專利名稱：一種壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種粘結(jié)結(jié)構(gòu)，特別涉及一種適用于壓力傳感器領(lǐng)域的壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的芯片底板貼片粘接，采用的是單球滴粘技術(shù)(參見(jiàn)圖I )，其操作步驟是這樣的首先在底板3上滴一定量的粘接膠2，通過(guò)控制點(diǎn)膠時(shí)間來(lái)控制膠量，膠量一般與芯片I的面積成正比關(guān)系，即芯片I的面積越大則膠量越多，之后將芯片I通過(guò)貼片機(jī)的吸頭吸住，再將芯片I放置到底板3的粘接膠2上，通過(guò)施加一定的壓力將芯片I貼到底板3上 ，最后將貼好的芯片I和底板3 —起放入烘箱里面進(jìn)行粘接膠2的固化，這樣就完成了將芯片I裝配到底板3上。由于點(diǎn)膠機(jī)出口面積遠(yuǎn)小于芯片I的面積，一般選用大口徑單球點(diǎn)滴、小口徑延時(shí)流延、多滴交聯(lián)的方法，往往最后固化的粘接膠2點(diǎn)塊表面呈非規(guī)則形態(tài)，粘接膠2固化收縮后在芯片I的外表面所形成的應(yīng)力也就各不相同。這樣的封裝結(jié)構(gòu)對(duì)于絕大多數(shù)芯片尤其是集成電路芯片來(lái)說(shuō)沒(méi)有問(wèn)題，但是對(duì)于MEMS壓力傳感器芯片，則會(huì)產(chǎn)生很大影響。在MEMS傳感器領(lǐng)域，壓力傳感器依靠腐蝕體硅形成的一層硅薄膜來(lái)感應(yīng)外界氣體壓力，并且硅薄膜上通過(guò)半導(dǎo)體摻雜工藝制作了摻雜電阻，這些摻雜電阻有一個(gè)特點(diǎn)，就是其電阻值對(duì)于應(yīng)力非常敏感，當(dāng)外界壓力施加到硅薄膜上時(shí)，硅薄膜就會(huì)像彈簧一樣發(fā)生形變，這樣硅薄膜的內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生與外界壓力相對(duì)應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，這些內(nèi)應(yīng)力會(huì)引起硅薄膜上的摻雜電阻的阻值發(fā)生變化，通過(guò)這一機(jī)理，就將外界的壓力變化轉(zhuǎn)變?yōu)榱穗娐啡菀滋幚淼碾娮枳兓?。所以，?duì)于壓力傳感器芯片來(lái)說(shuō)，除了外界氣壓壓力引起的薄膜應(yīng)力之外，其他因素引起的薄膜應(yīng)力都是噪聲，都是不希望有的。對(duì)于上述的芯片粘接過(guò)程來(lái)說(shuō)，一般地，由于硅芯片的熱膨脹系數(shù)小于底板材料的熱膨脹系數(shù)，為了達(dá)到好的熱應(yīng)力匹配，選取的粘接膠的熱膨脹系數(shù)應(yīng)該位于二者之間最好，這樣可以起到一個(gè)緩沖的作用。但是，往往粘接膠的熱膨脹系數(shù)要比襯底大幾倍，比如常用的環(huán)氧樹脂膠和硅膠等，這樣在粘接膠固化的過(guò)程中，由于芯片與粘接膠的熱膨脹系數(shù)差別較大，就會(huì)在芯片內(nèi)產(chǎn)生較大的應(yīng)力，即在硅薄膜上施加了不應(yīng)有的外加應(yīng)力，所以一般壓力傳感器芯片在粘接前后的輸出會(huì)有非常明顯的變化，目前都是通過(guò)其他電路來(lái)進(jìn)行校正，而且只有在封裝完成之后才進(jìn)行校準(zhǔn)，一方面增加了電路校正的復(fù)雜性，另一方面使壓力傳感器的性能下降。因此，特別需要一種壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，以解決上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，性能穩(wěn)定，實(shí)施簡(jiǎn)單。本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包括芯片、粘結(jié)膠和底板，所述芯片與所述底板之間通過(guò)粘結(jié)膠互相連接，所述粘結(jié)膠呈點(diǎn)陣式分布在所述底板上。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述點(diǎn)陣式分布的分布形式包括矩陣列式和環(huán)陣列式。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述粘結(jié)膠之間互相設(shè)置有間隔。本實(shí)用新型的壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用陣列方式改變了 傳統(tǒng)的芯片單球布膠形式，芯片表面受力均勻，最大限度的縮短粘接膠的固化時(shí)間，降低固化溫度；從而避免或減小芯片表面由此引起的外加應(yīng)力，確保芯片穩(wěn)定的使用性能和抗老化能力，不僅能使用在對(duì)應(yīng)力非常敏感的壓力傳感芯片，同樣廣泛適用于其他帶芯片貼片工藝的行業(yè)，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、計(jì)算器等領(lǐng)域。本實(shí)用新型的特點(diǎn)可參閱本案圖式及以下較好實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明而獲得清楚地了解。

