CN114407455A - 小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构及其加工方法,其中:小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构构成如下:衬板(1)、电子封装材料毛坯(2)、封装粘接层(3);封装粘接层(3)布置在前二者之间和电子封装材料毛坯(2)的另一侧面上;衬板(1)的基材是硅片或玻璃板,厚度≤3.6mm;电子封装材料毛坯(2)是厚度≤1.4mm板状毛坯件且其材质是铜或表面镀镍的合金材料等。本发明还涉及小颗粒电子封装材料加工方法,其使用砂轮划片机通过二次加工后再破坏封装粘接层(3)以获得小颗粒电子封装材料。本发明能获得毛刺明显更少且尺寸更少的高质量小颗粒电子封装材料;其可操作性强,技术方案效果优良,具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
Description
技术领域
本发明涉及半导体行业的小颗粒电子封装材料加工技术领域,特别涉及一种小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构以及基于小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的小颗粒电子封装材料加工方法。
背景技术
基于当前半导体行业的快速发展,高性能电子封装材料的需求越来越大,其中包括封装用的热沉材料如铜、钼铜、钨铜等多种金属材料。应用中需要将这些材料加工成形状规整、尺寸精度高、表面光滑的方形小颗粒,且材料比较薄、韧性比较大。
传统的工艺划切金属材料时会带出金属毛刺附着在材料边缘,毛刺过多或过大都会影响其后续的加工质量和使用,即使二次加工对毛刺进行再处理也无法很好地消除大量毛刺,且耗时耗力,效果不佳。尤其对于高精密电子器件内的金属材料,毛刺尺寸限制在微米级范围内,常规工艺与常规设备的精度低,无法去除微小尺寸毛刺。
现有的工艺是以划片机为载体,利用砂轮片的高速旋转将金属薄片切成很小的粒子,约芯片大小。这种常规方式加工出来的小颗粒正面和背面都会有金属毛刺,颗粒角落处也会有毛刺。由此可见,现有的加工方式较难保证小粒子的精度和边缘光滑度,尤其是粒子边缘的毛刺。
从金属加工去毛刺工艺角度,目前现有技术主要是在金属毛刺产生之后通过一些装置物理去除,如毛刷扫除毛刺或者布料擦净毛刺等途径进行毛刺的后处理。但由于毛刺大小、形状以及存在的形式不一,这些方式并不能将毛刺根基变得很光滑,甚至只会让毛刺发生形变而不能彻底去除。因此,如何从加工材料初始阶段减少或避免毛刺的产生,并且在加工过程中去除毛刺的方法也不多见。
人们期望获得一种技术效果优良的小颗粒电子封装材料加工方法。
发明内容
本发明主要目的本在于从加工开始和加工过程中,通过工艺方法的改进来减少金属加工出现的毛刺,重点在于解决减少金属材料毛刺的数量和减小毛刺尺寸来实现高效高质量金属加工。
本发明重点涉及一种小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,其特征在于:其构成如下:衬板1、电子封装材料毛坯2、封装粘接层3;其中:
衬板1中的基材是硅片或者玻璃板,其厚度≤3.6mm;电子封装材料毛坯2是满足最终小颗粒电子封装材料成品厚度要求的板状毛坯件;电子封装材料毛坯2的厚度≤1.4mm;电子封装材料毛坯2的材质是下述几种之一:铜、表面镀镍的合金材料、镀锌镍合金,含银铜基焊片;业内较常用到的电子封装材料是:陶瓷基板、超薄半导体晶圆片、小尺寸金属材料、光学单晶;但是和封装粘接层3的结合效果最好的是优选的前述几种材料;
封装粘接层3具体分为两部分:粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2;电子封装材料毛坯2通过粘接用封装粘接层3.1与衬板1封装固定为一体;在电子封装材料毛坯2远离衬板1的另一侧设置有表面封装粘接层3.2;粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2二者均平行于板状结构的电子封装材料毛坯2的上下两个面积较大的板面;
粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2均为使用满足下述要求的材料制备得到的层状结构:熔点在150±5℃,粘性为6000-9000cps的高温石蜡。
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,优选要求保护的技术内容是:
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构满足下述要求之一或其组合:
其一,衬板1是由基材和带有胶层的UV膜依次层叠共同构成的层状复合结构:
基材,是厚度为0.2-3mm的硅片或者玻璃板;
UV膜,其构成为:膜层、胶层;其中:胶层附着在膜层上;用于将基材和UV膜粘接在一起的UV膜中的胶层厚度为0.01-0.015mm;材质为聚烯烃;UV膜的膜层选用通用型膜,其性能参数要求为:粘着力为3±0.3N/10mm,厚度0.15~0.17mm,材质为环氧丙烷基材即PO基材;
其二,粘接用封装粘接层3.1的厚度是80-150μm;表面封装粘接层3.2的厚度为60-100μm;要求粘接用封装粘接层3.1和表面封装粘接层3.2内部达到下述要求:最大气泡直径尺寸不超过0.1mm;气泡所占体积小于总体积的1%;
其三,电子封装材料毛坯2的厚度为0.2-1mm。
本发明还要求保护一种基于前述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的小颗粒电子封装材料加工方法,其特征在于:所述小颗粒电子封装材料加工方法的的步骤和内容依次满足下述要求:
其一,首先制备得到所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构:
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的构成如下:衬板1、电子封装材料毛坯2、封装粘接层3;其中:
衬板1中的基材是硅片或者玻璃板,其厚度≤3.6mm;电子封装材料毛坯2是满足最终小颗粒电子封装材料成品厚度要求的板状毛坯件;电子封装材料毛坯2的厚度≤1.4mm;电子封装材料毛坯2的材质是下述几种之一:铜、表面镀镍的合金材料、镀锌镍合金、含银铜基焊片;
封装粘接层3具体分为两部分:粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2;电子封装材料毛坯2通过粘接用封装粘接层3.1与衬板1封装固定为一体;在电子封装材料毛坯2远离衬板1的另一侧设置有表面封装粘接层3.2;粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2二者均平行于板状结构的电子封装材料毛坯2的上下两个面积较大的板面;
粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2均为使用满足下述要求的材料制备得到的层状结构:熔点在150±5℃,粘性为6000-9000cps的高温石蜡;
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的制备方法是:取厚度≤3.6mm的硅片或者玻璃板作为衬板1;然后在衬板1上涂抹高温石蜡;之后将电子封装材料毛坯2置于融化的蜡层表面,使衬板1通过粘接用封装粘接层3.1将衬板1和电子封装材料毛坯2固定连接成一体;然后再在衬板1远离电子封装材料毛坯2的另一侧涂抹液态高温石蜡冷却后制得表面封装粘接层3.2;最终形成所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,请参见说明书附图的图1;
蜡的厚度太厚会对砂轮片造成较大的磨损,影响切割原料毛胚的品质,蜡的厚度太薄使得粒子和硅片基体的结合强度小于切割过程砂轮片对粒子的应力从而难以固定原料毛胚整体,因此夹层结构能够起到对切割毛胚的加强固定、保持材料形状的作用,蜡将金属材料上、下表面包裹住形成的夹层结构,在划切金属材料时可减少金属因延展而在粒子上、下表面产生的毛刺;
其二,将前述制备过程得到的所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面,同时砂轮划片机作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;目的在于强效有力的固定要切割的工件,防止在切割时工件窜动,影响切割质量;
其三,选用砂轮划片机作为最终产品即小颗粒电子封装材料的加工设备,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片;砂轮片刀刃厚度在0.1~0.2mm;砂轮划片机加工过程中:划切主轴转速为20000-35000rpm,划切进刀速度0.01-8mm/s,切进衬板(1)基材的深度为0.005mm-0.25mm;
其四,加工方法要求如下:首先加工平行的多条通道一,然后加工与通道一垂直的多条相互平行的通道二;然后再次加工通道一,重复通道一的过程;之后再次加工通道二;
其五,后处理:先将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构取下;然后再将加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离;最终获得小颗粒电子封装材料。
所述小颗粒电子封装材料加工方法优选还满足下述要求其中之一或其组合:
其一,首先制备得到所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构:取0.2-3mm厚的硅片或者玻璃板作为衬板1在155-160℃条件下加热3分钟;然后在衬板1上涂抹熔点在150±5℃,粘性在6000~9000cps的高温石蜡且厚度要求为80-150μm;高温石蜡融化后去除气泡且满足下述要求:最大气泡直径尺寸不超过0.1mm;气泡所占体积小于总体积的1%;之后将电子封装材料毛坯2置于融化的蜡层表面,使用耐高温硅胶压头以5-10N的力轻压电子封装材料毛坯2表面使衬板1通过蜡层将衬板1和电子封装材料毛坯2固定连接成一体;然后再在衬板1远离电子封装材料毛坯2的另一侧涂抹液态高温石蜡冷却后制得厚度60-100μm的表面封装粘接层3.2;最终形成所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构;
其二,将前述制备过程得到的所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构通过胶层固定在UV膜的膜层上,UV膜的膜层选用通用型膜,UV膜的胶层厚度在0.01-0.015mm;
其三,将UV膜固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面,同时砂轮划片机作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;
其四,选用砂轮划片机作为最终产品即小颗粒电子封装材料的加工设备,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片;砂轮片刀刃厚度在0.1~0.2mm;砂轮划片机加工过程中:划切主轴转速为25000-30000rpm,划切进刀速度0.5-5mm/s,切进衬板1基材的深度为0.01mm-0.15mm,切割过程中要求喷冷却液;
其五,加工方法要求如下:首先加工平行的多条通道一,技术要求如下:砂轮划片机的步进距离≤1.55mm;从边缘记录首刀位置顺次切割;然后加工与通道一垂直的多条相互平行的通道二,砂轮划片机的步进距离≤1.55mm,从边缘记录首刀位置顺次切割;以与通道一相同的方式顺次切割通道二;然后再次加工通道一,重复通道一的过程;之后再次加工通道二;通道三实际是通道一的第二次加工,通道四实际是通道二的第二次加工。
基于砂轮划片机的划切机理和运动方式,采用多通道形式进行划切:首先转动工作盘为0°切割通道一,通道一先将材料按尺寸精度要求划切得到细条状金属,请参见图2,工作盘旋转90°切割通道二,通道二将细条状金属划切成尺寸要求的金属粒子,请参见3,再按照同样的参数重复划切通道一、二的位置,详见图4、图5;图6为切割完成后的侧面图;即:通道三与通道一的切割完全一致,通道四与通道二的切割完全一致达到精度在1微米以内的精准切割。重复划切的目的在于当执行完首次的通道一、通道二的切割时,金属会向粒子侧面边角处延展至切割道形成毛刺,同样的设定再次执行两个通道位置的划切时,砂轮片会带走粒子边角处伸出的毛刺,从而达到显著减少毛刺的目的。同时根据毛胚工件的切割要求设定合适的划切参数,从而减少毛刺。
上述切割路线可以扩展为同时切割一个通道的两条线,即双刀切割需用双轴切割设备。不变的是仍然要依次切割四个通道:通道一、通道二、通道三、通道四,至于每个通道内要如何切可额外实现如下情况:同时切割两个槽,两个刀切割方向满足下述要求之一:a.可以相向而行;b.也可同向而行;c.也可一个砂轮片切得槽多,另一砂轮片切的少;d.也可从同一起点出发一个刀切完另一刀再切一遍。前述几点要求中的a、b、c三步内容的应用目的主要是有效缩短加工时间,取得更好的技术效果。
其六,后处理:先将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构从UV膜上取下;然后再将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离;最终获得小颗粒电子封装材料。
进一步优选,所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求其中之一或其组合:
其一,将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构通过胶层固定在UV膜的膜层上时选用的UV膜的膜层粘着力为3±0.3N/10mm,厚度0.15-0.17mm,材质为环氧丙烷基材即PO基材;
