CN104070676B - 一种可提高生产效率的圆环粘贴模具及圆环粘贴方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可提高生产效率的圆环粘贴模具及圆环粘贴方法，该模具包括下模板、支撑板和上模板，下模板上的凸柱穿过支撑板上的第一工作孔，伸入上模板板体上的第二工作孔内，第一工作孔为台阶孔；第一工作孔中直径较大孔与凸柱之间形成凹槽，第二工作孔与凸柱之间形成空隙，该凹槽和该空隙相连形成安放槽。粘贴圆环时：将圆环置于安放槽内，在圆环顶面涂覆胶体，拆除上模板与下模板；基板反扣在圆环上，圆环通过胶体与基板粘贴；烘烤后拆除支撑板，完成圆环粘贴。该模具可大量节约人工成本，减少人工的不可控因素和包封胶的浪费，并且可以避免手动粘贴过程中触碰到金丝的情况发生，有效提升工作效率和圆环粘贴的质量。

Description

一种可提高生产效率的圆环粘贴模具及圆环粘贴方法

技术领域

本发明属于集成电路封装技术领域，涉及一种用于压力传感器封装的模具，尤其涉及一种可提高生产效率的圆环粘贴模具；本发明还涉及一种用该模具粘贴圆环的方法。

背景技术

压力传感器封装，特别是MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统）压力传感器的封装，由于其封装件结构及功能差异很大，往往一种MEMS产品对应一种MEMS封装形式。如附图1所示的一种MEMS压力传感器的封装结构，MEMS芯片需要留有与外界相通的接口并保持与外界环境的接触，所以为保护芯片和焊线，需要通过圆环11将MEMS芯片包围起来，并在圆环内填充可传递应力感应的胶体，胶体通过圆环顶部盖板上设置的开口可感应外部压力，并将其传递到MEMS芯片。这样，既保护了MEMS芯片，又可保证MEMS芯片对外部压力的感应。然而，目前市场上没有专用的圆环粘贴设备，一般都采用人工手动粘贴，但是人工粘贴不可控因素太多，重复性和一致性太差、效率低、人力成本较大，很难实现批量化生产。而且手动粘贴过程中，容易触碰到MEMS芯片和焊线，影响封装件的质量。

为了提高生产效率，节约人力成本，可通过与设备供应商的沟通，由设备供应商提供专用设备或改造设备，但是存在设计周期长、造价高、设备通用性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可提高生产效率的粘贴圆环模具，在提高生产效率，节约成本的同时，保证MEMS压力传感器的封装质量。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述模具粘贴圆环的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种可提高生产效率的圆环粘贴模具，包括下模板、支撑板和上模板，下模板包括板状的下模板板体，下模板板体上设有多个圆柱形的凸柱；支撑板包括板状的支撑板板体，支撑板板体上设有数量与凸柱数量相同的第一工作孔，第一工作孔为台阶孔；第一工作孔中直径较小孔的孔径与凸柱的直径相适配；上模板包括板状的上模板板体，上模板板体上加工有数量与凸柱数量相同的第二工作孔；使用时，将支撑板放置在下模板上，第一工作孔中直径较小的孔朝向下模板，每个凸柱穿过与该凸柱相对应的第一工作孔，并伸出该第一工作孔外，每个凸柱与该凸柱穿过的第一工作孔中直径较大的孔之间形成环形的凹槽；上模板放置于支撑板上，每个凸柱穿入与该凸柱相对应的第二工作孔内，第二工作孔与凸柱之间的环形空隙与凹槽相连通，形成安放槽。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种利用上述圆环粘贴模具粘贴圆环的方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：将圆环放置于安放槽内，在圆环顶面涂覆胶体，形成包封胶层；

