CN113511414A - 一种精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒及其复合材料制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒及其复合材料制造方法，属于芯片等精密器件包装的技术领域。它包括：外盒，所述外盒包括盒体和盒盖，当盒盖盖上时，盒盖对盒体形成密封；支撑部，直接或间接设置在盒体内，用于支撑并限位精密器件；支撑部包括刚性底膜和与位于刚性底膜之上的硅胶薄膜，所述刚性底膜与盒体之间直接或间接固定，硅胶薄膜与刚性底膜粘附固定，刚性底膜在室温状态下呈刚性且能限制硅胶薄膜收缩。本发明在保留硅胶薄膜抗震性、不污染芯片等精密器件的特性的前提下，具有生产工艺简单，用较小粘附力即可固定芯片等精密器件，且粘附力可通过硅胶复合材料配方调整，通用性较强。

Description

一种精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒及其复合材料制造 方法

技术领域

本发明涉及一种精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒及其复合材料制造方法，属于芯片等精密器件包装的技术领域。

背景技术

微小或者超薄的精密器件，如电子芯片、光学芯片等，在进行存放和运输时有抗震、防污染、取用方便等要求，特别是一些芯片的储运，还有抗静电的要求。

公开号为CN113212943A的专利文献公开了一种用于精密器件包装的自清洁真空释放吸附盒，包括：外盒，所述外盒包括盒体和盒盖；内盒，所述内盒设置于所述外盒的盒体内，内盒由盒底和盒底周围的环形凸起构成为敞口结构，所述内盒的盒底内上方铺设有硅胶薄膜；所述盒底四周对应于环形凸起根部设有闭环凸起，所述闭环凸起高于被闭环凸起围合的盒底其余部位，所述硅胶薄膜与闭环凸起密封固定，所述内盒被闭环凸起围合的盒底其余部位与硅胶薄膜之间设有弹性网格；内盒的盒底中间位置设有上下贯穿的抽气孔；硅胶上保护膜，所述硅胶上保护膜覆盖所述硅胶薄膜的全部上表面，硅胶上保护膜与硅胶薄膜均具有粘性。

上述技术方案提供的吸附盒，虽然良好的防尘和减震等优点，但整体制造复杂，生产成本较高，价格较芯片等精密器件包装行业常用的华夫盒、凝胶盒高出数十倍，不利于作为通用型精密器件包装盒在全行业普及。

发明内容

本发明目的在于提供一种在保留硅胶薄膜抗震性、不污染芯片等精密器件的特性的前提下，具有生产工艺简单，用较小粘附力即可固定芯片等精密器件，且粘附力可通过硅胶复合材料配方调整，通用性较强的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒及其复合材料制造方法。相对于芯片等精密器件包装行业常用的华夫盒，解决了华夫盒抗震差、无自吸附性的缺点，相对于芯片等精密器件包装行业常用的以凝胶材料提供粘附力的凝胶盒，解决了凝胶盒的凝胶易污染芯片等精密器件，粘附力较大，且粘附力不稳定等缺点。

本发明的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种用于精密器件包装的硅胶复合材料吸附盒，包括：

外盒，所述外盒包括盒体和盒盖，当盒盖盖上时，盒盖对盒体形成密封；

支撑部，直接或间接设置在盒体内，用于支撑并限位精密器件；

支撑部包括刚性底膜和与位于刚性底膜之上的硅胶薄膜，所述刚性底膜与盒体之间直接或间接固定，硅胶薄膜与刚性底膜粘附固定，刚性底膜在室温状态下呈刚性且能限制硅胶薄膜收缩。

本发明采用硅胶薄膜和刚性的刚性底膜直接复合的复合材料作为支撑部，其中刚性底膜一方面可对硅胶薄膜形成良好的限定，防止硅胶薄膜收缩，保持硅胶薄膜平整。另一方面，刚性底膜也便于与盒体固定。方案整体上大大简化了吸附盒的结构并大幅降低制造成本，便于推广应用；同时，又能满足大部分芯片等精密器件防尘、抗震的包装要求，解决了华夫盒抗震差、无自吸附性的缺点，还克服了凝胶盒的凝胶易污染芯片等精密器件，粘附力较大，且粘附力不稳定等缺点。

