CN114085627B - 一种特殊mems粘接胶混合工艺及制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特殊MEMS粘接胶配方产品、混合工艺及制品，其中混合工艺包括步骤：回温‑混合处理1‑静置处理‑混合处理2‑静置处理‑混合处理3‑静置处理‑装管；考虑到MEMS产品(芯片)对于封装高散热与低应力的需求，我们创新的使用了一种特殊的混合工艺，生产出匹配MEMS芯片要求的粘接胶；经实验检测，该胶水在满足散热的基本需求下，能够实现封装的低应力，从而大大降低封装对应力对产品性能的影响，为实现MEMS产品高精度封装提供了保障。

Description

一种特殊MEMS粘接胶混合工艺及制品
技术领域
本发明涉及MEMS粘接胶技术领域，更具体地说，涉及一种特殊MEMS粘接胶混合工艺及制品。
背景技术
MEMS产品，由于芯片存在可动的微结构，在使用中会产生热量，而该热量可能带来微结构的变形，进而对MEMS芯片的产品的性能造成不良的影响。如何降低该热量或及时传导该热量，成为了MEMS产品的封装工艺中，较为关键的一个问题。
在封装过程中，通过结构、材料、工艺等方法来实现较低的应力，从而降低微变形，从而满足高性能的要求。在材料方面，可以通过导电胶水中的金属实现一定的散热，而应力的控制通常通过选用较软的硅胶等方式实现，而导电胶中含有的金属银则不利于应力的控制，因此，整体来说，在材料方面，散热与应力的控制是相对矛盾的。
传统IC采用的高导热的粘接胶，由于掺杂了金属等导热材料，在封装过程中会引入较大的应力。而MEMS产品，是通过微小的机械结构来实现相关能量或者信号的转换，细微的结构变形，都可能带来对性能的影响，因此，控制微变形也就是控制应力成为关键的难点。目前在MEMS封装过程中，没有很好的具有性价比的成熟的解决方案，导致高端、高要求的MEMS产品(如陀螺仪等)很难实现高精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种特殊MEMS粘接胶配方产品、一种特殊MEMS粘接胶混合工艺及一种特殊MEMS粘接胶制品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种特殊MEMS粘接胶配方产品，其中，单一配方产品包括组分：1单位的导电胶、2.5-4单位的硅胶、0.8-1.2单位的导电粘剂、0.02-0.07单位的丙醇；
其中，导电胶的银含量控制在40-70％，硅胶的有机硅含量控制在45-80％。
一种特殊MEMS粘接胶混合工艺，应用如上述的特殊MEMS粘接胶配方产品，其中，包括以下步骤：
第一步：回温；
将1单位导电胶与2.5-4单位的硅胶，分别在温度为18-28℃、湿度在40-60％，洁净等级达到百级以上的洁净环境中，放置120-150分钟；
第二步：混合处理1；
先将氮气充入混合器中，然后将1单位的导电胶、0.8-1.2单位的硅胶以及0.8-1.2单位的导电粘剂放入搅拌器中，再接着以180-260°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在2-5分钟；
第三步：静置处理；
第四步：混合处理2；
将1.7-3.2单位的硅胶加入到混合器中，然后开始以230-300°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在5-10分钟；
第五步：静置处理；
第六步：混合处理3；
将0.02-0.07单位的丙醇加入到混合器中，以180-260°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在3-10分钟；
第七步：静置处理。
本发明所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其中，所述混合工艺还包括：
第八步：装管；
将混合后的粘接胶装入3CC-10CC针管中。
本发明所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其中，所述第三步中，静置时间为5-6分钟。
本发明所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其中，所述第三步中，静置时通入氮气流速为0.2-0.4L/min。
本发明所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其中，所述第五步中，静置时间为3-5分钟。
本发明所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其中，所述第五步中，静置时通入氮气流速为0.2-0.4L/min。
本发明所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其中，所述第七步中，静置时间为4-6分钟。
本发明所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其中，所述七步中，静置时通入氮气流速为0.3-0.4L/min。
一种特殊MEMS粘接胶制品，其中，所述特殊MEMS粘接胶制品通过如上述的特殊MEMS粘接胶混合工艺制成。
本发明的有益效果在于：考虑到MEMS产品(芯片)对于封装高散热与低应力的需求，我们创新的使用了一种特殊的混合工艺，生产出匹配MEMS芯片要求的粘接胶；经实验检测，该胶水在满足散热的基本需求下，能够实现封装的低应力，从而大大降低封装对应力对产品性能的影响，为实现MEMS产品高精度封装提供了保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1是本发明较佳实施例的特殊MEMS粘接胶混合工艺流程图；
图2是本发明较佳实施例的特殊MEMS粘接胶混合工艺实验数据中工艺设定的参数表；
图3是本发明较佳实施例的特殊MEMS粘接胶混合工艺实验数据中粘接胶外观检查表；
图4是本发明较佳实施例的特殊MEMS粘接胶混合工艺实验数据中粘接胶倾斜测量表；
图5是本发明较佳实施例的特殊MEMS粘接胶混合工艺实验数据中粘接胶剪切力测试与检查表。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明较佳实施例的特殊MEMS粘接胶配方产品，单一配方产品包括组分：1单位的导电胶、2.5-4单位的硅胶、0.8-1.2单位的导电粘剂、0.02-0.07单位的丙醇；
其中，导电胶的银含量控制在40-70％，硅胶的有机硅含量控制在45-80％。
