WO2013063719A1 - 将压力传感器芯片装片于预塑封引线框中的方法及其装置 - Google Patents

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WO2013063719A1
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WO
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pressure sensor
sensor chip
adhesive
lead frame
suction device
Prior art date
Application number
PCT/CN2011/001844
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English (en)
French (fr)
Inventor
郑志荣
张政林
张小健
Original Assignee
无锡华润安盛科技有限公司
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/147—Details about the mounting of the sensor to support or covering means

Definitions

  • the present invention relates to the field of packaging technology for pressure sensor chips, and relates to a method of mounting a pressure sensor chip in a pre-molded lead frame and a suction device and a jacking device used in the method. Background technique
  • the packaging process usually includes a wire bonding process and a molding process.
  • the IC chip die
  • the wire is bonded
  • the bonded chip and part of the lead frame are plastically sealed to realize the fixed protection of the package.
  • a special-purpose IC chip such as a pressure sensor chip (for example, a MEMS pressure sensor chip)
  • the packaging process is different from the conventional packaging process.
  • the plastic case is pre-molded in a pre-molded manner, thereby forming a lead frame.
  • the pressure sensor chip As a lead frame with a pre-molded body (herein defined as a "pre-sealed lead frame”), the pressure sensor chip is mounted on an island in a pre-molded lead frame, and then wire bonding is performed. In this way, the pressure sensor chip can be prevented from being subjected to the harsh environmental influences during the molding process.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a pre-molded lead frame for packaging a sensor chip in the prior art, wherein (a) is a schematic view of the bottom of the pre-molded lead frame 10, and (b) is a pre-molded lead frame. A schematic illustration of the orientation of the bottom of the 10 downwards.
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the pre-molded leadframe 10 of Figure 1 taken at B-B of Figure Kb). The "bottom" is relative to the orientation of the placed sensor chip.
  • the pre-molded lead frame 10 is a PDIP (Plastic Double In-line Package) package for packaging the sensor chip 18.
  • the pre-molded body 11 includes a first portion of the pre-molding body 111 and a second portion of the pre-molding body 112, and the first portion of the pre-molding body 111 surrounds the lead frame
  • the inner lead 13, the second partial pre-molded body 112 forms a raised outer casing in which a hole 113 (also referred to as a "small mouth") for transmitting an external air pressure signal to the pressure sensor chip is formed.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the basic structure of a prior art pressure sensor chip.
  • the pressure sensor chip 18 generally includes a silicon-based substrate 181, a cavity 183 formed in a silicon-based substrate, and a sensing film 182, as shown in FIG. 2, a pressure sensor chip.
  • the lower surface 184 (not shown in Figure 2) of the silicon-based substrate 181 of 18 must be in sealing engagement with the aperture 113.
  • the pressure sensor chip 18 is generally a separate unit formed by placing the wafer on the dicing film after dicing. Therefore, in the process of loading, each pressure sensor chip 18 needs to be ejected first.
  • the structural specificity of the pressure sensor chip 18 is not considered, and a ejector pin having a single ejector structure is generally used. Therefore, the top may cause damage to the sensing film 182 of the pressure sensor chip 18, and the sensing film 182 accurately senses the pressure.
  • the key part of the single thimble structure thimble will greatly reduce the yield of the packaging process.
  • the pressure sensor chip 18 needs to be transferred and placed in the area surrounded by the first partial pre-molding body 111 by the suction device, since the first part is not considered in the prior art.
  • the special structure of the molding body 111 requires that the edge of the nozzle portion of the suction device will collide with the first portion of the protruding portion of the pre-molding member 111 in advance during placement, thereby making it difficult to attach the pressure sensor chip. 18 Drop to a predetermined position, which may cause unstable or inaccurate placement.
  • the adhesive for sealing and fixing the pressure sensor chip 18 is pre-placed by a single point method, a single multi-point method or a glue method, which easily causes the lower surface of the silicon-based substrate 181 to be difficult to be with the hole 1 13 The upper edge is sealingly bonded to affect the reliability of the package.