支撑部直接设置在盒体内，也可以设置在放置在盒体内的托盘内，在盒体底部或托盘底部设置印刷的定位格用于与视觉设备配合，进行芯片等精密器件的装取。当在盒体底部或托盘底部设置印刷的定位格时，则对应的硅胶薄膜、支撑部的刚性底膜、固定刚性底膜与盒体用的室温固化加成型液体硅橡胶都需要采用对应的透明材料制成。

作为优选，所述硅胶薄膜上设有刚性的网格状框架，所述网格状框架下部部分嵌入到硅胶薄膜内，所述网格状框架的上部凸出于硅胶薄膜的上表面形成网格状限位槽。其中，网格状框架可进一步提升硅胶薄膜的横向稳定性，防止收缩，利于对芯片等精密器件的限位，防止包装的芯片等精密器件移动；另外，网格状框架的上部凸出于硅胶薄膜的上面形成限位槽可用于对芯片等精密器件进行限位，将相邻的芯片等精密器件之间分隔开，防止相邻的芯片等精密器件之间发生接触甚至碰撞造成损坏。网格状框架可辅助固定芯片等精密器件的水平方向移动，降低硅胶薄膜的粘附力需求（相对于凝胶盒），降低拾取芯片等精密器件时所需的力，降低拾取时损坏芯片等精密器件的概率。

作为优选，所述网格状框架上下方向的高度大于硅胶薄膜的厚度，所述网格状框架的下表面与刚性底膜的上表面不接触；所述网格状框架由黑色抗静电PC材料制成。制备网格状框架的黑色抗静电PC材料表面电阻率为10⁴~10⁹Ω/sq，前述表面电阻率根据ASTMD257-14标准测得。其中，网格状框架由黑色抗静电PC材料制成可最大限度减小生产制造过程中和包装芯片等精密器件过程中对灰尘的吸附，以提高本发明之防尘效果。

其中，网格状框架的下表面与刚性底膜的上表面不接触可使得网格状框架下表面支撑在硅胶薄膜上，使得网格状框架与刚性底膜之间形成弹性支撑，以提高支撑部对精密器件的减震性能。

作为优选，还包括设置在盒体内的托盘，由底部平面和周围的环形凸起构成敞口结构，托盘由黑色抗静电PC材料制成；所述支撑部设置在托盘内，所述刚性底膜与托盘的底部平面的内表面固定。外盒盒盖的内侧对应于托盘的环形凸起上方设有若干压脚，当盒盖盖上时所述压脚与托盘的环形凸起接触，保证托盘在盒体内的稳定，避免托盘在外盒内上下窜动导致被包装的芯片等精密器件移动。

作为优选，所述刚性底膜与盒体之间直接或间接通过矩阵状胶点或非闭合曲线状胶条固定，所述胶点或胶条为室温固化加成型液体硅橡胶。其中，室温固化加成型液体硅橡胶为市售所得。采用矩阵状胶点或非闭合曲线状胶条可防止在刚性底膜与盒体或托盘底部平面之间形成鼓泡，以保持支撑部整体的平整度，利于精密器件的包装；采用室温固化加成型液体硅橡胶是避免加热固化，提高效率，而且固化后产生的收缩少，并且固化过程无副产物。

作为优选，所述盒体和盒盖由黑色抗静电PC材料或透明抗静电PS材料制成；所述刚性底膜由PET材料或PC材料制成；所述硅胶薄膜由加成型液体硅橡胶制成。其中，盒体和盒盖由黑色抗静电PC材料或透明抗静电PS材料制成可有效减少外盒对灰尘的吸附，提高本发明的防尘效果；而所述刚性底膜由PET材料或PC材料制成则可保证刚性底膜与硅胶薄膜的结合牢固度，防止硅胶薄膜的收缩，使得支撑部平整；硅胶薄膜由加成型液体硅橡胶制成可防止硅胶薄膜对芯片等精密器件的污染，同时保证对芯片等精密器件的吸附性能和抗震性能。

