CN113013043B - 超小型金属产品批量表贴封装的封装模具及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超小型金属产品批量表贴封装的封装模具及封装方法，包括对正叠置的模具底板、定位厚度调节板和重力压板，模具底板上呈阵列排布有若干凹槽，定位厚度调节板上呈阵列状开通若干通槽，若干通槽与若干凹槽形成一一对正吻合设置，重力压板包括上下对峙的上板与下板，上板与下板的周边贯穿若干定位轴形成固连，上板上呈阵列状开通若干上圆孔，下板上呈阵列状开通若干下圆孔，若干上圆孔与若干下圆孔形成一一中心对正设置，每对上圆孔与下圆孔内呈滑动穿接一重锤，若干重锤与若干通槽一一对应设置，模具底板、定位厚度调节板和重力压板通过定位结构形成可拆分的吻合匹配连接。本发明精准对位的模具配合重力压制以确保焊缝均匀一致。

Description

超小型金属产品批量表贴封装的封装模具及封装方法

技术领域

本发明属于封装技术领域，涉及一种晶体管、二极管、小型集成电路产品等封装方式，特别是一种超小型金属产品批量表贴封装的封装模具及封装方法。

背景技术

随着电子产品的发展，电子产品一部分向大电流大功率发展，一部分向集成化、小型化发展。高可靠要求的电子产品也出现了多种超小封装外形的产品，由于工作环境比较严酷，金属陶瓷封装是比较受欢迎的封装材料体系。两种比较常见的超小型金属表贴封装包括盖板和外壳，盖板的面积小于外壳顶面的面积。通过焊锡环使盖板与外壳顶面四周粘接在一起，并保证产品的密封性可以用于更广泛的工作环境。

目前封装工艺多采用熔封焊，工艺一般在高温炉内用模具方式封装(上下模板对接)或者小型加热台单只逐一手工操作。

因为焊锡环属于合金焊料，在熔化时有很大流动性，因此，存在超小型金属表贴产品的盖板与外壳的焊接质量无法控制的技术问题，工艺重复和产品的一致性差，影响产品封装成品率及长期可靠性。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种利用精准对位的模具，配合重力压制以确保焊缝均匀一致的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具及封装方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种超小型金属产品批量表贴封装的封装模具，包括由下至上依次对正叠置的模具底板、定位厚度调节板和重力压板，所述模具底板上呈阵列排布有若干凹槽，所述定位厚度调节板上呈阵列状开通若干通槽，若干所述通槽与若干所述凹槽形成一一对正吻合设置，所述重力压板包括上下对峙的上板与下板，所述上板与下板的周边贯穿若干定位轴形成固连，所述上板上呈阵列状开通若干上圆孔，所述下板上呈阵列状开通若干下圆孔，若干所述上圆孔与若干所述下圆孔形成一一中心对正设置，每对上圆孔与下圆孔内呈滑动穿接一重锤，若干所述重锤与若干所述通槽一一对应设置，所述模具底板、定位厚度调节板和重力压板通过定位结构形成可拆分的吻合匹配连接。

本超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，模具底板的尺寸可根据高温烧结炉的炉膛直径设计，凹槽的数量基于模具底板的尺寸设计，用于不同尺寸的外壳所对应凹槽的尺寸不同，要求比外壳尺寸稍大一点。凹槽的数量与尺寸设定后，定位厚度调节板上的通槽根据凹槽的数量、尺寸与位置进行相应设置，由此通槽的尺寸也要求比外壳尺寸稍大一点。重力压板上的重锤可沿其轴向在一定范围内自由活动。

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，所述定位结构包括一体固连于所述定位轴下部的定位销，所述定位销伸出所述下板并竖直向下垂设，所述模具底板的周边上开设若干第一定位孔，所述定位厚度调节板的周边上开通若干第二定位孔，若干所述第二定位孔与若干所述第一定位孔一一对正连通，若干所述定位销一一对应插入所述第二定位孔与所述第一定位孔形成插接固连。

