CN116456620A - 双面封装方法、封装产品及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双面封装方法、封装产品及电子设备，属于封装技术领域，该方法包括：准备基板，将多个第一元器件贴装至所述基板的第一表面；将多个第二元器件贴装至所述基板的第二表面；对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品。本发明实现了提高双面SMT封装生产效率的技术效果。

Description

双面封装方法、封装产品及电子设备

技术领域

本发明涉及封装技术领域，尤其涉及一种双面封装方法、封装产品及电子设备。

背景技术

随着SIP(System In Package)技术的快速发展，对封装器件的尺寸提出了更高的要求，为了满足SIP模组小型化、微型化的发展趋势，系统级别SIP在设计时会将基板尺寸尽可能的缩小。在这种背景下，为了保证SIP模组的性能，往往采用双面SMT(Surface MountedTechnology，表面贴装技术)的封装工艺方案。

考虑到SIP模组多应用于TWS耳机等对电磁屏蔽有较高要求的环境，因此在进行磁控溅射制程时，第二面SMT往往需要采用单颗作业方案。然而，单颗作业拼版生产的数量远低于整版作业，使得双面SMT封装的生产效率低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种双面封装方法、封装产品及电子设备，旨在解决单颗作业拼版生产导致双面SMT封装的生产效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种双面封装方法，该方法包括：

准备基板，将多个第一元器件贴装至所述基板的第一表面；

将多个第二元器件贴装至所述基板的第二表面；

对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品。

可选地，在所述将第一元器件贴装至所述基板的第一表面的步骤之后，所述方法还包括：

对贴装后的第一表面进行塑封处理，形成塑封层。

可选地，在所述对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品的步骤之后，所述方法还包括：

将所述封装产品转移至磁控溅射设备。

可选地，在所述将所述封装产品转移至磁控溅射设备的步骤之前，所述方法还包括：

通过第一吸附设备吸附固定所述第二表面，对所述封装产品进行清洗。

可选地，所述第一吸附设备包含避让吸嘴，所述避让吸嘴的吸附面积大于多个所述第二元器件的横截面积，所述通过第一吸附设备吸附固定所述第二表面，对所述封装产品进行清洗的步骤包括：

将所述避让吸嘴对准所述第二元器件所在位置，吸附至所述第二表面，以使所述第二元器件被包含在所述避让吸嘴内部且不与所述避让吸嘴的内壁接触；

对所述封装产品喷射清洗剂，清洗所述封装产品。

可选地，所述将所述封装产品转移至磁控溅射设备的步骤包括：

通过第二吸附设备吸附固定所述第一表面，使所述封装产品脱离所述第一吸附设备的吸附；

转移所述封装产品，使所述第二表面与所述磁控溅射设备中治具的开口边缘接触。

可选地，所述治具的开口为避让凹槽，所述避让凹槽的边缘设置有粘结部件，所述转移所述封装产品，使所述第二表面与所述磁控溅射设备中治具的开口边缘接触的步骤包括：

将所述第二元器件对准所述避让凹槽所在位置，以使所述第二元器件被包含在所述避让凹槽内部且不与所述避让凹槽的内壁接触；

关闭所述第二吸附设备，使所述封装产品通过所述粘结部件固定在所述治具上。

可选地，所述磁控溅射设备使用的靶材为铜或不锈钢。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种封装产品，所述封装产品采用如上文所述的双面封装方法制备得到。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包含如上文所述的封装产品。

本发明提供的双面封装方法，先准备基板，将多个第一元器件贴装至所述基板的第一表面；再将多个第二元器件贴装至所述基板的第二表面；最后对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品。对双面封装工艺流程进行调整，将对第二表面进行贴片的步骤调整至切割之前，在对第二表面进行贴片时使用整版作业的方式代替原来的单颗作业方式，提高第二表面的贴片效率，从而提升双面SMT封装的生产效率。

附图说明

图1为一种采用单颗作业方式进行双面SMT封装的工艺流程图；

图2为本发明双面封装方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明实施例双面封装方法涉及的一种对第二表面进行贴装的示意图；

