CN114543778B - 芯片内减振结构的装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片内部减振技术领域，提供了一种芯片内减振结构的装配方法。该芯片内减振结构的装配方法，包括如下步骤：选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极；将芯片放置在所述凹槽上，并使所述芯片的安装区与所述定位装配区对应装配，连接所述芯片的电极和所述过渡电极。本发明操作简单方便，通过芯片放置在凹槽上，且芯片的安装区与定位装配区对应装配，保证芯片与安装台的同中心装配，防止芯片与安装台发生偏移，保证芯片的性能。
Description
技术领域
本发明涉及芯片内部减振技术领域，特别是涉及一种芯片内减振结构的装配方法。
背景技术
航天器件的工作力学环境十分恶劣，振动加速度大、频率范围广、受激时间久等，严重影响着元器件的精度和性能。因此，必须设计高性能的减振系统，隔离来自载体的强烈振动和冲击，为测量组合提供良好的工作环境，确保其可靠、稳定的工作。为保证器件的性能，现在常用方法使在器件外添加橡胶减振支架，再将减振支架封到定制的外壳中密封，形成减振系统以隔离来自载体的强烈振动和冲击，确保其可靠、稳定的工作。
若装配时石英晶振的中心与减振系统的中心偏移较多，在振动传递时，减振系统和石英晶振会发生Z向偏移，严重的会影响产品的性能。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本发明提出一种芯片内减振结构的装配方法，以解决现有芯片与减振系统装配时易发生中心偏移的问题。
根据本发明实施例提供的一种芯片内减振结构的装配方法，包括如下步骤：
选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极；
将芯片放置在所述凹槽上，并使所述芯片的安装区与所述定位装配区对应装配，连接所述芯片的电极和所述过渡电极。
根据本发明实施例提供的芯片内减振结构的装配方法，操作简单方便，通过芯片防止在凹槽上，且芯片的安装区与定位装配区对应装配，保证芯片与安装台的同中心装配，防止芯片与安装台发生偏移，保证芯片的性能。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极步骤中，还包括：
在所述基片的安装面进行镀膜，制作金属掩膜层；
对所述金属掩膜层进行光刻并湿法腐蚀去胶，获得所述安装台和所述振动梁的所述金属掩膜层的图形。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极步骤中，还包括：
在所述安装台和所述振动梁的所述金属掩膜层上涂覆第一光刻胶层，对所述第一光刻胶层光刻，获得所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极的光刻胶图形。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极步骤中，还包括：
在所述第一光刻胶层上涂覆与其极性相反的第二光刻胶层，对所述第二光刻胶层光刻获得所述凹槽的图形；
通过湿法刻蚀所述基片，获得所述安装台和所述振动梁，并对所述凹槽的图形内的金属掩膜层和所述安装台湿法刻蚀，制得所述凹槽。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极步骤中，还包括：
将所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极上的所述第二光刻胶层融除，湿法腐蚀获得与所述第一光刻胶层相同图形的金属膜电极，将所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极上的所述第一光刻胶层融除，制得所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极。
根据本发明的一个实施例，所述凹槽为环形凹槽；
或，所述凹槽包括装配凹槽和环形凹槽，所述环形凹槽与所述装配凹槽同中心，且所述环形凹槽的内径大于所述装配凹槽的内径，所述环形凹槽的外径与所述芯片的外径相同。
根据本发明的一个实施例，所述将芯片放置在所述凹槽上，并使所述芯片的安装区与所述定位装配区对应装配，连接所述芯片的电极和所述过渡电极步骤中，所述芯片通过胶水或金锡焊片与所述安装台装配连接。
