CN107958857A - 一种压块触发装置和环氧树脂真空低压封装工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压块触发装置和环氧树脂真空低压封装工艺方法，包括压块、活动销和气缸；压块上部具有一滑杆，活动销前端可嵌入至滑杆侧面的燕尾槽中；活动销末端通过连杆与气缸中的活塞相连，由活塞的运动带动活动销嵌入滑杆中或从滑杆中退出。采用预先固化环氧树脂作为粘接材料，操作较传统环氧树脂更为方便，成本低于焊料焊接方式，操作温度较低对器件损伤较小。采用真空烘箱进行环氧树脂的固化，保证密封腔体内部真空/低压状态，避免在固化时因内部膨胀导致形成密封界面气孔。设计环氧树脂固化流程，在预热阶段抽真空，采用压块触发装置控制压块下落对盖板进行施压，保证腔体内部气体排除并且预先固化环氧树脂能有效粘接。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂真空低压封装工艺方法，属于陶瓷外壳封装技术领域。
背景技术
传统的陶瓷外壳封装一般采用采用环氧树脂粘接或焊料焊接的方法。环氧树脂粘接是预先在粘接区域涂覆绝缘环氧树脂，将盖板放置在涂覆好的环氧树脂上并夹持固定，通过加热固化使得壳体与盖板结合在一起。焊料焊接是预先在焊接区域涂覆焊膏或放置预先裁剪好的焊片，再将盖板放置在焊膏/焊片上并固定，通过高温使焊料熔化，使得盖板与壳体结合在一起。通常使用的焊料为金锡焊料。
缺点：
环氧树脂粘接：环氧树脂材料流动性较大，盖板放置后会蔓延流淌，会导致腔体内部器件失效并影响产品外观，在加热固化时内部气体膨胀会在粘接界面产生气孔从而气密性失效。传统的环氧树脂粘接方法无法实现内部的真空/低压状态，某些对此方面有要求的器件无法有效工作。
焊料焊接：成本较高，焊料应力较大，无法进行大尺寸外壳封装，操作温度较高，某些对温度较敏感的器件无法有效工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种压块触发装置和环氧树脂真空低压封装工艺方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种压块触发装置，其特征是，包括压块、活动销和气缸；压块上部具有一滑杆，活动销前端可嵌入至滑杆侧面的燕尾槽中；活动销末端通过连杆与气缸中的活塞相连，由活塞的运动带动活动销嵌入滑杆中或从滑杆中退出。
还包括一对所述滑杆的滑动进行导向的导轨。
所述活动销前端穿过导轨嵌入至滑杆侧面的燕尾槽中。
置于抽真空的环境中时，气缸中的气体推动活塞运动，通过连杆带动活动销从滑杆侧面的燕尾槽中退出，使压块失去阻挡在重力作用下下落。
所述压块下方为一壳体，壳体上盖有一预先涂敷并固化环氧树脂的盖板；所述壳体和盖板置于同一抽真空的烘箱中。
所述壳体为陶瓷外壳或金属外壳；所述盖板为陶瓷盖板、玻璃盖板或金属盖板。
压块触发装置的环氧树脂真空低压封装工艺方法，其特征是，包括以下步骤：
将预先涂敷并固化环氧树脂的盖板盖于壳体上；
将带有盖板的壳体与压块触发装置放置于真空烘箱中；烘箱升温，到达设定温度后对烘箱进行抽真空并由压块触发装置触发压块下落至盖板上对盖板进行施压，再升温到峰值固化温度进行固化。
预先固化温度低于峰值固化温度50℃～70℃。
环氧树脂预先固化温度：80℃～125℃。
环氧树脂峰值固化温度：150℃～175℃。
本发明所达到的有益效果：
1) 本发明采用预先固化环氧树脂作为粘接材料，操作较传统环氧树脂更为方便，成本低于焊料焊接方式，操作温度较低对器件损伤较小。
2) 采用真空烘箱进行环氧树脂的固化，保证密封腔体内部真空/低压状态，避免在固化时因内部膨胀导致形成密封界面气孔。
3）设计环氧树脂固化流程，在预热阶段启动真空泵抽真空，采用压块触发装置控制压块下落对盖板进行施压，保证腔体内部气体排除并且预先固化环氧树脂能有效粘接。
4）触发动作控制方式简单可靠，与工艺实现可靠的配合。
附图说明
图1 预涂敷环氧树脂的盖板；
图2 真空压块触发装置（触发前）；
图3 真空压块触发装置（触发后）；
图4 固化时序图；
图5 技术实施流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1－图3所示，本发明采用预固化的环氧树脂实现盖板1与壳体2的封装，将预涂敷并固化环氧树脂11的盖板1盖于壳体2上，涂敷环氧树脂11的面朝向壳体2并与壳体相配合。将上盖的壳体2与压块触发装置3放置于真空烘箱中，烘箱升温，到达一定温度后烘箱开始抽真空并触发压块下落至盖板1上，再升温到固化温度并完成固化。