其二,将UV膜固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面的同时,砂轮划片机通过真空吸附至负压为65-90kpa作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;目的在于强效有力的固定要切割的工件,以防止在切割时工件窜动,影响切割质量;
其三,选用砂轮划片机作为小颗粒电子封装材料加工设备时,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片: TB92608VE4EZ;56×0.15×40,D400C90RG25;金刚石晶粒尺寸为15~30微米;
砂轮划片机加工过程中,冷却液侧喷及前后喷水出水量均为1.1L/min;
砂轮划片机为双轴切割设备,同时切割两个槽,两个刀切割方向满足下述要求:相向而行或同向而行或一个砂轮片切得槽多,另一砂轮片切的少;或从同一起点出发一个刀切完另一刀再切一遍。进一步优选说明如下:两个刀切割方向满足下述要求之一:a.可以相向而行;b.也可同向而行;c.也可一个砂轮片切得槽多,另一砂轮片切的少;d.也可从同一起点出发一把刀切完另一把刀再切一遍。前述几点要求中的a、b、c三步内容的应用目的主要是有效缩短加工时间,取得更好的技术效果。
所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求:
复合夹层结构从UV膜上取下后,再将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离的具体方法为以下两种之一或先后交替使用下述两种方法以便溶解清洗高温石蜡,待高温石蜡与加工后的电子封装材料颗粒相对脱离,拣取加工后的电子封装材料颗粒:
其一,将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料一起置于155-160℃高温加热的浓度为95±3%的工业酒精中;
其二,将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料置于PH值为8-10碱性蜡溶解剂中,温度为50℃。
目的在于去除材料表面涂覆的蜡,还原材料原本样貌,此过程以及所选溶液不会破坏到材料本身的形貌与尺寸精度。
综上,针对本发明所要解决的关键技术难题,简言之,本发明所采用的技术方案主要内容如下:
步骤一,封装金属材料,选取一块用于支撑金属材料的衬板1,衬板1上涂覆临时粘结剂,将金属材料平整压覆在临时粘结剂上,再将金属材料的表面再涂覆临时粘结剂;
所述衬板1的材质为硅片或玻璃片中的任意一种。所述临时粘结剂优选为蜡。
步骤二,装夹封装待加工的金属材料毛坯板材,将步骤一获得的封装金属材料,即小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,装夹在划片机的工作台上,通过砂轮划片机的真空负压膜衬底工装将封装金属材料进行划切前的固定;
所述砂轮划片机的真空负压膜衬底工装就是通过一层面带有粘性质的膜来将小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构粘附住后,再通过真空负压膜衬底工装的另一层面将封装金属材料吸附固定在划片机的工作台上;
步骤三,划切封装金属材料实际上是划切小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,根据封装金属材料所需的尺寸及形状,在砂轮划片机所自带的软件中预先定义砂轮划片机的砂轮在封装金属材料上所要划切的运动轨迹,使所述砂轮按照预先定义的运动轨迹划切封装金属材料;
步骤四,溶解封装金属材料,获取金属粒子单元;所述溶解介质为乙醇,最好是浓度92%-98%的工业乙醇。
将步骤三划切后的封装金属材料放置在盛有被加热的溶解介质的容器中,使封装金属材料上的临时粘结剂溶解,得到金属粒子单元。
与现有技术相比较,本发明具有如下有益效果:
1、通过砂轮划片机精准控制划切金属粒子单元的尺寸,对于误差稳定在几十微米以内的高精密器件加工具有显著效果,切割品质高;砂轮片厚度尺寸据切割要求而定;加工一刀之后再次加工的重复位置精度为1微米;可以同时加工2个甚至更多个槽;
2、通过改变金属材料的划切工步和砂轮划片机的划切方式,有效地减少了毛刺数量,减小毛刺尺寸,提高了表面精加工质量;本发明应用了二次划切的加工方式,并且通过相关理论研究和大量的实验研究得到了优选的技术要求方案;取得了明显更好的技术效果;
3、选用硅片为衬底材料做支撑,成本低,固定性能好;选择优选后技术效果最佳的满足特定要求的高温蜡作为临时粘结剂,只需针对金属材料表面涂覆,操作简单,用料省,工艺具有可持续性;后续仅需高温加热满足技术效果最优的浓度要求的工业酒精进行除蜡,耗材易取,且无浪费,整个过程节能环保,可行性更高;
4、整个操作工艺过程简单,划切、去毛刺一气呵成,效率高,成功率高且稳定,无需额外增加其他设备,降低成本;
5、采用划片机进行物理切割,对金属材料尺寸与厚度的要求范围宽泛,相较于激光切割方法的适用性更高,实用性更强,且减少后续裂片过程,更加高效;为了取得更高的加工效率,可以同时切割两条槽甚至更多条槽;
6、为其他相似性质的金属材料的加工优化提供思路,为精密器件加工提供创新方法。
综上,本发明具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
图1是小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的结构示意简图剖视图;
图2为小颗粒电子封装材料加工方法第一次加工通道一的原理示意简图;
图3为小颗粒电子封装材料加工方法第一次加工通道二的原理示意简图;
图4是图3所示为A区域的局部放大视图;
图5为小颗粒电子封装材料加工方法第二次加工通道一,即通道三的原理示意简图;
图6是小颗粒电子封装材料加工方法第二次加工通道二,即通道四的原理示意简图。
具体实施方式
附图标记含义如下:衬板1、电子封装材料毛坯2、封装粘接层3、粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2、毛刺5。
应当明确的是:说明书附图仅仅是本发明的一些实施例附图,并不是所有的实施例;仅是为了便于本领域技术人员的理解,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内可轻易想到的变化和替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。
实施例1
一种小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,其构成如下:衬板1、电子封装材料毛坯2、封装粘接层3;其中:
