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MEMS自動貼裝治具,是與自動化固晶設備配套使用的精密工裝。其設計的根本出發(fā)點,源于MEMS芯片表面脆弱易損的微結構(如懸臂梁、薄膜),要求治具在實現(xiàn)自動化的同時,必須做到“無損”和“高精度”-2-10。
以下是基于行業(yè)公開信息整理的,關于MEMS自動貼裝治具核心類型與技術要點的介紹。
針對脆弱結構的“無損固定”治具
普通芯片的貼裝治具常通過機械壓緊來固定,但這極易損傷MEMS芯片的敏感結構。因此,專用治具的核心思路是避開敏感區(qū)域,從背面或邊緣進行支撐與限位。
一項代表性的專利設計是一種多層組合式固定工裝-10。它由底板、裂片定位板、托板和頂板精密層疊而成:
實現(xiàn)“高精度貼裝”的系統(tǒng)化治具
對于精度要求極高的敏感結構貼片,治具往往不是一個孤立的部件,而是一套系統(tǒng)的一部分。例如,有專利公開了一種完整的敏感結構貼片系統(tǒng)-2,其治具與流程緊密配合:
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管殼定位裝置:作為基礎治具,其表面設有多個精密的定位凹槽,用于將待貼裝的管殼(即封裝外殼)一一對應地固定住,確保位置的一致性-2。
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自動貼片與配重:系統(tǒng)通過圖像識別引導拾取頭將敏感結構精確放入管殼的設定位置。之后,一個特制的配重單元會被放置在敏感結構上方,施加一個精確且均勻的壓力,保證其在后續(xù)烘烤固化前與管殼緊密貼合,不發(fā)生位移-2。
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微量點膠配合:該系統(tǒng)還集成了撞針式點膠裝置。它可以精密控制點膠量(點膠直徑可小于0.3mm),為高精度貼裝提供一致、微量的膠水,與定位治具協(xié)同完成貼裝-2。
異形封裝的適配治具:以TO基座為例
MEMS器件,特別是壓力傳感器,常采用TO-CAN(如TO-5)形式的圓形獨立管座。這種外形在自動化產(chǎn)線上難以固定和傳送,是影響效率的瓶頸-7。
針對此問題,專用的基座封裝治具被設計出來。其關鍵在于,治具表面設有多個呈優(yōu)弧弓形(即超過半圓的弧形)的卡槽結構-7。
主流設備配套與精度參考
MEMS自動貼裝治具通常需要與具體的固晶設備配合使用。從現(xiàn)有設備參數(shù)來看,高精度貼裝的典型指標如下:
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冷貼精度:部分設備可實現(xiàn)±3μm (3σ) 的貼裝精度,適用于常溫下的膠水粘貼工藝
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熱壓/超聲固晶精度:對于需要加熱或超聲輔助的工藝,精度通常在±10μm (3σ) 左右,貼合壓力范圍廣,以滿足不同芯片需求
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適用芯片與基板:設備通常支持從0.5mm到25mm的芯片尺寸,并可兼容晶圓(Wafer)、華夫盒(Waffle Pack)等多種供料方式,其治具也需隨之做模塊化設計
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