式化的电子元件由于无引脚设计具有不可比拟的优越性：安装方便效率极高、无引线-无寄生电感。

各种敏感元件(如：热敏电阻、电压敏电阻等等)也随着元件的片式潮流在不断发展进步。

目前片式元件工艺过程是：

1.片式元件瓷粉体制备；2.片式元件成型；3.高温烧结；4.上端电极；5.电阻率测试；6.包装。

现有技术制作的片式敏感元件元件由于自身的半导体陶瓷特性，其电阻率较其他功能陶瓷低几个数量级。上述工艺过程中，片式元件的表面没有玻璃防护层，直接进行上端电极的，如果没有表面玻璃封装层的保护会造成以下几个问题：

1.片式元件敏感元件的内部芯片表面非常容易爬镀；

2.片式元件敏感元件瓷体容易受到酸性电液的持续腐蚀，会造成片式元件的自身机械强度严重降低；

3.为了减少敏感元件瓷体的爬镀和腐蚀程度需要缩短电镀时间而造成端电极电镀层厚度的减少，从而造成可焊性、耐焊性降低；

4.片式敏感元件元件的电气性能由于电镀液的侵蚀产生变化；

5.片式敏感元件元件的可靠性、稳定性较低。

解决上述工艺难题的唯一途径是在片式元件芯片的表面进行玻璃包封，即通过在片式元件上端电极之前增加一道表面玻璃封装工艺可以解决上述问题，其具体的工艺流程如下：

1.片式元件瓷粉体制备；2.片式元件成型；3.高温烧结；4.表面玻璃封装；5.上端电极；6.电阻率测试；7.包装。

综上所述，开发一种能将片式元件的芯片的端面陶瓷体预留不被玻璃包封，而其他表面又能被玻璃封装的片式元件表面玻璃封装工艺方法的技术迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种片式元件表面玻璃封装方法，该方法可以在片式元件的表面形成一层致密的玻璃保护层，使得片式元件芯片表面电阻率高，无电镀爬镀现象；大大增强片式元件的自身机械强度；有效提高片式元件的可焊性和耐旱性，片式元件的电气性能稳定，此外，片式元件的耐潮湿性能、高温老化等可靠性、稳定性大大增加。

为了达到上述技术目的，本发明是按以下技术方案实现的：

本发明所述片式元件表面玻璃封装方法，其制作步骤是：

(1)准备用于安装片式元件芯片的载板；

(2)将片式元件芯片安装至安装座上；

(3)将片式元件芯片的一端部涂上阻隔玻璃在烧结时与芯片的陶瓷体结合的保护浆料；

(4)将片式元件芯片的四侧面喷涂玻璃；

(5)将喷涂的玻璃层烘干；

(6)取下片式元件芯片；

(7)烧结玻璃；

(8)去除保护浆料；

(9)上端电极。

作为上述技术的进一步改进，上述步骤(1)中的载板包括依次叠置的载板、黏性胶板和导板，所述导板上对应设有至少一个用于放置片式元件芯片的安装孔。

在本发明中，上述步骤(3)的保护浆料为在烧结时能阻止玻璃与陶瓷体结合的保护浆料。

本发明中，可采用以下两种喷涂方法对片式元件的表面进行玻璃喷涂：

第一种方法是四面顺序玻璃喷涂法，该喷涂方法可通过以下两种喷涂设备予以实现：

1、单喷头片式表面四面顺序喷涂设备，该设备包括支撑架、安装于支撑架表面的用于传送载板的链轮链条传动机构，所述支撑架对应于链轮链条传动机构的上方设有喷涂箱，喷涂箱的内壁安装有喷枪；所述喷涂箱内还设有用于挡风的挡风板。

2、四喷头回转连续片式元件表面玻璃喷涂设备，该设备包括四边形的支撑台，所述四边形支撑台的每条边上对应设有传送载板的输送带，且各输送带的上方均对应设置安装有喷枪的喷涂箱，所述四边形支撑台的四角位置对应设有旋转载板的90°旋转台。

第二种方法是旋转玻璃喷涂法，该方法采用的是单喷头载台旋转式片式元件表面喷涂设备，该设备包括支撑平台，所述支撑平台上设有360°旋转载台，所述支撑平台上对应于360°旋转载台的上方设有喷涂箱，喷涂箱内壁顶部设有喷枪，所述喷涂箱的侧壁还安装有抽风装置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用表面玻璃封装工艺在片式元件表面形成一层致密的玻璃保护层可以达到以下效果：