根据本发明的一个实施例，还包括如下步骤：
沿所述安装台的周侧均匀设置多个所述振动梁，所述振动梁加工有至少一个回折部；
在其中两个或多个所述振动梁上制作所述引出电极。
根据本发明的一个实施例，还包括如下步骤：
将所述安装台通过胶水装配至基座上，在所述基座上设置与所述振动梁一一对应装配适配的导电支柱；
所述振动梁通过导电胶或键合金丝与所述导电支柱装配连接。
根据本发明的一个实施例，所述基片的材质为石英，所述基座的材质选用金属或陶瓷。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例石英晶振芯片内减振结构的装配方法中安装台和减振梁的结构示意图；
图2为本发明实施例石英晶振芯片内减振结构的装配方法安装台与芯片的装配示意图；
图3为本发明实施例石英音叉陀螺芯片内减振结构的装配方法中安装台和减振梁的结构示意图；
图4为本发明实施例石英音叉陀螺芯片内减振结构的装配方法中与基座的装配示意图。
附图标记：
100、安装台；110、装配凹槽；120、过渡电极；130、环形凹槽；140、振动梁；150、定位装配区；160、引出电极；200、芯片；210、安装区；220、第一键合金丝；230、第二键合金丝；300、基座；310、导电支柱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，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实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1至图4所示，本发明实施例提供一种芯片内减振结构的装配方法，包括如下步骤：
选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台100和振动梁140，并在所述安装台100上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区150，在所述振动梁140上制备引出电极160，所述安装台100上还制备有用以连接所述引出电极160和所述芯片200的电极的过渡电极120；
将芯片200放置在所述凹槽上，并使所述芯片200的安装区210与所述定位装配区150对应装配，连接所述芯片200的电极和所述过渡电极120。
根据本发明实施例提供的芯片200内减振结构的装配方法，操作简单方便，通过芯片200防止在凹槽上，且芯片200的安装区210与定位装配区150对应装配，保证芯片200与安装台100的同中心装配，防止芯片200与安装台100发生偏移，保证芯片200的性能。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台100和振动梁140，并在所述安装台100上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区150，在所述振动梁140上制备引出电极160，所述安装台100上还制备有用以连接所述引出电极160和所述芯片200的电极的过渡电极120步骤中，还包括：
在所述基片的安装面进行镀膜，制作金属掩膜层；
对所述金属掩膜层进行光刻并湿法腐蚀去胶，获得所述安装台100和所述振动梁140的所述金属掩膜层的图形。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台100和振动梁140，并在所述安装台100上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区150，在所述振动梁140上制备引出电极160，所述安装台100上还制备有用以连接所述引出电极160和所述芯片200的电极的过渡电极120步骤中，还包括：
在所述安装台100和所述振动梁140的所述金属掩膜层上涂覆第一光刻胶层，对所述第一光刻胶层光刻，获得所述定位装配区150、所述过渡电极120以及所述引出电极160的光刻胶图形。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台100和振动梁140，并在所述安装台100上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区150，在所述振动梁140上制备引出电极160，所述安装台100上还制备有用以连接所述引出电极160和所述芯片200的电极的过渡电极120步骤中，还包括：
