一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備的製作方法
2023-06-03 07:34:36
一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，包括一副模具，所述模具分為上模具和下模具，所述下模具內設置有可容納PCB板的槽位，所述PCB板為整張已焊接多組指紋識別器件的PCB板，所述上模具設有可容納所述識別器件的並與所述指紋晶片形狀一致的圓形或者橢圓形或者平橢圓形的具有弧邊的腔體，所述腔體與所述PCB板上的指紋識別器對應設置，所述腔體之間通過熱流道與封裝材料注入口相連接，所述熱流道分為主流道、支流道，所述主流到與所述注入口相通，所述支流道與所述腔體的側邊相通，所述上模具內表面到所述槽位底面的距離與所述PCB板的厚度相等，所述腔體的深度大於所述PCB板表面到所述識別器件上表面的高度。
【專利說明】一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電子器件封裝【技術領域】，尤其涉及一種指紋晶片的封裝設備及生產方法。
【背景技術】
[0002]指紋識別技術目前已經得到了廣泛應用，在考勤機上，安全門禁上，以及口岸通關等等領域都有涉及，現如今手機上也在逐步採用指紋識別技術進行設備的啟動解鎖，而這類指紋識別技術採用的是電容式指紋識別晶片，不需要光源採集，具有體積超薄超小的優勢，通常設置安裝在手機按鈕上，並且在其上方覆蓋一層塑膠進行防磨損保護和線路保護，這裡需要描述一下電容式指紋識別晶片的構造，此種晶片主要是由識別器件焊接在PCB板上，然後通過細焊線從識別器件上表面的兩端將識別出的信號導入到所述PCB板上的連接端，這裡的連接方式不是從識別器件的背部與所述PCB板連接，而是從上表面與所述PCB板的上表面進行連接，這樣連接的結果就是焊線呈斜角度向下暴露在外，在覆蓋塑膠材料時，如果壓力掌握不好非常容易衝擊到焊線，致使焊線斷裂產品不良率上升，現有技術中在針對橢圓形或者平橢圓手機按鈕增設此類識別晶片則存在一些具體生產問題，
[0003]第一，表面覆層厚薄不均，靈敏度無法保證，現有技術中，通常採用將識別器件排列焊接到整塊PCB板上，然後進行整體注入塑膠(如同預製構件一樣整體澆築)，再進行切割分成成品晶片進行安裝，這種整體注入塑膠的方式實際是沿用了微型SD卡、TF卡等存儲卡的封裝技術，由於SD卡等存儲晶片不存在感應問題，其表面的塑膠厚薄度並不存在太大影響，但指紋識別晶片的表面覆層必須控制在0.035mm—0.05mm之間，由於PCB板本身會產生一定的形變，在加上高溫封裝過程中，PCB板變形後很容易產生翹角現象，故此在整體注入塑膠的情況下，很難保證整體覆層都在這個厚度值內，經常發生一個區域的厚度超標一個區域的厚度不達標的現象。
[0004]第二，注塑時產生的巨大衝擊容易使焊線斷裂，由於傳統工藝中封裝存儲卡時沒有細焊線的設置故此可以不必考慮防注塑過程中的壓力衝擊問題，但指紋識別晶片的焊線卻存在這個禁忌，所以現有技術中存在一個產品良率一直無法提高的問題。
[0005]第三，切割工藝複雜而且晶片邊緣不精細，傳統工藝中因為整體注塑封裝，便需要整體採用雷射切割的方式進行分別取下每顆晶片，而雷射切割的方式存在一個問題就是容易將封裝材料燒焦碳化，通常封裝採用的材料時環氧樹脂，雷射切割後的切割面不光滑甚至容易崩裂，驗收無法通過。
實用新型內容
[0006]本實用新型提供一種封裝設備，旨在解決現有技術晶片表面覆層的厚度不均勻以及良品率低的問題。