作为优选，所述黑色抗静电PC材料的表面电阻率为10⁴~10⁹Ω/sq；所述透明抗静电PS材料的表面电阻率为10⁹~10¹²Ω/sq；前述表面电阻率根据ASTMD257-14标准测得。选择前述表面电阻率可有效减少外盒对灰尘的吸附，提高本发明的防尘效果。

作为优选，所述硅胶薄膜上表面的粘附力为1-200克力/0.75英寸；硅胶薄膜和刚性底膜之间的粘附力≥1克力/0.75英寸；前述粘附力采用美国材料与试验协会的ASTMD3330：180度剥离强度测试方法测得；所述硅胶薄膜的硬度为邵氏10-80A，根据GB/T531.1-2008：硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法测得；所述硅胶薄膜的厚度为5-500微米；所述刚性底膜的厚度为10-300微米。其中，硅胶薄膜和刚性底膜之间的粘附力优选为≥50克力/0.75英寸。其中，硅胶薄膜上表面的粘附力为1-200克力/0.75英寸可保证支撑部对芯片等精密器件的良好吸附；硅胶薄膜和刚性底膜之间的粘附力≥1克力/0.75英寸则可保证刚性底膜和硅胶薄膜之间的可靠粘附，保证硅胶薄膜的平整性；所述硅胶薄膜的硬度为邵氏10-80A则可保证对芯片等精密器件的支撑和抗震性能；所述硅胶薄膜的厚度为5-500微米和所述刚性底膜的厚度为10-300微米则可保证支撑部整体的可靠性和稳定性。

用于本发明吸附盒的支撑部的硅胶复合材料的制造方法，包括如下步骤：

S1.使用半自动涂布机将加成型液体硅橡胶涂布在PET材料或PC材料制成的刚性底膜之上;

S2.将半自动涂布机底板的温度升到80~100℃，加成型液体硅橡胶受热固化后和刚性底膜粘结在一起，制得硅胶复合材料；

S3. 然后在硅胶薄膜上面覆盖一层上保护膜，上保护膜与硅胶薄膜之间的粘附力小于硅胶薄膜与刚性底膜之间的粘附力，此上保护膜会一直留到用户使用硅胶复合材料吸附盒的时候再撕去，以保证硅胶复合材料表面的清洁度；在刚性底膜不与硅胶薄膜接触的一面覆盖一层下保护膜，该下保护膜在将硅胶复合材料作为支撑部固定到盒体之前去除。

其中，采用上述方法制造的复合材料用于本发明吸附盒的支撑部，可保证硅胶薄膜和刚性底膜之间结合的可靠性，能保证支撑部的平整度，从而保证吸附盒包装芯片等精密器件的可靠性。

PET或PC制成的刚性底膜使得硅胶复合材料的裁切、粘结等更容易实现自动化操作，使硅胶复合材料与盒体或托盘底部平面的粘结更加牢固。柔性的硅胶薄膜提供了抗震、吸附性能。

作为优选，所述步骤S1和步骤S2之间，在涂布好的加成型液体硅橡胶上均匀放置尺寸略小于盒体底部或托盘底部平面的由黑色抗静电PC材料制成的网格状框架，相邻网格状框架之间留有一定空隙，方便裁切复合材料的时候不碰到网格状框架；

所述步骤S3固化后的复合材料，使用模切机，按网格状框架的尺寸裁切成块状备用。

网格状框架可辅助固定芯片等精密器件的水平方向移动，降低硅胶薄膜的粘性需求（相对于凝胶盒），降低拾取芯片等精密器件时所需的力，降低拾取时损坏芯片等精密器件的概率。

本发明具有在保留硅胶薄膜抗震性、不污染芯片等精密器件的前提下，具有生产工艺简单，制造成本较低，用较小粘附力即可固定芯片等精密器件，且粘附力可通过硅胶复合材料配方调整，通用性较强等优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1支撑部的剖视图；