图4为本发明实施例双面封装方法涉及的一种避让吸嘴的结构改进示意图；

图5为本发明实施例双面封装方法涉及的一种避让吸嘴的工作示意图；

图6为本发明实施例双面封装方法涉及的一种避让凹槽的结构改进示意

图7为本发明实施例双面封装方法涉及的一种封装产品转移过程示意图；

图8为本发明实施例双面封装方法第四实施例的工艺流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一种采用单颗作业方式进行双面SMT封装的工艺流程图。如图1所示，PCB(Print Circuit Board，印刷电路板)作为基板首先进入生产线，SMT1制程可视为对PCB的一侧表面进行SMT贴片，贴片后的SMT1进入Molding(塑封)制程，经过塑封制程的PCB一侧表面形成塑封层。塑封之后进入切割制程，将整版的PCB切割为单颗的PCB。切割之后对单颗PCB进行清洗，清洗后进行磁控溅射。SMT2制程可视为对未贴片的另一侧表面进行贴片，SMT2之后进入后续制程。

相比于panel(整版)SMT，SMT2采用unit(单颗)作业存在一些问题。首先就是unit作业拼版数量远低于panel作业，UPH(Unit Per Hour，每小时产量)低。其次，unit作业对每颗产品定位精度要求较高，需对每颗产品单独定位，治具设计难度大。还有就是，unit作业为保证SMT贴片过程中及水洗过程中的稳定性，需对治具设计单独定位/压合装置，容易引入新的问题(比如磁铁导致偏移、侧夹导致产品划伤等等)。

本发明的主要技术方案是：准备基板，将第一元器件贴装至所述基板的第一表面；将第二元器件贴装至所述基板的第二表面；对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品。对双面封装工艺流程进行调整，将对第二表面进行贴片的步骤调整至切割之前，在对第二表面进行贴片时使用整版作业的方式代替原来的单颗作业方式，提高第二表面的贴片效率，从而提升双面SMT封装的生产效率。

本发明实施例提供了一种双面封装方法，参照图2，图2为本发明一种双面封装方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述双面封装方法包括：

步骤S10，准备基板，将多个第一元器件贴装至所述基板的第一表面；

基板是指承载元器件的板材，在本实施例中可以为PCB。第一元器件是指贴装在基板的第一表面的元器件，第一表面可以为基板两侧的任意一侧表面。采用双面封装工艺的产品，其两侧表面封装的元器件可以不同。第一元器件和第一表面之间可以具有对应关系。贴装可视为采用SMT方式将第一元器件安装至基板上的过程。SMT是一种将无引脚或短引线表面组装元器件安装在PCB的表面或其它基板的表面上，通过再流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。

步骤S20，将多个第二元器件贴装至所述基板的第二表面；

第二元器件是指贴装在第二表面的元器件，第二表面可以为位于基板两侧中与第一表面相对侧的表面。第二元器件和第二表面之间可以具有对应关系。在基板两侧的元器件不同的情况下，可以在基板两侧分别进行标记，以区分第一表面和第二表面，分别将对应的第一元器件贴装至第一表面，将第二元器件贴装至第二表面。第二表面的贴装方式也可以为SMT。

步骤S30，对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品。

封装产品可视为基板以及基板承载的所有元器件、膜层的集合，在基板上封装不同功能的元器件，封装产品就可以实现不同的功能。整版作业的情况下，每块基板中可能包含数量众多的封装产品，切割之后得到多个单颗的封装产品。本实施例对切割基板的实施方式不做限制，例如，可以采用机械切割或者激光(Laser)切割的方式。基板表面可以预先划定边界位置，按照边界位置进行切割，得到多个封装产品。

在本实施例中，准备基板，将第一元器件贴装至所述基板的第一表面；将第二元器件贴装至所述基板的第二表面；对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品。对双面封装工艺流程进行调整，将对第二表面进行贴片的步骤调整至切割之前，在对第二表面进行贴片时使用整版作业的方式代替原来的单颗作业方式，提高第二表面的贴片效率，从而提升双面SMT封装的生产效率。

