CN102464293B - 一种封盖辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种封盖辅助装置，属于芯片封装技术领域。该封盖辅助装置用于在微机电系统芯片封装的封盖过程中对引线框阵列上被加盖后的封装体盖进行下压，其包括：基板，多个下压杆，以及固定于所述基板上的手提装置；其中，所述下压杆的第一端设置有用于所述封装体盖下压时与所述封装体盖软接触的弹性体；所述下压杆的第二端固定于所述基板上。该封盖辅助装置可以在MEMS芯片的封装过程中高效地实现对被加盖后的封装体盖进行下压，大大提高MEMS芯片的封装效率以及封装可靠性。

Description

一种封盖辅助装置

技术领域

本发明属于芯片封装技术领域，涉及MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)芯片封装，尤其涉及用于在MEMS封装的封盖过程中对引线框阵列上被加盖后的封装体盖进行下压的封盖辅助装置。

背景技术

MEMS芯片的封装技术中，由于MEMS芯片的特殊性，其封装过程相对于其它普通芯片的封装过程有一定的差异。通常地，对于普通的芯片，通过将芯片固定(例如金丝键合)于引线框上后、塑封封装体形成。而对于MEMS芯片的封装，首先是在引线框上塑封形成塑封体，并在塑封体上形成空腔；然后将所封装的MEMS芯片置放于空腔中并进行键合固定等步骤，最后用封装体盖把该空腔盖住。通常把最后的用封装体盖把该空腔盖住的步骤称为封盖步骤或封盖工艺。

在MEMS的封装(特别是非气密性MEMS封装)过程中的封盖工艺中，不管何种封装方式，基本上包括以下过程：(1)在空腔的四周边沿涂敷胶水(涂胶步骤)；(2)机械自动化地将封装体盖对准置于引线框阵列上的空腔上(加盖步骤)。但是由于封装体盖公差偏移、封盖机的设计精度和加盖底座的设计公差偏移等因素，在以上第(2)步完成以后，封装体盖不能很好地紧贴封装体，直接影响封装体盖与封装体的胶合，降低MEMS封装的可靠性。

现有技术中，为解决以上问题，可以采取以下两种办法：

第一种是，在以上第(2)步以后，增加第(3)步的人工干预步骤，即用手轻微晃动下压封装体盖、以使封装体盖较好地紧贴空腔的四周；

第二种是，以上第(2)步骤采用人工的方式逐个实现，例如采用镊子单个加盖、然后再下压封装体盖。

但是，这两种方法都明显具有以下缺点：需要人工逐个对封装体盖干预，对于大规模的封装制造，其大大降低MEMS封装过程的效率。并且第一种方法中，其干预过程中，由于需要下压，胶水会外溢，外溢的胶水很容易直接与手、或者渗透过防护装置与手接触，易对工人皮肤造成伤害。

有鉴于此，有必要提出一种装置用来高效地对加盖后的封装体盖进行轻微晃动下压、以提高MEMS封装的封装效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提高MEMS封装的封装效率。

为解决以上技术问题，本发明提供一种封盖辅助装置，用于在微机电系统芯片封装的封盖过程中对引线框阵列上被加盖后的封装体盖进行下压，其包括：

基板；

多个下压杆；以及

固定于所述基板上的手提装置；

其中，所述下压杆的第一端设置有用于所述封装体盖下压时与所述封装体盖软接触的弹性体；所述下压杆的第二端固定于所述基板上。

按照本发明提供的封盖辅助装置的较佳技术方案，其中，所述弹性体可以用橡胶吸嘴制成；所述橡胶吸嘴为封装过程的装片工序中被废弃的吸取芯片的橡胶吸嘴。

按照本发明提供的封盖辅助装置的实施例，其中，所述基板的形状对应于所述引线框阵列的形状来设计。

较佳地，所述基板上设置多个用于对应固定所述下压杆的第一固定孔，对应于所述引线框阵列上的封装体盖的位置来设置所述第一固定孔在所述基板上的位置。

较佳地，所述下压杆通过所述第一固定孔垂直固定于所述基板上。

按照本发明提供的封盖辅助装置的实施例，其中，所述手提装置包括手柄和柄架。

较佳地，所述柄架通过所述基板上的第二固定孔固定于所述基板之上，所述柄架与所述第二固定孔之间通过加置弹簧垫的方式实现螺纹固定。

较佳地，所述手柄和所述柄架之间通过加置弹簧垫的方式实现螺纹固定。

按照本发明提供的封盖辅助装置的实施例，其中，所述下压杆的数量与所述引线框阵列的空腔的数量相等，每个下压杆之间的形状、尺寸相一致，每个下压杆上的所述弹性体的形状、尺寸相一致，所述基板的平面度的公差范围约为±0.1毫米。

