一种具有弧边的指纹识别芯片的封装设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，包括一副模具，所述模具分为上模具和下模具，所述下模具内设置有可容纳PCB板的槽位，所述PCB板为整张已焊接多组指纹识别器件的PCB板，所述上模具设有可容纳所述识别器件的并与所述指纹芯片形状一致的圆形或者椭圆形或者平椭圆形的具有弧边的腔体，所述腔体与所述PCB板上的指纹识别器对应设置，所述腔体之间通过热流道与封装材料注入口相连接，所述热流道分为主流道、支流道，所述主流到与所述注入口相通，所述支流道与所述腔体的侧边相通，所述上模具内表面到所述槽位底面的距离与所述PCB板的厚度相等，所述腔体的深度大于所述PCB板表面到所述识别器件上表面的高度。
【专利说明】一种具有弧边的指纹识别芯片的封装设备
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子器件封装【技术领域】，尤其涉及一种指纹芯片的封装设备及生产方法。
【背景技术】
[0002]指纹识别技术目前已经得到了广泛应用，在考勤机上，安全门禁上，以及口岸通关等等领域都有涉及，现如今手机上也在逐步采用指纹识别技术进行设备的启动解锁，而这类指纹识别技术采用的是电容式指纹识别芯片，不需要光源采集，具有体积超薄超小的优势，通常设置安装在手机按钮上，并且在其上方覆盖一层塑胶进行防磨损保护和线路保护，这里需要描述一下电容式指纹识别芯片的构造，此种芯片主要是由识别器件焊接在PCB板上，然后通过细焊线从识别器件上表面的两端将识别出的信号导入到所述PCB板上的连接端，这里的连接方式不是从识别器件的背部与所述PCB板连接，而是从上表面与所述PCB板的上表面进行连接，这样连接的结果就是焊线呈斜角度向下暴露在外，在覆盖塑胶材料时，如果压力掌握不好非常容易冲击到焊线，致使焊线断裂产品不良率上升，现有技术中在针对椭圆形或者平椭圆手机按钮增设此类识别芯片则存在一些具体生产问题，
[0003]第一，表面覆层厚薄不均，灵敏度无法保证，现有技术中，通常采用将识别器件排列焊接到整块PCB板上，然后进行整体注入塑胶(如同预制构件一样整体浇筑)，再进行切割分成成品芯片进行安装，这种整体注入塑胶的方式实际是沿用了微型SD卡、TF卡等存储卡的封装技术，由于SD卡等存储芯片不存在感应问题，其表面的塑胶厚薄度并不存在太大影响，但指纹识别芯片的表面覆层必须控制在0.035mm—0.05mm之间，由于PCB板本身会产生一定的形变，在加上高温封装过程中，PCB板变形后很容易产生翘角现象，故此在整体注入塑胶的情况下，很难保证整体覆层都在这个厚度值内，经常发生一个区域的厚度超标一个区域的厚度不达标的现象。
[0004]第二，注塑时产生的巨大冲击容易使焊线断裂，由于传统工艺中封装存储卡时没有细焊线的设置故此可以不必考虑防注塑过程中的压力冲击问题，但指纹识别芯片的焊线却存在这个禁忌，所以现有技术中存在一个产品良率一直无法提高的问题。
[0005]第三，切割工艺复杂而且芯片边缘不精细，传统工艺中因为整体注塑封装，便需要整体采用激光切割的方式进行分别取下每颗芯片，而激光切割的方式存在一个问题就是容易将封装材料烧焦碳化，通常封装采用的材料时环氧树脂，激光切割后的切割面不光滑甚至容易崩裂，验收无法通过。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供一种封装设备，旨在解决现有技术芯片表面覆层的厚度不均匀以及良品率低的问题。
