CN112742665B - 微纳集成系统封装装置及点胶方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及集成电路板制造领域，具体涉及一种微纳集成系统封装装置及点胶方法。包括：器件传送模块，可移动地设置在工作台上，用于传送待点胶器件；点胶模块，可移动地设置在工作台上，与器件传送模块配合，以用于对待点胶器件进行点胶。本装置结构简单，生产成本低、操作简单、调整方便、紫外固化时间短、点胶封装效率高，实现点胶过程可视化，点胶针头的位置由驱动机构控制，且位移控制件、点胶控制件可进行自动及手动模式切换，点胶过程可控，从而保证点胶封装的稳定性及一致性。
Description
技术领域
本申请涉及集成电路板制造领域，具体涉及一种微纳集成系统封装装置及点胶方法。
背景技术
微纳封装技术是微纳技术中一个重要的环节，早期的微纳封装技术大多是基于集成电路成熟的封装工艺开发的，但由于产品的适用范围和应用环境的差异，封装没有统一的形式，且绝大多数微纳产品的封装只能单个进行，不能大批量同时进行。微纳结构及其器件的微小尺寸和涉及的多物理量给封装和组装带来了很多的挑战，如复杂的多物理信号界面，精准的取放技术，封装效率及成本等问题。胶黏封装是通过用胶黏剂粘结密封，常用于线路板、电机、电子组件等材料的封装。相比其他封装方式，胶黏封装可有效填充材料界面接合时的空隙，降低和防止不同材料间的腐蚀或电化学腐蚀，但是现有的胶黏封装设备成本高，点胶效率低。因此亟待开发一种成本低、效率高、可操作性高的封装装置。
发明内容
本申请至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本申请提出一种微纳集成系统封装装置及点胶方法，以解决上述至少一个技术问题。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种微纳集成系统封装装置，包括：
工作台；
器件传送模块，可移动地设置在所述工作台上，用于传送待点胶器件；
点胶模块，可移动地设置在所述工作台上，与所述器件传送模块配合，以用于对所述待点胶器件进行点胶；
固化模块，用于对完成点胶的器件进行固化；
驱动模块，分别与所述器件传送模块、点胶模块连接，以用于驱动所述器件传送模块、点胶模块的移动；
控制模块，与所述驱动模块、固化模块连接，通过参数设置控制所述器件传送模块、点胶模块的运动方式。
本申请第二方面提供了一种使用微纳集成系统封装装置进行点胶的方法，包括以下步骤：
在位移平台上固定封装材料；
固定点胶针头，通过驱动机构调节点胶针头至合适的点胶位置；
调节显微镜的镜头，使点胶针头位于显微镜镜头视野中央；
调节位移驱动件至合适的速度，驱动位移平台至设定的点胶位置；
点胶控制件驱动供胶器驱动件运动以实现点胶针头进行点胶；
调节固化模块的功率及作用时间以实现器件固化封装。
与现有技术相比，本装置结构简单，生产成本低、操作简单、调整方便、紫外固化时间短、点胶封装效率高，实现点胶过程可视化，点胶针头的位置由驱动机构控制，且位移控制件、点胶控制件可进行自动及手动模式切换，点胶过程可控，从而保证点胶封装的稳定性及一致性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例中的微纳集成系统封装装置的结构示意图；
图2示出了图1中点胶模块与供胶器驱动件组合后的结构示意图；
图3示出了图2的局部放大图；
图4示出了本发明实施例中的供胶器驱动件的结构示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
如图1-3所示，本实施例提供一种新型微纳集成系统封装装置100，本发明除了可封装传感器外，还可封装半导体晶片及介质基片等微电子原件，该微纳集成系统封装装置100包含工作台10、电脑23、显微镜11、器件传送模块、点胶模块、固化模块、驱动模块以及控制模块，其中，器件传送模块、点胶模块可移动地设置在工作台10上，显微镜11安装在工作台10上，器件传送模块用于传送待点胶器件，点胶模块与器件传送模块配合，以用于对待点胶器件进行点胶；驱动模块分别与器件传送模块、点胶模块连接，以用于驱动器件传送模块、点胶模块的移动，控制模块分别与驱动模块以及固化模块连接，通过参数设置控制所述器件传送模块、点胶模块的运动方式。显微镜11及电脑23用于实时观测待点胶器件的点胶过程。
在本发明的一个实施例中，驱动模块包括位移驱动件，器件传送模块包括：位移平台12以及夹具13，其中，位移平台12可移动的设置在工作台10上，夹具13安装在位移平台12上，位移驱动件与位移平台连接，用于驱动位移平台12的运动，这样一来，夹具13也可以在位移平台12的运动下带着夹具13上的待点胶器件移动。