图3是实施例1去除支撑部之后的外盒的结构示意图；

图4是用于制造实施例1支撑部的硅胶复合材料的剖视图；

图5是本发明实施例2的结构示意图；

图6是实施例2去除支撑部后的结构示意图；

图7是实施例2托盘设置有胶条的结构示意图；

图8是实施例2支撑部的剖视结构示意图；

图9是图8的A处局部放大图；

图10是用于制造实施例2支撑部的硅胶符合材料的剖视图；

图11是图10的B处局部放大图；

图12是本发明实施例3的结构示意图；

图13是本发明实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

如图1所示，用于精密器件包装的硅胶复合材料吸附盒，包括外盒1，外盒1包括盒体11和盒盖12，当盒盖12盖上时，盒盖12对盒体11形成密封；盒体11和盒盖12由黑色抗静电PC材料制成，黑色抗静电PC材料的表面电阻率为10⁶Ω/sq；前述表面电阻率根据ASTMD257-14标准测得。在盒体11内直接设置有支撑部2，用于支撑并限位精密器件。

如图2和图3所示，支撑部2包括刚性底膜21和与位于刚性底膜21之上的硅胶薄膜22，硅胶薄膜22上面覆盖一层上保护膜221，刚性底膜21与盒体11之间通过矩阵状胶点3直接固定，刚性底膜21由PET材料制成，硅胶薄膜22由加成型液体硅橡胶制成，胶点3为室温固化加成型液体硅橡胶。硅胶薄膜22与刚性底膜21粘附固定，刚性底膜21在室温状态下呈刚性且能限制硅胶薄膜22收缩。

硅胶薄膜22上表面的粘附力为150克力/0.75英寸；硅胶薄膜22和刚性底膜21之间的粘附力为300克力/0.75英寸；前述粘附力采用美国材料与试验协会的ASTMD3330：180度剥离强度测试方法测得；硅胶薄膜22的硬度为邵氏30A，根据GB/T531.1-2008：硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法测得；硅胶薄膜22的厚度为100微米；刚性底膜21的厚度为150微米。

如图4所示，用于吸附盒的支撑部2的硅胶复合材料的制造方法，包括如下步骤：

S1.使用半自动涂布机将加成型液体硅橡胶涂布在PET材料制成的刚性底膜21之上;

S2.将半自动涂布机底板的温度升到100℃，加成型液体硅橡胶受热固化后和刚性底膜21粘结在一起，制得硅胶复合材料；

S3. 然后在硅胶薄膜22上面覆盖一层上保护膜221，上保护膜221与硅胶薄膜22之间的粘附力小于硅胶薄膜22与刚性底膜21之间的粘附力，此上保护膜221会一直留到用户使用硅胶复合材料吸附盒的时候再撕去，以保证硅胶复合材料表面的清洁度；在刚性底膜21不与硅胶薄膜22接触的一面覆盖一层下保护膜211，该下保护膜211在将硅胶复合材料作为支撑部2固定到盒体11之前去除。

实施例2：

如图5所示，用于精密器件包装的硅胶复合材料吸附盒，包括外盒1，外盒1包括盒体11和盒盖12，当盒盖12盖上时，盒盖12对盒体11形成密封；盒体11和盒盖12由透明抗静电PS材料制成，透明抗静电PS材料的表面电阻率为10¹⁰Ω/sq；前述表面电阻率根据ASTMD257-14标准测得。

如图6和图7所示，在盒体11内的设有托盘4，托盘4由托盘4底部平面42和周围的环形凸起41构成敞口结构，托盘4由黑色抗静电PC材料制成；外盒1盒盖12的内侧对应于托盘4的环形凸起41上方设有多个压脚121，当盒盖12盖上时压脚121与环形凸起41接触，保证托盘4在盒体11内的稳定，避免托盘4在外盒1内上下窜动导致被包装的芯片等精密器件移动。