[0007]為了解決上述問題，本實用新型提供一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，包括一副模具，所述模具分為上模具和下模具，所述下模具內設置有可容納PCB板的槽位，所述PCB板為整張已焊接多組指紋識別器件的PCB板，所述上模具設有可容納所述識別器件的並與所述指紋晶片形狀一致的圓形或者橢圓形或者平橢圓形的具有弧邊的腔體，所述腔體與所述PCB板上的指紋識別器對應設置，所述腔體之間通過熱流道與封裝材料注入口相連接，所述熱流道分為主流道、支流道，所述主流到與所述注入口相通，所述支流道與所述腔體的側邊相通，所述上模具內表面到所述槽位底面的距離與所述PCB板的厚度相等，所述腔體的深度大於所述PCB板表面到所述識別器件上表面的高度。
[0008]優選地，所述腔體的深度大於所述PCB板表面到所述識別器件上表面的高度0.035—0.05mm。
[0009]優選地，所述腔體側截面均為等腰梯形，所述腔體側邊與垂直線形成3度到5度夾角。
[0010]優選地，所述封裝材料採用環氧樹脂。
[0011 ] 優選地，所述PCB板上具有定位孔，所述槽位設有可穿過所述定位孔的定位柱，所述上下模具邊緣通過多個定位銷進行連接定位。
[0012]依借上述技術方案，本實用新型所提供的封裝設備，一改以往的傳統澆築式封裝方案，而採用模具注入封裝材料的方式進行，由於上模具對所述PCB板面的下壓，完全避免了 PCB板翹角不能保持整體在一個水平面上的技術問題，同時每個所述腔體的頂面距離所述PCB板上的識別器件的上表面距離是固定的，可以精確到每一個器件，這一點也可以確保每個器件的表面覆蓋層弧度一致，另外，所述腔體的形狀也能夠將封裝後的晶片保持所想得到的光滑弧線邊緣，不需要對弧線邊緣部位進行切割，保證了晶片顆粒側面光滑度也防止了雷射切割弧邊時產生的封裝材料燒焦後邊緣不光滑的現象。所述腔體之間所布局的主流道和支流道能夠逐步降低注入的高溫高壓液態封裝材料對識別器件兩端的焊線產生衝擊繼而發生斷裂，並且注入所述腔體的入口也設置在所述腔體的側邊，進一步避開了對焊線的衝擊，提尚了廣品良品率。
[0013]本實用新型所提供的方法具有兩個重點有益效果，第一，通過模具設計將每個識別晶片單獨進行封裝處理，保證了每個識別晶片的規格尺寸以及表面覆層的厚度，另外通過模具的設計規定了封裝材料的流道，避免了大壓力的液態封裝材料對焊線的衝擊影響產品良率。第二，由於弧形邊緣的光滑性，切割PCB板時可以不必對弧形邊緣進行切割，進一步保證了識別晶片邊緣的光滑性，由於具有弧邊的位置已經通過模具成型，在切割過程中，直線邊緣部分仍然採用傳統切割刀具進行切割，可以保證支流道的封裝材料與識別晶片側邊連接處被整齊平滑切割，而所述識別晶片的弧邊部分通過雷射的切割方式進行切割，只需將PCB板部分切割即可，由於被封裝部分已經成型故不需要進行雷射切割，所以雷射產生的高熱不會對所述封裝材料破壞，保證了識別晶片的弧邊光滑整齊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型提供的具有識別器件的未封裝PCB板示意圖；
[0015]圖2是本實用新型提供的具有識別器件的未封裝PCB板局部側視圖；
[0016]圖3是本實用新型提供的PCB板背面不意圖；
[0017]圖4是本實用新型提供的封裝後的PCB板示意圖；
[0018]圖5是本實用新型提供的識別晶片側面剖視圖
[0019]圖6是本實用新型提供的腔體側視圖；
[0020]圖7是本實用新型提供的下模具示意圖；
[0021]圖8是本實用新型提供的上模具示意圖；
[0022]圖9是圖8A部放大示意圖；
【具體實施方式】
[0023]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0024]實施例一，參照圖1-9所示，本實用新型實施例提供一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，包括一副模具，所述模具分為上模具20和下模具10，所述下模具10內設置有可容納PCB板的槽位11，所述PCB板30為整張已焊接多組指紋識別器件31的PCB板，所述上模具20設有可容納所述識別器件31的並與所述指紋晶片形狀一致的圓形或者橢圓形或者平橢圓形的具有弧邊的腔體21，所述腔體21與所述PCB板30上的指紋識別器件31對應設置，所述腔體21之間通過熱流道40與封裝材料注入口 