|
MEMS固晶治具是用于微機(jī)電系統(tǒng)芯片封裝固晶工序的專(zhuān)用工裝。與普通芯片不同，MEMS芯片表面通常帶有懸臂梁、薄膜、空腔等微機(jī)械結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)極為脆弱，固晶過(guò)程中任何接觸或不當(dāng)受力都可能導(dǎo)致永久性損壞。因此，這類(lèi)治具的設(shè)計(jì)核心圍繞"無(wú)損固定"和"高精度定位"展開(kāi)。
以下是根據(jù)公開(kāi)信息整理的MEMS固晶治具的主要類(lèi)型與技術(shù)要點(diǎn)：
核心設(shè)計(jì)難題
MEMS固晶治具面臨的核心矛盾是：固晶工序要求芯片被牢固、精確地固定在底座或基板上，但MEMS芯片的脆弱結(jié)構(gòu)使得傳統(tǒng)的機(jī)械壓緊或全自動(dòng)操作方式不再適用。
主要治具類(lèi)型與技術(shù)方案
針對(duì)單顆或批量芯片的固定工裝
為解決MEMS芯片無(wú)法直接全自動(dòng)操作的問(wèn)題，有專(zhuān)利設(shè)計(jì)了一種多層結(jié)構(gòu)的固定工裝。該工裝由底板、裂片定位板、托板和頂板組合而成，通過(guò)定位銷(xiāo)和定位孔實(shí)現(xiàn)精密層疊定位。其原理是利用上層板避開(kāi)芯片表面的微結(jié)構(gòu)區(qū)域，僅通過(guò)預(yù)設(shè)有固晶孔的托板從背面或邊緣對(duì)芯片進(jìn)行支撐和限位。芯片被固定好后，方可安全地由固晶機(jī)進(jìn)行拾取和貼裝操作。
批量共晶治具（以MEMS環(huán)形器為例）
針對(duì)需要批量共晶焊接的MEMS器件，有專(zhuān)利公開(kāi)了一種專(zhuān)用工裝。該工裝采用堆疊限位結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有陣列分布的凹槽，每個(gè)凹槽用于精確盛放一個(gè)由熱沉載體、焊料、鐵氧體和芯片組成的堆疊結(jié)構(gòu)。更特別的是，工裝上方設(shè)有磁力施加結(jié)構(gòu)，通過(guò)定位銷(xiāo)釘對(duì)齊后，將永磁體放置在堆疊結(jié)構(gòu)上，利用磁力提供均勻、穩(wěn)定且不損傷脆弱結(jié)構(gòu)的壓力，從而實(shí)現(xiàn)批量共晶。
TO基座封裝治具
針對(duì)采用TO-CAN（晶體管外形封裝）形式的MEMS壓力傳感器，這類(lèi)封裝部件通常是獨(dú)立的圓形管座，難以固定。一種優(yōu)化的封裝治具，在治具本體上設(shè)置了呈優(yōu)弧弓形（即超過(guò)半圓的弧形）的卡槽結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)可以緊緊卡住TO管座的引腳，從而在陣列化的工作區(qū)域內(nèi)同時(shí)固定多顆TO基座，使其能夠適配自動(dòng)固晶設(shè)備，解決了此前只能手動(dòng)封裝效率低下的問(wèn)題。
|
