CN110933878B - 一种弹簧型回流压合治具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微机电系统封装领域，尤其涉及一种弹簧型回流压合治具，包括两块对称设置的固定板、固定固定板的卡扣和均匀固定在固定板上的弹簧，所述固定板上对称设有多个固定弹簧的放置槽，所述放置槽呈5*11阵列分布在两块固定板对应端面上，所述固定板上还均匀设有贯穿固定板的透气孔，所述透气孔呈4*8阵列分布在两块固定板上，两块所述固定板上还对称设有固定固定柱的固定孔。通过弹簧控制压合的力度，使焊接面的受力更加均匀，能提高焊接面的平整度以及焊接质量，保证上层PCB板、下层PCB板和中层PCB板的焊接效果基本一致。

Description

一种弹簧型回流压合治具
【技术领域】
本发明涉及微机电系统封装领域，尤其涉及一种弹簧型回流压合治具。
【背景技术】
MEMS是微机电系统，英文全称是Micro-Electro mechanical System，是指尺寸在几毫米乃至更小的传感器装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。简单来说，MEMS就是将传统传感器的机械部件微型化后，通过三维堆叠技术，例如三维硅穿孔TSV等技术把器件固定在硅晶元(wafer)上，最后根据不同的应用场合采用特殊定制的封装形式，最终切割组装而成的硅基传感器。受益于普通传感器无法企及的IC硅片加工批量化生产带来的成本优势，MEMS同时又具备普通传感器无法具备的微型化和高集成度。
MEMS麦克风按照进音方式可以分为顶部进音和底部进音两种方式，其中底部进音由于有较大声学背腔，所以其信噪比和频率响应特性较好，为改善顶部进音的MEMS麦克风，所以一种通过PCB板压合的改善工艺被提出，将顶部进音方式改变为将三层PCB板压合后焊锡在一起，焊锡层在中间层PCB板的上下两端面，使得产品在顶部进音方式的前提下，具有了几乎等同于底部进音等同的效果，但是此种封装方式在PCB板压合过程中有诸多问题存在，有诸多问题需要优化，提高产品的可靠性，规避不良现象发生，MEMS麦克风对于PCB板对位压合精度及受力要求高，回流过程治具吸热会影响焊接可靠度以及焊接质量，实际生产过程中经常会出现焊接层开裂漏气，锡膏外溢短路等问题，压合过程存在严重的产品质量隐患，因此如何提高回流焊压合过程的可靠性和质量成为MEMS麦克风制造一个亟待解决的难题。
本发明即是针对现有技术的不足而研究提出的。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种弹簧型回流压合治具，通过固定板上的均匀分布的弹簧对三层PCB板进行压合，通过热风进入三层PCB板之间对PCB板进行均匀加热。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
一种弹簧型回流压合治具，包括两块对称设置的固定板、固定固定板的卡扣和均匀固定在固定板上的弹簧，所述固定板上对称设有多个固定弹簧的放置槽，所述放置槽呈5*11阵列分布在两块固定板对应端面上，所述固定板上还均匀设有贯穿固定板的透气孔，所述透气孔呈4*8阵列分布在两块固定板上，两块所述固定板上还对称设有固定固定柱的固定孔。PCB板由上层PCB板、下层PCB板和中层PCB板组成，在上层PCB板下端面和下层PCB板的上端面上通过丝网印刷上锡膏，三层PCB板固定后放置在两块固定板中间，通过固定柱穿过PCB板上定位孔后将固定柱固定在两块PCB板的固定孔上，通过两块固定板上的弹簧对PCB板两端面相互挤压，通过卡扣将两块固定板侧边固定，卡扣将固定板和PCB板固定后，将压合治具放入到热风焊锡机中，热风焊锡机对两块固定板进行吹热风，热风通过固定板上透气孔后均匀进入到PCB板内，对PCB板上焊接层的锡膏进行加热，将上层PCB板、下层PCB板和中层PCB板固定，通过固定柱穿过上层PCB板、下层PCB板和中层PCB板，可以保证焊接的对位精准，也有利于焊接的稳定性，并且通过两块固定板上均匀固定的弹簧对上层PCB板和下层PCB板均匀挤压，保证了上层PCB板和下层PCB板上各个位置受力均匀，保证了焊锡后的质量，可以有效避免焊锡后锡层开裂的问题，并且热风通过上下两块固定板上均匀分布的透气孔进入到压合治具内部对PCB板进行加热，可以有效保证加热均匀，进一步保证了焊锡的质量，避免锡膏不能完全熔融的问题产生，并且通过弹簧阵列固定PCB板，弹簧与PCB板固定位置实现中空，允许热风通过，进一步保证了PCB板受热均匀从而保证了焊锡的质量。