50相連接，所述熱流道40分為主流道41、支流道42，所述主流道41與所述注入口 50相通，所述支流道42與所述腔體21的側邊相通，所述封裝材料採用環氧樹脂，當注入液體封裝材料時，所述液體封裝材料通過主流道41到支流道42的逐步減壓，然後從側面進入腔體21封裝可以防範端部的焊線32受到衝擊斷裂，所述上模具20內表面到所述槽位11底面的距離與所述PCB板30的厚度相等，能夠起到壓覆所述PCB板30的作用，防止所述PCB板30變形，所述腔體21的深度大於所述PCB板30表面到所述識別器件31上表面的高度，從而在注入封裝材料時在所述識別器件31表面形成覆蓋層。所述覆蓋層的厚度區間選擇0.035-0.05mm,隨著科技的發展，覆蓋層的厚度有可能進一步增加，但目前所需要的厚度必須控制在這個範圍內，如果過厚靈敏度會受影響，如果過薄，則容易在磨損後暴露識別器件，減少其壽命。另外，所述腔體21側截面均為等腰梯形，所述腔體21側邊與垂直線形成3度到5度夾角，也就是說所述腔體21的底面面積小於開口面積，這樣設計的腔體21，在注入封裝材料後使整體識別晶片上半部形成截面為梯形的封裝部，帶來兩個好處，第一方便脫模，第二在切割過程中尤其是雷射切割過程中，從垂直方向切割時不會傷及封裝部分，也就不容易產生燒焦的側面，進一步保證了識別晶片上半部光滑側面。依借上述技術方案，本實用新型所提供的封裝設備，一改以往的傳統澆築式封裝方案，而採用模具注入封裝材料的方式進行，由於上模具20對所述PCB板30上表面的下壓，完全避免了 PCB板30翹角不能保持整體在一個水平面上的技術問題，同時每個所述腔體21的底面(由於所述腔體21開口向下，所以或稱為頂面)距離所述PCB板30上的識別器件31的上表面距離是固定的，可以精確到每一個器件，這一點也可以確保每個器件的表面覆蓋層厚度一致，另外，所述腔體21的形狀也能夠將封裝後的晶片保持所想得到的光滑弧線邊緣，不需要對弧線邊緣部位進行切割，保證了晶片顆粒側面光滑度也防止了雷射切割弧邊時產生的封裝材料燒焦後邊緣不光滑的現象。所述腔體21之間所布局的主流道41和支流道42能夠逐步降低注入的高溫高壓液態封裝材料對識別器件31兩端的焊線32產生衝擊繼而發生斷裂，並且注入所述腔體21的入口也設置在所述腔體21的側邊，進一步避開了對焊線32的衝擊，提高了產品良品率。
[0025]為了能夠準確定位，為後續工作中的封裝、脫模、切割等工序做好準備，所述PCB板30上具有定位孔33，所述槽位11設有可穿過所述定位孔33的定位柱13，所述上下模具20、10邊緣通過多個定位銷22進行連接定位，操作過程中，將所述PCB板30置入所述槽位11中，並將所述PCB板30上預先鑽得的所述定位孔33套裝在所述定位柱13上，防止所述PCB板30邊緣磨損出現偏移晃動致使封裝位置不準的現象，為整個封裝工作打基礎。。
[0026]實施例二，參照圖1-9所示，本實施例還提供一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝和切割方法，應用上述實施例一所述的封裝設備，具體步驟如下:
[0027]步驟I，將所述PCB板30置入所述下模具10的槽位11中，並且將所述定位柱13穿過所述定位孔33後定位所述PCB板30 ；
[0028]步驟2，將所述上模具20通過所述定位銷22扣合連接所述下模具10 ;
[0029]步驟3，對所述模具進行抽真空處理，並對所述模具進行加熱且保持到一定溫度，然後從所述注入口 50注入封裝材料，所述封裝材料呈高溫液態進入所述注入口 50後依次進入所述主流道41、支流道42，逐步減小注入壓力後從所述識別器件31的側邊注入所述腔體21與識別器件31之間的空隙；
[0030]步驟4，保持合模時間40秒到120秒，使所述封裝材料固化成型，脫模，所述PCB板30上的識別器件31被所述封裝材料包裹，形成表面厚度0.035-0.05mm的覆蓋層；