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，所述定位轴的数量为四个，所述定位销的数量为四个，所述第一定位孔的数量为四个，所述第二定位孔的数量为四个，

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，所述定位厚度调节板采用多个不同厚度规格的板体。

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，所述重锤包括位于中部的粗轴锤体，所述粗轴锤体的上部固连第一细轴，下部固连第二细轴，所述第一细轴、所述粗轴锤体和所述第二细轴沿同一轴线设置，所述粗轴锤体位于所述上板与下板之间，且所述粗轴锤体的长度小于所述上板与下板之间的间距，所述第一细轴贯穿所述上圆孔形成滑动连接，所述第二细轴贯穿所述下圆孔形成滑动连接，且所述第二细轴的底端向下伸出所述下圆孔。

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，所述第一细轴的直径大于所述第二细轴的直径，所述上圆孔的直径大于所述下圆孔的直径。第一细轴的直径为2mm，第二细轴的直径为1mm。

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，所述凹槽的规格为超小型金属产品外壳规格的100％～101％；所述通槽的规格为超小型金属产品外壳规格的100％～101％。

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，所述凹槽为矩形凹槽，所述通槽为矩形通槽。

一种超小型金属产品批量表贴封装的封装方法，包括以下步骤：

1)、将模具底板具有凹槽的一面朝上放置，一一将待封装的超小型金属半成品平放于凹槽内；

2)、将定位厚度调节板盖在模具底板上，并确保若干通槽与若干凹槽一一对正连通，在每个通槽中放入带焊锡环盖板，并使其焊锡面朝下与超小型金属半成品相接触；

3)、将重力压板扣在定位厚度调节板上，并确保若干重锤一一对应伸入若干通槽中，而后通过若干定位销由上至下对应插入第二定位孔与第一定位孔中，完成模具底板、定位厚度调节板和重力压板的精确定位装配；

4)、将装配好的整体模具一同放入烧结炉中加热，通过重锤的自身重力对带焊锡环盖板进行压制，由此将融化的焊锡均匀流动至焊缝内，达成盖板与外壳的良好焊接封装。

在上述的超小型金属产品批量表贴封装的封装方法中，通过选择定位厚度调节板的厚度，以控制重锤压在盖板上的下降距离，进而控制焊料层的成型厚度。

与现有技术相比，本超小型金属产品批量表贴封装的封装模具及封装方法具有以下优点：

(1)本模具通过模具底板的凹槽与定位厚度调节板的通槽一一对应，用定位稍进行定位模具各组成部分的对应位置，从而保证盖板与外壳的对称度。

(2)封装过程中在焊料熔化时，通过选择定位厚度调节板的厚度控制重锤压制盖板的程度，从而达到控制焊料层最终厚度(一般控制锡环厚度的30％-70％)和质量，保证盖板与外壳焊接牢固，进而大大提升了封装成品率。

附图说明

图1是本发明中模具底板的俯视图(a)和侧视图(b)。

图2是本发明中定位厚度调节板的俯视图(a)和侧视图(b)。

图3是本发明中重力压板的俯视图(a)和侧视图(b)。

图4是本发明中重锤的结构图。

图5是本超小型金属产品批量表贴封装的封装模具的装配图。

图中，1、模具底板；1a、凹槽；1b、第一定位孔；2、定位厚度调节板；2a、通槽；2b、第二定位孔；3、上板；4、下板；5、重锤；5a、粗轴锤体；5b、第一细轴；5c、第二细轴；6、定位轴；7、定位销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

如图1至图5所示，本超小型金属产品批量表贴封装的封装模具，包括由下至上依次对正叠置的模具底板1、定位厚度调节板2和重力压板，模具底板1上呈阵列排布有若干凹槽1a，定位厚度调节板2上呈阵列状开通若干通槽2a，若干通槽2a与若干凹槽1a形成一一对正吻合设置，重力压板包括上下对峙的上板3与下板4，上板3与下板4的周边贯穿若干定位轴6形成固连，上板3上呈阵列状开通若干上圆孔，下板4上呈阵列状开通若干下圆孔，若干上圆孔与若干下圆孔形成一一中心对正设置，每对上圆孔与下圆孔内呈滑动穿接一重锤5，若干重锤5与若干通槽2a一一对应设置，模具底板1、定位厚度调节板2和重力压板通过定位结构形成可拆分的吻合匹配连接。