较佳地，所述基板可以为铝合金材料，所述下压杆可以为不锈钢材料；所述手柄可以为不锈钢材料。

本发明的技术效果是，该发明提供的封盖辅助装置对应于引线框阵列设计，可以在MEMS芯片的封装过程中高效地实现对被加盖后的封装体盖进行下压，大大提高MEMS芯片的封装效率以及封装可靠性。

附图说明

图1是按照本发明的实施例提供的封盖辅助装置的结构示意图；

图2是图1所示封盖辅助装置的基板实施例的俯视图；

图3是图1所示封盖辅助装置的下压杆实施例的正视图；

图4是图1所示封盖辅助装置的手柄的俯视图；

图5是图1所示封盖辅助装置的柄架的正视图；

图6是图2所示的封盖辅助装置应用于MEMS封装时的结构示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解。并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

图1所示为按照本发明的实施例提供的封盖辅助装置的结构示意图。在该实施例中，以OCDIP的引线框来封装MEMS芯片，但是具体的封装形式以及所对应选择的具体引线框类型不是限制性的。例如，除本实施例所示意的OCDIP(Open Cap Dual In_line Package，开盖双列直排封装)封装形式之外，还可以使用6引脚或14引脚的OCSOP(Open Cap Small Outline Package Six Leads，开盖小外形封装)等其它封装形式。由于在加盖步骤中，是同时对引线框阵列上的所有MEMS芯片加盖封装，因此，为提高效率，图1所示的封盖辅助装置10是对一个引线框阵列上被加盖后的所有封装体盖同时进行下压。如图1所示，封盖辅助装置10包括基板110、下压杆(图中仅示出了两个，130a和130b)、置于下压杆上的弹性体180、手柄170以及柄架150。

图2所示为图1所示封盖辅助装置的基板实施例的俯视图；图3所示为图1所示封盖辅助装置的下压杆实施例的正视图；图4所示为图1所示封盖辅助装置的手柄的俯视图；图5所示为图1所示封盖辅助装置的柄架的正视图。以下结合图1至图5对该实施例的封盖辅助装置10进行详细说明。

基板110可以根据所封装的引线框阵列的面积及形状对应设计。在该实施例中，所封装的引线框阵列为长方形的16×2的OCDIP引线框，基板110对应设计为长方形，并且其宽度D1、长度D2也与引线框阵列的宽度和长度相应一致。这里所说的一致并不理解为严格相等，而是本领域技术人员所理解在一定范围内的偏差。在基板110上设置多个第一固定孔111，其用于固定下压杆130，较佳地，下压杆130通过第一固定孔111基本垂直地固定于基板110上。第一固定孔111的数量与引线框阵列的空腔的数量相等，每个第一固定孔111上对应固定一个下压杆130，从而可以对引线框阵列上每个被加盖后的封装体盖进行下压。例如，设置第一固定孔111为32(16×2)个。每个第一固定孔111的位置同样根据引线框阵列上的空腔的位置对应设计，从而能够使每个下压杆130上的弹性体180都能同时对准相应的封装体盖进行下压。例如，32个第一固定孔111同样按照2行16列的形式排列。基板110上还可以设置第二固定孔，其用于固定柄架150。第二固定孔的数量以及位置考虑柄架150和手柄170的尺寸对应设计。在其它实施例中，柄架也可以通过焊接等方式固定于基板110之上。

在该实施例中，柄架150和手柄170共同组成封盖辅助装置的手提装置。柄架150的一端基本垂直地螺纹固定于基板110上，较佳地，在螺纹固定时采用加置弹簧垫的方式来装配固定，这样有利于增加手提装置的牢固性。柄架150的另一端与手柄170螺纹固定，同样地，在螺纹固定时采用加置弹簧垫的方式来装配固定，这样有利于增加手提装置的牢固性。柄架150的高度和手柄170的长度设计必须考虑人体用手的空间。当然，手提装置并不是限制该封盖辅助装置必须用手来接触该装置，其它装置也可以作用于该手提装置，例如，机械手臂等。