衬板1中的基材是硅片或者玻璃板,其厚度≤3.6mm;电子封装材料毛坯2是满足最终小颗粒电子封装材料成品厚度要求的板状毛坯件;电子封装材料毛坯2的厚度≤1.4mm;电子封装材料毛坯2的材质是下述几种之一:铜、表面镀镍的合金材料、镀锌镍合金,含银铜基焊片;业内较常用到的电子封装材料是:陶瓷基板、超薄半导体晶圆片、小尺寸金属材料、光学单晶;但是和封装粘接层3的结合效果最好的是优选的前述几种材料;
封装粘接层3具体分为两部分:粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2;电子封装材料毛坯2通过粘接用封装粘接层3.1与衬板1封装固定为一体;在电子封装材料毛坯2远离衬板1的另一侧设置有表面封装粘接层3.2;粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2二者均平行于板状结构的电子封装材料毛坯2的上下两个面积较大的板面;
粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2均为使用满足下述要求的材料制备得到的层状结构:熔点在150±5℃,粘性为6000-9000cps的高温石蜡。
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,还要求保护下述技术内容之一或其组合:
其一,衬板1是由基材和带有胶层的UV膜依次层叠共同构成的层状复合结构:
基材,是厚度为0.2-3mm的硅片或者玻璃板;
UV膜,其构成为:膜层、胶层;其中:胶层附着在膜层上;用于将基材和UV膜粘接在一起的UV膜中的胶层厚度为0.01-0.015mm;材质为聚烯烃;UV膜的膜层选用通用型膜,其性能参数要求为:粘着力为3±0.3N/10mm,厚度0.15~0.17mm,材质为环氧丙烷基材即PO基材;
其二,粘接用封装粘接层3.1的厚度是80-150μm;表面封装粘接层3.2的厚度为60-100μm;要求粘接用封装粘接层3.1和表面封装粘接层3.2内部达到下述要求:最大气泡直径尺寸不超过0.1mm;气泡所占体积小于总体积的1%;
其三,电子封装材料毛坯2的厚度为0.2-1mm。
与现有技术相比较,本实施例具有如下有益效果:
1、通过预制小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,为后续使用砂轮划片机精准控制划切金属粒子单元的尺寸奠定了坚实基础,对于误差稳定在几十微米以内的高精密器件加工具有显著效果,切割品质高;
2、基于预制的小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,进而为改变金属材料的划切工步和砂轮划片机的划切方式打下了坚实基础,最终能够有效地减少毛刺数量,减小毛刺尺寸,提高了表面精加工质量;取得明显更好的技术效果;
3、选用硅片为衬底材料做支撑,成本低,固定性能好;选择优选后技术效果最佳的满足特定要求的高温蜡作为临时粘结剂,只需针对金属材料表面涂覆,操作简单,用料省,工艺具有可持续性;后续仅需除蜡,耗材易取,且无浪费,整个过程节能环保,可行性更高;
4、由于使用了预制的小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,使得后续的小颗粒电子封装材料的整个加工过程操作大大简化,后续的划切、去毛刺等步骤一气呵成,效率高,成功率高且稳定,无需额外增加其他设备,降低成本;
5、为其他相似性质的金属材料颗粒产品的加工优化提供思路,为精密器件加工提供创新方法。
综上,本实施例具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
实施例2
一种基于前述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的小颗粒电子封装材料加工方法,所述小颗粒电子封装材料加工方法的的步骤和内容依次满足下述要求:
其一,首先制备得到所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构:
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的构成如下:衬板1、电子封装材料毛坯2、封装粘接层3;其中:
衬板1中的基材是硅片或者玻璃板,其厚度≤3.6mm;电子封装材料毛坯2是满足最终小颗粒电子封装材料成品厚度要求的板状毛坯件;电子封装材料毛坯2的厚度≤1.4mm;电子封装材料毛坯2的材质是下述几种之一:铜、表面镀镍的合金材料、镀锌镍合金、含银铜基焊片;
封装粘接层3具体分为两部分:粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2;电子封装材料毛坯2通过粘接用封装粘接层3.1与衬板1封装固定为一体;在电子封装材料毛坯2远离衬板1的另一侧设置有表面封装粘接层3.2;粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2二者均平行于板状结构的电子封装材料毛坯2的上下两个面积较大的板面;
粘接用封装粘接层3.1、表面封装粘接层3.2均为使用满足下述要求的材料制备得到的层状结构:熔点在150±5℃,粘性为6000-9000cps的高温石蜡;
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的制备方法是:取厚度≤3.6mm的硅片或者玻璃板作为衬板1;然后在衬板1上涂抹高温石蜡;之后将电子封装材料毛坯2置于融化的蜡层表面,使衬板1通过粘接用封装粘接层3.1将衬板1和电子封装材料毛坯2固定连接成一体;然后再在衬板1远离电子封装材料毛坯2的另一侧涂抹液态高温石蜡冷却后制得表面封装粘接层3.2;最终形成所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,请参见说明书附图的图1;
蜡的厚度太厚会对砂轮片造成较大的磨损,影响切割原料毛胚的品质,蜡的厚度太薄使得粒子和硅片基体的结合强度小于切割过程砂轮片对粒子的应力从而难以固定原料毛胚整体,因此夹层结构能够起到对切割毛胚的加强固定、保持材料形状的作用,蜡将金属材料上、下表面包裹住形成的夹层结构,在划切金属材料时可减少金属因延展而在粒子上、下表面产生的毛刺;
其二,将前述制备过程得到的所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面,同时砂轮划片机作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;目的在于强效有力的固定要切割的工件,防止在切割时工件窜动,影响切割质量;
其三,选用砂轮划片机作为最终产品即小颗粒电子封装材料的加工设备,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片;砂轮片刀刃厚度在0.1~0.2mm;砂轮划片机加工过程中:划切主轴转速为20000-35000rpm,划切进刀速度0.01-8mm/s,切进衬板1基材的深度为0.005mm-0.25mm;
其四,加工方法要求如下:首先加工平行的多条通道一,然后加工与通道一垂直的多条相互平行的通道二;然后再次加工通道一,重复通道一的过程;之后再次加工通道二;