如图5所示，托盘4内设有用于支撑并限位精密器件的支撑部2。如图7、图8和图9所示，支撑部2包括刚性底膜21和与位于刚性底膜21之上的硅胶薄膜22以及硅胶薄膜22之上的网格状框架23，刚性底膜21与托盘4的底部平面42的内表面之间通过非闭合曲线状胶条5固定，胶条5为室温固化加成型液体硅橡胶。刚性底膜21由PC材料制成，硅胶薄膜22与刚性底膜21粘附固定，刚性底膜21在室温状态下呈刚性且能限制硅胶薄膜22收缩。

如图5、图8和图9所示，网格状框架23下部部分嵌入到硅胶薄膜22内，网格状框架23的上部凸出于硅胶薄膜22的上表面形成网格状限位槽231。网格状框架23上下方向的高度大于硅胶薄膜22的厚度，网格状框架23的下表面与刚性底膜21的上表面不接触。网格状框架23由黑色抗静电PC材料制成，黑色抗静电PC材料的表面电阻率为10⁶Ω/sq；前述表面电阻率根据ASTMD257-14标准测得。

硅胶薄膜22上表面的粘附力为20克力/0.75英寸；硅胶薄膜22和刚性底膜21之间的粘附力为50克力/0.75英寸；前述粘附力采用美国材料与试验协会的ASTMD3330：180度剥离强度测试方法测得；硅胶薄膜22的硬度为邵氏50A，根据GB/T531.1-2008：硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法测得；硅胶薄膜22的厚度为30微米；刚性底膜21的厚度为100微米。

如图10和图11所示，用于吸附盒的支撑部2的硅胶复合材料的制造方法，包括如下步骤：

S1.使用半自动涂布机将加成型液体硅橡胶涂布在PC材料制成的刚性底膜21之上;

S2.将半自动涂布机底板的温度升到90℃，加成型液体硅橡胶受热固化后和刚性底膜21粘结在一起，制得硅胶复合材料；

S3. 然后在硅胶薄膜22上面覆盖一层上保护膜221，上保护膜221与硅胶薄膜22之间的粘附力小于硅胶薄膜22与刚性底膜21之间的粘附力，此上保护膜221会一直留到用户使用硅胶复合材料吸附盒的时候再撕去，以保证硅胶复合材料表面的清洁度；在刚性底膜21不与硅胶薄膜22接触的一面覆盖一层下保护膜211，该下保护膜211在将硅胶复合材料作为支撑部2固定到盒体11之前去除；

步骤S1和步骤S2之间，在涂布好的加成型液体硅橡胶上均匀放置尺寸略小于托盘4底部平面42的由黑色抗静电PC材料制成的网格状框架23，相邻网格状框架23之间留有一定空隙，方便裁切复合材料的时候不碰到网格状框架；

步骤S3固化后的复合材料，使用模切机，按网格状框架23的尺寸裁切成块状备用。

实施例3：

如图12所示，本实施例与实施例2的区别在于支撑部2直接与外盒1的盒体11内底面固定，取消托盘。其余结构同实施例2。支撑部2的制造方法同实施例2。

实施例4：

如图13所示，在盒体11内的设有托盘4，托盘4内设有用于支撑并限位精密器件的支撑部2。支撑部2的结构及其用于制造支撑部的硅胶复合材料的制造方法同实施例1。其余结构同实施例2。

Claims (10)

1.一种精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，包括：

外盒（1），所述外盒包括盒体（11）和盒盖（12），当盒盖（12）盖上时，盒盖（12）对盒体（11）形成密封；

支撑部（2），直接或间接设置在盒体（11）内，用于支撑并限位精密器件；

支撑部（2）包括刚性底膜（21）和与位于刚性底膜（21）之上的硅胶薄膜（22），所述刚性底膜（21）与盒体（11）之间直接或间接固定，硅胶薄膜（22）与刚性底膜（21）粘附固定，刚性底膜（21）在室温状态下呈刚性且能限制硅胶薄膜（22）收缩。

2.根据权利要求1所述的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，其特征在于：所述硅胶薄膜（22）上设有刚性的网格状框架（23），所述网格状框架（23）下部部分嵌入到硅胶薄膜（22）内，所述网格状框架（23）的上部凸出于硅胶薄膜（22）的上表面形成网格状限位槽（231）。