  • One of the objects of the present invention is to prevent the process of jacking up the pressure sensor chip in the loading sheet from being damaged by the thimble;
  • a further object of the present invention is to avoid that the suction device causes the pressure sensor chip to be unstable or inaccurate in the pre-molded lead frame;
  • Still another object of the present invention is to make a pressure sensor chip and a hole for pre-molding a lead frame The holes are sealed together,
  • a method of loading a pressure sensor chip in a pre-molded lead frame comprising:
  • the jacking device used includes a plurality of thimbles, the plurality of thimbles being operatively aligned with a lower surface of a silicon-based substrate acting on the pressure sensor chip;
  • a plurality of dots of multi-point adhesive is used; in the step of transferring and placing, the angle of the nozzle of the suction device is designed to be adsorbed
  • the pressure sensor chip can be accurately and stably placed on the adhesive.
  • the angle of the nozzle is set to be greater than or equal to 40 less than 60 degrees and less than or equal to 60 degrees.
  • the plurality of thimbles may be
  • the heights of the tips of the plurality of thimbles are substantially uniform.
  • the dose of the adhesive per drip is in the range of from ⁇ 4 4 to 5 ⁇ 10 ⁇ 4 g.
  • a jacking device for jacking up a diced pressure sensor chip during a loading process, wherein the jacking device includes a plurality of ejector pins, The thimble is operatively aligned with a lower surface of the silicon-based substrate that acts on the pressure sensor chip.
  • a suction device for use in a loading process
  • the jacked pressure sensor chip is transferred and placed on the adhesive on the pre-molded lead frame, wherein the angle of the nozzle of the suction device is designed to make the adsorbed pressure sensor chip accurate Stably placed on the adhesive.
  • the angle of the nozzle is set to be greater than or equal to 40 less than 60 degrees and less than or equal to 60 degrees.
  • the head of the nozzle has a quadrangular pyramid shape, and the angle of the nozzle is the tapered surface of the quadrangular pyramid.
  • the technical effect of the invention is that, by improving the angle of the nozzle of the suction device, the sheet can be conveniently placed in a small space of the pre-molded lead frame; by improving the thimble arrangement of the jacking device, the film loading process can be effectively ensured
  • the integrity of the sensing film of the pressure sensor chip by means of improving the drip adhesive, the pressure sensor chip can be effectively combined with the hole of the pre-molded lead frame; therefore, the pressure sensor chip using the loading method
  • the packaging process has high yield and high reliability, and allows the pressure sensor chip to be mass-produced on a conventional packaging production line.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a pre-molded lead frame for packaging a sensor chip in the prior art, wherein (a) is a schematic view of a bottom-up orientation of the pre-molded lead frame, and (b) is a bottom of the pre-molded lead frame toward Schematic diagram of the lower position;
  • Figure 2 is a cross-sectional structural view of the pre-molded lead frame of Figure 1 at B-B of Figure 1 (b);
  • FIG. 3 is a schematic view showing the basic structure of a pressure sensor chip of the prior art
  • FIG. 4 is a schematic structural view of a jacking device acting on a pressure sensor chip according to an embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a plan view of the pressure sensor chip shown in Figure 4.
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing the suction nozzle of the suction device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional structural view showing the pressure sensor chip placed on the adhesive on the pre-molded lead frame shown in Figure 2 using the suction device shown in Figure 6;
  • FIG. 8 is a flow chart showing a loading method according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • the orientation of the pressure sensor chip is defined as “upper” relative to the pre-formed lead frame, and the opposite orientation is defined as " Under “party. Also, it should be understood that they are relative concepts, for example, which may vary accordingly depending on the orientation of the pressure sensor chip relative to the orientation in which the pre-molded lead frame is placed.
  • pre-plastic refers to the molding process prior to wire bonding, while the molding on the lead frame formed by “pre-molding” is defined as “pre-formed”, leadframe with pre-molded It is defined as “pre-sealed lead frame”.
  • FIG. 4 is a schematic structural view of a jacking device acting on a pressure sensor chip according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a top view of the pressure sensor chip shown in FIG. 4.
  • the ejector pin in the jacking device 30 is pressed into the "crown structure". "Design, that is, as shown in Figs. 4 and 5, each of the ejector pins 31 acts simultaneously on the lower surface 184 of the silicon-based substrate of the pressure sensor chip 18.
