底填胶封装方法及设备

文档序号:38828 发布日期:2021-09-24 浏览:14次 >En<

阅读说明:本技术 底填胶封装方法及设备 (Underfill packaging method and device ) 是由 徐华 于 2021-06-29 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种底填胶封装方法及设备,所述底填胶封装方法包括:获取待封装电路板及所述待封装电路板的属性信息,根据所述属性信息获取填充胶片;将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置;将所述待贴装连接器对应的封装模块贴装至所述填充胶片相对于所述待封装电路板的表面;对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。本申请通过填充胶片进行待封装电路板与待贴装连接器对应的封装模块之间的底填胶封装,形成目标电路板,可以缩短底填工艺流程且降低操作要求与资源要求,有效提高电路板的生产效率。(The application discloses an underfill encapsulation method and device, wherein the underfill encapsulation method comprises the following steps: acquiring a circuit board to be packaged and attribute information of the circuit board to be packaged, and acquiring a filling film according to the attribute information; mounting the filling film to a corresponding mounting position of a connector to be mounted in the circuit board to be packaged; mounting a packaging module corresponding to the connector to be mounted on the surface of the filling film, which is opposite to the circuit board to be packaged; and welding the filling rubber sheet, the circuit board to be packaged and the packaging module to obtain a target circuit board. The underfill encapsulation between the circuit board to be encapsulated and the encapsulation module corresponding to the surface-mounted connector is carried out through the underfill film to form the target circuit board, so that the underfill process flow can be shortened, the operation requirement and the resource requirement are reduced, and the production efficiency of the circuit board is effectively improved.)

底填胶封装方法及设备

技术领域

本申请涉及电路板

技术领域

,尤其涉及一种底填胶封装方法及设备。

背景技术

随着最近几年的无线蓝牙耳机市场的火爆,人们对无线耳机的声学感知要求日益严苛,传统的无线蓝牙耳机使用为满足市场需求,势必增加更多的功能元器件及多信号点连接FPC(Flexible Printed Circuit,柔性电路板)来满足需求,但这和无线蓝牙耳机的有限空间相冲突,为满足这一需求,Interposer(连接器)的技术引入乃是大势所趋,但是考虑到实际应用场景,Interposer的强度成为关键考量点,目前主流的做法是在Interposer的底部填充underfill(底部填充)胶水增加其粘结强度,但该做法具有较高的操作要求与较多的资源要求,进而导致当前电路板的生产效率较低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种底填胶封装方法及设备,旨在解决当前电路板的生产效率较低的技术问题。

为实现上述目的,本申请实施例提供一种底填胶封装方法,所述底填胶封装方法包括:

获取待封装电路板及所述待封装电路板的属性信息,根据所述属性信息获取填充胶片;

将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置;

将所述待贴装连接器对应的封装模块贴装至所述填充胶片相对于所述待封装电路板的表面;

对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

可选地,所述获取待封装电路板的步骤包括:

获取初始电路板,在所述初始电路板中印刷助焊剂与锡膏,得到待封装电路板。

可选地,所述锡膏与所述助焊剂之间的印刷距离大于0.3毫米。

可选地,所述将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置的步骤包括:

基于所述待封装电路板中的助焊剂,将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置。

可选地,所述填充胶片的贴装位置与所述待封装电路板中锡膏的印刷位置之间的距离为0.1毫米至0.15毫米。

可选地,所述对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板的步骤包括:

基于所述待封装电路板中的锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

可选地,所述基于所述待封装电路板中的锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板的步骤包括:

基于预设温度控制装置控制所述待封装电路板中锡膏的温度,基于所述锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

可选地,所述预设温度控制装置为回焊炉、红外加热灯或热风枪。

可选地,所述属性信息至少包括融化温度、粘结强度、零件间距与厚度;

所述根据所述属性信息获取填充胶片的步骤包括:

