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微電子封裝接觸式點(diǎn)膠(Contact Dispensing)

瀏覽數(shù): 197作者:網(wǎng)站編輯 發(fā)布時(shí)間: 2025-03-28 來源:本站


微電子封裝工業(yè)中包含許多的膠體涂覆技術(shù),一般用來完成點(diǎn)的點(diǎn)膠,線的點(diǎn)膠,面(涂覆)的點(diǎn)膠。根據(jù)膠粘劑涂覆技術(shù)的特征常用的涂覆技術(shù)可分為大量式點(diǎn)膠(MassDispensing),接觸式點(diǎn)膠(ContactDispensing),非接觸式點(diǎn)膠(Non-ContactDispensing),每一類又有衍生出幾種方式。

接觸式點(diǎn)膠工藝(Contact Dispensing)

接觸式分配技術(shù)是通過針頭在z向運(yùn)動(dòng)使粘附在針頭端部的液滴與基板接觸,依靠液體黏滯性和界面力作用實(shí)現(xiàn)液滴向基板的轉(zhuǎn)移。接觸式點(diǎn)膠根據(jù)其驅(qū)動(dòng)源不同又可分為:氣壓驅(qū)動(dòng)的時(shí)間壓力型,電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺桿泵式和電動(dòng)微注射式兩種。接觸式分配技術(shù)可操作液體種類廣泛,尤其適合分配膏狀、漿料類等中高黏度的液體材料。


(1)時(shí)間-壓力型接觸式分配技術(shù),該技術(shù)目前使用最廣泛,它是隨著SMT的發(fā)展最先引入的技術(shù)而且被業(yè)界廣泛接受,使用歷史較長(zhǎng)。早期時(shí)間-壓力型液體分配系統(tǒng)基于氣壓直接驅(qū)動(dòng)原理工作,即壓縮空氣直接施加在注射筒內(nèi)液體材料上部,并驅(qū)使液體從針頭內(nèi)流出。其主要的優(yōu)點(diǎn)有:結(jié)構(gòu)及原理簡(jiǎn)單,使用及維護(hù)成本較低;料桶和針頭更換方便,通過更換零部件可滴出不同量的膠液;設(shè)備清洗和維修方便;系統(tǒng)靈活,可用點(diǎn)涂不同黏度的膠液。

基于氣壓直接驅(qū)動(dòng)原理的液體分配過程是一個(gè)時(shí)變參數(shù)動(dòng)態(tài)系統(tǒng),隨著分配過程的進(jìn)行,注射筒內(nèi)原材料將不斷減小,氣體體積不斷增大,這導(dǎo)致在同樣的動(dòng)作時(shí)間和壓力下,分配材料體積呈現(xiàn)減小趨勢(shì),增大了控制難度,難于點(diǎn)出一致性良好的微小膠點(diǎn)。此外,空氣的可壓縮性、控閥的響應(yīng)特性等嚴(yán)重限制了分配精度和工作效率的提高。該種方法多用于分配高黏度材料,當(dāng)流體黏度降低后,面臨脈沖式氣壓直接擊穿液體造成針頭虛噴的問題。

為了避免氣壓直接驅(qū)動(dòng)式的缺點(diǎn),產(chǎn)品制造商開發(fā)了一系列氣壓活塞操控型液體分配閥,其原理是用恒壓空氣將液體材料擠壓進(jìn)分配閥內(nèi),用另一路脈沖氣壓控制活塞的往復(fù)振動(dòng),當(dāng)活塞抬起時(shí)將打開流動(dòng)通道,液體在壓力作用下從針頭內(nèi)流出,當(dāng)活塞落下時(shí)將切斷液路,已擠出液體可在基板上形成點(diǎn)、線或圖案。和氣壓直接驅(qū)動(dòng)型相比,該種方法分配效率較高,液滴體積較小,可分配液體黏度范圍較大。如EFD公司的隔膜閥式膠頭點(diǎn)膠速度可達(dá)500點(diǎn)/min;滑閥式膠頭在大壓力驅(qū)動(dòng)下,能夠?qū)φ澈蟿?、銀漿的高黏度膠體實(shí)現(xiàn)分配;針閥式膠頭適用于中低黏度膠體,可點(diǎn)出0.18mm直徑的微滴,在微電子制造等需要精密微量分配場(chǎng)合得到重要應(yīng)用。