步骤2：拆除上模板与下模板；

步骤3：将基板反扣在圆环上，圆环通过包封胶层与基板粘贴；

步骤4：将支撑板、基板和圆环一起进行烘烤，包封胶层固化后，将支撑板与粘贴有圆环的基板分离，完成圆环的粘贴。

本发明圆环粘贴模具可大量节约人工成本，减少人工的不可控因素和包封胶的浪费，并且可以避免手动粘贴过程中触碰到金丝的情况发生，有效提升工作效率和圆环粘贴的质量。

附图说明

图1是带有圆环的MEMS压力传感器电路封装的外形图。

图2是本发明圆环粘贴模具的结构示意图。

图3是本发明圆环粘贴模具中下模板的示意图。

图4是本发明圆环粘贴模具中支撑板的示意图。

图5是本发明圆环粘贴模具中上模板的示意图。

图6是下模板和支撑板组合后的示意图。

图7是采用本发明圆环粘贴模具粘贴圆环时刷胶前圆环的放置示意图。

图8是采用本发明圆环粘贴模具粘贴圆环时圆环与基板粘贴后的示意图。

图中：1.圆环，2.基板，3.上模板，4.支撑板，5.下模板，6.定位针，7.下模板板体，8.凸柱，9.支撑板板体，10.第一工作孔，11.上模板板体，12.第二工作孔，13.定位孔，14.凹槽，15.包封胶层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1所示的现有的MEMS压力传感器封装过程中，需要将用塑料或金属材质制成的圆环1粘贴在基板2上。由于市场上没有专用的圆环粘贴设备，一般都采用人工手动粘贴。因为人工粘贴时的不可控因素太多，重复性和一致性太差、效率低、人力成本较大，很难实现批量化生产。而且手动粘贴过程中，容易触碰到MEMS芯片和焊线，影响封装件的质量。为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种结构如图2所示的圆环粘贴模具，不仅能提高生产效率，而且能避免对MEMS芯片和焊线的触碰，保证封装件质量。该圆环粘贴模具包括下模板5、支撑板4和上模板3组成；下模板5如图3所示，包括板状的下模板板体7，下模板板体7的一个面上设有多个圆柱形的凸柱8，该多个凸柱8呈矩形阵列设置；支撑板4如图4所示，包括板状的支撑板板体9，支撑板板体9上设有数量与凸柱8数量相同的第一工作孔10，第一工作孔10为台阶孔；一个第一工作孔10对应于一个凸柱8，第一工作孔10中直径较大的孔所在的支撑板板体9的端面上设有至少两个定位针6，第一工作孔10中直径较小孔的孔径与凸柱8的直径相适配；上模板3如图5所示，包括板状的上模板板体11，上模板板体11上加工有数量与凸柱8数量相同的第二工作孔12，一个第二工作孔12与一个凸柱8相对应，第二工作孔12的直径与第一工作孔10中直径较大孔的直径相同，上模板板体11上加工有与定位针6数量相同的定位孔13。将上模板3、支撑板4和下模板5装配成如图2的圆环粘贴模具：将第一工作孔10中直径较小的孔朝向下模板5，将支撑板4放置在下模板5上，使每个凸柱8穿过与其相对应的第一工作孔10，每个凸柱8与该凸柱8穿过的第一工作孔10中直径较大的孔之间形成环形的凹槽14，如图6所示；然后将上模板3放置于支撑板4上，定位针6穿入定位孔13，使上模板3和支撑板4之间的位置固定，每个凸柱8穿入与其相对应的第二工作孔12内，凸柱8的顶面与上模板3的上表面相平齐，第二工作孔12与凸柱8之间的环形空隙与凹槽14相连通，形成安放槽16，安放槽16的深度与圆环1的高度相同。

第二工作孔12的直径和第一工作孔10中直径较大孔的直径均与圆环1的外径相适配，凸柱8的直径和第一工作孔10中直径较小孔的直径均与圆环1的内径相适配。

支撑板4采用耐高温材料，如金属或合金材料制成；上模板3和下模板5采用金属材料制成；支撑板4、上模板3和下模板5需要满足模具使用的精度、形变、耐用性等要求。

本发明还提供了一种利用上述圆环粘贴模具粘贴MEMS压力传感器圆环的方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：将圆环1放置于安放槽内，圆环1顶部与上模板3的上表面持平，如图7所示，然后在圆环1顶面涂覆一层胶体，形成包封胶层15，完成圆环1的刷胶；凸柱8的顶面与上模板3的上表面相平齐，可以防止胶液向平面凹陷区域流动和汇聚，保持包封胶层15的厚度一致，提高刷胶的效率。

