CN104538316B - 基于超薄柔性电路板上多芯片的cob软封装方法 - Google Patents

基于超薄柔性电路板上多芯片的cob软封装方法 Download PDF

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Abstract

本发明适用于软封装技术领域，提供了一种基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，采用真空吸附固定柔性电路板以及密度不同的两种黑胶进行封胶，旨在解决柔性电路板在封装过程中存在的绑定时容易折伤以及在封胶时不稳定的问题。该软封装方法包括以下步骤：准备工件；绑定，利用所述真空载具与所述磁性夹具相互作用吸附所述柔性电路板；封围堰胶；封填充胶；以及固化。利用真空载具与磁性夹具之间的真空作用吸附柔性电路板，以使芯片所在位置保持平整以保证封胶稳定性和一致性；利用封围堰胶步骤使得封胶范围覆盖金手指外侧，并利用封填充胶步骤对金手指内侧进行封胶处理，以达到刚好覆盖绑线的封胶效果。

Description

基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法
技术领域
本发明属于软封装技术领域，尤其涉及一种基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法。
背景技术
COB封装，又名板上芯片封装，COB是英文Chip On Board的缩写，COB封装是指将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电气连接。如果裸芯片直接暴露在空气中，易受污染或人为损坏，影响或破坏芯片功能，于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。人们也称这种封装形式为软封装。
传统工艺中软封装邦定和封胶的生产方式是：将待邦定的印刷电路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)放置于邦定机的定位夹具上面，PCB的一般厚度均在500um以上，利用邦定机上的夹具可以很好地固定该PCB，在不损伤PCB的情况下一次放置于标准位置进行邦定作业。邦定完成后，将其放置于封胶定位载具上面，用自动封胶机直接一次性完成封胶作业。自动封胶机采用的是普通直筒式点胶针头，密度在1.5-2.0g/cm的黑胶，此种工艺封胶厚度在离线弧顶端0.35mm-0.45mm之间。
但是，对于厚度较薄的柔性电路板(Flexible Printed Circuit board，简称FPC)采用该上述封装方式进行封装则会产生以下问题：
首先，在邦定过程中，由于FPC厚度约为80um-100um，其待邦定芯片在4个以上，由于FPC太薄拿取时会有变形，直接取放到夹具上很难一次放置于标准位置，需要再次校准，较大程度降低了邦定的效率。同时取下FPC时容易折伤FPC，导致FPC外观不良或报废。另外，生产过程中机器的震动造成邦定出来的产品直通率较低，直接影响产品的成品率及可靠性。
其次，在封胶过程中，由于FPC是超薄柔性电路板，封胶过程中不易固定，而且用普通直筒式点胶针头封胶时，吐出胶量不精准，导致封胶不稳定。另外，由于是一次性完成封胶，决定了胶的密度不能太小，黑胶密度需要在1.5-2.0g/cm，才能限制胶的流动性达到封胶所需效果。用此密度的黑胶且在吐胶量较小的情况下，黑胶不易均匀的覆盖芯片和邦线，导致部分位置胶高，部分位置裸露芯片和邦线，不能满足封胶稳定性、一致性且厚度要求在离线弧顶端0.15mm以下的要求。
针对柔性电路板采用上述封装方法存在的技术缺陷，因此，如何改善柔性电路板在封装过程中存在的问题是业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，采用真空吸附固定柔性电路板以及密度不同的两种黑胶进行封胶，旨在解决柔性电路板在封装过程中存在的绑定时容易折伤以及在封胶时不稳定的问题。
本发明是这样实现的，一种基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，包括以下步骤：
准备工件，提供磁性夹具、具有镂空区域的钢片以及具有真空载具的邦定机，提供柔性电路板，所述柔性电路板上设有位于其周围的金手指以及位于其中间部位的芯片，所述芯片上设有多个焊接位，并于所述金手指与所述焊接位之间设置有绑线；