  • the top ends of the plurality of thimbles 31 are substantially on the same plane, so that the pressure sensor chips placed on the thimbles can be stably stabilized on the jacking device 30, and the spacing between the tips of the ejector pins 31 is according to the pressure sensor chip 18
  • the width of the cavity corresponds to the design, which is generally slightly larger than the width of the cavity.
  • the ejector pins 31 are four, which are substantially aligned with the four-end angular positions of the lower surface of the pressure sensor chip 18.
  • the specific number of the ejector pins 31 is not limited by the embodiment of the present invention, for example, it may also be six or the like, and the distribution shape of the thimble on the xy plane is not limited to the square shape shown in FIG. 2, in the pressure sensor.
  • the shape of the cavity of the chip is changed, for example, a circular cavity, which may also be arranged in a circular shape, the thimble 31 acts on the edge of the cavity instead of acting on the sensing film in the cavity.
  • FIG. 6 is a cross-sectional structural view of a nozzle of a suction device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a view showing a pressure sensor chip placed in the pre-charge shown in FIG. 2 using the suction device shown in FIG.
  • the suction nozzle 40 of the suction device includes a suction hole 41 which is negatively pressed to adhere the upper surface 185 of the pressure sensor chip 18 to the lower end surface 43 of the suction nozzle 40, thereby being conveniently accessible from the suction nozzle 40.
  • the pressure sensor chip 18 is transferred away from the jacking device 30 shown in FIG.
  • the head of the nozzle 40 has a quadrangular pyramid shape, and the angle between the quadrangular pyramid faces 42 is the angle of the nozzle.
  • the angle is designed to be in the range of 60 to 40 degrees, and is designed to be approximately 60 degrees as shown in FIG. .
  • the specific angle setting of the included angle is not limited by the embodiment of the present invention, and it is possible to allow the pressure sensor chip 18 to be accurately and stably placed on the adhesive 21 during the loading process.
  • the specific size of the nozzle and the angle of the angle of the nozzle can be designed in consideration of the size of the area surrounded by the first part of the pre-molded body 11 and the height factor of the protrusion.
  • the nozzle 40 of this embodiment is used for loading, the nozzle 40 can be conveniently operated and can accurately and stably lower the lower surface of the silicon-based substrate of the pressure sensor chip 18 in a narrow area surrounded by the first partial pre-molding body 111.
  • the adhesive is placed on the adhesive so that the lower surface can be well sealed to the adhesive.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a loading method according to an embodiment of the present invention.
  • the pressure sensor chip 18 of the embodiment shown in FIG. 3 is mounted on the pre-molded lead frame shown in FIGS. 1 and 2 using the method shown in FIG. 8, thereby providing the next wire bonding.
  • the steps are ready.
  • the diced pressure sensor chip is lifted up using the "crown structure" jacking device 30 of the embodiment shown in Fig. 4.
  • the pressure sensor chip 18 can be stably jacked up and the ejector pin 31 does not cause damage to the sensing film of the pressure sensor chip 18.
  • the adhesive is dropped point by point at a predetermined position in the pre-molded lead frame.
  • the drip adhesive avoids the conventional single-dot or the like, but is carried out by using a plurality of dots of multi-point adhesive, so that after the pressure sensor chip 18 is accurately placed, the adhesive is bonded.
  • the agent can be arranged substantially evenly on the lower surface of the silicon-based substrate. As shown in FIG. 7, the lower surface of the silicon-based substrate can achieve a good sealing bond with the edge of the hole 133, which can effectively solve the problem. The sealing problem of the piece.
  • the predetermined position of the drip adhesive substantially corresponds to the lower surface of the silicon-based substrate, and the dose of the adhesive per drip is about ⁇ ⁇ ⁇ 4 g to 5 ⁇ 10 ⁇ 4 g, a total of 8-12 points.
  • the sensing film is susceptible to stress and damage failure
  • the adhesive 21 (as shown in Fig. 7) is fixed, a large stress is generated. It is transferred to the sensing film, which affects the reliability of the sensing film. Therefore, the adhesive 21 preferably uses a low-stress adhesive, for example, it may be a silicone adhesive.
  • step S550 the pressure sensor chip to be lifted is transferred by the suction device of the embodiment shown in Fig. 6 and placed on the adhesive on the pre-molded lead frame.
