CN113654694B - 压力传感器芯片封装系统及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开压力传感器芯片封装系统及其封装方法，包括有底座，底座的顶端两侧均固定连接有支撑板，两个支撑板之间沿其长度方向的一端转动安装有第一连接板，另一端转动安装有第二连接板，第一传动块的底部转动连接有第一传动块，第二连接板的顶部转动安装有第二传动块，第一传动块背离第二传动块的一侧形成有凹槽，该凹槽的内部转动连接有用于容置芯片的容纳筒，第二传动块背离第一传动块的一侧形成有用于容置封装外壳的容纳槽，第二传动块的背部固定安装有固定板，固定板的内侧固定安装有气缸。本发明的工位布局合理，芯片和封装外壳沿竖直方向进行热封装，涂胶后可使封装外壳和芯片快速靠近，提高成型效率，实现封装效率的提升。
Description
技术领域
本发明属于芯片封装技术领域，具体涉及压力传感器芯片封装系统及其封装方法。
背景技术
在进行芯片封装时，需要对芯片与外壳间涂抹胶液后进行热封，芯片和外壳沿竖直方向装配并热封时，需要在芯片表面涂抹胶液后，才能放置外壳完成热封装，现有技术中放置外壳的工位距离放置芯片的工位较远，芯片表面涂胶后，如果没能及时的将放置外壳放入，不仅会影响封装的效率，而且还会影响芯片成型质量。
发明内容
本发明的目的在于提供压力传感器芯片封装系统及其封装方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：压力传感器芯片封装系统，包括有底座，底座的顶端两侧均固定连接有支撑板，两个支撑板之间沿其长度方向的一端转动安装有第一连接板，另一端转动安装有第二连接板，第一连接板的底部转动连接有第一传动块，第二连接板的顶部转动安装有第二传动块，第一传动块背离第二传动块的一侧形成有凹槽，该凹槽的内部转动连接有用于容置芯片的容纳筒，第二传动块背离第一传动块的一侧形成有用于容置封装外壳的容纳槽，第二传动块的背部固定安装有固定板，固定板的内侧固定安装有气缸，气缸的输出端固定连接有密封盖，密封盖通过软管与外部的气泵相连接，容纳槽的底部开设有多个与外部连通的第二通气孔，密封盖在第二传动块上的投影面覆盖所有的第二通气孔。
优选的，第一传动块的内部位于凹槽的底部固定安装有第一电机，第一电机的电机轴与容纳筒固定连接。
优选的，容纳筒的外壁上开设有多个第一通气孔，多个第一通气孔呈环形分布。
优选的，第一连接板的底端固定连接有第一环形滑块，第一传动块的顶端开设有第一滑槽，第一环形滑块滑动式嵌入至第一传动块顶部的第一滑槽内，第一连接板的底端固定连接有第二电机，第二电机的电机轴与第一传动块固定连接。
优选的，第二连接板的顶端固定连接有第二环形滑块，第二传动块的底端开设有第二滑槽，第二环形滑块滑动式嵌入至第二传动块底部的第二滑槽内，第二连接板的顶端固定连接有第三电机，第三电机的电机轴与第二传动块固定连接。
优选的，两个支撑板的内部均沿其长度方向滑动安装有滑动件，滑动件的外侧固定连接有齿条，两个齿条的两端分别通过固定杆相连，第一连接板的右端以及第二连接板的左端沿平行于固定杆方向的两侧均固定连接有两个轴杆，四个轴杆均与支撑板的内壁转动连接，并且四个轴杆上均固定套接有与齿条啮合传动的齿轮。
优选的，两个支撑板的内壁上沿其长度方向均形成有限位滑槽，限位滑槽的一端固定安装有第四电机，第四电机的电机轴上固定连接有螺纹杆，螺纹杆的末端与限位滑槽转动连接，滑动件套接于螺纹杆上并与之螺纹连接。
本发明还提出一种压力传感器芯片的封装方法，采用上述提及的压力传感器芯片封装系统，方法如下：
步骤一、将芯片放置在容纳筒的内部，将封装外壳放置在容纳槽内，启动气缸带动密封盖移动，在密封盖与第二传动块接触并遮盖住第二通气孔后关闭气缸，启动外部的气泵进行抽气，使封装外壳固定在容纳槽内；
步骤二、驱动第一传动块和第二传动块分别旋转180°，使第一传动块上的凹槽以及第二传动块上的容纳槽均朝向支撑板一侧；
步骤三、第一连接板和第二传动块同步逆时针旋转90°，使凹槽和容纳槽对准，外部的涂胶机构通过第一传动块和第二传动块的之间的间隙移动到涂胶处的正上方，驱动容纳筒旋转，对涂胶处进行涂胶。