绑定，将固晶完成后的所述柔性电路板放置于所述磁性夹具上，利用所述钢片固定所述柔性电路板且所述柔性电路板的元件设置区域对应于所述镂空区域，将固定有所述柔性电路板的磁性夹具放置于所述真空载具上并利用所述真空载具与所述磁性夹具相互作用吸附所述柔性电路板；
封围堰胶，将密度范围为1.8～2g/cm3的双组份环氧树脂胶粘剂通过点胶方式按点胶轨迹设置于所述柔性电路板的各角落以及所述柔性电路板的至少一个金手指上，形成多个点胶点；
封填充胶，将密度范围为1.4～1.6g/cm3的液体填充材料沿其中一个所述点胶点为起点呈螺旋填胶路径进行填胶作业；以及
固化，对填胶作业后的所述柔性电路板进行固化处理。
进一步地，在绑定步骤中，所述磁性夹具设有多个间隔设置的真空孔，利用蓝膜覆盖所述真空载具，并在所述蓝膜与所述真空孔对应的位置设置镂空孔，利用所述镂空孔将真空传导至所述磁性夹具表面。
进一步地，在封围堰胶步骤中，利用精密点胶阀进行点胶处理。
进一步地，所述精密点胶阀为双动式启动精密点胶阀或者螺杆式精密点胶阀。
进一步地，在封填充胶步骤中，采用锥形点胶针头进行填胶作业。
进一步地，在封围堰胶步骤中，所述点胶轨迹中包括起始点、多个第一中间点、第二中间点和结束点，其中，所述起始点和所述第二中间点设置为不吐胶模式，所述第一中间点和所述结束点设置为吐胶模式；所述起始点、至少一个所述第一中间点、所述第二中间点和结束点设置于所述金手指上。
进一步地，所述起始点、至少一个所述第一中间点、所述第二中间点和结束点中相邻两点之间的间隔为0.2～0.4毫米，且所述点胶轨迹与所述金手指外侧边缘之间的距离为0.2～0.4毫米。
进一步地，在点胶方式中，点胶装置之出胶口距离所述金手指的高度为0.4～0.5毫米，点胶压力为0.12～0.18MPa以及点胶速度为10～15cm/s。
进一步地，在封填充胶步骤中，以其中一个所述第一中间点为起点沿平行于所述芯片侧边的路径进行螺旋式填胶作业。
进一步地，在封填充胶步骤中，填胶时的点胶压力为0.05～0.08MPa以及点胶速度15～20mm/s。
本发明相对于现有技术的技术效果是：利用所述磁性夹具和所述钢片固定所述柔性电路板，并将固定有所述柔性电路板的磁性夹具放置于真空载具上，利用所述真空载具与所述磁性夹具之间的真空作用吸附所述柔性电路板，以降低绑定过程中由于所述邦定机的震动而造成对所述柔性电路板的损伤，并且使得所述芯片所在位置保持平整以保证封胶稳定性和一致性；利用封围堰胶步骤使得封胶范围覆盖所述金手指外侧，并利用封填充胶步骤对所述金手指内侧进行封胶处理，以达到刚好覆盖绑线的封胶效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法的工艺流程；
图2是本发明实施例提供的钢片的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的柔性电路板固定于磁性夹具上的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的柔性电路板经封围堰胶步骤后的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的柔性电路板经封填充胶步骤后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参照图1至图5，本发明实施例提供的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，包括以下步骤：
S1：准备工件，提供磁性夹具10、具有镂空区域22的钢片20以及具有真空载具(图未示)的邦定机(图未示)，提供柔性电路板30，所述柔性电路板30上设有位于其周围的金手指32以及位于其中间部位的芯片34，所述芯片34上设有多个焊接位36，并于所述金手指32与所述焊接位36之间设置有绑线38；
S2：绑定，将固晶完成后的所述柔性电路板30放置于所述磁性夹具10上，利用所述钢片20固定所述柔性电路板30且所述柔性电路板30的元件设置区域对应于所述镂空区域22，将固定有所述柔性电路板30的磁性夹具10放置于所述真空载具上并利用所述真空载具与所述磁性夹具10相互作用吸附所述柔性电路板30；
S3：封围堰胶，将密度范围为1.8～2g/cm3的双组份环氧树脂胶粘剂通过点胶方式按点胶轨迹设置于所述柔性电路板30的各角落以及所述柔性电路板30的至少一个金手指32上，形成多个点胶点；
S4：封填充胶，将密度范围为1.4～1.6g/cm3的液体填充材料沿其中一个所述点胶点为起点呈螺旋填胶路径A进行填胶作业；以及
S5：固化，对填胶作业后的所述柔性电路板30进行固化处理。
在该实施例中，所述柔性电路板30上设有至少一个芯片34。