時(shí)間壓力型點(diǎn)膠具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,價(jià)格低廉,在普通點(diǎn)膠行業(yè)廣為應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)自動(dòng)化公司都推出自已公司的點(diǎn)膠控制器,而且價(jià)格低廉。時(shí)間壓力型點(diǎn)膠機(jī)全球應(yīng)用最廣的是日本武藏時(shí)間壓力型系列產(chǎn)品,MS-1(基礎(chǔ)型用于廉價(jià)點(diǎn)膠),ML-5000XⅡ(MS-1基礎(chǔ)上增加數(shù)顯),ME-5000VT(ML-5000XⅡ基礎(chǔ)上增加氣壓,流量反饋功能)。


(2)螺桿泵式點(diǎn)膠:又叫阿基米德螺栓法。螺桿泵式點(diǎn)膠分液技術(shù),它是通過螺桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)膠液往針嘴處流動(dòng),并擠出完成點(diǎn)膠。螺桿泵式點(diǎn)膠在結(jié)構(gòu)上利用伺服電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)壓力,可以在保持一致性的情況下對(duì)黏度較高的膠液進(jìn)行分液。該膠液分配技術(shù)是目前發(fā)展最快的技術(shù)之一,在市場(chǎng)上的份額不斷增加,而且在很多應(yīng)用上正替代時(shí)間壓力式。

這種點(diǎn)膠方式的優(yōu)點(diǎn)是:適應(yīng)范圍廣,可以用來點(diǎn)涂不同黏度的膠液,該技術(shù)驅(qū)動(dòng)力大,適于分配如焊膏、銀漿等特高黏度的膠體類材料;膠點(diǎn)受螺桿旋轉(zhuǎn)和針頭直徑的影響,因而可以通過調(diào)節(jié)這些參數(shù),產(chǎn)生不同大小的膠點(diǎn)以適應(yīng)不同的需要;螺桿泵不但可以用來產(chǎn)生一系列均勻的膠點(diǎn),還可以畫線和畫出不同輪廓的圖案。該技術(shù)不但可以用于滴涂貼片膠,也可以應(yīng)用在諸如圍壩、填充、底填料、粘結(jié)劑和焊膏涂布等具有高精密要求的大批量工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中。缺點(diǎn)是:螺桿泵式點(diǎn)膠分配過程對(duì)溫度變化、膠內(nèi)氣泡敏感,較時(shí)間壓力法需要更多的清洗,設(shè)備投資較大。

在點(diǎn)膠市場(chǎng)上主要有兩種類型螺桿泵點(diǎn)膠閥,一種是含定子螺桿泵,另一種是無定子螺桿泵。含定子螺桿泵優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)全黏度膠液進(jìn)行點(diǎn)膠,點(diǎn)膠體積幾乎只受螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度控制,可以實(shí)現(xiàn)非常高精度點(diǎn)膠作業(yè)。由于設(shè)備加工精度高,含定子螺桿泵德國(guó)Viscotec公司生產(chǎn)的Preflow系列[敏感詞]。無定子螺桿泵其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)中高黏度點(diǎn)膠精度控制高,特別適合焊膏點(diǎn)膠、銀漿點(diǎn)膠和高黏度硅膠點(diǎn)膠。最常見的無定子螺桿泵廠家有美國(guó)諾信,日本武藏,美國(guó)泰康,韓國(guó)世宗和國(guó)內(nèi)高凱精密機(jī)械等。


(3)活塞式點(diǎn)膠。活塞式點(diǎn)膠基于直線位移原理,是一種正向位移的點(diǎn)膠方式。采用類似活塞-氣缸的機(jī)構(gòu)來點(diǎn)膠,通過活塞擠壓針管內(nèi)膠體使其流出,特別適合中、高黏度的膠體。點(diǎn)膠量主要由活塞位移大小決定,對(duì)膠體黏度、溫度、和壓力不敏感,在高速時(shí)有很好的一致性,重復(fù)性高,特別適合小體積連續(xù)點(diǎn)膠。缺點(diǎn)是:設(shè)備需要經(jīng)常清洗,而且清洗流程較復(fù)雜;每一點(diǎn)膠系統(tǒng)所滴膠點(diǎn)的尺寸固定,點(diǎn)較量大小不好調(diào)節(jié),靈活性稍差;對(duì)針管容腔內(nèi)氣體敏感,對(duì)密封性要求很高;點(diǎn)膠頻率難以提高;膠液中包含較大的微粉時(shí)不適用,只適用于滴點(diǎn),不適合于畫線或繪制輪廓圖案。目前活塞式點(diǎn)膠閥應(yīng)用最廣的為日本武藏MPP-1型柱塞泵。在LED燈珠熒光粉點(diǎn)膠作業(yè)中以打點(diǎn)為主,對(duì)精度要求高,而且點(diǎn)膠過程中不能污染熒光粉,國(guó)內(nèi)LED熒光粉點(diǎn)膠大多采用MPP-1柱塞泵或者與其相似的產(chǎn)品。

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