进一步地，控制模块可以包括与位移驱动件连接的位移控制件14，所述位移平台12的速度直接影响待点胶器件的运动速度，位移控制件14上设置有运行模式切换按钮。具体地，位移控制件14可以是单轴控制器，可通过相关参数地设置实现自动控制位移平台12运动及手动控制位移平台12运动的功能，其中P3为速度设置模式，速度单位为mm/s，A1为自动模式，L为手动模式，在单轴控制器上通过设置运行模式切换按钮进行运行模式的切换，通过控制运行模式切换按钮对位移平台12的运动模式进行切换。
在本发明的一个实施例中，继续参照图2-3，点胶模块包括：移动底座、点胶针头15、连接管16、供胶器17以及点胶控制件18，其中，移动底座可移动地设置在工作台10上；点胶针头15安装在移动底座上；供胶器17内盛放胶黏剂，并与点胶针头15通过连接管16连通，用于向点胶针头15供应胶黏剂。驱动模块还包括与供胶器17相连的供胶器驱动件19，用于驱动供胶器17内的胶黏剂流入点胶针头15；点胶控制件18与供胶器驱动件19相连，用于控制供胶器驱动件19的运行速度。进一步地，移动底座包括底座本体20、移动模块、驱动机构21以及夹管杆22，其中，移动模块以及夹管杆22均安装在底座本体20上，夹管杆22用于固定点胶针头15，驱动机构21与移动模块传动连接，移动模块能够在驱动机构21的驱动下带动底座本体20移动。具体地，在本实施例中，供胶器17可以是注射器或者点胶卡筒，供胶器驱动件19可以是注射泵，其中，注射泵的输出端与注射器的活塞相连，注射泵可以选用本领域比较常见的注射泵结构，如图4所示，注射泵包括左右两处隔板190，隔板190下方有三条滑轨191，其中两条所述滑轨191位于顶部，一条所述滑轨191位于底部，三条滑轨191构成倒三角形。
需要说明的是，点胶控制件18可切换自动模式及手动模式，点胶控制件18的自动模式可设置运行时间及运行速度，供胶器驱动件19的运行速度直接影响点胶针头15的出胶速率，所述位移控制件14、点胶控制件18直接影响点胶部位的胶水量以及点胶速率。
值得一提的是，连接管16可以包括硅胶管及特氟龙管，连接管16均包括多种口径，可根据需求选择相关材质及口径的连接管16，所述点胶针头15包括通用针头、弯角针头及AB胶专用的混胶嘴，其中弯角针头可以包括45°及90°两种弯折角度，所述通用针头及弯角针头包括18G、22G、24G等不同规格口径，可根据需求选择相应型号的点胶针头15。
进一步地，移动模块会在驱动机构21的作用下运动，这样一来，底座本体20便可以在移动模块的带动下运动，从而带动底座本体20上的点胶针头15进行运动。具体地，驱动机构21可以是滚珠丝杠构成的微调旋钮，比如可以把驱动机构21分成X方向驱动单元、Y方向驱动单元以及Z方向驱动单元，也就是说可以在X、Y、Z方向上设置三个微调旋钮，通过手动调节微调旋钮来实现底座本体20在X、Y、Z方向上的移动，进而可对点胶针头15进行小幅度位移的调整。
在本发明的其他实施例中，所述显微镜11可以为反射式显微镜，其与电脑23连接，通过对所述显微镜11的合理参数调节可清晰观测到实时点胶过程，所述显微镜11也可替换成双镜头显微镜，其中一个镜头的中轴线与点胶针头15的中轴线垂直，另外一个镜头的中轴线与点胶针头15的中轴线呈45°。这样既可以观测到点胶状态，同时又能观测点胶针头15的运行情况。
所述固化模块独立于工作台10，所述固化模块包括紫外灯，所述紫外灯波长为240nm-400nm，功率为30-100W，将点胶完成的器件置于所述紫外灯下，打开所述紫外灯，合适时间后关闭所述紫外灯，完成紫外固化封装。
下面对使用本实施例中的微纳集成系统封装装置100进行点胶的方法进行描述，首先利用夹具固定样品，用供胶器驱动件固定注射器或点胶卡筒，并用夹管杆固定点胶针头，利用驱动机构调节点胶针头至合适位置，调节显微镜对焦，随后分别通过位移控制件及点胶控制件设置位移平台的移动速度及供胶器运行速度，运行设备至点胶完成后，取下样品置于紫外装置下固化，固化完成后即实现胶黏封装。
与现有技术相比，本装置结构简单，生产成本低、操作简单、调整方便、紫外固化时间短、点胶封装效率高，实现点胶过程可视化，点胶针头的位置由驱动机构控制，且位移控制件、点胶控制件可进行自动及手动模式切换，点胶过程可控，从而保证点胶封装的稳定性及一致性。
下面结合具体实施例对本实施例中的微纳集成系统封装装置100的使用进行详细说明。
实施例1
本实施例涉及一种封装压力传感器凹槽导管内点胶(AB胶)封装设备，如图1所示，包括位移平台以及注射泵，所述位移平台上固定有夹具，用夹具固定点胶样品，所述位移平台连接位移控制件，设置位移平台运行模式为A1，位移速度为6mm/s，点胶控制件可以放置于位移平台右侧，供胶器驱动件可以固定AB胶卡筒，所述卡筒与AB胶混胶嘴连接，点胶针头调节至视野中央，设置注射泵运行速度为200μL/min，运行位移控制件及点胶控制件至点胶完成。
实施例2