其五,后处理:先将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构取下;然后再将加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离;最终获得小颗粒电子封装材料。
所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求其中之一或其组合:
其一,首先制备得到所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构:取0.2-3mm厚的硅片或者玻璃板作为衬板1在155-160℃条件下加热3分钟;然后在衬板1上涂抹熔点在150±5℃,粘性在6000~9000cps的高温石蜡且厚度要求为80-150μm;高温石蜡融化后去除气泡且满足下述要求:最大气泡直径尺寸不超过0.1mm;气泡所占体积小于总体积的1%;之后将电子封装材料毛坯2置于融化的蜡层表面,使用耐高温硅胶压头以5-10N的力轻压电子封装材料毛坯2表面使衬板1通过蜡层将衬板1和电子封装材料毛坯2固定连接成一体;然后再在衬板1远离电子封装材料毛坯2的另一侧涂抹液态高温石蜡冷却后制得厚度60-100μm的表面封装粘接层3.2;最终形成所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构;
其二,将前述制备过程得到的所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构通过胶层固定在UV膜的膜层上,UV膜的膜层选用通用型膜,UV膜的胶层厚度在0.01-0.015mm;
其三,将UV膜固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面,同时砂轮划片机作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;
其四,选用砂轮划片机作为最终产品即小颗粒电子封装材料的加工设备,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片;砂轮片刀刃厚度在0.1~0.2mm;砂轮划片机加工过程中:划切主轴转速为25000-30000rpm,划切进刀速度0.5-5mm/s,切进衬板1基材的深度为0.01mm-0.15mm,切割过程中要求喷冷却液;
其五,加工方法要求如下:首先加工平行的多条通道一,技术要求如下:砂轮划片机的步进距离≤1.55mm;从边缘记录首刀位置顺次切割;然后加工与通道一垂直的多条相互平行的通道二,砂轮划片机的步进距离≤1.55mm,从边缘记录首刀位置顺次切割;以与通道一相同的方式顺次切割通道二;然后再次加工通道一,重复通道一的过程;之后再次加工通道二;通道三实际是通道一的第二次加工,通道四实际是通道二的第二次加工。
基于砂轮划片机的划切机理和运动方式,采用多通道形式进行划切:首先转动工作盘为0°切割通道一,通道一先将材料按尺寸精度要求划切得到细条状金属,请参见图2,工作盘旋转90°切割通道二,通道二将细条状金属划切成尺寸要求的金属粒子,请参见3,再按照同样的参数重复划切通道一、二的位置,详见图4、图5;图6为切割完成后的侧面图;即:通道三与通道一的切割完全一致,通道四与通道二的切割完全一致达到精度在1微米以内的精准切割。重复划切的目的在于当执行完首次的通道一、通道二的切割时,金属会向粒子侧面边角处延展至切割道形成毛刺,同样的设定再次执行两个通道位置的划切时,砂轮片会带走粒子边角处伸出的毛刺,从而达到显著减少毛刺的目的。同时根据毛胚工件的切割要求设定合适的划切参数,从而减少毛刺。
上述切割路线可以扩展为同时切割一个通道的两条线,即双刀切割需用双轴切割设备。不变的是仍然要依次切割四个通道:通道一、通道二、通道三、通道四,至于每个通道内要如何切可额外实现如下情况:同时切割两个槽,两个刀切割方向满足下述要求之一:a.可以相向而行;b.也可同向而行;c.也可一个砂轮片切得槽多,另一砂轮片切的少;d.也可从同一起点出发一个刀切完另一刀再切一遍。前述几点要求中的a、b、c三步内容的应用目的主要是有效缩短加工时间,取得更好的技术效果。
其六,后处理:先将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构从UV膜上取下;然后再将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离;最终获得小颗粒电子封装材料。
进一步的,所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求其中之一或其组合:
其一,将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构通过胶层固定在UV膜的膜层上时选用的UV膜的膜层粘着力为3±0.3N/10mm,厚度0.15-0.17mm,材质为环氧丙烷基材即PO基材;
其二,将UV膜固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面的同时,砂轮划片机通过真空吸附至负压为65-90kpa作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;目的在于强效有力的固定要切割的工件,以防止在切割时工件窜动,影响切割质量;
其三,选用砂轮划片机作为小颗粒电子封装材料加工设备时,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片: TB92608VE4EZ;56×0.15×40,D400C90RG25;金刚石晶粒尺寸为15~30微米;
砂轮划片机加工过程中,冷却液侧喷及前后喷水出水量均为1.1L/min;
砂轮划片机为双轴切割设备,同时切割两个槽,两个刀切割方向满足下述要求:相向而行或同向而行或一个砂轮片切得槽多,另一砂轮片切的少;或从同一起点出发一个刀切完另一刀再切一遍。进一步优选说明如下:两个刀切割方向满足下述要求之一:a.可以相向而行;b.也可同向而行;c.也可一个砂轮片切得槽多,另一砂轮片切的少;d.也可从同一起点出发一把刀切完另一把刀再切一遍。前述几点要求中的a、b、c三步内容的应用目的主要是有效缩短加工时间,取得更好的技术效果。
所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求:
复合夹层结构从UV膜上取下后,再将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离的具体方法为以下两种之一或先后交替使用下述两种方法以便溶解清洗高温石蜡,待高温石蜡与加工后的电子封装材料颗粒相对脱离,拣取加工后的电子封装材料颗粒:
其一,将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料一起置于155-160℃高温加热的浓度为95±3%的工业酒精中;