进一步地，在本发明双面封装方法的第二实施例中，该方法包括：

步骤S11，对贴装后的第一表面进行塑封处理，形成塑封层。

塑封可视为通过注塑在第一表面形成塑封层，将第一元器件埋在塑封层中的过程。塑封可以使用有机热熔性材料，将热熔性材料熔化之后加压注射至第一表面，冷却后形成固态的塑封层。塑封层的厚度大于第一元器件的高度，对第一元器件形成全面的包裹。塑封之后的表面平整，可以对第一元器件形成保护。

在一可行实施方式中，将第二元器件贴装至所述基板的第二表面的步骤可以包括：

步骤S21，按照所述塑封层朝向地面的方向放置所述基板；

塑封层与第一表面位于基板的同侧，在贴装第一元器件和塑封过程中，一般将第一表面朝上，方便进行加工。而塑封层朝向地面方向的情况下，表示将第二表面朝上，如此放置基板，以便于对第二表面进行贴片。

步骤S22，将所述第二元器件贴装至所述第二表面上的预设位置。

图3为一种对第二表面进行贴装的示意图，如图3所示，101表示基板，102表示Mold层(塑封层)，103表示第二元器件，将基板的塑封层102所在一侧朝下放置，将第二元器件103贴装至第二表面。预设位置可视为根据电路设计需求预先为第二元器件选定的位置。第二元器件的贴装方式也可以为SMT。

在本实施例中，对贴片后的第一表面进行塑封，形成对第一元器件的保护，对第二表面采用整版作业的方式，拼版数量大于单颗作业，提高了UPH。

进一步地，在本发明双面封装方法的第三实施例中，该方法包括：

步骤S40，将所述封装产品转移至磁控溅射设备。

在切割得到多个封装产品之后，还可以对封装产品进行磁控溅射。磁控溅射(SPT，Sputter)是一种物理气相沉积方法，可以将金属沉积在物体表面。磁控溅射设备中可以包含定位装置，将封装产品置于定位装置中，保持磁控溅射过程中封装产品位置的稳定。磁控溅射制程将金属沉积在封装产品表面，增强导电性。本实施例在磁控溅射处理时使用的靶材可以为铜或不锈钢，在具有一定导电性的同时降低生产成本。

在一可行实施方式中，将所述封装产品转移至磁控溅射设备的步骤之前，还可以包括：

步骤S31，通过第一吸附设备吸附固定所述第二表面，对所述封装产品进行清洗。

第一吸附设备可视为通过吸附作用固定被吸附物体的设备。第一吸附设备的吸附方式可以为真空吸附。在对基板进行切割的过程中，可能会产生一些细小的尘粒，清洗可视为将尘粒去除的过程。先通过第一吸附设备对第二表面进行吸附，就可以固定封装产品的位置，防止清洗过程中的较大冲击力将封装产品冲走，使清洗更加彻底。第一吸附设备的吸附位置可以为第二表面上未安装第二元器件的区域。

在一可行实施方式中，所述第一吸附设备包含避让吸嘴，所述避让吸嘴的吸附面积大于多个所述第二元器件的横截面积，所述通过第一吸附设备吸附固定所述第二表面，对所述封装产品进行清洗的步骤包括：

步骤S311，将所述避让吸嘴对准所述第二元器件所在位置，吸附至所述第二表面，以使所述第二元器件被包含在所述避让吸嘴内部且不与所述避让吸嘴的内壁接触；

图4为一种避让吸嘴的结构改进示意图，如图4所示，常规吸嘴呈直线形，其吸附位置通常为第二表面无第二元器件的平整区域，而避让吸嘴的吸附面积增加，呈上宽下窄的形状，从而可以保证吸附力的大小能够对封装产品具有一定的固定作用。避让吸嘴的宽部高度大于第二元器件的高度，从而保证第二元器件不会与避让吸嘴的内壁接触。需要说明的是，避让吸嘴还可以为其它形状，比如漏斗形，在保证第二元器件不会与避让吸嘴内壁接触的情况下，同样可以达到固定的作用。