下压杆130固定于基板110上，下压杆130的数量与引线框阵列中空腔的数量相等(也即与第一固定孔111的数量相等)，通常为两个或两个以上(例如32个)。每个下压杆130上的第一端1301上设置有用于与封装体盖下压软接触的弹性体180。通过设置弹性体180，可以使下压杆130在下压封装体盖时，实现轻微地晃动可以带动封装体盖轻微移动，从而使封装体盖通过胶水较好地紧贴于封装体上，未对准置于空腔的封装体盖也可以被推到空腔位置。较佳地，为降低成本，弹性体180用橡胶吸嘴制成，该橡胶吸嘴采用封装过程的装片工序中被废弃的吸取芯片的橡胶吸嘴，从而较好地实现了废物利用；如果采用新的橡胶材料的弹性体，在起先使用时，可能会粘住所接触的封装体盖，从而在提起封盖辅助装置时，连同封装体盖将其一起带起。废弃的橡胶吸嘴的使用可以避免以上这种现象。另外，下压杆130的第二端1303上设置外螺纹，通过基板110上第一固定孔111的内螺纹，实现装配固定。

优选地，为实现多个下压杆130上弹性体180的头部(接触头)在工作时能与封装体盖基本一致地接触，每个下压杆130的尺寸(特别是高度尺寸)在一定公差范围内设计相一致，并且每个弹性体180的形状尺寸也应该在一定公差范围内设计相一致。同时，基板110的平面度也必须设置一定范围内，例如，基板110的平面度的公差范围约为±0.1毫米。通过以上设置，可以保证多个弹性体180的接触头基本在同一个平面上。

为充分考虑封盖辅助装置10的加工工艺性、工具的使用性，基板110可以采用铝合金材料，这样加工容易并且重量更轻，下压杆130采用不锈钢材料制成，从而使下压杆130的第一端1301可能与胶水相接触时、不会因胶水而生锈。另外，考虑到手经常与手柄170接触，也可以采用不锈钢材料制成。

图6所示为图2所示的封盖辅助装置应用于MEMS封装时的结构示意图。如图6所示，示意性地给出了所封装的引线框阵列上的两个空腔上的封装体的截面示意图，其中，21为封装体，23为封装体上形成的空腔，31为置放于空腔23中的MEMS芯片，25为封装体盖。封装体盖25通过胶水(图中未示出)与空腔23的四周边沿紧贴。使用时，在加盖步骤以后，将封盖辅助装置10的弹性体180对准于所加盖的封装体盖25的位置，手动操作或机械操作，轻微地晃动并下压，从而可以使弹性体180带动封装体盖作轻微的调整，使封装体盖25较好地紧贴于空腔23的四周边沿的封装体上。图6中仅示出了作用于两个封装体盖的情形，该封盖辅助装置10同时对一个引线框阵列上的所有封装体盖同时作用，从而提高MEMS封装的效率。需要说明的是，如果需要同时对多个引线框阵列上被加盖后的所有封装体盖同时进行下压，以进一步提高封装效率，本领域技术人员可以对应增大基板110的面积、增加下压杆130的数量的形式来实现。

以上例子主要说明了本发明的封盖辅助装置。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (12)

1.一种封盖辅助装置，用于在微机电系统芯片封装的封盖过程中对引线框阵列上被加盖后的封装体盖进行下压，其特征在于，包括：

基板；

多个下压杆；以及

固定于所述基板上的手提装置；

其中，所述下压杆的第一端设置有用于所述封装体盖下压时与所述封装体盖软接触的弹性体；所述下压杆的第二端固定于所述基板上。

2.如权利要求1所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述弹性体用橡胶吸嘴制成。

3.如权利要求2所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述橡胶吸嘴为封装过程的装片工序中被废弃的吸取芯片的橡胶吸嘴。

4.如权利要求1或2或3所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述基板的形状对应于所述引线框阵列的形状来设计。

5.如权利要求4所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述基板上设置多个用于对应固定所述下压杆的第一固定孔，对应于所述引线框阵列上的封装体盖的位置来设置所述第一固定孔在所述基板上的位置。

6.如权利要求5所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述下压杆通过所述第一固定孔垂直固定于所述基板上。

7.如权利要求1或2或3所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述手提装置包括手柄和柄架。

8.如权利要求7所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述柄架通过所述基板上的第二固定孔固定于所述基板之上，所述柄架与所述第二固定孔之间通过加置弹簧垫的方式实现螺纹固定。

9.如权利要求7所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述手柄和所述柄架之间通过加置弹簧垫的方式实现螺纹固定。

10.如权利要求1或2或3所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述下压杆的数量与所述引线框阵列的空腔的数量相等，每个下压杆之间的形状、尺寸相一致，每个下压杆上的所述弹性体的形状、尺寸相一致，所述基板的平面度的公差范围为±0.1毫米。

11.如权利要求1或2或3所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述基板为铝合金材料，所述下压杆为不锈钢材料。

12.如权利要求7所述的封盖辅助装置，其特征在于，所述手柄为不锈钢材料。