在该实施例中，所述金手指32与所述焊接位36对应设置，并且与相对应的所述金手指32与所述焊接位36之间设置有绑线38，利用封围堰胶步骤和所述封填充胶步骤以覆盖绑线38达到封胶效果。
在该实施例中，所述双组份环氧树脂胶粘剂具有低收缩率和高粘接强度等特点，以起到预固定效果。而且利用该双组份环氧树脂胶粘剂可以快速固化，其固化温度为70度。
在该实施例中，所述液体填充材料为单组份环氧树脂，其密度低于双组份环氧树脂胶粘剂，流动性好，可以快速通过50微米以下的间隙，而且在封胶过程中能够均匀地覆盖所述芯片34和所述绑线38。
本发明实施例提供的基于超薄柔性电路板30上多芯片34的COB软封装方法利用所述磁性夹具10和所述钢片20固定所述柔性电路板30，并将固定有所述柔性电路板30的磁性夹具10放置于真空载具上，利用所述真空载具与所述磁性夹具10之间的真空作用吸附所述柔性电路板30，以降低绑定过程中由于所述邦定机的震动而造成对所述柔性电路板30的损伤，并且使得所述芯片34所在位置保持平整以保证封胶稳定性和一致性；利用封围堰胶步骤使得封胶范围覆盖所述金手指32外侧，并利用封填充胶步骤对所述金手指32内侧进行封胶处理，以达到刚好覆盖绑线38的封胶效果。
进一步地，在绑定步骤S2中，所述磁性夹具10设有多个间隔设置的真空孔12，利用蓝膜(图未示)覆盖所述真空载具，并在所述蓝膜与所述真空孔12对应的位置设置镂空孔(图未示)，利用所述镂空孔将真空传导至所述磁性夹具10表面。所述镂空孔与所述真空孔12相对应，且大小大致相同。在该实施例中，所述真空孔12环绕设置于所述印刷电路板的周围，所述真空孔12的孔径约为0.5mm。优选地，各所述真空孔12等间距间隔设置，以保证形成真空时各处真空压力均衡，使得所述柔性电路板30各处的受力均等，避免造成对所述柔性电路板30的损伤。在其他实施例中，也可以采用其他方式使得所述真空载具与所述磁性夹具10之间产生真空。
优选地，所述蓝膜为防静电蓝膜。
进一步地，在封围堰胶步骤S3中，利用精密点胶阀进行点胶处理。利用精密点胶阀进行点胶处理以控制封胶厚度，并保证封胶刚好覆盖所述绑线38。优选地，所述精密点胶阀为双动式启动精密点胶阀或者螺杆式精密点胶阀。
进一步地，在封填充胶步骤中，采用锥形点胶针头进行填胶作业。优选地，所述锥形点胶针头为分体式高精度针头，其针头的内外均精密抛光，具有高精密度，以保证点胶时的吐胶量精确，便于控制起点的吐出效果和进行高粘度液体点胶时，减小管路阻力，保证吐胶效果和精准度。
进一步地，在封围堰胶步骤S3中，所述点胶轨迹中包括起始点40、多个第一中间点42、第二中间点44和结束点46，其中，所述起始点40和所述第二中间点44设置为不吐胶模式，所述第一中间点42和所述结束点46设置为吐胶模式；所述起始点40、至少一个所述第一中间点42、所述第二中间点44和结束点46设置于所述金手指32上。可以理解地，所述点胶轨迹位于绑线38的外侧，利用封围堰胶步骤S3实现对所述绑线38外侧覆盖封胶。所述第一中间点42有至少一个设置于所述金手指32上，其余所述第一中间点42位于所述柔性电路板30的各角落处，且其数量与所述柔性电路板30角落的数量相适应，优选地，对于方形柔性电路板30，其余所述第一中间点42位于所述柔性电路板30的四个角落处。各所述第一中间点42的连线经过所述金手指32，并与设置于所述金手指32上的起始点40、所述第一中间点42、所述第二中间点44和结束点46的连线共线，以使填胶路径A与点胶轨迹基本重合，改善封胶效果。
优选地，所述起始点40设置于所述金手指32上并位于所述绑线38的一端，各所述第一中间点42沿所述起始点40按逆时针分布，其中，四个所述第一中间点42位于所述柔性电路板30的角落，另一个所述第一中间点42设置于所述金手指32上并位于所述起始点40与所述结束点46之间，所述第二中间点44设置于所述金手指32上且所述起始点40位于所述第二中间点44与所述第一中间点42之间。
进一步地，所述起始点40、至少一个所述第一中间点42、所述第二中间点44和结束点46中相邻两点之间的间隔为0.2～0.4毫米，且所述点胶轨迹与所述金手指32外侧边缘之间的距离为0.2～0.4毫米。优选地，所述起始点40、至少一个所述第一中间点42、所述第二中间点44和结束点46中相邻两点之间的间隔为0.3毫米，且所述点胶轨迹与所述金手指32外侧边缘之间的距离为0.3毫米。
进一步地，在点胶方式中，点胶装置之出胶口距离所述金手指32的高度为0.4～0.5毫米，点胶压力为0.12～0.18MPa以及点胶速度为10～15cm/s。可以理解地，所述双动式启动精密点胶阀或者螺杆式精密点胶阀的阀口距离所述金手指32的高度为0.4～0.5毫米。点胶时的封胶量以高于所述芯片34表面且低于所述柔性电路板30的线弧为宜。