图5为一种避让吸嘴的工作示意图，如图5中所示，在切割之后，基板101、塑封层102和第二元器件103均包括在单个封装产品100内，避让吸嘴201可以吸附封装产品100的边缘区域，从而避让中间贴片区域，吸附固定封装产品100。

步骤S312，对所述封装产品喷射清洗剂，清洗所述封装产品。

清洗剂是指对封装产品具有清洁作用的物质，可以为干冰(Dryice)。通过喷射的方式对封装产品进行清洗，一方面清洗剂本身具有清洁的作用，另一方面喷射形成的冲击力可以将封装产品表面粘附的灰尘等杂质清除。

避让吸嘴的结构设计对清洗制程无影响，可以确保封装产品在清洗过程中的稳定性。

在一可行实施方式中，所述将所述封装产品转移至磁控溅射设备的步骤可以包括：

步骤S41，通过第二吸附设备吸附固定所述第一表面，使所述封装产品脱离所述第一吸附设备的吸附；

第二吸附设备可视为通过吸附作用固定被吸附物体的设备。第二吸附设备吸附第一表面，且第二吸附设备的吸附力大于第一吸附设备的吸附力的情况下，就可以将封装产品从第一吸附设备的固定中脱离出来，最终第二吸附设备固定封装产品。第二吸附设备的吸嘴可以为常规吸嘴。

步骤S42，转移所述封装产品，使所述第二表面与所述磁控溅射设备中治具的开口边缘接触。

第二吸附设备将封装产品转移至治具所在位置，由于第二表面已贴装第二元器件，故第二表面并不平整，治具可以通过开口的方式容纳第二元器件，使第二元器件不与治具内壁接触，而第二表面与开口边缘接触，将第二元器件包围起来。本实施例对治具的开口形状不做具体限制，需保证第二元器件不与治具内壁接触，开口的面积大于第二元器件的横截面积，开口的边缘在于第二表面接触的同时不会与第二元器件接触。

在一可行实施方式中，所述治具的开口为避让凹槽，所述避让凹槽的边缘设置有粘结部件，所述转移所述封装产品，使所述第二表面与所述磁控溅射设备中治具的开口边缘接触的步骤包括：

步骤S421，将所述第二元器件对准所述避让凹槽所在位置，以使所述第二元器件被包含在所述避让凹槽内部且不与所述避让凹槽的内壁接触；

图6为一种避让凹槽的结构改进示意图，如图6所示，在单颗作业方式中，磁控溅射制程之前并未对第二表面进行贴片，故第二表面是平整的，常规治具202也可以采用平面设计，与常规治具202接触的是封装产品100的平整表面，而本实施例先对第二表面进行贴片，故将治具设计为包含避让凹槽203的结构，避让凹槽203的深度大于第二元器件103的高度，第二元器件103被包含在避让凹槽内部的同时不会与凹槽内壁接触，将第二元器件包围起来。

步骤S422，关闭所述第二吸附设备，使所述封装产品通过所述粘结部件固定在所述治具上。

如图6所示，避让凹槽203的边缘还设置有粘结部件204，粘结部件204可以为双面胶等具有粘结作用的部件，在第二表面与避让凹槽203的边缘接触时，粘结部件204就可以将封装产品和避让凹槽203粘结起来。在第二吸附设备205关闭的情况下，对第一表面的吸附力消失，整个封装产品通过粘结部件固定在治具上。

图7为一种封装产品转移过程示意图，如图7所示，第二吸附设备205先使封装产品脱离第一吸附设备的避让吸嘴201的吸附，将封装产品转移，使第二表面和避让凹槽203的边缘接触，粘结部件204粘结第二表面和避让凹槽203，关闭第二吸附设备205之后将第二吸附设备205的吸嘴移开，则封装产品可以固定在治具上。