(1)片式芯片表面绝缘电阻率高，无电镀爬镀现象；

(2)片式元件的自身机械强度明显增强；

(3)由于片式元件芯片无表面爬镀和腐蚀程度现象，电镀时间可以大大增加，端电极电镀层可以获得满意的厚度，从而形成较好的可焊性、耐焊性；

(4)片式元件的电气性能不会由于电镀液的侵蚀产生变化，其电气性能稳定；

(5)片式元件的耐潮湿性能、高温老化等可靠性、稳定性大大增加。

(6)本发明所述的片式元件表面玻璃封装方法不仅可以用于片式敏感元器件的表面玻璃封装，还可以用于片式电容、片式电感、片式电阻等所有片式元件，适用范围广。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细的说明：

图1a、图1b是本发明中导板、黏性胶板和载板结构示意图；

图2a、图2b是上述图1的组合示意图；

图3a-图3f是将片式元件芯片安装至载板上的结构示意图；

图4是本发明中四面顺序玻璃喷涂法示意图；

图5是旋转玻璃喷涂法示意图；

图6是烧结玻璃后片式元件芯片结构示意图；

图7a、图7b是上端电极后形成的片式元件结构示意图；

图8a、图8b是本发明中单喷头片式表面四面顺序喷涂设备结构示意图；

图9是本发明中四喷头回转连续片式元件表面喷涂设备结构示意图；

图10是本发明中单喷头载台旋转式片式元件表面喷涂设备结构示意图。

具体实施方式

本发明所述片式元件表面玻璃封装方法，其制作步骤是：

(1)准备用于安装片式元件芯片101的载板：如图1a、图1b，所述所述载板为相互粘接且叠层设置的载板20、黏性胶板30和导板40，所述导板40上对应设有至少一个用于放置片式元件芯片101的安装孔401。

(2)如图2a、图2b所示，将片式元件芯片101安装至安装孔401内，片式元件芯片101的一端嵌入至安装孔401内，片式元件芯片101一端粘紧在黏性胶板30上，另一端露出于安装孔401外；

(3)将片式元件芯片101的一端部涂上阻隔玻璃在烧结时与陶瓷体结合的保护浆料50：如图3a至图3f所示，通过刮刀60将保护浆料50在机台面70上刮匀，然后载板20、黏性胶板30和导板40及片式元件芯片101整体翻转后放置于保护浆料50上，从而将保护浆料50均匀地粘合在片式元件芯片101的端部，此外，所述机台面70的侧面还设有厚度导条71，可用来调整保护浆料50的厚度；

(4)将片式元件芯片101的四侧面喷涂玻璃，喷涂的玻璃浆料由以下材料混合而成：玻璃粉、有机载体(树脂)、有机溶剂、分散剂、增塑剂等。在喷涂的过程中采用精细雾化喷枪将混合好的玻璃浆料均匀雾化喷出，使玻璃浆料均匀涂敷在片式元件的四个表面。本发明采用以下两种喷涂方法对片式元件的表面进行玻璃喷涂：

第一种方法是四面顺序玻璃喷涂法，如图4所示，喷枪80喷出雾状的玻璃喷涂液，通过载板20和喷枪80的相对运动，分别对片式元件芯片101的A、B、C、D四面依次进行喷涂。

第二种方法是旋转玻璃喷涂法，如图5所示，喷枪80喷出雾状的玻璃喷涂液，通过旋转工作台90带动载板20旋转，分别对片式元件芯片101的A、B、C、D四面依次进行喷涂。

(5)喷涂层烘干：将喷涂后的载板20连同片式元件芯片101一起置于烘箱中，(50-100)℃/(1-3)小时烘干，使喷涂后的玻璃浆料完全干燥并紧密附着于片式元件芯片101的表面。

(6)取下片式元件芯片：将烘干后的片式元件芯片101取下，均匀排布在陶瓷承载板(钵)上。

(7)烧结玻璃：将涂敷好玻璃浆料的片式元件芯片101采用网带式烧结炉或箱式炉烧结玻璃，使侧面玻璃层形成致密的玻璃保护层，玻璃封装层的厚度控制在10-30微米厚。这样在片式元件芯片101除两个端面外的四个侧面全部形成了一层致密的玻璃保护层9(如图6所示)。此时，由于片式元件芯片101的一端有保护浆料50，在烧结后保护浆料避免了玻璃和端头的结合。而另一端由于粘贴在黏性胶板上，没有玻璃浆料喷涂在这个端面上，这样就形成了玻璃的四个侧面有致密的玻璃封装层102，而两个端面没有任何玻璃。

