CN107958845B - 一种长线列探测器的塑封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，包括如下步骤：采用贴片工艺和压焊工艺将长线列探测器与陶瓷载体完成常规封装；将封装完毕的长线列探测器和陶瓷载体放入塑料模具中，露出部分管脚；通过安装夹具的位置调整，完成长线列探测器与陶瓷载体相对位置的固定；最后通过在塑料模具中添加塑封胶，加热固化完成长线列探测器的塑封操作。本发明方法成本低廉、工艺操作简单，成品率高，适合基础科研和小规模塑封生产硅基光电探测器。
Description
技术领域
本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种长线列探测器的塑封方法。
背景技术
随着无线通信、汽车电子和其他消费电子产品的快速发展，对微电子封装技术提出了小型化、低成本、高可靠设计的需求。塑料封装以其独特的优势成为当前微电子封装的主流，约占封装市场的95％以上。塑封产品的广泛应用，也为塑料封装带来了前所未有的发展。
塑封微电路因其商业上的含义而没有被考虑应用于航天设备中。近年来，塑封微电路在航天设备中的使用已逐渐增加，预计还会继续增加。塑封微电路代替军用器件的趋势已引起人们的注意。对塑封探测器的需求也提上了历史日程，它在尺寸、重量、成本和性能上的优点促使人们将其用于航天设备中。
在常规的塑封中，探测器尺寸通常在5.00mmx5.00mmx0.03mm以内，加上封装外壳，塑封后整个尺寸通常在7.00mmx7.00mmx2.00mm以内。另一方面，产品塑封的区域主要为探测器表面及键合引线部分，只对探测器和部分引线进行保护，这样的设计对探测器稳定性的保护有较大的局限性。
塑封主要是为了维护本身的气密性，并保护不受周围环境中湿度与温度的影响，以及防止电子组件受到机械振动、冲击产生破损而造成组件特性的变化。因此，塑封的目的有下列几点：
(1)防止湿气等由外部侵入；
(2)以机械方式支持导线；
(3)有效地将内部产生的热排出；
(4)提供能够手持的形体。
作为塑封关键原材料，塑封胶的选型尤为重要。塑封胶大部分都采用环氧树脂。它具有的一般特性包括成形性、耐热性、良好的机械强度及电器绝缘性。同时为防止对塑封产品的特性劣化，环氧树脂的热膨胀系数要小，水蒸气的透过性要小，不含对探测器有影响的不纯物，引线脚(LEAD)的接着性要良好。单纯的一种树脂要能完全满足上述特性是很困难的，因此大多数树脂中均加入填充剂、偶合剂、硬化剂等而成为复合材料来使用。一般说来环氧树脂比其它树脂更具有优越的电气性、接着性及良好的低压成形流动性，并且具备相当的可靠性，因此成为最常用的半导体塑封材料。根据产品应用需求，塑封胶的选型是整个塑封工艺的关键环节。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低廉、工艺操作简单，成品率高，适合基础科研和小规模生产的硅基光电探测器塑封方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于长线列探测器的塑封方法，包括如下步骤：
采用贴片工艺和压焊工艺将长线列探测器与陶瓷载体完成常规封装；
将封装完毕的长线列探测器和陶瓷载体放入塑料模具中，露出部分管脚；
通过安装夹具的位置调整，完成长线列探测器与陶瓷载体相对位置的固定；
最后通过在塑料模具中添加塑封胶，加热固化完成长线列探测器的塑封操作。
所述在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述安装夹具包括：底座、横梁，所述底座为带凹槽的平板，凹槽尺寸与塑料模具尺寸匹配，所述底座两侧为横梁支撑件，所述支撑件高度与探测器塑封高度对应。
进一步，所述支撑件中心设置有安装槽，所述横梁通过安装槽与支撑件实现活动安装。
进一步，所述横梁长度与底座长度一致，其中心设有通孔，通孔数量与陶瓷载体管脚对应，通孔尺寸与陶瓷载体管脚匹配，通孔设置位置与塑料模具安放位置对应。
本发明安装夹具的特殊设计可以很好实现以下技术要求：
1)能合理固定塑料模具，使其在塑封过程中的位置不能发生偏移现象；
2)能合理固定陶瓷载体，使其在塑封过程中的位置不能发生偏移现象；
3)塑料模具与陶瓷载体相对位置符合交付产品要求，包括整个陶瓷载体与塑封胶面的平整度、平行性、直线性；