其二,将通过粘接用封装粘接层3.1粘连在一起的衬板1的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料置于PH值为8-10碱性蜡溶解剂中,温度为50℃。
目的在于去除材料表面涂覆的蜡,还原材料原本样貌,此过程以及所选溶液不会破坏到材料本身的形貌与尺寸精度。
综上,针对所要解决的关键技术难题,简言之,本实施例所采用的技术方案主要内容如下:
步骤一,封装金属材料,选取一块用于支撑金属材料的衬板1,衬板1上涂覆临时粘结剂,将金属材料平整压覆在临时粘结剂上,再将金属材料的表面再涂覆临时粘结剂;
所述衬板1的材质为硅片或玻璃片中的任意一种。所述临时粘结剂优选为蜡。
步骤二,装夹封装待加工的金属材料毛坯板材,将步骤一获得的封装金属材料,即小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,装夹在划片机的工作台上,通过砂轮划片机的真空负压膜衬底工装将封装金属材料进行划切前的固定;
所述砂轮划片机的真空负压膜衬底工装就是通过一层面带有粘性质的膜来将小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构粘附住后,再通过真空负压膜衬底工装的另一层面将封装金属材料吸附固定在划片机的工作台上;
步骤三,划切封装金属材料实际上是划切小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,根据封装金属材料所需的尺寸及形状,在砂轮划片机所自带的软件中预先定义砂轮划片机的砂轮在封装金属材料上所要划切的运动轨迹,使所述砂轮按照预先定义的运动轨迹划切封装金属材料;
步骤四,溶解封装金属材料,获取金属粒子单元;所述溶解介质为乙醇,最好是浓度92%-98%的工业乙醇。
将步骤三划切后的封装金属材料放置在盛有被加热的溶解介质的容器中,使封装金属材料上的临时粘结剂溶解,得到金属粒子单元。
与现有技术相比较,本实施例具有如下有益效果:
1、通过砂轮划片机精准控制划切金属粒子单元的尺寸,对于误差稳定在几十微米以内的高精密器件加工具有显著效果,切割品质高;砂轮片厚度尺寸据切割要求而定。加工一刀之后再次加工的重复位置精度为1微米。可以同时加工2个甚至更多个槽;
2、通过改变金属材料的划切工步和砂轮划片机的划切方式,有效地减少了毛刺数量,减小毛刺尺寸,提高了表面精加工质量;本实施例应用了二次划切的加工方式,并且通过相关理论研究和大量的实验研究得到了优选的技术要求方案;取得了明显更好的技术效果;
3、选用硅片为衬底材料做支撑,成本低,固定性能好;选择优选后技术效果最佳的满足特定要求的高温蜡作为临时粘结剂,只需针对金属材料表面涂覆,操作简单,用料省,工艺具有可持续性;后续仅需高温加热满足技术效果最优的浓度要求的工业酒精进行除蜡,耗材易取,且无浪费,整个过程节能环保,可行性更高;
4、整个操作工艺过程简单,划切、去毛刺一气呵成,效率高,成功率高且稳定,无需额外增加其他设备,降低成本;
5、采用划片机进行物理切割,对金属材料尺寸与厚度的要求范围宽泛,相较于激光切割方法的适用性更高,实用性更强,且减少后续裂片过程,更加高效;为了取得更高的加工效率,可以同时切割两条槽甚至更多条槽;
6、为其他相似性质的金属材料的加工优化提供思路,为精密器件加工提供创新方法。
综上,本实施例具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。
实施例3
结合图1-6可知,减少金属材料加工产生毛刺的工艺方法的步骤如下:
步骤一,封装金属材料,如图1所示,选取一块用于支撑金属材料的衬板1,衬板上涂覆临时粘结剂3,将金属材料2平整压覆在临时粘结剂上,再将金属材料2的表面再涂覆临时粘结剂3;
所用到的临时粘结剂3为蜡。
衬板1的材质是硅片或玻璃片中的任意一种,除此所述的两种材质之外,还有多种材料可以满足衬板的材质,只要符合并具备以下性能:一是莫氏硬度大于6的硬质材料,并且表面光滑;二是满足采用树脂砂轮片可持续稳定的切割;三是最高耐热温度可达200℃以上;四是要耐酒精等介质的腐蚀。只要能符合并具备上述四条技术要求即可,由于本实施例主要是要实现如何提高减少或避免毛刺的产生,因此,通过对现有材料中通过实践的摸索,验证了这两种材料符合衬板使用要求,因此,以优选的方式对这两种材料限定。
更为具体的,选择硅片作为衬板1,并在硅片表面热融高温蜡,并使得融化的液态蜡在硅片表面分布均匀,且无气泡;
再将金属材料放置在硅片表面分布的液态蜡上,将金属材料平整压覆在液态蜡中;最后,在金属表面再涂上一层蜡,同样液态蜡应分布均匀且无气泡。最终形成“衬底-蜡-金属-蜡”的封装金属材料夹层结构。此过程目的在于蜡作为临时粘结剂有着加强固定、保持材料形状的作用,蜡将金属材料上、下表面包裹住,使得在划切封装金属材料时可减少金属材料因延展而在粒子上、下表面产生的毛刺。
步骤二,装夹封装金属材料,将步骤一获得的封装金属材料装夹在划片机的工作台上,通过砂轮划片机的真空负压膜衬底工装将封装金属材料进行划切前的固定;
所述砂轮划片机的真空负压膜衬底工装就是通过一层面带有粘性质的膜来将封装金属材料粘附住后,再通过真空负压膜衬底工装的另一层面将封装金属材料吸附固定在划片机的工作台上。目的在于实现安全的固定要切割的工件,防止在切割时工件窜动,影响切割质量。
步骤三,划切封装金属材料,根据封装金属材料所需的尺寸及形状,在砂轮划片机所自带的软件中预先定义砂轮划片机的砂轮在封装金属材料上所要划切的运动轨迹,使所述砂轮按照预先定义的运动轨迹划切封装金属材料;
本实施例具体是这样实施划切封装金属材料的:
如图2所示,砂轮按照预先定义的运动轨迹,砂轮第一次以横向划切的运动方式切入衬板1并在封装金属材料上形成多个横向通道,封装金属材料被分割成多个金属细条;
第二次的使砂轮按照预先定义的运动轨迹,以纵向划切的运动方式切入衬板1并在封装金属材料上形成多个纵向通道,金属细条被分割成若干个金属粒子单元,如图3所示;此时,砂轮划切产生的伸出的毛刺5汇集在金属粒子单元与横向通道和纵向通道的交汇处,如图4所示;
如图5所示,砂轮沿先前的第一次横向划切的运动轨迹,又一次地进入在先获得的横向通道内划切后,如图6所示的,砂轮沿先前的第二次纵向划切的运动方式,又一次地进入在先获得纵向通道内完成划切,砂轮带走汇集在金属粒子单元横向通道和纵向通道交汇处的伸出的毛刺,从而达到显著减少毛刺的目的。
步骤四,溶解封装金属材料,获取金属粒子单元;
将步骤三划切后的封装金属材料放置在盛有被加热的溶解介质的容器中,使封装金属材料上的临时粘结剂溶解,得到金属粒子单元。
进一步的,本实施例中所述溶解介质为乙醇,更为具体的,所述乙醇为工业乙醇,将划切后的封装金属材料放置在盛有被加热的工业乙醇的容器中使封装金属材料上的临时粘结剂溶解,得到金属粒子单元。
利用被加热的工业乙醇的高温进行溶解临时粘结剂,由于本实施例采用蜡为临时粘结剂,因此蜡溶解后,就会在衬板上得到若干个金属粒子单元,每个金属粒子单元形状方正、少毛刺、符合高尺寸精度的标准。
进而,通过工业乙醇去除金属材料表面涂覆的蜡,还原了金属材料原本样貌,此过程不会影响到金属材料的形貌与尺寸精度。