根据所述待封装电路板的融化温度、粘结强度、零件间距与厚度获取填充胶片。

进一步地,为实现上述目的,本申请还提供一种底填胶封装设备,所述底填胶封装设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的底填胶封装程序,所述底填胶封装程序被所述处理器执行时实现上述的底填胶封装方法的步骤。

本申请实施例提供一种底填胶封装方法及设备,所述底填胶封装方法包括:获取待封装电路板及所述待封装电路板的属性信息,根据所述属性信息获取填充胶片;将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置;将所述待贴装连接器对应的封装模块贴装至所述填充胶片相对于所述待封装电路板的表面;对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。本申请通过填充胶片进行待封装电路板与待贴装连接器对应的封装模块之间的底填胶封装,形成目标电路板,可以缩短底填工艺流程且降低操作要求与资源要求,有效提高电路板的生产效率。

附图说明

图1为本申请底填胶封装方法第一实施例的流程示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本申请实施例底填胶封装设备优选为SMT(Surface Mounted Technology,表面贴装技术)设备。

如图1所示,该底填胶封装设备可以包括:处理器1001,例如CPU,网络接口1004,用户接口1003,存储器1005,通信总线1002。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatile memory),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解,本实施例中底填胶封装设备结构并不构成对底填胶封装设备的限定,可以包括比本实施例公开的底填胶封装设备更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及底填胶封装程序。

本实施例公开的底填胶封装设备中,网络接口1004主要用于连接后台服务器,与后台服务器进行数据通信;用户接口1003主要用于连接客户端(用户端),与客户端进行数据通信;而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的底填胶封装程序,并执行以下操作:

获取待封装电路板及所述待封装电路板的属性信息,根据所述属性信息获取填充胶片;

将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置;

将所述待贴装连接器对应的封装模块贴装至所述填充胶片相对于所述待封装电路板的表面;

对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

进一步地,所述获取待封装电路板的步骤包括:

获取初始电路板,在所述初始电路板中印刷助焊剂与锡膏,得到待封装电路板。

进一步地,所述锡膏与所述助焊剂之间的印刷距离大于0.3毫米。

进一步地,所述将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置的步骤包括:

基于所述待封装电路板中的助焊剂,将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置。

进一步地,所述填充胶片的贴装位置与所述待封装电路板中锡膏的印刷位置之间的距离为0.1毫米至0.15毫米。

进一步地,所述对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板的步骤包括:

基于所述待封装电路板中的锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

进一步地,所述基于所述待封装电路板中的锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板的步骤包括:

基于预设温度控制装置控制所述待封装电路板中锡膏的温度,基于所述锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

进一步地,所述预设温度控制装置为回焊炉、红外加热灯或热风枪。

进一步地,所述属性信息至少包括融化温度、粘结强度、零件间距与厚度;

所述根据所述属性信息获取填充胶片的步骤包括:

根据所述待封装电路板的融化温度、粘结强度、零件间距与厚度获取填充胶片。

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。

另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示,本发明第一实施例提出一种底填胶封装方法,所述底填胶封装方法包括:

步骤S10,获取待封装电路板及所述待封装电路板的属性信息,根据所述属性信息获取填充胶片;

该步骤中,需要说明的是,随着最近几年的无线蓝牙耳机市场的火爆,人们对无线耳机的声学感知要求日益严苛,传统的无线蓝牙耳机使用为满足市场需求,势必增加更多的功能元器件及多信号点连接FPC来满足需求,但这和无线蓝牙耳机的有限空间相冲突,为满足这一需求,Interposer的技术引入乃是大势所趋,但是考虑到实际应用场景,Interposer的强度成为关键考量点,目前主流的做法是在Interposer的底部填充under-fill胶水增加其强度,但由于底部填充under-fill胶水技术需要FPC有更多的空间留量作业避免因胶水固化后因FPC折弯引起破损;Interposer的尺寸需要贴合FPC边缘以便于under-fill胶水灌入Interposer底部;以及,需要额外增加工序进行点胶和固化,增加了设备投入,加长了产品生产周期。因此,采用底部填充under-fill胶水技术具有较高的操作要求与较多的资源要求,进而导致当前电路板的生产效率较低。

