片式元件表面玻璃封裝方法及其封裝噴塗設備的製作方法

2023-05-09 02:03:46

專利名稱：片式元件表面玻璃封裝方法及其封裝噴塗設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於片式元件產品技術領域。特別涉及一種片式元件表面玻璃噴塗封裝方法及其封裝噴塗設備。
背景技術：
隨著電子技術的發展，各種電子元件進一步多功能化和智能化。同時，SMT技術日益要求電子元器件的表面貼裝化。片式化的電子元件由於無引腳設計具有不可比擬的優越性安裝方便效率極高、無引線-無寄生電感。各種敏感元件(如熱敏電阻、電壓敏電阻等等)也隨著元件的片式潮流在不斷發
展進步。目前片式元件工藝過程是1.片式元件瓷粉體製備；2.片式元件成型；3.高溫燒結；4.上端電極；5.電阻率測試；6.包裝。現有技術製作的片式敏感元件元件由於自身的半導體陶瓷特性，其電阻率較其他功能陶瓷低幾個數量級。上述工藝過程中，片式元件的表面沒有玻璃防護層，直接進行上端電極的，如果沒有表面玻璃封裝層的保護會造成以下幾個問題1.片式元件敏感元件的內部晶片表面非常容易爬鍍；2.片式元件敏感元件瓷體容易受到酸性電液的持續腐蝕，會造成片式元件的自身機械強度嚴重降低；3.為了減少敏感元件瓷體的爬鍍和腐蝕程度需要縮短電鍍時間而造成端電極電鍍層厚度的減少，從而造成可焊性、耐焊性降低；4.片式敏感元件元件的電氣性能由於電鍍液的侵蝕產生變化；5.片式敏感元件元件的可靠性、穩定性較低。解決上述工藝難題的唯一途徑是在片式元件晶片的表面進行玻璃包封，即通過在片式元件上端電極之前增加一道表面玻璃封裝工藝可以解決上述問題，其具體的工藝流程如下1.片式元件瓷粉體製備；2.片式元件成型；3.高溫燒結；4.表面玻璃封裝；5.上端電極；6.電阻率測試；7.包裝。綜上所述，開發一種能將片式元件的晶片的端面陶瓷體預留不被玻璃包封，而其他表面又能被玻璃封裝的片式元件表面玻璃封裝工藝方法的技術迫在眉睫。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供了一種片式元件表面玻璃封裝方法， 該方法可以在片式元件的表面形成一層緻密的玻璃保護層，使得片式元件晶片表面電阻率高，無電鍍爬鍍現象；大大增強片式元件的自身機械強度；有效提高片式元件的可焊性和耐旱性，片式元件的電氣性能穩定，此外，片式元件的耐潮溼性能、高溫老化等可靠性、穩定
3性大大增加。
為了達到上述技術目的，本發明是按以下技術方案實現的
本發明所述片式元件表面玻璃封裝方法，其製作步驟是
(1)準備用於安裝片式元件晶片的載板；
⑵將片式元件晶片安裝至安裝座上；
⑶將片式元件晶片的一端部塗上阻隔玻璃在燒結時與晶片的陶瓷體結合的保護漿料；
⑷將片式元件晶片的四側面噴塗玻璃；
(5)將噴塗的玻璃層烘乾；
(6)取下片式元件晶片；
(7)燒結玻璃；
⑶去除保護漿料；
(9)上端電極。
作為上述技術的進一步改進，上述步驟(1)中的載板包括依次疊置的載板、黏性