[0031 ] 步驟5，從所述PCB板30背面針對每個識別晶片標畫輪廓線，所述輪廓線與所述識別晶片輪廓一致；
[0032]步驟6，通過刀具或者雷射或者兩者的結合從所述PCB板30背面沿所述輪廓線進行切割；
[0033]優選地，在所述步驟3之前任意步驟增加加熱模具工作環節，使模具模腔的溫度達到溫度160度-200度之間任意度數，並保持該溫度直至所述步驟3結束；
[0034]對於切割方式優選地，所述切割方法包括先行對所述PCB板30進行定位，然後通過雷射切割所述識別晶片具有弧度的邊，然後使用所述刀具進行切割所述識別晶片具有直線的邊，由於雷射切割都是作用在PCB板30上不會致使所述封裝材料被雷射高溫燒焦。
[0035]優選地，所述雷射的切割深度為PCB板30的厚度。
[0036]依借上述技術方案，本實用新型所提供的方法具有兩個重點有益效果，第一，通過模具設計將每個識別晶片單獨進行封裝處理，保證了每個識別晶片的規格尺寸以及表面覆層的厚度，另外通過模具的設計規定了封裝材料的流道，避免了大壓力的液態封裝材料對焊線32的衝擊影響產品良率。第二，切割的方式進一步保證了識別晶片邊緣的光滑性，由於具有弧邊的位置已經通過模具成型，在切割過程中，直線邊緣部分仍然採用傳統切割刀具進行切割，可以保證支流道42的封裝材料與識別晶片側邊連接處被整齊平滑切割，而所述識別晶片的弧邊部分通過雷射的切割方式進行切割，只需將PCB板30部分切割即可，由於被封裝部分已經成型故不需要進行雷射切割，所以雷射產生的高熱不會對所述封裝材料破壞，保證了識別晶片的弧邊光滑整齊。
[0037]實施例三，本實施例還提供一種圓形的指紋識別晶片的封裝和切割方法，應用上述實施例一所述的封裝設備，與上述實施例不同之處在於，由於需要生產的識別晶片是圓形的，所以需要設多個所述支流道42與所述腔體的側邊相通處，需要保持相通處的流道相對較細，方便在切割過程中採用雷射切割時留下較小的燒焦面。
[0038] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，其特徵在於，包括一副模具，所述模具分為上模具和下模具，所述下模具內設置有可容納PCB板的槽位，所述PCB板為整張已焊接多組指紋識別器件的PCB板，所述上模具設有可容納所述識別器件的並與所述指紋晶片形狀一致的圓形或者橢圓形或者平橢圓形的具有弧邊的腔體，所述腔體與所述PCB板上的指紋識別器對應設置，所述腔體之間通過熱流道與封裝材料注入口相連接，所述熱流道分為主流道、支流道，所述主流到與所述注入口相通，所述支流道與所述腔體的側邊相通，所述上模具內表面到所述槽位底面的距離與所述PCB板的厚度相等，所述腔體的深度大於所述PCB板表面到所述識別器件上表面的高度。
2.如權利要求1所述的具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，其特徵在於，所述腔體的深度大於所述PCB板表面到所述識別器件上表面的高度0.035-0.05mm。
3.如權利要求2所述的具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，其特徵在於，所述腔體側截面均為等腰梯形，所述腔體側邊與垂直線形成3度到5度夾角。
4.如權利要求1所述的具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，其特徵在於，所述封裝材料採用環氧樹脂。
5.如權利要求1所述的具有弧邊的指紋識別晶片的封裝設備，其特徵在於，所述PCB板上具有定位孔，所述槽位設有可穿過所述定位孔的定位柱，所述上下模具邊緣通過多個定位銷進行連接定位。
【文檔編號】B29C45/14GK204183810SQ201420646974
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優先權日:2014年10月31日
【發明者】林梓梁 申請人:林梓梁