本超小型金属产品批量表贴封装的封装模具中，模具底板1的尺寸可根据高温烧结炉的炉膛直径设计，凹槽1a的数量基于模具底板1的尺寸设计，用于不同尺寸的外壳所对应凹槽1a的尺寸不同，要求比外壳尺寸稍大一点。凹槽1a的数量与尺寸设定后，定位厚度调节板2上的通槽2a根据凹槽1a的数量、尺寸与位置进行相应设置，由此通槽2a的尺寸也要求比外壳尺寸稍大一点。重力压板上的重锤5可沿其轴向在一定范围内自由活动。

定位结构包括一体固连于定位轴6下部的定位销7，定位销7伸出下板4并竖直向下垂设，模具底板1的周边上开设若干第一定位孔1b，定位厚度调节板2的周边上开通若干第二定位孔2b，若干第二定位孔2b与若干第一定位孔1b一一对正连通，若干定位销7一一对应插入第二定位孔2b与第一定位孔1b形成插接固连。

定位轴6的数量为四个，定位销7的数量为四个，第一定位孔1b的数量为四个，第二定位孔2b的数量为四个，

定位厚度调节板2采用多个不同厚度规格的板体。

重锤5包括位于中部的粗轴锤体5a，粗轴锤体5a的上部固连第一细轴5b，下部固连第二细轴5c，第一细轴5b、粗轴锤体5a和第二细轴5c沿同一轴线设置，粗轴锤体5a位于上板3与下板4之间，且粗轴锤体5a的长度小于上板3与下板4之间的间距，第一细轴5b贯穿上圆孔形成滑动连接，第二细轴5c贯穿下圆孔形成滑动连接，且第二细轴5c的底端向下伸出下圆孔。

第一细轴5b的直径大于第二细轴5c的直径，上圆孔的直径大于下圆孔的直径。第一细轴5b的直径为2mm，第二细轴5c的直径为1mm。

凹槽1a的规格为超小型金属产品外壳规格的100％～101％；通槽2a的规格为超小型金属产品外壳规格的100％～101％。

凹槽1a为矩形凹槽1a，通槽2a为矩形通槽2a。

一种超小型金属产品批量表贴封装的封装方法，包括以下步骤：

1)、将模具底板1具有凹槽1a的一面朝上放置，一一将待封装的超小型金属半成品平放于凹槽1a内；

2)、将定位厚度调节板2盖在模具底板1上，并确保若干通槽2a与若干凹槽1a一一对正连通，在每个通槽2a中放入带焊锡环盖板，并使其焊锡面朝下与超小型金属半成品相接触；

3)、将重力压板扣在定位厚度调节板2上，并确保若干重锤5一一对应伸入若干通槽2a中，而后通过若干定位销7由上至下对应插入第二定位孔2b与第一定位孔1b中，完成模具底板1、定位厚度调节板2和重力压板的精确定位装配；

4)、将装配好的整体模具一同放入烧结炉中加热，通过重锤5的自身重力对带焊锡环盖板进行压制，由此将融化的焊锡均匀流动至焊缝内，达成盖板与外壳的良好焊接封装。

通过选择定位厚度调节板2的厚度，以控制重锤5压在盖板上的下降距离，进而控制焊料层的成型厚度。

与现有技术相比，本超小型金属产品批量表贴封装的封装模具及封装方法具有以下优点：

(1)本模具通过模具底板1的凹槽1a与定位厚度调节板2的通槽2a一一对应，用定位稍进行定位模具各组成部分的对应位置，从而保证盖板与外壳的对称度。

(2)封装过程中在焊料熔化时，通过选择定位厚度调节板2的厚度控制重锤5压制盖板的程度，从而达到控制焊料层最终厚度(一般控制锡环厚度的30％-70％)和质量，保证盖板与外壳焊接牢固，进而大大提升了封装成品率。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