膠板和導板，所述導板上對應設有至少一個用於放置片式元件晶片的安裝孔。在本發明中，上述步驟(3)的保護漿料為在燒結時能阻止玻璃與陶瓷體結合的保護漿料。本發明中，可採用以下兩種噴塗方法對片式元件的表面進行玻璃噴塗第一種方法是四面順序玻璃噴塗法，該噴塗方法可通過以下兩種噴塗設備予以實現1、單噴頭片式表面四面順序噴塗設備，該設備包括支撐架、安裝於支撐架表面的用於傳送載板的鏈輪鏈條傳動機構，所述支撐架對應於鏈輪鏈條傳動機構的上方設有噴塗箱，噴塗箱的內壁安裝有噴槍；所述噴塗箱內還設有用於擋風的擋風板。2、四噴頭迴轉連續片式元件表面玻璃噴塗設備，該設備包括四邊形的支撐臺，所述四邊形支撐臺的每條邊上對應設有傳送載板的輸送帶，且各輸送帶的上方均對應設置安裝有噴槍的噴塗箱，所述四邊形支撐臺的四角位置對應設有旋轉載板的90°旋轉臺。第二種方法是旋轉玻璃噴塗法，該方法採用的是單噴頭載臺旋轉式片式元件表面噴塗設備，該設備包括支撐平臺，所述支撐平臺上設有360 °旋轉載臺，所述支撐平臺上對應於360°旋轉載臺的上方設有噴塗箱，噴塗箱內壁頂部設有噴槍，所述噴塗箱的側壁還安裝有抽風裝置。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明採用表面玻璃封裝工藝在片式元件表面形成一層緻密的玻璃保護層可以達到以下效果(1)片式晶片表面絕緣電阻率高，無電鍍爬鍍現象；(2)片式元件的自身機械強度明顯增強；(3)由於片式元件晶片無表面爬鍍和腐蝕程度現象，電鍍時間可以大大增加，端電極電鍍層可以獲得滿意的厚度，從而形成較好的可焊性、耐焊性；(4)片式元件的電氣性能不會由於電鍍液的侵蝕產生變化，其電氣性能穩定；(5)片式元件的耐潮溼性能、高溫老化等可靠性、穩定性大大增加。
(6)本發明所述的片式元件表面玻璃封裝方法不僅可以用於片式敏感元器件的表面玻璃封裝，還可以用於片式電容、片式電感、片式電阻等所有片式元件，適用範圍廣。


下面結合附圖和具體實施例對本發明做詳細的說明圖la、圖Ib是本發明中導板、黏性膠板和載板結構示意圖；圖2a、圖2b是上述圖1的組合示意圖；圖3a_圖3f是將片式元件晶片安裝至載板上的結構示意圖；圖4是本發明中四面順序玻璃噴塗法示意圖；圖5是旋轉玻璃噴塗法示意圖；圖6是燒結玻璃後片式元件晶片結構示意圖；圖7a、圖7b是上端電極後形成的片式元件結構示意圖；圖8a、圖8b是本發明中單噴頭片式表面四面順序噴塗設備結構示意圖；圖9是本發明中四噴頭迴轉連續片式元件表面噴塗設備結構示意圖；圖10是本發明中單噴頭載臺旋轉式片式元件表面噴塗設備結構示意圖。
具體實施例方式本發明所述片式元件表面玻璃封裝方法，其製作步驟是(1)準備用於安裝片式元件晶片101的載板如圖la、圖lb，所述所述載板為相互粘接且疊層設置的載板20、黏性膠板30和導板40，所述導板40上對應設有至少一個用於放置片式元件晶片101的安裝孔401。(2)如圖加、圖沘所示，將片式元件晶片101安裝至安裝孔401內，片式元件晶片 101的一端嵌入至安裝孔401內，片式元件晶片101—端粘緊在黏性膠板30上，另一端露出於安裝孔401外;(3)將片式元件晶片101的一端部塗上阻隔玻璃在燒結時與陶瓷體結合的保護漿料50 如圖3a至圖3f所示，通過刮刀60將保護漿料50在機臺面70上刮勻，然後載板20、 黏性膠板30和導板40及片式元件晶片101整體翻轉後放置於保護漿料50上，從而將保護漿料50均勻地粘合在片式元件晶片101的端部，此外，所述機臺面70的側面還設有厚度導條71，可用來調整保護漿料50的厚度；(4)將片式元件晶片101的四側面噴塗玻璃，噴塗的玻璃漿料由以下材料混合而成玻璃粉、有機載體(樹脂)、有機溶劑、分散劑、增塑劑等。