[0007]为了解决上述问题，本实用新型提供一种具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，包括一副模具，所述模具分为上模具和下模具，所述下模具内设置有可容纳PCB板的槽位，所述PCB板为整张已焊接多组指纹识别器件的PCB板，所述上模具设有可容纳所述识别器件的并与所述指纹芯片形状一致的圆形或者椭圆形或者平椭圆形的具有弧边的腔体，所述腔体与所述PCB板上的指纹识别器对应设置，所述腔体之间通过热流道与封装材料注入口相连接，所述热流道分为主流道、支流道，所述主流到与所述注入口相通，所述支流道与所述腔体的侧边相通，所述上模具内表面到所述槽位底面的距离与所述PCB板的厚度相等，所述腔体的深度大于所述PCB板表面到所述识别器件上表面的高度。
[0008]优选地，所述腔体的深度大于所述PCB板表面到所述识别器件上表面的高度0.035—0.05mm。
[0009]优选地，所述腔体侧截面均为等腰梯形，所述腔体侧边与垂直线形成3度到5度夹角。
[0010]优选地，所述封装材料采用环氧树脂。
[0011 ] 优选地，所述PCB板上具有定位孔，所述槽位设有可穿过所述定位孔的定位柱，所述上下模具边缘通过多个定位销进行连接定位。
[0012]依借上述技术方案，本实用新型所提供的封装设备，一改以往的传统浇筑式封装方案，而采用模具注入封装材料的方式进行，由于上模具对所述PCB板面的下压，完全避免了 PCB板翘角不能保持整体在一个水平面上的技术问题，同时每个所述腔体的顶面距离所述PCB板上的识别器件的上表面距离是固定的，可以精确到每一个器件，这一点也可以确保每个器件的表面覆盖层弧度一致，另外，所述腔体的形状也能够将封装后的芯片保持所想得到的光滑弧线边缘，不需要对弧线边缘部位进行切割，保证了芯片颗粒侧面光滑度也防止了激光切割弧边时产生的封装材料烧焦后边缘不光滑的现象。所述腔体之间所布局的主流道和支流道能够逐步降低注入的高温高压液态封装材料对识别器件两端的焊线产生冲击继而发生断裂，并且注入所述腔体的入口也设置在所述腔体的侧边，进一步避开了对焊线的冲击，提尚了广品良品率。
[0013]本实用新型所提供的方法具有两个重点有益效果，第一，通过模具设计将每个识别芯片单独进行封装处理，保证了每个识别芯片的规格尺寸以及表面覆层的厚度，另外通过模具的设计规定了封装材料的流道，避免了大压力的液态封装材料对焊线的冲击影响产品良率。第二，由于弧形边缘的光滑性，切割PCB板时可以不必对弧形边缘进行切割，进一步保证了识别芯片边缘的光滑性，由于具有弧边的位置已经通过模具成型，在切割过程中，直线边缘部分仍然采用传统切割刀具进行切割，可以保证支流道的封装材料与识别芯片侧边连接处被整齐平滑切割，而所述识别芯片的弧边部分通过激光的切割方式进行切割，只需将PCB板部分切割即可，由于被封装部分已经成型故不需要进行激光切割，所以激光产生的高热不会对所述封装材料破坏，保证了识别芯片的弧边光滑整齐。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型提供的具有识别器件的未封装PCB板示意图；
[0015]图2是本实用新型提供的具有识别器件的未封装PCB板局部侧视图；
[0016]图3是本实用新型提供的PCB板背面不意图；
[0017]图4是本实用新型提供的封装后的PCB板示意图；
[0018]图5是本实用新型提供的识别芯片侧面剖视图
[0019]图6是本实用新型提供的腔体侧视图；
[0020]图7是本实用新型提供的下模具示意图；
[0021]图8是本实用新型提供的上模具示意图；
[0022]图9是图8A部放大示意图；
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]实施例一，参照图1-9所示，本实用新型实施例提供一种具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，包括一副模具，所述模具分为上模具20和下模具10，所述下模具10内设置有可容纳PCB板的槽位11，所述PCB板30为整张已焊接多组指纹识别器件31的PCB板，所述上模具20设有可容纳所述识别器件31的并与所述指纹芯片形状一致的圆形或者椭圆形或者平椭圆形的具有弧边的腔体21，所述腔体21与所述PCB板30上的指纹识别器件31对应设置，所述腔体21之间通过热流道40与封装材料注入口 