  • the suction device 40 of Fig. 6 the problem that the angled surface of the suction device causes unstable or inaccurate placement of the pressure sensor chip in the pre-molded lead frame can be effectively solved.
  • step S530 may be performed first and then step S510 may be performed, or step S530 and step S510 may be performed synchronously.
  • the loading method and the lifting device and the suction device provided by the present invention are not limited to the application of the pressure sensor chip 18 of the embodiment shown in FIG. 3 to the pre-molded lead shown in FIGS. 1 and 2.
  • it can also be applied to package a chip of similar structure into a pre-molded lead frame of similar structure, for example, a pressure sensor chip with two cavities, other package forms other than PDIP packages (eg , OCDIP6 (Open Cavity Plastic Double In - line Package, open cavity plastic double row inline package)
  • PDIP6 Open Cavity Plastic Double In - line Package, open cavity plastic double row inline package
  • Pre-molding the lead frame, the jacking device and the suction device although only some of the embodiments of the present invention have been described, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without departing from the spirit and scope thereof.
  • the implementation of the form. Accordingly, the present invention is to be construed as illustrative and not restrictive, and the invention may cover

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Abstract

一种将压力传感器芯片（18）装片于预塑封引线框中的方法，包括顶起步骤、点滴粘合剂步骤以及转移并置放步骤。其中，顶起步骤中使用的顶起装置包括多个顶针，所述多个顶针均可操作地对准作用于所述压力传感器芯片（18）的硅基衬底的下表面；所述点滴粘合剂步骤中采用多次点滴多点粘合剂的方式；转移并置放步骤中吸片装置（40）的吸嘴夹角被设计以使吸附的所述压力传感器芯片（18）能够准确稳定地置放于粘合剂（21）上。还提供了所述方法中使用的顶起装置和吸片装置（40)。该方法成品率高、可靠性好。

Description

将压力传感器芯片装片于预塑封引线框中的方法及其装置 技术领城
本发明属于压力传感器芯片 （die )的封装技术领域， 涉及将压力 传感器芯片装片于预塑封引线框中的方法以及在该方法过程中所使 用的吸片装置和顶起装置。 背景技术