在噴塗的過程中採用精細霧化噴槍將混合好的玻璃漿料均勻霧化噴出，使玻璃漿料均勻塗敷在片式元件的四個表面。本發明採用以下兩種噴塗方法對片式元件的表面進行玻璃噴塗第一種方法是四面順序玻璃噴塗法，如圖4所示，噴槍80噴出霧狀的玻璃噴塗液， 通過載板20和噴槍80的相對運動，分別對片式元件晶片101的A、B、C、D四面依次進行噴塗。第二種方法是旋轉玻璃噴塗法，如圖5所示，噴槍80噴出霧狀的玻璃噴塗液，通過旋轉工作檯90帶動載板20旋轉，分別對片式元件晶片101的A、B、C、D四面依次進行噴塗。(5)噴塗層烘乾將噴塗後的載板20連同片式元件晶片101—起置於烘箱中，(50-100) 0C /(1-3)小時烘乾，使噴塗後的玻璃漿料完全乾燥並緊密附著於片式元件晶片 101的表面。(6)取下片式元件晶片將烘乾後的片式元件晶片101取下，均勻排布在陶瓷承載板(缽)上。(7)燒結玻璃將塗敷好玻璃漿料的片式元件晶片101採用網帶式燒結爐或箱式爐燒結玻璃，使側面玻璃層形成緻密的玻璃保護層，玻璃封裝層的厚度控制在10-30微米厚。這樣在片式元件晶片101除兩個端面外的四個側面全部形成了一層緻密的玻璃保護層 9(如圖6所示)。此時，由於片式元件晶片101的一端有保護漿料50，在燒結後保護漿料避免了玻璃和端頭的結合。而另一端由於粘貼在黏性膠板上，沒有玻璃漿料噴塗在這個端面上，這樣就形成了玻璃的四個側面有緻密的玻璃封裝層102，而兩個端面沒有任何玻璃。(8)去除保護漿料，通過倒角或滾磨工序將片式元件晶片101端部的保護漿料50 去除，裸露片式元件晶片101端部；(9)上端電極103將片式元件晶片101採用浸塗的方法，如圖7a、7b所示，在片式元件晶片101的兩端均勻塗上端電極103的漿料並採用電阻爐將銀電極和半導體陶瓷緊密燒滲，從而製得片式元件10。以下通過三個實施例來具體說明本發明中所用到的片式元件表面玻璃噴塗設備實施例一如圖8a、圖8b所示，本實施例說明的是單噴頭片式表面四面順序噴塗設備，該設備包括支撐架la、安裝於支撐架表面的用於傳送載板的鏈輪鏈條傳動機構加，所述支撐架 Ia對應於鏈輪鏈條傳動機構的上方設有噴塗箱3a，噴塗箱37的內壁安裝有噴槍80 ；所述噴塗箱37內還設有用於擋風的擋風板如，且還設有預留抽風口 fe以及便於觀察的玻璃觀察門6a。該設備通過通過載板20和噴槍80的相對運動，分別對A、B、C、D四個面進行噴塗。實施例二 如圖9所示，本實施例為四噴頭迴轉連續片式元件表面玻璃噴塗設備，該設備包括四邊形支撐臺lb，所述四邊形支撐臺Ib的每條邊上對應設有傳送載板20的輸送帶2b， 且各輸送帶2b的上方均對應設置安裝有噴槍80的噴塗箱北，所述四邊形支撐臺Ib的四角位置對應設有旋轉載板的90°旋轉臺4b。載板20在各輸送帶2b形成的噴塗生產線上迴轉，通過轉角處的90°旋轉臺4b， 使片式元件晶片101的A、B、C、D四個面分別經過四個噴槍80，這樣片式元件晶片101的四個側面都做好了玻璃塗敷。