[发明专利]一种基于3D打印数字微喷技术的电路板封装设备及其方法

说明书

本发明公开一种基于3D打印数字微喷技术的电路板封装设备及其方法，包括用于3D打印的数字微喷喷头、装载数字微喷喷头的打印导轨、供胶系统以及打印平台，打印导轨安装在打印平台上，供胶系统连接数字微喷喷头，还包括一与数字微喷喷头连接的UV固化装置。该三维打印封装设备在完成一层打印后，打印平台精准地下降一个成型层厚，喷头继续喷射光敏材料进行下一层的打印，一层接一层，直到整个封装的三维实体打印完成，在元器件上形成堆叠成型的封装保护层。

技术领域

本发明涉及电路板封装领域，特别是基于3D打印数字微喷技术的电路板封装工艺及生产设备。

背景技术

在电子线路板的整体封装中，现阶段大多数广泛采用三防漆喷涂工艺进行封装，对电路板上一定范围内的元器件进行喷涂封装。三防漆喷涂法从封装工艺和材料上存在不足。

封装工艺上封装选择性和精度较低，现在电子线路板的集成程度越来高，电子元器件变得微型化，排列密集，由于三防漆喷涂工艺是区域性的喷涂封装，易造成喷涂过程中夹杂空气，封装内部出现气泡，厚度不均匀等缺陷。同时对需要封装的元器件所处位置进行大面积喷涂的过程中，会给相邻但无封装要求的模块或元器件带来不必要的封装，既带来了材料浪费，又降低了封装速度。由于选择性低，易产生元器件下部未覆盖的现象，引脚下端不能有效填充封装。

材料方面电路板进行三防漆喷涂后，后续的处理工序繁琐，固化时间较长，难以满足快速化生产的要求，不利于生产效率的提高。

电子线路板封装过程中，芯片模块区别于其它元器件存在一定的高度和相对较多的裸露引脚，如果能够有效解决芯片模块的封装问题，其它元器件的封装要求就更加能够完全满足。因此在电子线路板封装中需要对芯片模块进行重点封装，封装过程中对芯片部分大量给胶，而又由于胶体本身的物理属性致其会不规则流动，所以必须采用有效方法来控制模块封装的边界尺寸。

目前通用点胶围坝的方法控制模块封装的边界尺寸，首先在芯片模块四周，采用高粘度UV胶精确地筑一个方形，圆形或其它形状的环形坝，确定封装的边界尺寸。围坝过程中采用高粘度UV胶，目的是防止UV胶在制造过程中较快改变形状，并形成一个对以后低粘度的紫外光填充封装起阻挡作用，然后再用低粘度的UV胶，在坝内芯片填满的同时，将芯片和金丝完全包封住。这样就完成了整个筑坝工艺。但它有明显的缺点：经常要更换筑坝胶，更换筑坝胶时，会带来气泡和不稳定。更换前后也浪费很多的胶水。而且，两种不同的胶水控制和使用麻烦，成本较高，生产效率低下。

之后出现了改进的围坝方法，该方法虽然采用了同种筑坝胶，但仍有缺陷存在，围坝本身在电路板基板粘合时易夹杂空气，致使与基板结合力变低，同时点胶围坝过程中会出现溢胶，点胶断续，拉丝等现象。并且现有围坝过程中有特殊的温度需求，需要投入额外的制冷和加热装置。该改进方法在封装的过程中也实现不了固化步骤，围坝填料完成后的芯片模块仍需要放入专用固化炉中才能固化，此时才真正意义上完成整个封装过程，进一步增加了设备投入成本，延长了生产周期，降低了生产效率。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种采用3D打印数字微喷新型技术下的围坝-填充的封装方法，能够实现电子线路板和芯片的快速、精确封装。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于3D打印数字微喷技术的电路板封装设备，包括用于3D打印的数字微喷喷头、装载数字微喷喷头的打印导轨、供胶系统以及打印平台，打印导轨安装在打印平台上，供胶系统连接数字微喷喷头，数字微喷喷头上连接有UV固化装置。

其中，所述UV固化装置通过连接臂连接数字微喷喷头，打印过程中与数字微喷喷头同步运动，即打印一层固化一层，打印完成即固化封装完成，无需额外固化设备和步骤，打印过程中便可完成对封装胶体的固化要求。