3.根据权利要求2所述的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，其特征在于：所述网格状框架（23）上下方向的高度大于硅胶薄膜（22）的厚度，所述网格状框架（23）的下表面与刚性底膜（21）的上表面不接触；所述网格状框架（23）由黑色抗静电PC材料制成，黑色抗静电PC材料的表面电阻率为10⁴~10⁹Ω/sq；前述表面电阻率根据ASTM D257-14标准测得。

4.根据权利要求1或2或3所述的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，其特征在于，还包括：

设置在盒体（11）内的托盘（4），由底部平面（42）和周围的环形凸起（41）构成敞口结构，托盘（4）由黑色抗静电PC材料制成；

所述支撑部（2）设置在托盘（4）内，所述刚性底膜（21）与托盘（4）的底部平面（42）的内表面固定。

5.根据权利要求1或2或3所述的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，其特征在于：所述刚性底膜（21）与盒体（11）之间直接或间接通过矩阵状胶点（3）或非闭合曲线状胶条（5）固定，所述胶点（3）或胶条（5）为室温固化加成型液体硅橡胶。

6.根据权利要求1或2或3所述的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，其特征在于：所述盒体（11）和盒盖（12）由黑色抗静电PC材料或透明抗静电PS材料制成；所述刚性底膜（21）由PET材料或PC材料制成；所述硅胶薄膜（22）由加成型液体硅橡胶制成。

7.根据权利要求6所述的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，其特征在于：所述黑色抗静电PC材料的表面电阻率为10⁴~10⁹Ω/sq；所述透明抗静电PS材料的表面电阻率为10⁹~10¹²Ω/sq；前述表面电阻率根据ASTM D257-14标准测得。

8.根据权利要求1或2或3所述的精密器件包装用硅胶复合材料吸附盒，其特征在于：所述硅胶薄膜（22）上表面的粘附力为1-200克力/0.75英寸；硅胶薄膜（22）和刚性底膜（21）之间的粘附力≥1克力/0.75英寸；前述粘附力采用美国材料与试验协会的ASTM D3330：180度剥离强度测试方法测得；所述硅胶薄膜（22）的硬度为邵氏10-80A，根据GB/T 531.1-2008：硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法测得；所述硅胶薄膜（22）的厚度为5-500微米；所述刚性底膜（21）的厚度为10-300微米。

9.用于权利要求1-8任意一项所述吸附盒的支撑部的硅胶复合材料的制造方法，包括如下步骤：

S1.使用半自动涂布机将加成型液体硅橡胶涂布在PET材料或PC材料制成的刚性底膜（21）之上；

S2.将半自动涂布机底板的温度升到80~100℃，加成型液体硅橡胶受热固化后和刚性底膜（21）粘结在一起，制得硅胶复合材料；

S3.然后在硅胶薄膜（22）上面覆盖一层上保护膜（221），上保护膜（221）与硅胶薄膜（22）之间的粘附力小于硅胶薄膜（22）与刚性底膜（21）之间的粘附力，此上保护膜（221）会一直留到用户使用硅胶复合材料吸附盒的时候再撕去，以保证硅胶复合材料表面的清洁度；在刚性底膜（21）不与硅胶薄膜（22）接触的一面覆盖一层下保护膜（211），该下保护膜（211）在将硅胶复合材料作为支撑部（2）固定到盒体（11）之前去除。

10.根据权利要求9所述支撑部的硅胶复合材料的制造方法，其特征在于：

步骤S1和步骤S2之间，在涂布好的加成型液体硅橡胶上均匀放置尺寸略小于盒体（11）底部或托盘（4）底部平面（42）的黑色抗静电PC材料制成的网格状框架（23），相邻网格状框架（23）之间留有一定空隙，方便裁切复合材料的时候不碰到支架；

所述步骤S3固化后的复合材料，使用模切机，按网格状框架（23）的尺寸裁切成块状备用。

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