步骤2：刷胶完成之后，拆除上模板3与下模板5，只留下支撑板4与圆环1；

步骤3：将基板2反扣在圆环1上，基板2通过定位针6与支撑板4定位，圆环1通过包封胶层15与基板2粘贴，如图8所示，完成圆环粘贴；

步骤4：圆环1粘贴之后，将支撑板4、基板2和圆环1一起送入烘箱，在140℃的温度下烘烤3小时，包封胶层15固化后，将支撑板4与粘贴有圆环1的基板2分离，完成圆环1的粘贴。

本发明圆环粘贴模具中相对应的一个凸柱8、一个第一工作孔10和一个第二工作孔12构成一个工作单元，该一个工作单元可对应完成一个圆环1的粘贴。相较于人工手动粘贴，该模具的使用可大量节约人工成本，减少人工的不可控因素和包封胶的浪费，并且可以避免手动粘贴过程中触碰到金丝的情况发生，有效提升工作效率和圆环粘贴的质量。

Claims (7)

1.一种圆环粘贴模具，其特征在于，包括下模板（5）、支撑板（4）和上模板（3）；下模板（5）包括板状的下模板板体（7），下模板板体（7）上设有多个圆柱形的凸柱（8）；支撑板（4）包括板状的支撑板板体（9），支撑板板体（9）上设有数量与凸柱（8）数量相同的第一工作孔（10），第一工作孔（10）为台阶孔；第一工作孔（10）中直径较小孔的孔径与凸柱（8）的直径相适配；上模板（3）包括板状的上模板板体（11），上模板板体（11）上加工有数量与凸柱（8）数量相同的第二工作孔（12）；使用时，将支撑板（4）放置在下模板（5）上，第一工作孔（10）中直径较小的孔朝向下模板（5），每个凸柱（8）穿过与该凸柱（8）相对应的第一工作孔（10），并伸出该第一工作孔（10）外，每个凸柱（8）与该凸柱（8）穿过的第一工作孔（10）中直径较大的孔之间形成环形的凹槽（14）；上模板（3）放置于支撑板（4）上，每个凸柱（8）穿入与该凸柱（8）相对应的第二工作孔（12）内，第二工作孔（12）与凸柱（8）之间的环形空隙与凹槽（14）相连通，形成安放槽（16）。

2.按照权利要求1所述的圆环粘贴模具，其特征在于，所述的多个凸柱（8）呈矩形阵列设置。

3.按照权利要求1所述的圆环粘贴模具，其特征在于，第一工作孔（10）中直径较大的孔所在的支撑板板体（9）的端面上设有至少两个定位针（6）。

4.按照权利要求1所述的圆环粘贴模具，其特征在于，上模板（3）置于支撑板（4）上，穿入第二工作孔（12）的凸柱（8）的顶面与上模板（3）的上表面相平齐。

5.按照权利要求1所述的圆环粘贴模具，其特征在于，第二工作孔（12）的直径和第一工作孔（10）中直径较大孔的直径均与圆环（1）的外径相适配。

6.一种利用权利要求1所述圆环粘贴模具粘贴圆环的方法，其特征在于，该方法具体按以下步骤进行：

步骤1：将圆环放置于安放槽（16）内，在圆环顶面涂覆胶体，形成包封胶层（15）；

步骤2：拆除上模板（3）与下模板（5）；

步骤3：将基板反扣在圆环上，圆环通过包封胶层（15）与基板粘贴；

步骤4：将支撑板（4）、基板和圆环一起进行烘烤，包封胶层（15）固化后，将支撑板（4）与粘贴有圆环的基板分离，完成圆环的粘贴。

7.按照权利要求6所述圆环粘贴模具粘贴圆环的方法，其特征在于，所述步骤4中的烘烤为：在140℃的温度下烘烤3小时。