步骤四、外部的气泵对第二通气孔进行吹气，封装外壳在气体的推动以及自身重力的作用下向下移动并与芯片的涂胶处接触，完成封装。
与现有技术相比，本发明提供了压力传感器芯片封装系统及其封装方法，具备以下有益效果：
（1）本发明将盛放芯片的第一传动块设置于支撑板的一侧，将盛放封装外壳的第二传动块设置于支撑板的另一侧，方便两侧的工人同时进行作业，随后第一传动块和第二传动块均沿水平方向旋转180°，竖直方向旋转90°后可使凹槽和容纳槽在竖直方向上对准，芯片和封装外壳沿竖直方向进行热封装，涂胶机构通过第一传动块和第二传动块的间隙移动到涂胶处的正上方进行涂胶，在涂抹完成后，气泵对第二通气孔进行吹气，封装外壳在气体的推动以及自身重力的作用下向下移动并与芯片的涂胶处接触，使封装外壳和芯片快速靠近，提高成型效率，实现封装效率的提升。
（2）本发明中的封装外壳在容纳槽内的固定采用抽气吸附式，气缸带动密封盖移动，在密封盖与第二传动块接触并遮盖住第二通气孔后关闭气缸，再启动外部的气泵进行抽气，使封装外壳固定在容纳槽内，当完成涂胶后，通过气泵对第二通气孔进行吹气，封装外壳在气体的推动以及自身重力的作用下能够快速的移动至芯片。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1为本发明芯片封装系统的第一角度的三维结构示意图；
图2为本发明芯片封装系统的第二角度的三维结构示意图；
图3为第一传动块的三维剖面示意图；
图4为第二传动块的三维剖面示意图；
图5为本发明中支撑板顶部处的三维示意图；
图6为齿条和固定杆的连接示意图；
图7为图1中第一传动块和第二传动块旋转180°后的状态示意图；
图8为图7中第一传动块和第二传动块配合进行封装时的示意图；
图9为第一传动块和第二传动块配合进行封装时的剖面示意图。
图中：1、底座；2、支撑板；3、第一传动块；4、凹槽；5、容纳筒；6、第一通气孔；7、第一电机；8、芯片；9、第一连接板；10、第二电机；11、第二传动块；12、容纳槽；13、第二通气孔；14、固定板；15、气缸；16、密封盖；17、封装外壳；18、第二连接板；19、第三电机；20、轴杆；21、齿轮；22、齿条；23、滑动件；24、固定杆；25、限位滑槽；26、第四电机；27、螺纹杆。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。
请参阅图1-图9，本实施例提出压力传感器芯片封装系统，包括有底座1，底座1的顶端两侧均固定连接有支撑板2。两个支撑板2之间沿其长度方向的一端转动安装有第一连接板9，另一端转动安装有第二连接板18。
第一连接板9的底部转动连接有第一传动块3，具体的，如图3所示，第一连接板9的底端固定连接有第一环形滑块，第一传动块3的顶端开设有第一滑槽，第一环形滑块滑动式嵌入至第一传动块3顶部的第一滑槽内，第一连接板9的底端固定连接有第二电机10，第二电机10的电机轴与第一传动块3固定连接，通过第二电机10驱动第一传动块3进行旋转。
第一传动块3背离第二传动块11的一侧形成有凹槽4，该凹槽4的内部转动连接有用于容置芯片8的容纳筒5，第一传动块3的内部位于凹槽4的底部固定安装有第一电机7，第一电机7的电机轴与容纳筒5固定连接，容纳筒5的旋转则通过第一电机7驱动所实现；另外，容纳筒5的外壁上开设有多个第一通气孔6，多个第一通气孔6呈环形分布，设置多个第一通气孔6可在放置芯片8时，使容纳筒5内的空气挤压到外部，方便容纳筒5的放置。
第二连接板18的顶部转动安装有第二传动块11，如图4所示，第二连接板18的顶端固定连接有第二环形滑块，第二传动块11的底端开设有第二滑槽，第二环形滑块滑动式嵌入至第二传动块11底部的第二滑槽内，第二连接板18的顶端固定连接有第三电机19，第三电机19的电机轴与第二传动块11固定连接，通过第三电机19驱动第二传动块11进行旋转。