IC封装技术中，需要根据不同电路芯片的电路功能要求选择封装 形式以及封装工艺。 其中， 封装工艺过程中通常包括引线键合过程和 塑封过程。 传统的封装过程中， 一般是先将 IC芯片 （die ) 装片于引 线框的小岛上、再引线键合、然后对键合后的芯片及部分引线框塑封， 以实现包裹方式的固定保护。 但是， 对于功能特殊的 IC 芯片， 诸如 压力传感器芯片 （例如， MEMS压力传感器芯片） ， 其封装工艺过程 与传统的封装过程不同， 首先， 以预塑封的方式将塑料外壳预先制作 好， 从而引线框为带预塑封体的引线框（在此被定义为"预塑封引线 框"） ， 再将压力传感器芯片装片于预塑封引线框内的小岛上， 然后 再进行引线键合。 这样， 可以避免压力传感器芯片遭受塑封过程中的 恶劣环境影响。
图 1所示为现有技术中用于封装传感器芯片的预塑封引线框的结 构示意图， 其中， （a )为预塑封引线框 10的底部朝上的方位示意图， ( b ) 为预塑封引线框 10的底部朝下的方位示意图。 图 2所示为图 1 所示预塑封引线框 10在图 K b )的 B-B处的截面结构示意图.其中"底 部"是相对于放置的传感器芯片的方位而言的。 在该实施例中， 预塑 封引线框 10为 PDIP ( Plastic Double In-line Package, 塑料双列直排 封装）封装形式， 其用于封装传感器芯片 18。 结合图 1和图 2所示， 其中， 11为预塑封所形成的塑封体， 简称为"预塑封体"， 13为引线框 的内引脚， 15为引线框的外引脚； 图 2中虚线部分所示为在装片键合 过程中固定于预塑封引线框 10中的部分， 其中， 17为用于置放压力 传感器芯片 18的区域， 18为被封装的压力传感器芯片， 181 为引线 键合形成的金丝， 19为盖子。预塑封体 11包括第一部分预塑封体 111 和第二部分预塑封体 112， 第一部分预塑封体 111四周包围引线框的
确认本 内引脚 13， 第二部分预塑封体 112形成凸起外壳， 凸起外壳中形成用 于向压力传感器芯片传递外部空气压力信号的孔洞 113 (也称为"小 嘴"） 。
图 3所示为现有技术的压力传感器芯片的基本结构示意图。 如图 3所示，在该实施例中，压力传感器芯片 18—般地包括硅基衬底 181、 硅基衬底中形成的腔体 183以及感应膜 182， 结合图 2所示， 压力传 感器芯片 18的硅基衬底 181的下表面 184 (图 2中未示出）必须与孔 洞 113密封接合。
为准备进行引线键合过程， 将图 2所示的压力传感器芯片装片于 图 1所示实施例的预塑封引线框 10中时， 会存在以下问题：
第一， 压力传感器芯片 18 —般地是将晶圆置于划片膜上划片后 而形成的独立单元， 因此， 在装片过程中， 首先需要将每个压力传感 器芯片 18顶出， 现有技术中， 未考虑压力传感器芯片 18的结构特殊 性， 一般地采用单顶针结构的顶针， 因此， 可能会造成顶针对压力传 感器芯片 18的感应膜 182造成损坏， 而感应膜 182是准确感知压力 的关键部位， 单顶针结构的顶针会大大降低封装过程的成品率。
第二， 在顶针将压力传感器芯片 18 顶起后， 需要用吸片装置将 压力传感器芯片 18转移并置放至第一部分预塑封体 111所包围的区 域中， 由于现有技术未考虑第一部分预塑封体 111的特殊结构要求， 在置放的过程中， 吸片装置的吸嘴部分的边沿会与凸起的第一部分预 塑封体 111提前地相碰撞，从而难以使其所附带的压力传感器芯片 18 下降到预定位置， 容易造成置放不稳定或者不准确。
第三， 用于密封固定压力传感器芯片 18的粘合剂采用单点方式、 单次多点方式或者画胶方式来预先置放， 容易造成硅基衬底 181的下 表面难以与孔洞 1 13的上边沿密封接合， 从而影响封装的可靠性。 发明内容
本发明的目的之一在于， 避免装片中将压力传感器芯片顶起的过 程被顶针损坏；
本发明的又一目的在于， 避免吸片装置导致压力传感器芯片在预 塑封引线框中置放不稳定或不准确；
本发明的还一目的在于， 使压力传感器芯片与预塑封引线框的孔 洞之间密封地结合，
为实现以上目的或者其它目的， 本发明提供以下技术方案。 按照本发明的一方面， 提供一种将压力传感器芯片装片于预塑封 引线框中的方法， 包括：
将被划片后的所迷压力传感器芯片顶起的步驟；
在所述预塑封引线框中的预定位置点滴粘合剂的步骤； 以及 将所述被顶起的压力传感器芯片通过吸片装置转移并置放于所 述预塑封引线框上的粘合剂上的步骤；
其中， 在所述顶起的步骤中， 所使用的顶起装置包括多个顶针， 所述多个顶针均可操作地对准作用于所述压力传感器芯片的硅基衬 底的下表面；