50相连接，所述热流道40分为主流道41、支流道42，所述主流道41与所述注入口 50相通，所述支流道42与所述腔体21的侧边相通，所述封装材料采用环氧树脂，当注入液体封装材料时，所述液体封装材料通过主流道41到支流道42的逐步减压，然后从侧面进入腔体21封装可以防范端部的焊线32受到冲击断裂，所述上模具20内表面到所述槽位11底面的距离与所述PCB板30的厚度相等，能够起到压覆所述PCB板30的作用，防止所述PCB板30变形，所述腔体21的深度大于所述PCB板30表面到所述识别器件31上表面的高度，从而在注入封装材料时在所述识别器件31表面形成覆盖层。所述覆盖层的厚度区间选择0.035-0.05mm,随着科技的发展，覆盖层的厚度有可能进一步增加，但目前所需要的厚度必须控制在这个范围内，如果过厚灵敏度会受影响，如果过薄，则容易在磨损后暴露识别器件，减少其寿命。另外，所述腔体21侧截面均为等腰梯形，所述腔体21侧边与垂直线形成3度到5度夹角，也就是说所述腔体21的底面面积小于开口面积，这样设计的腔体21，在注入封装材料后使整体识别芯片上半部形成截面为梯形的封装部，带来两个好处，第一方便脱模，第二在切割过程中尤其是激光切割过程中，从垂直方向切割时不会伤及封装部分，也就不容易产生烧焦的侧面，进一步保证了识别芯片上半部光滑侧面。依借上述技术方案，本实用新型所提供的封装设备，一改以往的传统浇筑式封装方案，而采用模具注入封装材料的方式进行，由于上模具20对所述PCB板30上表面的下压，完全避免了 PCB板30翘角不能保持整体在一个水平面上的技术问题，同时每个所述腔体21的底面(由于所述腔体21开口向下，所以或称为顶面)距离所述PCB板30上的识别器件31的上表面距离是固定的，可以精确到每一个器件，这一点也可以确保每个器件的表面覆盖层厚度一致，另外，所述腔体21的形状也能够将封装后的芯片保持所想得到的光滑弧线边缘，不需要对弧线边缘部位进行切割，保证了芯片颗粒侧面光滑度也防止了激光切割弧边时产生的封装材料烧焦后边缘不光滑的现象。所述腔体21之间所布局的主流道41和支流道42能够逐步降低注入的高温高压液态封装材料对识别器件31两端的焊线32产生冲击继而发生断裂，并且注入所述腔体21的入口也设置在所述腔体21的侧边，进一步避开了对焊线32的冲击，提高了产品良品率。
[0025]为了能够准确定位，为后续工作中的封装、脱模、切割等工序做好准备，所述PCB板30上具有定位孔33，所述槽位11设有可穿过所述定位孔33的定位柱13，所述上下模具20、10边缘通过多个定位销22进行连接定位，操作过程中，将所述PCB板30置入所述槽位11中，并将所述PCB板30上预先钻得的所述定位孔33套装在所述定位柱13上，防止所述PCB板30边缘磨损出现偏移晃动致使封装位置不准的现象，为整个封装工作打基础。。
[0026]实施例二，参照图1-9所示，本实施例还提供一种具有弧边的指纹识别芯片的封装和切割方法，应用上述实施例一所述的封装设备，具体步骤如下:
[0027]步骤I，将所述PCB板30置入所述下模具10的槽位11中，并且将所述定位柱13穿过所述定位孔33后定位所述PCB板30 ；
[0028]步骤2，将所述上模具20通过所述定位销22扣合连接所述下模具10 ;
[0029]步骤3，对所述模具进行抽真空处理，并对所述模具进行加热且保持到一定温度，然后从所述注入口 50注入封装材料，所述封装材料呈高温液态进入所述注入口 50后依次进入所述主流道41、支流道42，逐步减小注入压力后从所述识别器件31的侧边注入所述腔体21与识别器件31之间的空隙；
[0030]步骤4，保持合模时间40秒到120秒，使所述封装材料固化成型，脱模，所述PCB板30上的识别器件31被所述封装材料包裹，形成表面厚度0.035-0.05mm的覆盖层；