第二传动块11背离第一传动块3的一侧形成有用于容置封装外壳17的容纳槽12，第二传动块11的背部固定安装有固定板14，固定板14的内侧固定安装有气缸15，气缸15的输出端固定连接有密封盖16，密封盖16通过软管与外部的气泵相连接，容纳槽12的底部开设有多个与外部连通的第二通气孔13，密封盖16在第二传动块11上的投影面覆盖所有的第二通气孔13，通过气缸15带动密封盖16移动，使密封盖16与第二传动块11接触并遮盖住第二通气孔13，然后启动外部的气泵进行抽气，便可将封装外壳17固定在容纳槽12内。
如图2所示，两个支撑板2的内部均沿其长度方向滑动安装有滑动件23，滑动件23的外侧固定连接有齿条22，两个齿条22的两端分别通过固定杆24相连，第一连接板9沿平行于固定杆24方向的两侧固定连接有两个轴杆20，并且此处的两个轴杆20位于第一连接板9的右端，第二连接板18沿平行于固定杆24方向的两侧同样的固定连接有两个轴杆20，而此处的两个轴杆20则位于第二连接板18的左端，四个轴杆20均与支撑板2的内壁转动连接，并且四个轴杆20上均固定套接有与齿条22啮合传动的齿轮21，通过齿条22在水平方向的往复移动驱动齿轮21进行旋转。
进一步的，如图5所示，两个支撑板2的内壁上沿其长度方向均形成有限位滑槽25，限位滑槽25的一端固定安装有第四电机26，第四电机26的电机轴上固定连接有螺纹杆27，螺纹杆27的末端与限位滑槽25转动连接，滑动件23套接于螺纹杆27上并与之螺纹连接，通过第四电机26驱动螺纹杆27进行旋转，进而带动滑动件23在螺纹杆27上做直线运动，而齿条22则与滑动件23保持同步运动。
本发明提出一种压力传感器芯片封装系统，使用时，首先将芯片8放置在容纳筒5的内部，因芯片8的最大直径与容纳筒5内部的直径相差较小，设置多个第一通气孔6可在放置芯片8时，使容纳筒5内的空气挤压到外部，方便容纳筒5的放置。放置完成后的状态如图3所示。
再将封装外壳17放置在容纳槽12内，放置完成后的状态如图4所示，此时启动气缸15带动密封盖16移动，在密封盖16与第二传动块11接触并遮盖住第二通气孔13后关闭气缸15，再启动外部的气泵进行抽气，使封装外壳17固定在容纳槽12内。
然后启动第二电机10和第三电机19，第二电机10和第三电机19分别带动第一传动块3和第二传动块11旋转180°后关闭，此时的状态如图7所示。然后启动第四电机26，第四电机26通过电机轴带动螺纹杆27旋转，进而带动滑动件23移动，滑动件23带动齿条22向右移动，齿条22向右移动的过程中，齿轮21由于与其相啮合，齿轮21逆时针旋转，而轴杆20的一端与分别第一连接板9和第二连接板18固定连接，另一端则与支撑板2的内壁转动连接，因此第一连接板9、第一传动块3和轴杆20保持同步逆时针旋转，同时第二连接板18、第二传动块11也与相对应的轴杆20保持同步逆时针旋转，待第一传动块3和第二传动块11旋转90°后关闭第四电机26，此时第一传动块3和第二传动块11的状态如图8所示。
然后将外部的涂胶机构通过第一传动块3和第二传动块11的间隙移动到涂胶处的正上方，再启动第一电机7带动容纳筒5和芯片8旋转，对涂胶处进行涂胶，旋转一圈后关闭第一电机7。然后操作外部的气泵对第二通气孔13进行吹气，封装外壳17在气体的推动以及自身重力的作用下向下移动并与芯片8的涂胶处接触，完成封装。
通过操作将装置恢复到初始状态，将封装好的芯片8取出，再重复上述操作对下一个芯片8进行封装。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“另一”、“又一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.