在所述点滴粘合剂的步骤中， 采用多次点滴多点粘合剂的方式； 在所述转移并置放的步骤中， 所述吸片装置的吸嘴的夹角被设计 以使吸附的所述压力传感器芯片能够准确稳定地置放于所述粘合剂 上。
按照本发明提供的装片方法的一优选地实施例， 其中， 所述粘合 剂为低应力的硅胶。
按照本发明提供的装片方法的又一优选地实施例， 其中， 所述吸 嘴的夹角设置为大于或等于 40小于 60度且小于或等于 60度。
在之前所述实施例的装片方法中， 优选地， 所述多个顶针可以为
4个。
在之前所述实施例的装片方法中， 优选地， 所述多个顶针的顶端 的高度基本一致。
在之前所述实施例的装片方法中， 优选地， 每次点滴的所述粘合 剂的剂量范围为 Ι χ ΙΟ·4克至 5χ10·4克。
在之前所述实施例的装片方法中， 优选地， 每个引线框上点滴 8-12个点。
按照本发明的又一方面， 提供一种顶起装置， 用于在装片过程中 将被划片后的压力传感器芯片顶起， 其中， 所述顶起装置包括多个顶 针， 所迷多个顶针均可操作地对准作用于所述压力传感器芯片的硅基 衬底的下表面。
按照本发明的再一方面， 提供一种吸片装置， 用于在装片过程中 将被顶起的压力传感器芯片转移并置放于预塑封引线框上的粘合剂 上， 其中， 所述吸片装置的吸嘴的夹角被设计以使吸附的所述压力传 感器芯片能够准确稳定地置放于所述粘合剂上。
按照本发明提供的吸片装置的一优选实施例， 其中， 所述吸嘴的 夹角设置为大于或等于 40小于 60度且小于或等于 60度。
按照本发明提供的吸片装置的又一优选实施例， 其中， 所述吸嘴 的头部为四棱锥形形状， 所述吸嘴的夹角为所述四棱锥形的锥面。
本发明的技术效果是， 通过改进吸片装置的吸嘴的夹角， 可以方 便地在预塑封引线框的小空间范围内装片； 通过改进顶起装置的顶针 布置， 可以有效保证装片过程中压力传感器芯片的感应膜的完整性； 通过改进点滴粘合剂的方式， 可以有效地使压力传感器芯片与预塑封 引线框的孔洞之间密封地结合； 因此， 使用该装片方法的压力传感器 芯片封装工艺的成品率高、 可靠性好， 并且， 使得压力传感器芯片可 以在传统的封装生产线上实现大规模化制备。 附图说明
从结合附图的以下详细说明中， 将会使本发明的上述和其它目的 及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图 1是现有技术中用于封装传感器芯片的预塑封引线框的结构示 意图， 其中， （a ) 为预塑封引线框的底部朝上的方位示意图， （b ) 为预塑封引线框的底部朝下的方位示意图；
图 2是图 1所示预塑封引线框在图 1 ( b )的 B-B处的截面结构示 意图；
图 3是现有技术的压力传感器芯片的基本结构示意图；
图 4是按照本发明一实施例提供的顶起装置作用于压力传感器芯 片的结构示意图；
图 5是图 4所示压力传感器芯片的俯视图；
图 6是按照本发明一实施例提供的吸片装置的吸嘴的剖面结构示 意图；
图 7是使用图 6所示的吸片装置将压力传感器芯片置放于图 2所 示预塑封引线框上的粘合剂上的剖面结构示意图；
图 8所示为按照本发明实施例提供的装片方法的流程图。 具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些， 旨在提供对本 发明的基本了解， 并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定 所要保护的范围。 容易理解， 根据本发明的技术方案， 在不变更本发 明的实质精神下， 本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其它 实现方式。 因此， 以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方 案的示例性说明， 而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术 方案的限定或限制。
本文中， "上"和"下"的方位术语是相对于附图中的预塑封引线框
10和被封装的压力传感器芯片 18之间的方位来定义的， 相对于预塑 引线框来说， 压力传感器芯片所置放的方位定义为"上"方， 相对的另 一方位则定义为"下"方。 并且， 应当理解到， 它们是相对的概念， 例 如， 其可以根据压力传感器芯片相对于预塑封引线框所放置的方位的 变化而相应地发生变化。