[0031 ] 步骤5，从所述PCB板30背面针对每个识别芯片标画轮廓线，所述轮廓线与所述识别芯片轮廓一致；
[0032]步骤6，通过刀具或者激光或者两者的结合从所述PCB板30背面沿所述轮廓线进行切割；
[0033]优选地，在所述步骤3之前任意步骤增加加热模具工作环节，使模具模腔的温度达到温度160度-200度之间任意度数，并保持该温度直至所述步骤3结束；
[0034]对于切割方式优选地，所述切割方法包括先行对所述PCB板30进行定位，然后通过激光切割所述识别芯片具有弧度的边，然后使用所述刀具进行切割所述识别芯片具有直线的边，由于激光切割都是作用在PCB板30上不会致使所述封装材料被激光高温烧焦。
[0035]优选地，所述激光的切割深度为PCB板30的厚度。
[0036]依借上述技术方案，本实用新型所提供的方法具有两个重点有益效果，第一，通过模具设计将每个识别芯片单独进行封装处理，保证了每个识别芯片的规格尺寸以及表面覆层的厚度，另外通过模具的设计规定了封装材料的流道，避免了大压力的液态封装材料对焊线32的冲击影响产品良率。第二，切割的方式进一步保证了识别芯片边缘的光滑性，由于具有弧边的位置已经通过模具成型，在切割过程中，直线边缘部分仍然采用传统切割刀具进行切割，可以保证支流道42的封装材料与识别芯片侧边连接处被整齐平滑切割，而所述识别芯片的弧边部分通过激光的切割方式进行切割，只需将PCB板30部分切割即可，由于被封装部分已经成型故不需要进行激光切割，所以激光产生的高热不会对所述封装材料破坏，保证了识别芯片的弧边光滑整齐。
[0037]实施例三，本实施例还提供一种圆形的指纹识别芯片的封装和切割方法，应用上述实施例一所述的封装设备，与上述实施例不同之处在于，由于需要生产的识别芯片是圆形的，所以需要设多个所述支流道42与所述腔体的侧边相通处，需要保持相通处的流道相对较细，方便在切割过程中采用激光切割时留下较小的烧焦面。
[0038] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，其特征在于，包括一副模具，所述模具分为上模具和下模具，所述下模具内设置有可容纳PCB板的槽位，所述PCB板为整张已焊接多组指纹识别器件的PCB板，所述上模具设有可容纳所述识别器件的并与所述指纹芯片形状一致的圆形或者椭圆形或者平椭圆形的具有弧边的腔体，所述腔体与所述PCB板上的指纹识别器对应设置，所述腔体之间通过热流道与封装材料注入口相连接，所述热流道分为主流道、支流道，所述主流到与所述注入口相通，所述支流道与所述腔体的侧边相通，所述上模具内表面到所述槽位底面的距离与所述PCB板的厚度相等，所述腔体的深度大于所述PCB板表面到所述识别器件上表面的高度。
2.如权利要求1所述的具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，其特征在于，所述腔体的深度大于所述PCB板表面到所述识别器件上表面的高度0.035-0.05mm。
3.如权利要求2所述的具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，其特征在于，所述腔体侧截面均为等腰梯形，所述腔体侧边与垂直线形成3度到5度夹角。
4.如权利要求1所述的具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，其特征在于，所述封装材料采用环氧树脂。
5.如权利要求1所述的具有弧边的指纹识别芯片的封装设备，其特征在于，所述PCB板上具有定位孔，所述槽位设有可穿过所述定位孔的定位柱，所述上下模具边缘通过多个定位销进行连接定位。
【文档编号】B29C45/14GK204183810SQ201420646974
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】林梓梁 申请人:林梓梁