实施例4
对具有延展性的金属材料,以铜片为例,规格尺寸为20×20×0.3mm。现将其切割成1.4mm×1.4mm的正方形粒子,且公差范围在+0mm,-0.03mm内。
设备:砂轮划片机;
设备型号:DS616;
砂轮片:砂轮片中砂 TB92608VE4EZ,56×0.15×40,D400C90RG25;
工艺及参数:
步进为1.55mm、划切主轴转速26000rpm、划切进刀速度1mm/s,切进硅衬底深度0.15mm,侧喷及前后喷水均为1.1L/min。
封装金属材料:先将硅片作为衬板置于高温加热平台上,通常,高温加热平台预设温度为150℃,当温度达到150℃时将衬底放置在其平台上,这样衬底上的蜡就会熔融。
在硅片表面均匀涂抹高温蜡,待蜡熔融后去除表面气泡;然后将铜片平整放置在融化的液态蜡中,轻压排去接触面中的气泡;在铜片表面再涂抹高温蜡并去除气泡;之后将通过蜡将铜片与衬板粘连的整体取下并置于金属平台上,待材料静置冷却后,将衬底硅片粘贴在真空负压膜衬底工装上。
装夹封装金属材料:基于砂轮划片机上述的切割机理和划切运动方式,按要求将软件参数设定好划切的通道,将处理好的封装金属材料粘附于真空负压膜衬底工装的一面,使真空负压膜衬底工装的另一面通过真空负压膜衬底工装产生的真空负压将封装金属材料吸附在工作盘中心,本实施例中的封装金属材料指的是通过蜡将铜片与衬板粘连的整体。
然后划切封装金属材料,根据封装金属材料所需的尺寸及形状,在砂轮划片机所自带的软件中预先定义砂轮划片机的砂轮在封装金属材料上所要划切的运动轨迹,使所述砂轮按照预先定义的运动轨迹划切封装金属材料。
可参照图2所示,砂轮第一次以横向划切的运动方式切入衬板1并在封装金属材料上形成多个横向通道,封装金属材料被分割成多个金属细条;
第二次的使砂轮按照预先定义的运动轨迹,以纵向划切的运动方式切入衬板1并在封装金属材料上形成多个纵向通道,金属细条被分割成若干个金属粒子单元,如图3所示;此时,砂轮划切产生的伸出的毛刺5汇集在金属粒子单元与横向通道和纵向通道的交汇处,可参照图4所示;
可参照图5所示,砂轮沿先前的第一次横向划切的运动轨迹,又一次地进入在先获得的横向通道内划切后,如图6所示的,砂轮沿先前的第二次纵向划切的运动方式,又一次地进入在先获得纵向通道内完成划切,砂轮带走汇集在金属粒子单元横向通道和纵向通道交汇处的伸出的毛刺,从而达到显著减少毛刺的目的。累计的划切次数提高了金属粒子单元的表面质量。
溶解封装金属材料,获取金属粒子单元:先将衬板从砂轮划片机的真空负压膜衬底工装上取下,再将粘连一起的衬板和铜一起置于盛装有热工业乙醇的容器中溶解粘结剂蜡,待蜡完全溶解于酒精中,拣取切割完的1.4×1.4mm铜粒子。
检验:切割完成的铜粒子,在显微镜下观察,毛刺很少,且毛刺尺寸在均30微米以内,符合公差尺寸和品质要求,为合格品。
本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (6)
1.小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,其特征在于:其构成如下:衬板(1)、电子封装材料毛坯(2)、封装粘接层(3);其中:
衬板(1)中的基材是硅片或者玻璃板,其厚度≤3.6mm;电子封装材料毛坯(2)是满足最终小颗粒电子封装材料成品厚度要求的板状毛坯件;电子封装材料毛坯(2)的厚度≤1.4mm;电子封装材料毛坯(2)的材质是下述几种之一:铜、表面镀镍的合金材料、镀锌镍合金、含银铜基焊片;
封装粘接层(3)具体分为两部分:粘接用封装粘接层(3.1)、表面封装粘接层(3.2);电子封装材料毛坯(2)通过粘接用封装粘接层(3.1)与衬板(1)封装固定为一体;在电子封装材料毛坯(2)远离衬板(1)的另一侧设置有表面封装粘接层(3.2);粘接用封装粘接层(3.1)、表面封装粘接层(3.2)二者均平行于板状结构的电子封装材料毛坯(2)的上下两个面积较大的板面;
粘接用封装粘接层(3.1)、表面封装粘接层(3.2)均为使用满足下述要求的材料制备得到的层状结构:熔点在150±5℃,粘性为6000-9000cps的高温石蜡。
2.根据权利要求1所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,其特征在于:所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构满足下述要求之一或其组合:
其一,衬板(1)是由基材和带有胶层的UV膜依次层叠共同构成的层状复合结构:
基材,是厚度为0.2-3mm的硅片或者玻璃板;
UV膜,其构成为:膜层、胶层;其中:胶层附着在膜层上;用于将基材和UV膜粘接在一起的UV膜中的胶层厚度为0.01-0.015mm,材质为聚烯烃;UV膜的膜层选用通用型膜,其性能参数要求为:粘着力为3±0.3N/10mm,厚度0.15~0.17mm,材质为环氧丙烷基材;
其二,粘接用封装粘接层(3.1)的厚度是80-150μm;表面封装粘接层(3.2)的厚度为60-100μm;要求粘接用封装粘接层(3.1)和表面封装粘接层(3.2)内部达到下述要求:最大气泡直径尺寸不超过0.1mm;气泡所占体积小于总体积的1%;
其三,电子封装材料毛坯(2)的厚度为0.2-1mm。
3.小颗粒电子封装材料加工方法,其使用如权利要求1或2中所述的小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构,其特征在于:所述小颗粒电子封装材料加工方法的步骤和内容依次满足下述要求:
其一,首先制备得到所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构:
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的构成如下:衬板(1)、电子封装材料毛坯(2)、封装粘接层(3);其中:
衬板(1)中的基材是硅片或者玻璃板,其厚度≤3.6mm;电子封装材料毛坯(2)是满足最终小颗粒电子封装材料成品厚度要求的板状毛坯件;电子封装材料毛坯(2)的厚度≤1.4mm;电子封装材料毛坯(2)的材质是下述几种之一:铜、表面镀镍的合金材料、镀锌镍合金,含银铜基焊片;
封装粘接层(3)具体分为两部分:粘接用封装粘接层(3.1)、表面封装粘接层(3.2);电子封装材料毛坯(2)通过粘接用封装粘接层(3.1)与衬板(1)封装固定为一体;在电子封装材料毛坯(2)远离衬板(1)的另一侧设置有表面封装粘接层(3.2);粘接用封装粘接层(3.1)、表面封装粘接层(3.2)二者均平行于板状结构的电子封装材料毛坯(2)的上下两个面积较大的板面;
粘接用封装粘接层(3.1)、表面封装粘接层(3.2)均为使用满足下述要求的材料制备得到的层状结构:熔点在150±5℃,粘性为6000-9000cps的高温石蜡;