(8)去除保护浆料，通过倒角或滚磨工序将片式元件芯片101端部的保护浆料50去除，裸露片式元件芯片101端部；

(9)上端电极103将片式元件芯片101采用浸涂的方法，如图7a、7b所示，在片式元件芯片101的两端均匀涂上端电极103的浆料并采用电阻炉将银电极和半导体陶瓷紧密烧渗，从而制得片式元件10。

以下通过三个实施例来具体说明本发明中所用到的片式元件表面玻璃喷涂设备：

实施例一：

如图8a、图8b所示，本实施例说明的是单喷头片式表面四面顺序喷涂设备，该设备包括支撑架1a、安装于支撑架表面的用于传送载板的链轮链条传动机构2a，所述支撑架1a对应于链轮链条传动机构的上方设有喷涂箱3a，喷涂箱37的内壁安装有喷枪80；所述喷涂箱37内还设有用于挡风的挡风板4a，且还设有预留抽风口5a以及便于观察的玻璃观察门6a。该设备通过通过载板20和喷枪80的相对运动，分别对A、B、C、D四个面进行喷涂。

实施例二：

如图9所示，本实施例为四喷头回转连续片式元件表面玻璃喷涂设备，该设备包括四边形支撑台1b，所述四边形支撑台1b的每条边上对应设有传送载板20的输送带2b，且各输送带2b的上方均对应设置安装有喷枪80的喷涂箱3b，所述四边形支撑台1b的四角位置对应设有旋转载板的90°旋转台4b。

载板20在各输送带2b形成的喷涂生产线上回转，通过转角处的90°旋转台4b，使片式元件芯片101的A、B、C、D四个面分别经过四个喷枪80，这样片式元件芯片101的四个侧面都做好了玻璃涂敷。

实施例三：

如图10所示，本实施例说明的是单喷头载台旋转式片式元件表面喷涂设备，该设备包括支撑平台1c，所述支撑平台1c上设有360°旋转载台2c，所述支撑平台1c上对应于360°旋转载台的上方设有喷涂箱3c，喷涂箱3c内壁顶部设有喷枪80，所述喷涂箱的侧壁还安装有抽风装置4c。其通过360°旋转载台2c带动载板旋转，分别对片式元件芯片101的A、B、C、D四个面进行喷涂。

本发明并不局限于上述实施方式，凡是对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意味着包含这些改动和变型。

Claims (7)

1.片式元件表面玻璃封装方法，其制作步骤是：

(1)准备用于安装片式元件芯片的安装板；

(2)将片式元件芯片安装至载板上；

(3)将片式元件芯片的一端部涂上阻隔玻璃在烧结时与芯片的陶瓷体结合的保护浆料；

(4)将片式元件芯片的四侧面喷涂玻璃；

(5)将喷涂的玻璃层烘干；

(6)取下片式元件芯片；

(7)烧结玻璃；

(8)去除保护浆料

(9)上端电极。

2.根据权利要求1所述的片式元件表面玻璃封装方法，其特征在于：上述步骤(1)中的载板包括依次叠置并相互粘接的载板、黏性胶板和导板，所述导板上对应设有至少一个用于放置片式元件芯片的安装孔。

3.根据权利要求1所述的片式元件表面玻璃封装方法，其特征在于：上述步骤(3)所述的保护浆料为在烧结时能阻止玻璃与陶瓷体结合的保护浆料。

4.根据权利要求1所述的片式元件表面玻璃封装设备，其特征在于：

包括支撑架、安装于支撑架表面的用于传送载板的链轮链条传动机构，所述支撑架对应于链轮链条传动机构的上方设有喷涂箱，喷涂箱的内壁安装有喷枪。

5.根据权利要求4所述的片式元件表面玻璃封装设备，其特征在于：所述喷涂箱内还设有用于挡风的挡风板。

6.根据权利要求1所述的片式元件表面玻璃封装设备，其特征在于：包括四边形的支撑台，所述四边形支撑台的每条边上对应设有传送载板的输送带，且各输送带的上方均对应设置安装有喷枪的喷涂箱，所述四边形支撑台的四角位置对应设有旋转载板的90°旋转台。

7.根据权利要求1所述的片式元件表面玻璃封装设备，其特征在于：包括支撑平台，所述支撑平台上设有360°旋转载台，所述支撑平台上对应于360°旋转载台的上方设有喷涂箱，喷涂箱内壁顶部设有喷枪，所述喷涂箱的侧壁还安装有抽风装置。

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