在此基础上,本申请提出一种底填胶封装方法,通过填充胶片进行待封装电路板与待贴装连接器对应的封装模块之间的底填胶封装,形成目标电路板,可以缩短底填工艺流程且降低操作要求与资源要求,有效提高电路板的生产效率。其中填充胶片在本实施例中为S-Fill胶片,由于S-Fill胶片的具体制备材料与制备过程涉及机密不便公开,在此则不进行论述,封装模块在本实施例中可以为系统级封装模块(System in Package,SIP),可以理解地,本实施例中采用的待封装电路板可以优选为待封装柔性电路板。

进一步地,本实施例中底填胶封装方法应用于底填胶封装设备,本实施例中底填胶封装设备优选为SMT设备,SMT设备是用于SMT加工过程中需使用的机器、设备。本实施例中的SMT设备可以包括:传输机、全自动印刷机、贴片机以及多温区回流焊。其中传输机用于获取待加工材料并传输至贴片机进行贴片加工,全自动印刷机用于在基础电路板中印刷加工所需的材料与线路,贴片机用于对电路板进行贴片,多温区回流焊用于对贴片后的电路板进行回流焊,以此得到最终的电路板。

具体地,在进行电路板的加工时,首先通过SMT设备的全自动印刷机进行待封装电路板的印刷,再通过SMT设备的传输机获取印刷有助焊剂与锡膏的柔性线路板作为待封装电路板。进一步地,通过SMT设备对待封装电路板进行识别,得到待封装电路板的类型信息,再根据待封装电路板的类型信息从数据库中获取该类型的电路板对应的属性信息,将获取的属性信息作为待封装电路板的属性信息。进一步地,通过SMT设备根据待封装电路板的属性信息获取用于对待封装电路板与包含待贴装连接器的封装模块进行底填胶封装的填充胶片,将获取的填充胶片包装进tape reel(带盘)中。同时,获取包含待贴装连接器的封装模块,再将包装在tape reel中的填充胶片、待封装电路板与封装模块传输至SMT设备的贴片机中,通过贴片机对填充胶片、待封装电路板与封装模块进行贴片,其中采用填充胶片代替现有技术使用的填充胶水,可以缩短加工流程。

进一步地,所述获取待封装电路板的步骤包括:

步骤S11,获取初始电路板,在所述初始电路板中印刷助焊剂与锡膏,得到待封装电路板。

在进行加工时,先通过SMT设备中的全自动印刷机获取初始电路板,其中初始电路板中可以为已经设计好线路的电路板,电路板可以优选为柔性电路板,通过全自动印刷机根据产品的设计要求确定助焊剂与锡膏的印刷位置,再从内置的原料盒中获取助焊剂与锡膏,将获取的助焊剂与锡膏分别印刷于确定好的助焊剂、锡膏的印刷位置,得到待封装电路板,其中为了确保工艺流程的顺利进行,初始电路板中锡膏与助焊剂之间的印刷距离需要大于0.3毫米,例如0.31毫米、0.35毫米、0.4毫米、0.45毫米、0.5毫米、0.6毫米等。可以理解地,在全自动印刷机在根据产品的设计要求确定助焊剂与锡膏的印刷位置时,若助焊剂与锡膏之间的印刷距离大于0.5毫米,例如0.51毫米、0.6毫米、0.7毫米,并且在助焊剂的印刷位置预留了焊接垫(tacky pad),则可以在助焊剂与锡膏的印刷位置均印刷锡膏,即将原本印刷助焊剂的地方也印刷锡膏,由此可以取消后续流程中助焊剂的点燃动作,节省助焊剂材料成本以及助焊剂的点燃设备,有效缩短底填工艺流程,提高电路板的生产效率。