4)不影响添加塑封胶操作。
进一步，所述通过安装夹具的位置调整，完成长线列探测器与陶瓷载体相对位置的固定步骤的具体实现如下：
进一步，所述长线列探测器外形尺寸为25.00mm×2.00mm×0.40mm。
进一步，所述陶瓷载体陶瓷部分外形尺寸为28.00mm×4.00mm×2.00mm，管脚长度为10.00mm。
进一步，所述塑料模具内腔尺寸为29.00mm×5.00mm×3.00mm，外形尺寸为30.00mm×6.00mm×4.00mm。
进一步，所述塑封胶型号为GC-03环氧树脂。所述GC-03环氧树脂为双组分，近无色透明，粘度小，易排除气泡，使用期长，可以室温或加热进行固化，强韧、耐热、透光率高，抗黄变、机械和电气性能优良，对金属、玻璃、陶瓷、硬质塑料等同质或异质材料具有优良粘接力。
进一步，所述安装夹具材料为铝，呈台阶结构，外形尺寸为180.00mm×40.00mm×10.00mm。
铝材料容易加工成型，成本低，承载力强，有利于安装夹具更好的功能实现。
本发明的有益效果是：
塑封胶特殊选用，解决了塑封产品的质量；针对长线列探测器尺寸和塑封产品要求尺寸，合理设计了塑料模具内腔、外形尺寸，解决了长线列探测器塑封后的尺寸；针对塑封工艺的可操作性和长线列探测器在塑封胶的相对位置，通过设计安放夹具，有效地解决了陶瓷载体与塑封胶面平整度、平行性、直线性的技术指标。
附图说明
图1为本发明一种长线列探测器的塑封方流程图；
图2为本发明一种长线列探测器的塑封安装结构图；
图3为本发明一种长线列探测器安装夹具结构图；
图4为本发明一种长线列探测器安装夹具横梁结构图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：1.长线列探测器、2.陶瓷载体、3.塑料模具、4.塑封胶、5.安装夹具、6.管脚，7.横梁、8.底座，9.支撑件，10.安装槽，11.凹槽，12.通孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、2所示，一种用于长线列探测器的塑封方法，包括如下步骤：
采用贴片工艺和压焊工艺将长线列探测器1与陶瓷载体2完成常规封装；
将封装完毕的长线列探测器1和陶瓷载体2放入塑料模具3中，露出部分管脚6；
通过安装夹具5的位置调整，完成长线列探测器1与陶瓷载体2相对位置的固定；
最后通过在塑料模具3中添加塑封胶4，加热固化完成长线列探测器1的塑封操作。
如图2、3、4所示，所述安装夹具5包括：底座8、横梁7，所述底座8为带凹槽11的平板，凹槽11尺寸与塑料模具3尺寸匹配，所述底座8两侧为横梁7支撑件9，所述支撑件9高度与长线列探测器1塑封高度对应。所述支撑件9中心设置有安装槽10，所述横梁7通过安装槽10与支撑件9实现活动安装。所述横梁7长度与底座8长度一致，其中心设有通孔12，通孔12数量与陶瓷载体2管脚6对应，通孔12尺寸与陶瓷载体2管脚6匹配，通孔12设置位置与塑料模具3安放位置对应。
所述长线列探测器1外形尺寸为25.00mm×2.00mm×0.40mm。所述陶瓷载体2陶瓷部分外形尺寸为28.00mm×4.00mm×2.00mm，管脚长度为10.00mm。所述塑料模具3内腔尺寸为29.00mm×5.00mm×3.00mm，外形尺寸为30.00mm×6.00mm×4.00mm。所述安装夹具5材料为铝，呈台阶结构，外形尺寸为180.00mm×40.00mm×10.00mm。针对本专利涉及长线列探测器产品交付外形尺寸为29.00mm×5.00mm×3.00mm，则塑料模具的内腔尺寸设计为29.00mm×5.00mm×3.00mm。参照塑料模具的可加工性和稳定性，厂家通常制作的壁厚为1.00mm，则塑料模具的外形尺寸设计30.00mm×6.00mm×4.00mm。
所述塑封胶4型号为GC-03环氧树脂。本发明涉及的塑封胶选用了一款型号为GC-03的环氧树脂，为双组分，近无色透明，粘度小，易排除气泡，使用期长，可以室温或加热进行固化，强韧、耐热、透光率高，抗黄变、机械和电气性能优良，对金属、玻璃、陶瓷、硬质塑料等同质或异质材料具有优良粘接力。其特性见表1所示。
表1GC-03特性
| 外观 | 近无色透明液体 |
| 混合粘度(25℃) | 600-1000mpa.s |