环氧树脂的涂敷步骤：选用预先固化环氧树脂，采用涂敷设备在盖板1上预涂敷环状环氧树脂胶带，再进行预先固化，预先固化温度通常低于固化峰值温度50℃～70℃。预固化后的环氧树脂胶带具有一定的硬度和强度。
压块触发装置3采用活塞驱动原理，包括压块31、导轨32、活动销33和气缸34。压块31上部具有一置于导轨32中可沿导轨32滑动的滑杆35，活动销33前端穿过导轨32可嵌入至滑杆35侧面的燕尾槽中，阻止压块下落，活动销末端通过连杆36与气缸中的活塞341相连，由活塞的运动带动活动销可嵌入滑杆中，也可以从滑杆35中抽出。当抽真空时，由于外界气压较低，气缸34中的气体推动活塞341运动，通过连杆36带动活动销33后退，当活动销33从燕尾槽中退出，压块31失去阻挡在重力作用下下落至盖板1上，完成触发动作。
将盖上盖板1后的壳体2与压块触发装置3放置在真空烘箱中，开始进行加热固化操作。固化的时序为：从室温逐渐升温，到达预热阶段后开始抽真空，在将烘箱内气体抽走（由于此时盖板1和壳体2尚未形成密封腔体，其内部气体同时被抽走）的同时触发压块下落，在盖板1上施压，预热一段时间后再升温到固化峰值温度，加压固化一段时间后，降温并完成固化，如图4和图5所示。
腔体内气压控制：腔体内气压控制主要控制预热抽真空时间，此时环氧树脂尚未软化，环氧树脂胶带与壳体存在缝隙，延长抽气时间可以提高腔体内的真空度，如只需低压状态，采用短时间抽气即可。
技术特点：
1）本发明是采用环氧树脂作为封装材料，将封装壳体与盖板粘接在一起的密封封装工艺。环氧树脂选用预先固化环氧树脂（B-Stage环氧树脂），预先涂敷在盖板上，采用低温固化后形成有一定强度的环氧树脂胶带。
2）采用真空烘箱进行最终固化，固化过程中进行抽气，在烘箱腔体中形成真空或者低压气氛，保证密封腔体中氧气含量水平较低。
3）B-Stage环氧树脂在进行最终固化时需要施加较大的压力，为此设计采用了压块触发装置，在进行抽真空过程中，通过活塞的运动，当达到一定真空度时装置被触发，使得压块对盖板施加压力。
工艺参数设计：
1) 封装材料类型：预固化型环氧树脂
2) 壳体类型：陶瓷外壳（氧化铝（Al2O3）陶瓷、LTCC、HTCC）或金属外壳；
3）盖板类型：陶瓷盖板、玻璃盖板或金属盖板；
4）环氧树脂预固化温度：80℃～125℃；
4）环氧树脂峰值固化温度：150℃～175℃；
5) 峰值固化时间：30min～60min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种压块触发装置，其特征是，包括压块、活动销和气缸；压块上部具有一滑杆，活动销前端可嵌入至滑杆侧面的燕尾槽中；活动销末端通过连杆与气缸中的活塞相连，由活塞的运动带动活动销嵌入滑杆中或从滑杆中退出。
2.根据权利要求1所述的一种压块触发装置，其特征是，还包括一对所述滑杆的滑动进行导向的导轨。
3.根据权利要求2所述的一种压块触发装置，其特征是，所述活动销前端穿过导轨嵌入至滑杆侧面的燕尾槽中。
4.根据权利要求1所述的一种压块触发装置，其特征是，置于抽真空的环境中时，气缸中的气体推动活塞运动，通过连杆带动活动销从滑杆侧面的燕尾槽中退出，使压块失去阻挡在重力作用下下落。
5.根据权利要求4所述的一种压块触发装置，其特征是，所述压块下方为一壳体，壳体上盖有一预先涂敷并固化环氧树脂的盖板；所述壳体和盖板置于同一抽真空的烘箱中。
6.根据权利要求5所述的一种压块触发装置，其特征是，所述壳体为陶瓷外壳或金属外壳；所述盖板为陶瓷盖板、玻璃盖板或金属盖板。
7.基于权利要求1所述的压块触发装置的环氧树脂真空低压封装工艺方法，其特征是，包括以下步骤：
将预先涂敷并固化环氧树脂的盖板盖于壳体上；
将带有盖板的壳体与压块触发装置放置于真空烘箱中；烘箱升温，到达设定温度后对烘箱进行抽真空并由压块触发装置触发压块下落至盖板上对盖板进行施压，再升温到峰值固化温度进行固化。
8.根据权利要求7所述的环氧树脂真空低压封装工艺方法，其特征是，预先固化温度低于峰值固化温度50℃～70℃。
9.根据权利要求7或8所述的环氧树脂真空低压封装工艺方法，其特征是，环氧树脂预先固化温度：80℃～125℃。
10.根据权利要求7或8所述的环氧树脂真空低压封装工艺方法，其特征是，环氧树脂峰值固化温度：150℃～175℃。
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