一种特殊MEMS粘接胶混合工艺，应用如上述的特殊MEMS粘接胶配方产品，如图1所示，同时参阅图2-5，包括以下步骤：
S01：回温；
将1单位导电胶与2.5-4单位的硅胶，分别在温度为18-28℃、湿度在40-60％，洁净等级达到百级以上的洁净环境中，放置120-150分钟；通过该处理，将胶水的状态渐变到可工作的温度与状态；
S02：混合处理1；
先将氮气充入混合器中，然后将1单位的导电胶、0.8-1.2单位的硅胶以及0.8-1.2单位的导电粘剂放入搅拌器中，再接着以180-260°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在2-5分钟；此处理将起到将起着热传导作用的银充分均匀分布在粘接胶中，同时降低气泡的产生。需要说明的是，根据选择的导电粘接胶与硅胶的类型规格的差异，其中的控制参数可以有相应的变化；
其中，氮气通入时优选的采用：99.99％纯氮气以0.4-0.5L/min的流速送至到混合器中的方式；
S03：静置处理；
静置时间为5-6分钟，静置时通入氮气流速为0.2-0.4L/min；此工序的作用是降低银的氧化及释放搅拌的热量；
其中，静置时间会直接影响产品质量；氮气流速可以适量放宽范围进行调整；
S04：混合处理2；
将1.7-3.2单位的硅胶加入到混合器中，然后开始以230-300°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在5-10分钟；
此工序，将应力较低的硅胶混合到粘接胶中，将较大降低粘接胶在固化后产生的应力；
较佳的，此时的氮气流量调整到0.4-0.6％ L/min；
S05：静置处理；
静置时间为3-5分钟，静置时通入氮气流速为0.2-0.4L/min；此工序的作用是降低银的氧化及搅拌热量的释放；
其中，静置时间会直接影响产品质量；氮气流速可以适量放宽范围进行调整；
S06：混合处理3；
将0.02-0.07单位的丙醇加入到混合器中，以180-260°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在3-10分钟；
此工序的作用是增加粘接胶的流动性，便于后续在点胶工艺中正常使用；
较佳的，此时的氮气流量调整到0.3-0.4％ L/min；
S07：静置处理；
静置时间为4-6分钟，静置时通入氮气流速为0.3-0.4L/min；此工序的作用是降低银氧化并释放一定气泡；
S08：装管；
将混合后的粘接胶装入3CC-10CC针管中(也可以等同替换为其他容器)；需要说明的是，该粘接胶需要在装管后40小时内使用，同时需要使用相应的固化曲线来实现粘接胶的固化；
考虑到MEMS产品(芯片)对于封装高散热与低应力的需求，我们创新的使用了一种特殊的混合工艺，找到散热与低应力的相对平衡点，生产出匹配MEMS芯片要求的粘接胶；通过混合胶中的银实现对后续产生的热量的释放，一定程度上弥补了硅胶不易导热的缺点，满足高性能的MEMS产品在封装及使用过程中，对于散热的需求；而其中的一定量的硅胶保证了低应力的特性
经实验检测，该胶水在满足散热的基本需求下，能够实现封装的低应力，从而大大降低封装对应力对产品性能的影响，为实现MEMS产品高精度封装提供了保障。
一种特殊MEMS粘接胶制品，其中，特殊MEMS粘接胶制品通过如上述的特殊MEMS粘接胶混合工艺制成。
试验数据如下：
如图2所示，为工艺设定的参数表；
如图3所示，为粘接胶外观检查表；
如图4所示，为粘接胶倾斜测量表；
如图5所示，为粘接胶剪切力测试与检查表；
结论：根据工艺规范，设定了相关的参数，对外观、倾斜及剪切力进行测量与测试，结果合格，从而说明我们的混合工艺流程加工出来的粘接胶，外观合格，在使用过程中，出胶流畅，相关的倾斜度表现优异，推力值较为稳定。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：回温；
将1单位导电胶与2.5-4单位的硅胶，分别在温度为18-28℃、湿度在40-60％，洁净等级达到百级以上的洁净环境中，放置120-150分钟；
第二步：混合处理1；
先将氮气充入混合器中，然后将1单位的导电胶、0.8-1.2单位的硅胶以及0.8-1.2单位的导电粘剂放入搅拌器中，再接着以180-260°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在2-5分钟；
第三步：静置处理；
第四步：混合处理2；
将1.7-3.2单位的硅胶加入到混合器中，然后开始以230-300°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在5-10分钟；
第五步：静置处理；
第六步：混合处理3；
将0.02-0.07单位的丙醇加入到混合器中，以180-260°/分钟的角速度开始混合搅拌，混合的控制时间控制在3-10分钟；
第七步：静置处理。
2.根据权利要求1所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，所述混合工艺还包括：
第八步：装管；
将混合后的粘接胶装入3CC-10CC针管中。
3.根据权利要求1所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，所述第三步中，静置时间为5-6分钟。
4.根据权利要求3所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，所述第三步中，静置时通入氮气流速为0.2-0.4L/min。
5.根据权利要求1所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，所述第五步中，静置时间为3-5分钟。
6.根据权利要求5所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，所述第五步中，静置时通入氮气流速为0.2-0.4L/min。
7.根据权利要求1所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，所述第七步中，静置时间为4-6分钟。
8.根据权利要求7所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺，其特征在于，所述七步中，静置时通入氮气流速为0.3-0.4L/min。
9.一种特殊MEMS粘接胶制品，其特征在于，所述特殊MEMS粘接胶制品通过如权利要求1-8任一所述的特殊MEMS粘接胶混合工艺制成。
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