CN2843717Y - 压阻式压力传感器芯片外引线键合的热压焊装置 - Google Patents

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王权
丁建宁
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Abstract

本实用新型的目的是提供一种适合于大批量生产的压阻式压力传感器硅芯片外引线键合的热压焊装置，装置中采用针形焊接针，端部连接可调交流电源加热，通过脚控杠杆实现微行程移动，实现了焊接针的加热和施加压力；采用了开孔钢板放置在加热电炉上，使得传感器芯片升温，满足热压焊接的需要，同时保护了传感器芯片的图形不被破坏，保证了压焊点接触的可靠性；配置了高倍显微镜，在其下实现了高精度焊接点的定位，在支架上可以上下前后移动，使得装置容易操作、效率高、成本低，满足大批量生产的需要。

Description

压阻式压力传感器芯片外引线键合的热压焊装置
技术领域
本实用新型属于电子信息领域，特指一种压阻式压力传感器硅芯片外引线键合的热压焊装置。
背景技术
压阻式压力传感器的制作不仅包括芯片制作，而且包括封装工艺；封装占总成本的很大部分，由封装引起的失败占废品率的3/4。传感器硅芯片外引线键合是关键的封装工艺之一，其主要选用退火后的金丝，采用热压焊技术，利用加热和加压力，使金丝与金属焊接区压焊在一起，从而将传感器硅芯片上四个力敏电阻连接成惠斯登检测电桥。
热压焊技术用于微电子器件中固态电路内部互连接线的引线键合得到了广泛的应用，但是这些压焊设备大多造价昂贵，操作工艺要求高；到目前为止，市场上并无适用于大批量生产的压阻式压力传感器芯片硅芯片外引线键合热压焊装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种适合于大批量生产的压阻式压力传感器硅芯片外引线键合的热压焊装置。此目的是这样实现的：
硅芯片外引线键合的热压焊装置主要由高倍显微镜、支架A、焊接针、支架B、衬底加热板、耐温石棉板、加热电炉、工作台组成，支架A和支架B从左至右放置在工作台上，高倍显微镜安装在支架B上，高倍显微镜用于观察传感器硅芯片上压焊点的位置，其在支架B上可以根据操作需要上下前后移动；压焊头辟刀为针形，安装在支架A上，位于高倍显微镜的下方，压焊头辟刀可以根据操作需要，在支架A上前后移动，上下移动是通过脚控杠杆在支架A上实现的；加热电炉位于压焊头辟刀的下方，上面放置了耐温石棉板，用以加热电炉与放置在耐温石棉板上的衬底加热板的绝缘隔离。
压焊头辟刀端部接压焊控制台交流电源，通过调节电压使加热温度可以控制，衬底加热板由普通钢板制成，为保护传感器芯片的图形而开有孔，通过耐高温石棉板绝缘隔离放置在加热电炉上，加热电炉和针形焊接针一样，连接控制台交流电源，通过调节电压使加热温度可以控制。
整个装置放置在工作台上，操作者坐在普通的凳子上，可轻松自如地工作。
本实用新型针对压阻式压力传感器芯片硅芯片引线键合工艺，其优点是容易操作、效率高，压焊键合点可靠性好，成本低，满足了压阻式压力传感器封装工艺的要求，可以进行大批量生产。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
1.高倍显微镜  2.支架A  3.压焊头辟刀  4.支架B  5.玻璃环  6.传感器硅芯片  7.衬底加热板  8.耐温石棉板  9.加热电炉  10.工作台
实施方式
结合图1详细说明其工作过程。
将静电键合后待压焊的玻璃环(5)及传感器芯片(6)组合体，放置到已加热的衬底加热板(7)上，使芯片处于高倍显微镜(1)视眼中，压焊点清晰。用镊子夹取金丝，移至酒精灯上加热，使金丝末端形成球形，且金丝球表面光亮，避免氧化。
然后将金丝球移到待压焊的玻璃环(5)及传感器芯片(6)的压焊点中央，移动针形压焊头辟刀(3)到压焊点上端，压焊头辟刀(3)下降，加压力0.5～1.5N/点，使金丝与玻璃环(5)及传感器芯片(6)组合体键合于一起，其中：压焊点直径与金丝直径之比为(3～3.5)∶1。然后针形压焊头辟刀(3)升起，离开压焊点位置，移动到下一个待压焊点，直到所有焊点全部压焊完。
从目测上看，压焊引线键合后压点形状呈勺形，金丝球在焊接点中央且无偏移，金丝球形变后的厚度为原厚度的1/2～1/3，五根金丝整齐有序，每根金丝确保有一定的机械强度，从手感上拉一拉应能承受0.1N以上的拉力，从而避免虚焊、根部裂缝和漏焊。

Claims (1)

1.一种压阻式压力传感器芯片外引线键合的热压焊装置，其特征在于：装置由高倍显微镜(1)、支架A(2)、压焊头辟刀(3)、支架B(4)、衬底加热板(7)、耐温石棉板(8)、加热电炉(9)、工作台(10)组成；支架A(2)和支架B(4)从左至右放置在工作台上，高倍显微镜(1)安装在支架B(4)上，压焊头辟刀(3)安装在支架A(2)上，位于高倍显微镜的下方，加热电炉(9)位于压焊头辟刀(3)的下方，上面依次放置了耐温石棉板(8)和衬底加热板(7)，压焊头辟刀(3)和加热电炉(9)分别与压焊控制台的加热电源相连。
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