在所述第一光刻胶层上涂覆与其极性相反的第二光刻胶层，对所述第二光刻胶层光刻获得所述凹槽的图形；
通过湿法刻蚀所述基片，获得所述安装台100和所述振动梁140，并对所述凹槽的图形内的金属掩膜层和所述安装台100湿法刻蚀，制得所述凹槽。
根据本发明的一个实施例，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台100和振动梁140，并在所述安装台100上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区150，在所述振动梁140上制备引出电极160，所述安装台100上还制备有用以连接所述引出电极160和所述芯片200的电极的过渡电极120步骤中，还包括：
将所述定位装配区150、所述过渡电极120以及所述引出电极160上的所述第二光刻胶层融除，湿法腐蚀获得与所述第一光刻胶层相同图形的金属膜电极，将所述定位装配区150、所述过渡电极120以及所述引出电极160上的所述第一光刻胶层融除，制得所述定位装配区150、所述过渡电极120以及所述引出电极160。
根据本发明的一个实施例，所述凹槽为环形凹槽130；
或，所述凹槽包括装配凹槽110和环形凹槽130，所述环形凹槽130与所述装配凹槽110同中心，且所述环形凹槽130的内径大于所述装配凹槽110的内径，所述环形凹槽130的外径与所述芯片200的外径相同。可以理解的是，通过在安装台100上的装配凹槽110的周围制作环形凹槽130，用于将多余的胶引流，同时保证石英晶振200在z向与安装台100保持平行接触，保证质心一致。
根据本发明的一个实施例，所述将芯片200放置在所述凹槽上，并使所述芯片200的安装区210与所述定位装配区150对应装配，连接所述芯片200的电极和所述过渡电极120步骤中，所述芯片200通过胶水或金锡焊片与所述安装台100装配连接。
根据本发明的一个实施例，还包括如下步骤：
沿所述安装台100的周侧均匀设置多个所述振动梁140，所述振动梁140加工有至少一个回折部；在其中两个或多个所述振动梁140上制作所述引出电极160。可以理解的是，每个振动梁140均设有至少两个回折部，形成挠性梁，提高振动梁140的阻尼减振效果。
根据本发明的一个实施例，还包括如下步骤：
将所述安装台100通过胶水装配至基座300上，在所述基座300上设置与所述振动梁140一一对应装配适配的导电支柱310；
所述振动梁140通过导电胶或键合金丝与所述导电支柱310装配连接。
根据本发明的一个实施例，所述基片的材质为石英，所述基座300的材质选用金属或陶瓷。可以理解的是，保证基座300的支撑强度和安装台100的安装强度，保证稳定性。安装台100的材质与基台材质相同，安装台100和振动梁140的材质均选用石英材质，与石英晶振200的材质相同，使得安装台100与石英晶振200的热膨胀系数相同，降低了芯片的温度应力，提高了产品的温度性能。
实施例1
石英晶振芯片内减振结构的装配方法，包括如下步骤：
选取石英材质的基片，在所述基片的安装面进行镀膜，制作金属掩膜层；对所述金属掩膜层进行光刻并湿法腐蚀去胶，获得所述安装台100和所述振动梁140的所述金属掩膜层的图形；
在所述安装台100和所述振动梁140的所述金属掩膜层上涂覆第一光刻胶层，对所述第一光刻胶层光刻，获得所述定位装配区150、所述过渡电极120以及所述引出电极160的光刻胶图形，其中，定位装配区150内设有与石英晶振芯片的工作电极相适配的装配电极；
在所述第一光刻胶层上涂覆与其极性相反的第二光刻胶层，对所述第二光刻胶层光刻获得装配凹槽110和环形凹槽130的图形；
通过湿法刻蚀所述基片，获得所述安装台100和所述振动梁140，并对装配凹槽110和环形凹槽130内的金属掩膜层湿法刻蚀，制得装配凹槽110和环形凹槽130；
在装配电极上涂抹导电胶，将石英晶振芯片的振动区放置在装配凹槽110内，多余的导电胶会相应流入环形凹槽130内，同时使石英晶振芯片的工作电极与装配电极通过导电胶粘接，待导电胶固化，完成石英晶振芯片与安装台100同质心装配；
将安装台100通过环氧树脂胶装配至基座300上，引出电极160通过导电银胶或键合金丝与基座300的导电支柱310实现电连接。
实施例2