尽管本文较多地使用了模具底板1；凹槽1a；第一定位孔1b；定位厚度调节板2；通槽2a；第二定位孔2b；上板3；下板4；重锤5；粗轴锤体5a；第一细轴5b；第二细轴5c；定位轴6；定位销7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (3)

1.一种超小型金属产品批量表贴封装的封装模具，其特征在于，包括由下至上依次对正叠置的模具底板、定位厚度调节板和重力压板，所述模具底板上呈阵列排布有若干凹槽，所述定位厚度调节板上呈阵列状开通若干通槽，若干所述通槽与若干所述凹槽形成一一对正吻合设置，所述重力压板包括上下对峙的上板与下板，所述上板与下板的周边贯穿若干定位轴形成固连，所述上板上呈阵列状开通若干上圆孔，所述下板上呈阵列状开通若干下圆孔，若干所述上圆孔与若干所述下圆孔形成一一中心对正设置，每对上圆孔与下圆孔内呈滑动穿接一重锤，若干所述重锤与若干所述通槽一一对应设置，所述模具底板、定位厚度调节板和重力压板通过定位结构形成可拆分的吻合匹配连接；

所述定位结构包括一体固连于所述定位轴下部的定位销，所述定位销伸出所述下板并竖直向下垂设，所述模具底板的周边上开设若干第一定位孔，所述定位厚度调节板的周边上开通若干第二定位孔，若干所述第二定位孔与若干所述第一定位孔一一对正连通，若干所述定位销一一对应插入所述第二定位孔与所述第一定位孔形成插接固连；

所述定位轴的数量为四个，所述定位销的数量为四个，所述第一定位孔的数量为四个，所述第二定位孔的数量为四个；

所述定位厚度调节板采用多个不同厚度规格的板体；

所述重锤包括位于中部的粗轴锤体，所述粗轴锤体的上部固连第一细轴，下部固连第二细轴，所述第一细轴、所述粗轴锤体和所述第二细轴沿同一轴线设置，所述粗轴锤体位于所述上板与下板之间，且所述粗轴锤体的长度小于所述上板与下板之间的间距，所述第一细轴贯穿所述上圆孔形成滑动连接，所述第二细轴贯穿所述下圆孔形成滑动连接，且所述第二细轴的底端向下伸出所述下圆孔；

所述第一细轴的直径大于所述第二细轴的直径，所述上圆孔的直径大于所述下圆孔的直径；

所述凹槽的规格为超小型金属产品外壳规格的100％～101％；所述通槽的规格为超小型金属产品外壳规格的100％～101％；

所述凹槽为矩形凹槽，所述通槽为矩形通槽。

2.一种采用权利要求1所述的超小型金属产品批量表贴封装的封装模具的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将模具底板具有凹槽的一面朝上放置，一一将待封装的超小型金属半成品平放于凹槽内；

2)、将定位厚度调节板盖在模具底板上，并确保若干通槽与若干凹槽一一对正连通，在每个通槽中放入带焊锡环盖板，并使其焊锡面朝下与超小型金属半成品相接触；

3)、将重力压板扣在定位厚度调节板上，并确保若干重锤一一对应伸入若干通槽中，而后通过若干定位销由上至下对应插入第二定位孔与第一定位孔中，完成模具底板、定位厚度调节板和重力压板的精确定位装配；

4)、将装配好的整体模具一同放入烧结炉中加热，通过重锤的自身重力对带焊锡环盖板进行压制，由此将融化的焊锡均匀流动至焊缝内，达成盖板与外壳的良好焊接封装。

3.如权利要求2所述的封装方法，其特征在于，通过选择定位厚度调节板的厚度，以控制重锤压在盖板上的下降距离，进而控制焊料层的成型厚度。

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