进一步地，在封填充胶步骤S4中，以其中一个所述第一中间点42为起点沿平行于所述芯片34侧边的路径进行螺旋式填胶作业。可以理解地，在填胶过程中，以位于所述柔性电路板30角落上的一所述第一中间点42作为填胶起点，并在该第一中间点42的前后、左右方向各向所述芯片34一侧移动0.5毫米作为填充轨迹的开始点，且两条轨迹间隔均为0.5毫米。
进一步地，在封填充胶步骤S4中，填胶时的点胶压力为0.05～0.08MPa以及点胶速度15～20mm/s。可以理解地，所述点胶针头距离所述线弧顶端的高度为0.2～0.25毫米，以保证封胶均匀性。由于所述液体填充材料为半透明状，可以视觉观察绑线38是否被液体填充材料覆盖。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备工件，提供磁性夹具、具有镂空区域的钢片以及具有真空载具的邦定机，提供柔性电路板，所述柔性电路板上设有位于其周围的金手指以及位于其中间部位的芯片，所述芯片上设有多个焊接位，并于所述金手指与所述焊接位之间设置有绑线；
绑定，将固晶完成后的所述柔性电路板放置于所述磁性夹具上，利用所述钢片固定所述柔性电路板且所述柔性电路板的元件设置区域对应于所述镂空区域，将固定有所述柔性电路板的磁性夹具放置于所述真空载具上并利用所述真空载具与所述磁性夹具相互作用吸附所述柔性电路板；
封围堰胶，将密度范围为1.8～2g/cm3的双组份环氧树脂胶粘剂通过点胶方式按点胶轨迹设置于所述柔性电路板的各角落以及所述柔性电路板的至少一个金手指上，形成多个点胶点；
封填充胶，将密度范围为1.4～1.6g/cm3的液体填充材料沿其中一个所述点胶点为起点呈螺旋填胶路径进行填胶作业；以及
固化，对填胶作业后的所述柔性电路板进行固化处理。
2.如权利要求1所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，在绑定步骤中，所述磁性夹具设有多个间隔设置的真空孔，利用蓝膜覆盖所述真空载具，并在所述蓝膜与所述真空孔对应的位置设置镂空孔，利用所述镂空孔将真空传导至所述磁性夹具表面。
3.如权利要求1所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，在封围堰胶步骤中，利用精密点胶阀进行点胶处理。
4.如权利要求3所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，所述精密点胶阀为双动式启动精密点胶阀或者螺杆式精密点胶阀。
5.如权利要求1所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，在封填充胶步骤中，采用锥形点胶针头进行填胶作业。
6.如权利要求1所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，在封围堰胶步骤中，所述点胶轨迹中包括起始点、多个第一中间点、第二中间点和结束点，其中，所述起始点和所述第二中间点设置为不吐胶模式，所述第一中间点和所述结束点设置为吐胶模式；所述起始点、至少一个所述第一中间点、所述第二中间点和结束点设置于所述金手指上。
7.如权利要求6所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，所述起始点、至少一个所述第一中间点、所述第二中间点和结束点中相邻两点之间的间隔为0.2～0.4毫米，且所述点胶轨迹与所述金手指外侧边缘之间的距离为0.2～0.4毫米。
8.如权利要求6所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，在点胶方式中，点胶装置之出胶口距离所述金手指的高度为0.4～0.5毫米，点胶压力为0.12～0.18MPa以及点胶速度为10～15cm/s。
9.如权利要求6所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，在封填充胶步骤中，以其中一个所述第一中间点为起点沿平行于所述芯片侧边的路径进行螺旋式填胶作业。
10.如权利要求9所述的基于超薄柔性电路板上多芯片的COB软封装方法，其特征在于，在封填充胶步骤中，填胶时的点胶压力为0.05～0.08MPa以及点胶速度15～20mm/s。
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