石英音叉陀螺芯片内减振结构的装配方法，包括如下步骤：
选取石英材质的基片，在所述基片的安装面进行镀膜，制作金属掩膜层；对所述金属掩膜层进行光刻并湿法腐蚀去胶，获得所述安装台100和所述振动梁140的所述金属掩膜层的图形；
在所述安装台100和所述振动梁140的所述金属掩膜层上涂覆第一光刻胶层，对所述第一光刻胶层光刻，获得所述定位装配区150、所述过渡电极120以及所述引出电极160的光刻胶图形；
在所述第一光刻胶层上涂覆与其极性相反的第二光刻胶层，对所述第二光刻胶层光刻获得环形凹槽130的图形；
通过湿法刻蚀所述基片，获得所述安装台100和所述振动梁140，并对环形凹槽130内的金属掩膜层湿法刻蚀，制得环形凹槽130；
环形凹槽130内部的定位装配区150上设置绝缘胶，将石英音叉陀螺芯片的装配区放置在环形凹槽130内，多余的绝缘胶会相应流入环形凹槽130内，待绝缘胶固化，完成石英音叉陀螺芯片与安装台100同质心装配；
将安装台100通过环氧树脂胶装配至基座300上，引出电极160通过第一键合金丝220或导电胶与基座300的导电支柱310实现电连接，通过第二键合金丝230实现石英音叉陀螺芯片的工作电极通过过渡电极120与引出电极160的电连接。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (7)
1.一种芯片内减振结构的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极；
在所述基片的安装面进行镀膜，制作金属掩膜层；
对所述金属掩膜层进行光刻并湿法腐蚀去胶，获得所述安装台和所述振动梁的所述金属掩膜层的图形；
在所述安装台和所述振动梁的所述金属掩膜层上涂覆第一光刻胶层，对所述第一光刻胶层光刻，获得所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极的光刻胶图形；
在所述第一光刻胶层上涂覆与其极性相反的第二光刻胶层，对所述第二光刻胶层光刻获得所述凹槽的图形；
通过湿法刻蚀所述基片，获得所述安装台和所述振动梁，并对所述凹槽的图形内的金属掩膜层和所述安装台湿法刻蚀，制得所述凹槽；
将芯片放置在所述凹槽上，并使所述芯片的安装区与所述定位装配区对应装配，连接所述芯片的电极和所述过渡电极。
2.根据权利要求1所述的芯片内减振结构的装配方法，其特征在于，所述选取基片，在所述基片的安装面上制备安装台和振动梁，并在所述安装台上制备凹槽，以及与所述凹槽连接的定位装配区，在所述振动梁上制备引出电极，所述安装台上还制备有用以连接所述引出电极和所述芯片的电极的过渡电极步骤中，还包括：
将所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极上的所述第二光刻胶层融除，湿法腐蚀获得与所述第一光刻胶层相同图形的金属膜电极，将所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极上的所述第一光刻胶层融除，制得所述定位装配区、所述过渡电极以及所述引出电极。
3.根据权利要求1所述的芯片内减振结构的装配方法，其特征在于，所述凹槽为环形凹槽；
或，所述凹槽包括装配凹槽和环形凹槽，所述环形凹槽与所述装配凹槽同中心，且所述环形凹槽的内径大于所述装配凹槽的内径，所述环形凹槽的外径与所述芯片的外径相同。
4.根据权利要求1所述的芯片内减振结构的装配方法，其特征在于，所述将芯片放置在所述凹槽上，并使所述芯片的安装区与所述定位装配区对应装配，连接所述芯片的电极和所述过渡电极步骤中，所述芯片通过胶水或金锡焊片与所述安装台装配连接。
5.根据权利要求1所述的芯片内减振结构的装配方法，其特征在于，还包括如下步骤：
沿所述安装台的周侧均匀设置多个所述振动梁，所述振动梁加工有至少一个回折部；
在其中两个或多个所述振动梁上制作所述引出电极。
6.根据权利要求1所述的芯片内减振结构的装配方法，其特征在于，还包括如下步骤：
将所述安装台通过胶水装配至基座上，在所述基座上设置与所述振动梁一一对应装配适配的导电支柱；
所述振动梁通过导电胶或键合金丝与所述导电支柱装配连接。
7.根据权利要求6所述的芯片内减振结构的装配方法，其特征在于，所述基片的材质为石英，所述基座的材质选用金属或陶瓷。
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