實施例三如圖10所示，本實施例說明的是單噴頭載臺旋轉式片式元件表面噴塗設備，該設備包括支撐平臺lc，所述支撐平臺Ic上設有360°旋轉載臺2c，所述支撐平臺Ic上對應於 360°旋轉載臺的上方設有噴塗箱3c，噴塗箱3c內壁頂部設有噴槍80，所述噴塗箱的側壁還安裝有抽風裝置4c。其通過360°旋轉載臺2c帶動載板旋轉，分別對片式元件晶片101 的A、B、C、D四個面進行噴塗。本發明並不局限於上述實施方式，凡是對本發明的各種改動或變型不脫離本發明的精神和範圍，倘若這些改動和變型屬於本發明的權利要求和等同技術範圍之內，則本發明也意味著包含這些改動和變型。
權利要求
1.片式元件表面玻璃封裝方法，其製作步驟是(1)準備用於安裝片式元件晶片的安裝板；(2)將片式元件晶片安裝至載板上；(3)將片式元件晶片的一端部塗上阻隔玻璃在燒結時與晶片的陶瓷體結合的保護漿料；(4)將片式元件晶片的四側面噴塗玻璃；(5)將噴塗的玻璃層烘乾；(6)取下片式元件晶片；(7)燒結玻璃；(8)去除保護漿料(9)上端電極。
2.根據權利要求1所述的片式元件表面玻璃封裝方法，其特徵在於上述步驟(1)中的載板包括依次疊置並相互粘接的載板、黏性膠板和導板，所述導板上對應設有至少一個用於放置片式元件晶片的安裝孔。
3.根據權利要求1所述的片式元件表面玻璃封裝方法，其特徵在於上述步驟(3)所述的保護漿料為在燒結時能阻止玻璃與陶瓷體結合的保護漿料。
4.根據權利要求1所述的片式元件表面玻璃封裝設備，其特徵在於包括支撐架、安裝於支撐架表面的用於傳送載板的鏈輪鏈條傳動機構，所述支撐架對應於鏈輪鏈條傳動機構的上方設有噴塗箱，噴塗箱的內壁安裝有噴槍。
5.根據權利要求4所述的片式元件表面玻璃封裝設備，其特徵在於所述噴塗箱內還設有用於擋風的擋風板。
6.根據權利要求1所述的片式元件表面玻璃封裝設備，其特徵在於包括四邊形的支撐臺，所述四邊形支撐臺的每條邊上對應設有傳送載板的輸送帶，且各輸送帶的上方均對應設置安裝有噴槍的噴塗箱，所述四邊形支撐臺的四角位置對應設有旋轉載板的90°旋轉臺。
7.根據權利要求1所述的片式元件表面玻璃封裝設備，其特徵在於包括支撐平臺，所述支撐平臺上設有360°旋轉載臺，所述支撐平臺上對應於360°旋轉載臺的上方設有噴塗箱，噴塗箱內壁頂部設有噴槍，所述噴塗箱的側壁還安裝有抽風裝置。
全文摘要
本發明屬於片式元件產品技術領域。具體一種片式元件表面玻璃噴塗封裝方法及其封裝噴塗設備。所述片式元件表面玻璃封裝方法，其製作步驟是(1)準備用於安裝片式元件晶片的安裝板；(2)將片式元件晶片安裝至安裝板上；(3)將片式元件晶片的一端部塗上阻隔玻璃在燒結時與陶瓷體結合的保護漿料；(4)將片式元件晶片的四側面噴塗玻璃；(5)將噴塗的玻璃層烘乾；(6)取下片式元件晶片；(7)燒結玻璃；(8)去除保護漿料；(9)上端電極。該方法可以在片式元件的表面形成一層緻密的玻璃保護層，使得片式元件晶片表面電阻率高，無電鍍爬鍍現象；大大增強片式元件的自身機械強度；有效提高片式元件的可焊性和耐旱性，片式元件的電氣性能穩定，此外，片式元件的耐潮溼性能、高溫老化等可靠性、穩定性大大增加。
文檔編號B05D3/02GK102244017SQ201110207500
公開日2011年11月16日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者餘武 申請人:餘武