| 使用期(200g，25℃) | 约4.5小时 |
| 硬度(肖氏D) | 73 |
| 拉伸强度(MPa) | 63 |
| 弯曲强度(MPa) | 100 |
| 吸水率(沸水24h) | 2％ |
| 玻璃化转变温度(Tg)，℃ | 80 |
| 剪切强度(MPa) | 20 |
| 击穿电压(KV/mm) | 25 |
| 体积电阻(Ωcm) | 3×1015 |
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用贴片工艺和压焊工艺将长线列探测器(1)与陶瓷载体(2)完成常规封装；
将封装完毕的长线列探测器(1)和陶瓷载体(2)放入塑料模具(3)中，露出部分管脚(6)；
通过安装夹具(5)的位置调整，完成长线列探测器(1)与陶瓷载体(2)相对位置的固定；
最后通过在塑料模具(3)中添加塑封胶(4)，加热固化完成长线列探测器(1)的塑封操作；
所述安装夹具(5)包括：底座(8)、横梁(7)，所述底座(8)为带凹槽(11)的平板，凹槽(11)尺寸与塑料模具(3)尺寸匹配，所述底座(8)两侧为横梁(7)支撑件(9)，所述支撑件(9)高度与长线列探测器(1)塑封高度对应。
2.根据权利要求1所述的一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，所述支撑件(9)中心设置有安装槽(10)，所述横梁(7)通过安装槽(10)与支撑件(9)实现活动安装。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，所述横梁(7)长度与底座(8)长度一致，其中心设有通孔(12)，通孔(12)数量与陶瓷载体(2)管脚(6)对应，通孔(12)尺寸与陶瓷载体(2)管脚(6)匹配，通孔(12)设置位置与塑料模具(3)安放位置对应。
4.根据权利要求1所述的一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，所述长线列探测器(1)外形尺寸为25.00mm×2.00mm×0.40mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，所述陶瓷载体(2)陶瓷部分外形尺寸为28.00mm×4.00mm×2.00mm，管脚长度为10.00mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，所述塑料模具(3)内腔尺寸为29.00mm×5.00mm×3.00mm，外形尺寸为30.00mm×6.00mm×4.00mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，所述塑封胶(4)型号为GC-03环氧树脂。
8.根据权利要求1所述的一种用于长线列探测器的塑封方法，其特征在于，所述安装夹具(5)材料为铝，呈台阶结构，外形尺寸为180.00mm×40.00mm×10.00mm。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20200108 Address after: 400060 Chongqing Nanping Nan'an District No. 14 Huayuan Road Applicant after: The 44th Research Institute of China Electronic Science and Technology Group Corporation Address before: 401332 No. 367 Xiyong Road, Xiyong Town Micropower Park, Shapingba District, Chongqing Applicant before: China Electric Technology Group Chongqing acoustic photoelectric Co., Ltd. |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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