压力传感器芯片封装系统，包括有底座（1），底座（1）的顶端两侧均固定连接有支撑板（2），其特征在于：两个支撑板（2）之间沿其长度方向的一端转动安装有第一连接板（9），另一端转动安装有第二连接板（18），第一连接板（9）的底部转动连接有第一传动块（3），第二连接板（18）的顶部转动安装有第二传动块（11），第一传动块（3）背离第二传动块（11）的一侧形成有凹槽（4），该凹槽（4）的内部转动连接有用于容置芯片（8）的容纳筒（5），第二传动块（11）背离第一传动块（3）的一侧形成有用于容置封装外壳（17）的容纳槽（12），第二传动块（11）的背部固定安装有固定板（14），固定板（14）的内侧固定安装有气缸（15），气缸（15）的输出端固定连接有密封盖（16），密封盖（16）通过软管与外部的气泵相连接，容纳槽（12）的底部开设有多个与外部连通的第二通气孔（13），密封盖（16）在第二传动块（11）上的投影面覆盖所有的第二通气孔（13）；将盛放芯片（8）的第一传动块（3）设置于支撑板（2）的一侧，将盛放封装外壳（17）的第二传动块（11）设置于支撑板（2）的另一侧，随后第一传动块（3）和第二传动块（11）均沿水平方向旋转180°，竖直方向旋转90°后可使凹槽（4）和容纳槽（12）在竖直方向上对准，芯片（8）和封装外壳（17）沿竖直方向进行热封装。
2.根据权利要求1所述的压力传感器芯片封装系统，其特征在于：第一传动块（3）的内部位于凹槽（4）的底部固定安装有第一电机（7），第一电机（7）的电机轴与容纳筒（5）固定连接。
3.根据权利要求2所述的压力传感器芯片封装系统，其特征在于：容纳筒（5）的外壁上开设有多个第一通气孔（6），多个第一通气孔（6）呈环形分布。
4.根据权利要求1-3任一所述的压力传感器芯片封装系统，其特征在于，第一连接板（9）的底端固定连接有第一环形滑块，第一传动块（3）的顶端开设有第一滑槽，第一环形滑块滑动式嵌入至第一传动块（3）顶部的第一滑槽内，第一连接板（9）的底端固定连接有第二电机（10），第二电机（10）的电机轴与第一传动块（3）固定连接。
5.根据权利要求1所述的压力传感器芯片封装系统，其特征在于：第二连接板（18）的顶端固定连接有第二环形滑块，第二传动块（11）的底端开设有第二滑槽，第二环形滑块滑动式嵌入至第二传动块（11）底部的第二滑槽内，第二连接板（18）的顶端固定连接有第三电机（19），第三电机（19）的电机轴与第二传动块（11）固定连接。
6.根据权利要求1所述的压力传感器芯片封装系统，其特征在于：两个支撑板（2）的内部均沿其长度方向滑动安装有滑动件（23），滑动件（23）的外侧固定连接有齿条（22），两个齿条（22）的两端分别通过固定杆（24）相连，第一连接板（9）的右端以及第二连接板（18）的左端沿平行于固定杆（24）方向的两侧均固定连接有两个轴杆（20），四个轴杆（20）均与支撑板（2）的内壁转动连接，并且四个轴杆（20）上均固定套接有与齿条（22）啮合传动的齿轮（21）。
7.根据权利要求6所述的压力传感器芯片封装系统，其特征在于：两个支撑板（2）的内壁上沿其长度方向均形成有限位滑槽（25），限位滑槽（25）的一端固定安装有第四电机（26），第四电机（26）的电机轴上固定连接有螺纹杆（27），螺纹杆（27）的末端与限位滑槽（25）转动连接，滑动件（23）套接于螺纹杆（27）上并与之螺纹连接。
8.一种压力传感器芯片的封装方法，采用权利要求1、2、3、5、6、7任一所述的压力传感器芯片封装系统，其特征在于，方法如下：
步骤一、将芯片（8）放置在容纳筒（5）的内部，将封装外壳（17）放置在容纳槽（12）内，启动气缸（15）带动密封盖（16）移动，在密封盖（16）与第二传动块（11）接触并遮盖住第二通气孔（13）后关闭气缸（15），启动外部的气泵进行抽气，使封装外壳（17）固定在容纳槽（12）内；
步骤二、驱动第一传动块（3）和第二传动块（11）分别旋转180°，使第一传动块（3）上的凹槽（4）以及第二传动块（11）上的容纳槽（12）均朝向支撑板（2）一侧；
步骤三、第一连接板（9）和第二传动块（11）同步逆时针旋转90°，使凹槽（4）和容纳槽（12）对准，外部的涂胶机构通过第一传动块（3）和第二传动块（11）的之间的间隙移动到涂胶处的正上方，驱动容纳筒（5）旋转，对涂胶处进行涂胶；
步骤四、外部的气泵对第二通气孔（13）进行吹气，封装外壳（17）在气体的推动以及自身重力的作用下向下移动并与芯片（8）的涂胶处接触，完成封装。
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