进一步地,所述根据所述属性信息获取填充胶片的步骤包括:

步骤S12,根据所述待封装电路板的融化温度、粘结强度、零件间距与厚度获取填充胶片。

在获取到待封装电路板后,还需要通过SMT设备,根据待封装电路板的实际情况获取对应的填充胶片,以使根据填充胶片进行底填工艺得到的目标电路板能够满足要求以及确保底填工艺的执行过程中不会损坏待封装电路板。具体地,根据待封装电路板的属性信息获取对应的填充胶片,而待封装电路板的属性信息可以包括融化温度、粘结强度、零件间距与厚度,因此通过SMT设备中的传输机,按照待封装电路板的融化温度、粘结强度、零件间距与厚度等属性信息获取对应的填充胶片。例如待封装电路板的属性信息中融化温度为183℃、粘结强度为0.65Mpa、零件间距为0.2毫米、零件厚度为0.5毫米,则通过SMT设备中的传输机,按照融化温度为183℃、粘结强度为0.65Mpa(力的单位)、零件间距为0.2毫米、零件厚度为0.5毫米的要求获取对应的填充胶片,即不同的填充胶片可以适应不同的电路板要求。

步骤S20,将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置;

进一步地,在通过传输机将填充胶片、待封装电路板与封装模块传输至贴片机后,通过贴片机点燃待封装电路板中的助焊剂,并将填充胶片贴装至待贴装连接器在待封装电路板中对应的贴装位置,通过点燃的助焊剂使得填充胶片粘结于待封装电路板。

进一步地,所述将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置的步骤包括:

步骤S21,基于所述待封装电路板中的助焊剂,将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置。

可以理解地,SMT设备中还设置有助焊剂的点燃设备,用于对待封装电路板中印刷于待贴装连接器贴装位置的助焊剂进行点燃,使得助焊剂由固化状态转变为半固化状态。具体地,通过点燃设备将待封装电路板中印刷于待贴装连接器贴装位置的助焊剂进行点燃,使得助焊剂由固化状态转变为半固化状态,再通过贴片机的吸嘴从tape reel中吸取填充胶片,并将填充胶片贴装至待封装电路板中印刷于待贴装连接器的贴装位置,通过半固化状态的助焊剂使得填充胶片粘结于待封装电路板上。进一步需要说明的是,为了防止锡膏在发挥作用时对填充胶片产生不良影响,在将填充胶片贴装于待封装电路板时,填充胶片的贴装位置与待封装电路板中锡膏的印刷位置之间的距离为0.1毫米至0.15毫米,例如0.1毫米、0.11毫米、0.14毫米、0.15毫米等。

步骤S30,将所述待贴装连接器对应的封装模块贴装至所述填充胶片相对于所述待封装电路板的表面;

在将填充胶片贴装至待贴装连接器在待封装电路板中对应的贴装位置后,再通过贴片机将待贴装连接器对应的封装模块即包含待贴装连接器的封装模块贴装至填充胶片的表面,其中所贴装的填充胶片的表面为填充胶片的两表面中,相对于贴装于待封装电路板的一表面的另一表面。

步骤S40,对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

在贴片机将填充胶片以及封装模块装贴至待封装电路板后,通过贴片机将贴片后的电路板传输至多温区回流焊中,由多温区回流焊调整环境温度,通过环境温度使得待封装电路板中印刷的锡膏改变状态,对对填充胶片、待封装电路板与封装模块进行焊接,得到包含待封装电路板、连接器Interposer及连接器对应的封装模块的目标电路板,且目标电路板中由于通过填充胶片使得待封装电路板与连接器Interposer具有高粘结强度,进而使得待封装电路板与封装模块之间也具有高粘结强度,提高了所制备的目标电路板的可用性。

进一步地,所述对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板的步骤包括:

步骤S41,基于所述待封装电路板中的锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

进一步地,在通过贴片机将填充胶片与封装模块先后装贴至待封装电路板后,通过贴片机将完成两次贴片后的电路板传输至SMT设备的多温区回流焊。进一步地,通过多温区回流焊通过多个区以不同的温度对整体电路板进行处理,以使待封装电路板中的锡膏改变其原有状态并发挥焊接作用,对通过填充胶片进行粘结的待封装电路板与封装模块进行焊接封装,使得待封装电路板与封装模块之间具备高粘结强度,形成目标电路板。其中,锡膏中包含助焊剂与锡粉。

进一步地,所述基于所述待封装电路板中的锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板的步骤包括:

步骤S411,基于预设温度控制装置控制所述待封装电路板中锡膏的温度,基于所述锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。

进一步地,SMT设备中还预设有温度控制装置,其中预设的温度控制装置可以为回焊炉、红外加热灯或热风枪等,本实施例中可以优选为回焊炉。可以理解地,基于预设温度控制装置控制所述待封装电路板中锡膏的温度,基于所述锡膏对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板的步骤具体可以包括四个阶段:第一个阶段在多温区回流焊的预热区进行,通过回焊炉调整温度,使包含填充胶片、待封装电路板以及封装模块的电路板能够安全并逐步达到浸热的工作温度(预回流温度),也能够使锡膏中的挥发性溶剂汽化和挥发离去,在电路板的温度爬升到一定程度时,则进入第二个阶段。第二个阶段在多温区回流焊的浸热区进行,在浸热区中可以通过回焊炉使电路板进行60秒至120秒的受热(例如60秒、70秒、80秒、120秒等),用于去除锡膏中的挥发性物质并激活助焊剂,助焊剂会开始在电路板和焊盘上进行氧化还原反应。当电路板中填充胶片、待封装电路板以及封装模块均已达到均衡的热平衡,则进入第三个阶段。第三个阶段在多温区回流焊的回焊区进行,在回焊区中可以通过回焊炉将温度提升至高于锡膏中锡粉液化温度的20℃至40℃(例如20℃、30℃、40℃等),使得锡膏中的锡粉液化回流,其中锡膏中的助焊剂可降低接合处的表面张力,并让锡粉液化形成的焊球在融熔时结合,在该阶段中填充胶片由半固化状态转变为胶状物,将待封装电路板与封装模块连接,在回焊区使锡膏液化回流完成后进入第四个阶段。第四个阶段在多温区回流焊的冷却区进行,在冷却区中进行温度的逐步冷却,使得电路板逐渐冷却而与焊接点一同固化,在固化后即完成回流焊,使得待封装电路板与封装模块以高粘结强度粘结在一起,同时确保电性能的传输,制得最终的目标电路板。

本实施例提供一种底填胶封装方法及设备,所述底填胶封装方法包括:获取待封装电路板及所述待封装电路板的属性信息,根据所述属性信息获取填充胶片;将所述填充胶片贴装至待贴装连接器在所述待封装电路板中对应的贴装位置;将所述待贴装连接器对应的封装模块贴装至所述填充胶片相对于所述待封装电路板的表面;对所述填充胶片、所述待封装电路板与所述封装模块进行焊接,得到目标电路板。本申请通过填充胶片进行待封装电路板与待贴装连接器对应的封装模块之间的底填胶封装,形成目标电路板,可以缩短底填工艺流程且降低操作要求与资源要求,有效提高电路板的生产效率。

可以理解地,本申请通过采用新的底填工艺,可以缩短原有的底填工艺流程,缩短产品生产周期约24小时,因为新的底填工艺流程生产周期短,在半小时内即可完成,与传统的Under-fill底填工艺相比,生产时间节约10倍以上。由于本申请采用的新的底填工艺流程,可以减少底填设备及相关治工具的成本,并且使用的底填设备越多,节约成本越明显。并且,还可以减少车间为架设底填设备而增加的电气及排气装置,不受车间空间影响。

需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。

以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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