优选的，所述固定板由金属材质制成。金属材质具有较好的导热性能。
本发明与现有的技术相比有如下优点：
1.通过弹簧控制压合的力度，使焊接面的受力更加均匀，能提高焊接面的平整度以及焊接质量，保证上层PCB板、下层PCB板和中层PCB板的焊接效果基本一致。
2.弹簧固定区域以及其他板面区域采用镂空设计，实现最大化热风循环效率，能保证板面始终保持恒温，有利于提升焊接面的焊接质量，避免出现局部焊接不良或者冷焊等不良现象。
3.热风通过上下两块固定板上均匀分布的透气孔进入到压合治具内部对PCB板进行加热，可以有效保证加热均匀，进一步保证了焊锡的质量，避免锡膏不能完全熔融的问题产生。
【附图说明】
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
图1为本发明的固定板结构示意图；
图2为本发明的固定板与弹簧组装结构示意图；
图3为本发明的PCB板结构示意图；
图4为本发明的结构示意图；
图5为本发明的上层固定板与弹簧结构示意图；
图6为本发明的下层固定板与弹簧及固定柱结构示意图；
图7为本发明的回流焊热风流动效果图；
图中：1、固定板；2、放置槽；3、透气孔；4、固定孔；5、弹簧；6、固定柱；7、卡扣；8、PCB板；801、上层PCB板；802、中层PCB板；803、下层PCB板；804、焊接层；
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明：
如图1至图7所示，一种弹簧型回流压合治具，包括两块对称设置的固定板1、固定固定板1的卡扣7和均匀固定在固定板1上的弹簧5，固定板1上对称设有多个固定弹簧5的放置槽2，放置槽2呈5*11阵列分布在两块固定板1对应端面上，固定板1上还均匀设有贯穿固定板1的透气孔3，透气孔3呈4*8阵列分布在两块固定板1上，两块固定板1上还对称设有固定固定柱6的固定孔4。PCB板8由上层PCB板801、下层PCB板803和中层PCB板802组成，在上层PCB板801下端面和下层PCB板803的上端面上通过丝网印刷上锡膏，三层PCB板8固定后放置在两块固定板1中间，通过固定柱6穿过PCB板8上定位孔后将固定柱6固定在两块PCB板8的固定孔4上，通过两块固定板1上的弹簧5对PCB板8两端面相互挤压，通过卡扣7将两块固定板1侧边固定，卡扣7将固定板1和PCB板8固定后，将压合治具放入到热风焊锡机中，热风焊锡机对两块固定板1进行吹热风，热风通过固定板1上透气孔3后均匀进入到PCB板8内，对PCB板8上焊接层804的锡膏进行加热，将上层PCB板801、下层PCB板803和中层PCB板802固定，通过固定柱6穿过上层PCB板801、下层PCB板803和中层PCB板802，可以保证焊接的对位精准，也有利于焊接的稳定性，并且通过两块固定板1上均匀固定的弹簧5对上层PCB板801和下层PCB板803均匀挤压，保证了上层PCB板801和下层PCB板803上各个位置受力均匀，保证了焊锡后的质量，可以有效避免焊锡后锡层开裂的问题，并且热风通过上下两块固定板1上均匀分布的透气孔3进入到压合治具内部对PCB板8进行加热，可以有效保证加热均匀，进一步保证了焊锡的质量，避免锡膏不能完全熔融的问题产生，并且通过弹簧5阵列固定PCB板8，弹簧5与PCB板8固定位置实现中空，允许热风通过，进一步保证了PCB板8受热均匀从而保证了焊锡的质量。
其中，固定板1由镁铝合金制成。金属材质具有较好的导热性能。
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，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种弹簧型回流压合治具，其特征在于：包括两块对称设置的固定板、固定固定板的卡扣和均匀固定在固定板上的弹簧，所述固定板上对称设有多个固定弹簧的放置槽，所述放置槽呈5*11阵列分布在两块固定板对应端面上，所述固定板上还均匀设有贯穿固定板的透气孔，所述透气孔呈4*8阵列分布在两块固定板上，两块所述固定板上还对称设有固定固定柱的固定孔。
2.根据权利要求1所述的弹簧型回流压合治具，其特征在于：所述固定板由金属材质制成。
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