|
MEMS固晶治具是用于微机电系统芯片封装固晶工序的专用工装。与普通芯片不同,MEMS芯片表面通常带有悬臂梁、薄膜、空腔等微机械结构,这些结构极为脆弱,固晶过程中任何接触或不当受力都可能导致永久性损坏。因此,这类治具的设计核心围绕"无损固定"和"高精度定位"展开。
以下是根据公开信息整理的MEMS固晶治具的主要类型与技术要点:
核心设计难题
MEMS固晶治具面临的核心矛盾是:固晶工序要求芯片被牢固、精确地固定在底座或基板上,但MEMS芯片的脆弱结构使得传统的机械压紧或全自动操作方式不再适用。
主要治具类型与技术方案
针对单颗或批量芯片的固定工装
为解决MEMS芯片无法直接全自动操作的问题,有专利设计了一种多层结构的固定工装。该工装由底板、裂片定位板、托板和顶板组合而成,通过定位销和定位孔实现精密层叠定位。其原理是利用上层板避开芯片表面的微结构区域,仅通过预设有固晶孔的托板从背面或边缘对芯片进行支撑和限位。芯片被固定好后,方可安全地由固晶机进行拾取和贴装操作。
批量共晶治具(以MEMS环形器为例)
针对需要批量共晶焊接的MEMS器件,有专利公开了一种专用工装。该工装采用堆叠限位结构,其上设有阵列分布的凹槽,每个凹槽用于精确盛放一个由热沉载体、焊料、铁氧体和芯片组成的堆叠结构。更特别的是,工装上方设有磁力施加结构,通过定位销钉对齐后,将永磁体放置在堆叠结构上,利用磁力提供均匀、稳定且不损伤脆弱结构的压力,从而实现批量共晶。
TO基座封装治具
针对采用TO-CAN(晶体管外形封装)形式的MEMS压力传感器,这类封装部件通常是独立的圆形管座,难以固定。一种优化的封装治具,在治具本体上设置了呈优弧弓形(即超过半圆的弧形)的卡槽结构。这种设计可以紧紧卡住TO管座的引脚,从而在阵列化的工作区域内同时固定多颗TO基座,使其能够适配自动固晶设备,解决了此前只能手动封装效率低下的问题。
|