本文中， "预塑封"是指在引线键合之前的塑封过程，而由"预塑封" 所形成的引线框上的塑封体被定义为"预塑封体"， 带有预塑封体的引 线框被定义为 "预塑封引线框"。
图 4所示为按照本发明一实施例提供的顶起装置作用于压力传感 器芯片的结构示意图，图 5所示为图 4所示压力传感器芯片的俯视图。 晶圆被划片形成压力传感器芯片 （die )后， 需要被装片至图 1所示实 施例的预塑封引线框 10 中， 以准备进行下一步的引线键合步骤， 在 该实施例中， 顶起装置 30用于将压力传感器芯片 18顶起， 以方便吸 片装置随后将压力传感器芯片 18 吸附。 在本发明中， 考虑到压力传 感器芯片 18的特殊结构， 为保护压力传感器芯片 18的上表面 185的 感应膜免受顶针作用而损坏（例如穿孔），将顶起装置 30中顶针按"皇 冠结构 "设计， 也即， 如图 4和图 5所示， 每个顶针 31作用均同时作 用在压力传感器芯片 18的硅基衬底的下表面 184上。 优选地， 多个 顶针 31 的顶端基本在同一平面上， 以使置于顶针上的压力传感器芯 片可以被稳定地于顶起装置 30上， 顶针 31的顶端之间的间距根据压 力传感器芯片 18 的腔体的宽度而对应设计， 其一般地稍微大于腔体 的宽度。 如图 5所示实施例所示， 顶针 31 为四个， 其大致对准于压力传 感器芯片 18的下表面的四端角位置而对应设置。 但是， 顶针 31的具 体数量不受本发明实施例限制， 例如， 其还可以为 6个等， 并且， 顶 针在 xy平面上的分布形状也不限于图 2中所示的四方形， 在压力传 感器芯片的腔体的形状发生变化的情况下， 例如， 圓形腔， 其也可以 按圆形分布设置， 顶针 31 均作用于腔体的边沿上， 而不是作用于腔 体内的感应膜上。
图 6所示为按照本发明一实施例提供的吸片装置的吸嘴的剖面结 构示意图， 图 7所示为使用图 6所示的吸片装置将压力传感器芯片置 放于图 2所示预塑封引线框上的粘合剂上的剖面结构示意图。 结合图 6和图 7对该实施例的吸片装置的功能及结构进行说明。如图 6所示， 吸片装置的吸嘴 40包括吸片孔 41 , 其通负压以使压力传感器芯片 18 的上表面 185贴合吸附于吸嘴 40下端面 43上， 从而可以方便地从图 3所示的顶起装置 30上转移走压力传感器芯片 18。 一般地， 吸嘴 40 的头部为四棱锥形形状， 其四棱锥形的锥面 42 的夹角即为吸嘴的夹 角。 在该发明中， 如图 7所示， 在将压力传感器芯片 18置放于预塑 封引线框 10的粘合剂 21上的过程中， 为防止锥面 42提前与第一部 分预塑封体 111接触而影响压力传感器芯片 18的置放稳定性和准确 性， 减小吸嘴的夹角，优选地， 夹角被设计在 60度至 40度的范围内， 如图 6所示被设计为大致 60度。 但是， 夹角的具体角度的设置不受 本发明实施例限制， 其能够在装片的过程中使压力传感器芯片 18 能 够准确稳定地置放于粘合剂 21 上即可。 本领域技术人员在本发明的 启示下， 吸嘴的具体大小及其夹角大小可以综合考虑第一部分预塑封 体 1 11所包围的区域的大小以及其凸起的高度因素来设计。 使用该实 施例吸嘴 40进行装片时， 在第一部分预塑封体 111所包围的狭小区 域下， 吸嘴 40能够方便作业并能将压力传感器芯片 18的硅基衬底的 下表面准确稳定地置放于所述粘合剂上， 从而使下表面可以与粘合剂 良好地密封粘合。
图 8所示为按照本发明实施例提供的装片方法的流程图。 在该实 施例中，使用图 8所示的方法将图 3所示实施例的压力传感器芯片 18 装片于图 1和图 2所示的预塑封引线框中， 从而为接下来的引线键合 步骤做好准备。 如图 8所示， 首先地， 步骤 S510, 使用图 4所示实施例的 "皇冠 结构"顶起装置 30将被划片后的压力传感器芯片顶起。 关于图 4所述 顶起装置 30的描述可知， 压力传感器芯片 18可被稳定地顶起并且顶 针 31不会对压力传感器芯片 18的感应膜造成损坏。
进一步， 步骤 S530 , 在预塑封引线框中的预定位置多次逐点地点 滴粘合剂。在该实施例中，点滴粘合剂避免了传统的单点点滴等方式， 而是采用多次点滴多点粘合剂的方式进行， 这样， 在压力传感器芯片 18 被准确置放后， 粘合剂可以大致均匀地布置在硅基衬底的下表面 上， 如图 7所示， 硅基村底的下表面可以与孔洞 1 13的边沿之间实现 良好地密封粘合， 可以有效地解决装片的密封性问题。 在该步骤中， 点滴粘合剂的预定位置大致与硅基衬底的下表面相对应， 每次点滴的 粘合剂的剂量约为 Ι χ ΙΟ·4克至 5χ 10·4克， 共点滴 8-12个点。