所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构的制备方法是:取厚度≤3.6mm的硅片或者玻璃板作为衬板(1);然后在衬板(1)上涂抹高温石蜡;之后将电子封装材料毛坯(2)置于融化的蜡层表面,使衬板(1)通过粘接用封装粘接层(3.1)将衬板(1)和电子封装材料毛坯(2)固定连接成一体;然后再在衬板(1)远离电子封装材料毛坯(2)的另一侧涂抹液态高温石蜡冷却后制得表面封装粘接层(3.2);最终形成所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构;
其二,将前述制备过程得到的所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面,同时砂轮划片机作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;
其三,选用砂轮划片机作为最终产品即小颗粒电子封装材料的加工设备,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片;砂轮片刀刃厚度在0.1~0.2mm;砂轮划片机加工过程中:划切主轴转速为20000-35000rpm,划切进刀速度0.01-8mm/s,切进衬板(1)基材的深度为0.005mm-0.25mm;
其四,加工方法要求如下:首先加工平行的多条通道一,然后加工与通道一垂直的多条相互平行的通道二;然后再次加工通道一,重复通道一的过程;之后再次加工通道二;
其五,后处理:先将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构取下;然后再将加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离;最终获得小颗粒电子封装材料。
4.根据权利要求3所述小颗粒电子封装材料加工方法,其特征在于:所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求其中之一或其组合:
其一,首先制备得到所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构:取0.2-3mm厚的硅片或者玻璃板作为衬板(1)在155-160℃条件下加热3分钟;然后在衬板(1)上涂抹熔点在150±5℃,粘性在6000~9000cps的高温石蜡且厚度要求为80-150μm;高温石蜡融化后去除气泡且满足下述要求:最大气泡直径尺寸不超过0.1mm;气泡所占体积小于总体积的1%;之后将电子封装材料毛坯(2)置于融化的蜡层表面,使用耐高温硅胶压头以5-10N的力轻压电子封装材料毛坯(2)表面使衬板(1)通过蜡层将衬板(1)和电子封装材料毛坯(2)固定连接成一体;然后再在衬板(1)远离电子封装材料毛坯(2)的另一侧涂抹液态高温石蜡冷却后制得厚度60-100μm的表面封装粘接层(3.2);最终形成所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构;
其二,将前述制备过程得到的所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构通过胶层固定在UV膜的膜层上,UV膜的膜层选用通用型膜,UV膜的胶层厚度在0.01-0.015mm;
其三,将UV膜固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面,同时砂轮划片机作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;
其四,选用砂轮划片机作为最终产品即小颗粒电子封装材料的加工设备,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片;砂轮片刀刃厚度在0.1~0.2mm;砂轮划片机加工过程中:划切主轴转速为25000-30000rpm,划切进刀速度0.5-5mm/s,切进衬板(1)基材的深度为0.01mm-0.15mm,切割过程中要求喷冷却液;
其五,加工方法要求如下:首先加工平行的多条通道一,技术要求如下:砂轮划片机的步进距离≤1.55mm;从边缘记录首刀位置顺次切割;然后加工与通道一垂直的多条相互平行的通道二,砂轮划片机的步进距离≤1.55mm,从边缘记录首刀位置顺次切割;以与通道一相同的方式顺次切割通道二;然后再次加工通道一,重复通道一的过程;之后再次加工通道二;
其六,后处理:先将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构从UV膜上取下;然后再将通过粘接用封装粘接层(3.1)粘连在一起的衬板(1)的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离;最终获得小颗粒电子封装材料。
5.根据权利要求4所述小颗粒电子封装材料加工方法,其特征在于:所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求其中之一或其组合:
其一,将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构通过胶层固定在UV膜的膜层上时选用的UV膜的膜层粘着力为3±0.3N/10mm,厚度0.15-0.17mm,材质为环氧丙烷基材即PO基材;
其二,将UV膜固定在作为加工设备的砂轮划片机工作盘表面的同时,砂轮划片机通过真空吸附至负压为65-90kpa作用于UV膜将所述小颗粒电子封装材料加工用复合夹层结构进行划切前的固定;以防止在切割时工件窜动,影响切割质量;
其三,选用砂轮划片机作为小颗粒电子封装材料加工设备时,砂轮片选用中砂金刚石砂轮片: TB92608VE4EZ;56×0.15×40,D400C90RG25;金刚石晶粒尺寸为15~30微米;
砂轮划片机加工过程中,冷却液侧喷及前后喷水出水量均为1.1L/min;
砂轮划片机为双轴切割设备,同时切割两个槽,两个刀切割方向满足下述要求:相向而行或同向而行或一个砂轮片切得槽多,另一砂轮片切的少;或从同一起点出发一个刀切完另一刀再切一遍。
6.根据权利要求3或4或5所述小颗粒电子封装材料加工方法,其特征在于:所述小颗粒电子封装材料加工方法还满足下述要求:
复合夹层结构从UV膜上取下后,再将通过粘接用封装粘接层(3.1)粘连在一起的衬板(1)的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料和高温石蜡相互脱离的具体方法为以下两种之一或先后交替使用下述两种方法以便溶解清洗高温石蜡,待高温石蜡与加工后的电子封装材料颗粒相对脱离,拣取加工后的电子封装材料颗粒:
其一,将通过粘接用封装粘接层(3.1)粘连在一起的衬板(1)的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料一起置于155-160℃高温加热的浓度为95±3%的工业酒精中;
其二,将通过粘接用封装粘接层(3.1)粘连在一起的衬板(1)的基材和加工后的电子封装材料颗粒及边角料置于PH值为8-10碱性蜡溶解剂中,温度为50℃。
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