圖I是傳統(tǒng)的單球點(diǎn)粘的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的粘接膠點(diǎn)矩陣列式分布的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的粘接膠點(diǎn)環(huán)陣列式分布的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖I的粘接膠點(diǎn)受力分析的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖2所示，本實(shí)用新型的壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，它包括芯片100、粘結(jié)膠200和底板300，所述芯片100與所述底板300之間通過(guò)粘結(jié)膠200互相連接，所述粘結(jié)膠200呈點(diǎn)陣式分布在所述底板上。如圖3和圖4所示，所述點(diǎn)陣式分布的分布形式包括矩陣列式和環(huán)陣列式；所述粘結(jié)膠200之間互相設(shè)置有間隔。如圖5所示，粘接膠2在離開(kāi)滴管的出口后，液體對(duì)管壁的附著力消失，其形態(tài)在重力作用下，在空中逐漸由水滴狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轭惽驙?；在底?00上受到支撐力成為球缺狀；在芯片100的重力和貼片機(jī)壓力下又呈為球臺(tái)狀，根據(jù)球體積公式V=4jiR3/3 ;球面積公式S=4 π R2得出下列對(duì)照表
陣列模式陣列數(shù)單球體積(V) 單球半徑(R) 單球面積(S) 總膠球面積(S總)
0 624 834 83矩陣列式 ~251/250.21O. 5714.25
環(huán)陣列式 23 723022 Τθ 14.03由上述對(duì)照表表明當(dāng)粘接膠滴球，體積(V)不變，由大直徑單球(I個(gè))細(xì)分為陣列式小球(25個(gè)矩陣列式或23個(gè)環(huán)陣列式)時(shí)，直徑縮小3倍，其整體表面積卻擴(kuò)大了 3倍，這對(duì)于固化粘接膠200尤為重要，它增加了粘接膠內(nèi)部溶劑分子蒸發(fā)的速度(3倍)，有利于提高最終固化的效果。由于芯片100、粘結(jié)膠200和底板300為三種不同材質(zhì)的物質(zhì)，其各自的熱膨脹系數(shù)和收縮率相差很大，通過(guò)采用點(diǎn)陣式點(diǎn)膠，固化后每個(gè)膠點(diǎn)之間存在空 隙，可有效緩沖這種熱不匹配產(chǎn)生的失配應(yīng)力，相應(yīng)減少芯片表面的應(yīng)力，減小芯片的零點(diǎn)輸出失配。實(shí)施方法I (平面點(diǎn)滴法)可設(shè)置一二維點(diǎn)滴平臺(tái)，將所需要的點(diǎn)陣方式輸入程序，配合點(diǎn)膠機(jī)400上的點(diǎn)膠頭在底板300上點(diǎn)出粘接膠200陣列式膠點(diǎn)，貼片機(jī)貼片，烘箱固化即可。實(shí)施方法2 (模塊共擠法)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)置一陣列式孔點(diǎn)模板安裝于點(diǎn)膠機(jī)400的點(diǎn)膠頭上，一次共擠多孔出點(diǎn)，將已陣列的粘接膠200同時(shí)在底板300上點(diǎn)出膠點(diǎn)，貼片機(jī)貼片，烘箱固化即可。本實(shí)用新型的壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)不僅能使用在對(duì)應(yīng)力非常敏感的壓力傳感芯片，同樣廣泛適用于其他帶芯片貼片工藝的行業(yè)，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)、計(jì)算器等領(lǐng)域。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，其特征在于，它包括芯片、粘結(jié)膠和底板，所述芯片與所述底板之間通過(guò)粘結(jié)膠互相連接，所述粘結(jié)膠呈點(diǎn)陣式分布在所述底板上。
2.如權(quán)利要求I所述的壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述點(diǎn)陣式分布的分布形式包括矩陣列式和環(huán)陣列式。
3.如權(quán)利要求I所述的壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述粘結(jié)膠之間互相設(shè)置有間隔。
專利摘要本實(shí)用新型的目的在于公開(kāi)一種壓力傳感芯片的粘接結(jié)構(gòu)，它包括芯片、粘結(jié)膠和底板，所述芯片與所述底板之間通過(guò)粘結(jié)膠互相連接，所述粘結(jié)膠呈點(diǎn)陣式分布在所述底板上；與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用陣列方式改變了傳統(tǒng)的芯片單球布膠形式，芯片表面受力均勻，最大限度的縮短粘接膠的固化時(shí)間，降低固化溫度；從而避免或減小芯片表面由此引起的外加應(yīng)力，確保芯片穩(wěn)定的使用性能和抗老化能力，不僅能使用在對(duì)應(yīng)力非常敏感的壓力傳感芯片，同樣廣泛適用于其他帶芯片貼片工藝的行業(yè)，如計(jì)算機(jī)、手機(jī)和計(jì)算器制造等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01L19/00GK202710236SQ201220363569
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者李小剛, 趙健, 張鵬, 熊建功 申請(qǐng)人:慧石(上海)測(cè)控科技有限公司