在一优选实施例中， 考虑到压力传感器芯片 18 的结构特殊性， 即感应膜容易受应力而损坏失效， 如果固定粘合后的粘合剂 21 (如图 7所示）产生较大的应力传递至感应膜， 其会影响感应膜的可靠性， 因此， 粘合剂 21 优选地使用低应力的粘合剂， 例如， 其可以为硅胶 粘合剂。
进一步， 步骤 S550 , 将将被顶起的压力传感器芯片通过图 6所示 实施例的吸片装置转移并置放于预塑封引线框上的粘合剂上。 如关于 图 6所述吸片装置 40的描述可知， 吸片装置的夹角面导致压力传感 器芯片在预塑封引线框中置放不稳定或不准确的问题可以得到有效 解决。
至此， 装片过程结束， 从而可以形成如图 7所示实施例的剖面结 构示意图。 需要说明的是， 以上步骤 S510与步骤 S530的执行顺序并 不限于以上实施例的情形，在其它实施例中， 也可以先执行步骤 S530 再执行步骤 S510, 或者步骤 S530和步骤 S510同步地执行。
需要理解的是， 本发明提供的装片方法以及顶起装置、 吸片装置 不仅限于应用在将图 3所示实施例的压力传感器芯片 18装片至图 1 和图 2所示的预塑封引线框 10中， 还可以应用于将类似结构的芯片 装片至类似结构的预塑封引线框中， 例如， 带有两个空腔的压力传感 器器芯片， PDIP封装形式之外的其它封装形式（例如， OCDIP6 ( Open Cavity Plastic Double In - line Package, 开腔塑料双列直排封装） ）的 预塑封引线框, 顶起装置和吸片装置， 尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描 述， 但是本领域普通技术人员应当了解， 本发明可以在不偏离其主旨 与范围内以许多其他的形式实施。 因此， 所展示的例子与实施方式被 视为示意性的而非限制性的， 在不脱离如所附各权利要求所定义的本 发明精神及范围的情况下， 本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims

权 利 要 求
1. 一种将压力传感器芯片装片于预塑封引线框中的方法， 包括： 将被划片后的所述压力传感器芯片顶起的步骤；
在所述预塑封引线框中的预定位置点滴粘合剂的步骤； 以及 将所述被顶起的压力传感器芯片通过吸片装置转移并置放于所 述预塑封引线框上的粘合剂上的步骤；
其特征在于， 在所述顶起的步骤中， 所使用的顶起装置包括多个 顶针， 所述多个顶针均可操作地对准作用于所述压力传感器芯片的硅 基衬底的下表面；
在所述点滴粘合剂的步骤中， 采用多次点滴多点粘合剂的方式； 在所述转移并置放的步骤中， 所述吸片装置的吸嘴的夹角被设计 以使吸附的所述压力传感器芯片能够准确稳定地置放于所述粘合剂 上。
2. 如权利要求 1所迷的方法， 其特征在于， 所述粘合剂为低应力 的硅胶。
3. 如权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述吸嘴的夹角 设置为大于或等于 40小于 60度且小于或等于 60度。
4. 如权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述多个顶针为 4个。
5. 如权利要求 1或 2所述的方法， 其特征在于， 所述多个顶针的 顶端的高度基本一致。
6. 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 每次点滴的所述粘合 剂的剂量范围为 l x lO'4克至 5χ 10·4克。
7. 一种顶起装置，用于在装片过程中将被划片后的压力传感器芯 片顶起， 其特征在于， 所述顶起装置包括多个顶针， 所述多个顶针均 对准作用于所述压力传感器芯片的硅基衬底的下表面。
8. 一种吸片装置，用于在装片过程中将被顶起的压力传感器芯片 转移并置放于预塑封引线框上的粘合剂上， 其特征在于， 所述吸片装 置的吸嘴的夹角被设计以使吸附的所述压力传感器芯片能够准确稳 定地置放于所述粘合剂上。
9. 如权利要求 8所述的吸片装置， 其特征在于， 所述吸嘴的夹角 设置为大于或等于 40小于 60度且小于或等于 60度。
10. 如权利要求 8所述的吸片装置， 其特征在于， 所述吸嘴的头 部为四棱锥形形状， 所述吸嘴的夹角为所述四棱锥形的锥面。
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