在本实施例中，通过设计避让吸嘴和避让凹槽结构，对第二表面的第二元器件进行避让，在不影响原有制程的情况下，SMT治具可以通用，无需单独设计定位/压合装置，节省设备生产成本，也不会引入磁铁导致偏移、侧夹导致产品划伤这些问题。

图8为本发明实施例双面封装方法第四实施例的工艺流程图，参照图8，本实施例收线将整条PCB投入生产线，SMT1制程可视为对PCB的一侧表面进行SMT贴片，贴片后的SMT1进入Molding制程，经过Molding制程的PCB一侧表面形成塑封层。接着将Molding面朝下放置，进行Panel SMT2操作，也即对还未贴片的另一侧表面进行整版贴片。然后对基板进行激光切割，将双面贴装后的PCB切割为单个的封装产品。然后通过避让吸嘴吸附固定SMT2，Unit(单颗)作业进行干冰清洗，清洗后将PCB转板至治具，通过治具的避让凹槽固定封装产品，再Unit作业进行SPT制程，以及后续的制程。

此外，本发明实施例还提供一种封装产品，封装产品采用如上文所述的双面封装方法制备得到。本发明实施例封装产品的具体实施方式参见上述双面封装方法各实施例，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种电子设备，电子设备包含如上文所述的封装产品。本发明实施例电子设备的具体实施方式参见上述双面封装方法及封装产品各实施例，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种双面封装方法，其特征在于，所述双面封装方法包括以下步骤：

准备基板，将多个第一元器件贴装至所述基板的第一表面；

将多个第二元器件贴装至所述基板的第二表面；

对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品。

2.如权利要求1所述的双面封装方法，其特征在于，在所述将多个第一元器件贴装至所述基板的第一表面的步骤之后，所述方法还包括：

对贴装后的第一表面进行塑封处理，形成塑封层。

3.如权利要求1所述的双面封装方法，其特征在于，在所述对双面贴装后的基板进行切割，得到多个封装产品的步骤之后，所述方法还包括：

将所述封装产品转移至磁控溅射设备。

4.如权利要求3所述的双面封装方法，其特征在于，在所述将所述封装产品转移至磁控溅射设备的步骤之前，所述方法还包括：

通过第一吸附设备吸附固定所述第二表面，对所述封装产品进行清洗。

5.如权利要求4所述的双面封装方法，其特征在于，所述第一吸附设备包含避让吸嘴，所述避让吸嘴的吸附面积大于多个所述第二元器件的横截面积，所述通过第一吸附设备吸附固定所述第二表面，对所述封装产品进行清洗的步骤包括：

将所述避让吸嘴对准所述第二元器件所在位置，吸附至所述第二表面，以使所述第二元器件被包含在所述避让吸嘴内部且不与所述避让吸嘴的内壁接触；

对所述封装产品喷射清洗剂，清洗所述封装产品。

6.如权利要求3所述的双面封装方法，其特征在于，所述将所述封装产品转移至磁控溅射设备的步骤包括：

通过第二吸附设备吸附固定所述第一表面，使所述封装产品脱离所述第一吸附设备的吸附；

转移所述封装产品，使所述第二表面与所述磁控溅射设备中治具的开口边缘接触。

7.如权利要求6所述的双面封装方法，其特征在于，所述治具的开口为避让凹槽，所述避让凹槽的边缘设置有粘结部件，所述转移所述封装产品，使所述第二表面与所述磁控溅射设备中治具的开口边缘接触的步骤包括：

将所述第二元器件对准所述避让凹槽所在位置，以使所述第二元器件被包含在所述避让凹槽内部且不与所述避让凹槽的内壁接触；

关闭所述第二吸附设备，使所述封装产品通过所述粘结部件固定在所述治具上。

8.如权利要求3-7中任一项所述的双面封装方法，其特征在于，所述磁控溅射设备使用的靶材为铜或不锈钢。

9.一种封装产品，其特征在于，所述封装产品采用如权利要求1-8中任一项所述的双面封装方法制备得到。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包含如权利要求9所述的封装产品。