本实施例涉及一种封装压力传感器凹槽导管内点胶(UV胶)封装设备，如图1所示，包括位移平台以及注射泵，所述位移平台上固定有夹具，用夹具固定点胶样品，所述位移平台连接位移控制件，设置位移平台运行模式为A1，位移速度为4mm/s，注点胶控制件可以放置于位移平台右侧，供胶器驱动件可以固定UV胶注射器，所述UV胶注射器与口径为3*5mm的特氟龙管连接，且所述连接管连接规格为18G的90度弯角针头，驱动机构调节点胶针头至显微镜视野中央，设置注射泵运行速度为200μL/min，运行位移控制件及点胶控制件，位移平台及注射泵自动移动，点胶过程通过驱动机构调节点胶针头的位置，点胶完成后关闭装置。将点胶完成的样品放置紫外装置下，设置波长390nm，功率40W开启电源，固化5分钟，完成后关闭电源。
实施例3
本实施例涉及一种封装压力传感器凹槽导管内点胶(UV胶)封装设备，如图1所示，包括位移平台以及注射泵，所述位移平台上固定有夹具，用夹具固定点胶样品，所述位移平台连接位移控制件，设置位移平台模式为A1，位移速度为6mm/s，所注点胶控制件可以放置于位移平台右侧，供胶器驱动件可以固定UV胶注射器，所述UV胶注射器与口径为3*5mm的特氟龙管连接，且所述连接管连接规格为18G的90度弯角针头，驱动机构调节点胶针头至显微镜视野中央，设置注射泵运行速度为250μL/min，运行位移控制件及点胶控制件，位移平台及注射泵自动移动，点胶过程通过驱动机构调节点胶针头的位置，点胶完成后关闭装置。将点胶完成的样品放置紫外装置下，设置波长390nm，功率40W开启电源，固化10分钟，完成后关闭电源。
在以上的描述中，对于各层的构图、刻蚀等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (5)
1.一种微纳集成系统封装装置，其特征在于，包括：
工作台；
器件传送模块，可移动地设置在所述工作台上，用于传送待点胶器件；
点胶模块，可移动地设置在所述工作台上，与所述器件传送模块配合，以用于对所述待点胶器件进行点胶；
所述点胶模块包括：
移动底座，可移动地设置在所述工作台上；
点胶针头，安装在所述移动底座上；
连接管；
供胶器，所述供胶器内盛放胶黏剂，并与所述点胶针头通过连接管连通，用于向所述点胶针头供应胶黏剂；
固化模块，用于对完成点胶的器件进行固化；
驱动模块，分别与所述器件传送模块、点胶模块连接，以用于驱动所述器件传送模块、点胶模块的移动；
控制模块，分别与所述驱动模块、固化模块连接，通过参数设置控制所述器件传送模块、点胶模块的运动方式；
所述器件传送模块包括：
夹具，设置在位移平台，用于固定待点胶器件；
位移平台，可移动地设置在所述工作台上；
所述驱动模块包括与所述位移平台连接的位移驱动件，用于驱动所述位移平台的运动；所述微纳集成系统封装装置还包括安装在所述工作台上的显微镜，其中，所述显微镜的镜头位于所述夹具的上方，用于观测所述待点胶器件的点胶过程；
所述显微镜为反射式显微镜或双镜头显微镜，其中，所述双镜头显微镜中的一个镜头的中轴线与所述点胶针头的中轴线垂直，另外一个镜头的中轴线与所述点胶针头的中轴线呈45°；
所述控制模块包括与所述位移驱动件连接的位移控制件，所述位移控制件为单轴控制器，所述位移控制件上设置有运行模式切换按钮。
2.根据权利要求1所述的微纳集成系统封装装置，其特征在于，所述驱动模块包括与所述供胶器相连的供胶器驱动件，用于驱动所述供胶器内的胶黏剂流入所述点胶针头；
所述点胶模块还包括：与所述供胶器驱动件相连的点胶控制件，用于控制所述供胶器驱动件的运行速度。
3.根据权利要求2所述的微纳集成系统封装装置，其特征在于，所述移动底座包括底座本体、移动模块、驱动机构以及夹管杆，其中，所述移动模块以及夹管杆均安装在所述底座本体上，所述夹管杆用于固定所述点胶针头，所述驱动机构与移动模块传动连接，所述移动模块能够在所述驱动机构的驱动下带动所述底座本体移动。
4.根据权利要求3所述的微纳集成系统封装装置，其特征在于，所述驱动机构包括：X方向驱动单元、Y方向驱动单元以及Z方向驱动单元。
5.一种使用权利要求1-4任一项所述的微纳集成系统封装装置进行点胶的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在位移平台上固定封装材料；
固定点胶针头，通过驱动机构调节点胶针头至合适的点胶位置；
调节显微镜的镜头，使点胶针头位于显微镜镜头视野中央；
调节位移驱动件至合适的速度，驱动位移平台至设定的点胶位置；
点胶控制件驱动供胶器驱动件运动以实现点胶针头进行点胶；
调节固化模块的功率及作用时间以实现器件固化封装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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