本發(fā)明屬于半導(dǎo)體封裝的，具體涉及一種電路板引腳護(hù)層制備裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、電路板，也稱印刷電路板（pcb），是一種用于連接和支持電子元件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。它通常由導(dǎo)電材料（如銅）與絕緣材料（如玻璃纖維或樹脂）相結(jié)合制成。電路板通過印刷技術(shù)將電路圖案轉(zhuǎn)移到基板上，實(shí)現(xiàn)電子元件的電氣連接和機(jī)械固定。

2、電路板廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備中，包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、家電和工業(yè)設(shè)備等。根據(jù)設(shè)計(jì)復(fù)雜度，電路板可分為單面、雙面和多層板?，F(xiàn)代電路板不僅支持基本的線路連接，還可以集成大規(guī)模集成電路（ic），滿足高性能和小型化的需求。

3、電路板引腳（pin）是電子元件與電路板之間的連接部分，通常是金屬突起或焊接點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)電氣連接和機(jī)械穩(wěn)固。引腳的功能和設(shè)計(jì)對(duì)于電路板的性能至關(guān)重要。

4、采用電路板引腳較多的是各類芯片，例如微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、ram、rom等等。

5、現(xiàn)有的芯片與電路板連接的引腳大都沒有進(jìn)行封裝保護(hù)，引腳直接裸露在外，會(huì)導(dǎo)致多個(gè)問題:

6、1、短路風(fēng)險(xiǎn)：裸露的引腳可能因?yàn)橐馔饨佑|導(dǎo)致短路，進(jìn)而引發(fā)電路故障或損壞芯片及其他元件，尤其是電路板長期使用，電路板上的引腳間容易形成微小的導(dǎo)電路徑，這種現(xiàn)象主要是由于銀的遷移而導(dǎo)致的，它會(huì)在電路板的相鄰引腳之間形成短路，從而引發(fā)設(shè)備故障或失效。

7、2、腐蝕問題：環(huán)境中的濕氣、氧氣或污染物可能導(dǎo)致引腳表面腐蝕，影響電氣接觸性能，這尤其在潮濕或污染嚴(yán)重的環(huán)境中顯得尤為嚴(yán)重。

8、3、物理損傷：裸露引腳較為脆弱，容易在安裝、運(yùn)輸和使用過程中受到震動(dòng)，造成物理損傷，例如彎曲或折斷。

9、目前，在電路板上制作護(hù)層的方法有氣相沉積法、液相沉積法以及人工直接涂層的方法，其中氣相沉積法由于需要高溫環(huán)境且沉積速度慢，不適合用于電路板引腳的護(hù)層處理，人工直接涂層則很難控制涂層厚度，容易出現(xiàn)漏涂、起泡等問題，且涂層厚度很厚（通常大于2mm），造成電路板散熱困難，且影響電路板美觀，并不實(shí)用。液相沉積法一般包括旋涂法和浸涂法，其中旋涂法是將制備好的pva溶液均勻滴加到半導(dǎo)體基材的中心。通過高速旋轉(zhuǎn)基材，使pva溶液擴(kuò)散并均勻覆蓋整個(gè)月面的表面。通過控制旋轉(zhuǎn)速度和時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)所需的膜厚度，通常膜厚在200?nm到幾微米之間。浸涂法適用于更大面積或者更復(fù)雜形狀的基材。方法是將基材浸入pva溶液中。緩慢取出基材，然后讓其自然流干。這兩個(gè)方法也不適用于電路板引腳護(hù)層處理。電路板引腳結(jié)構(gòu)空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，引腳上表面和下表面均要涂上護(hù)層，旋涂法只能對(duì)表面平滑結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，無法應(yīng)對(duì)電路板引腳這種具有三維形狀的場(chǎng)景，而浸涂法需要將整個(gè)電路板浸入pva溶液中，無法對(duì)電路板引腳位置進(jìn)行特定區(qū)域的處理，其次，浸涂法只能靠自然流干，無法控制護(hù)層厚度。

10、綜上，目前，尚未有一個(gè)合適的裝置和方法，能實(shí)現(xiàn)電路板引腳的護(hù)層封裝，為了解決上述的短路風(fēng)險(xiǎn)、腐蝕問題和物理損傷，亟需對(duì)此進(jìn)行研制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電路板引腳護(hù)層制備裝置及方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

3、一種電路板引腳護(hù)層制備裝置，包括安裝板，安裝板上安裝有若干個(gè)引腳護(hù)層制備單元，引腳護(hù)層制備單元包括單元?dú)んw、進(jìn)口管、電動(dòng)四通閥、護(hù)層液管、純水管、氣體管和出口管，單元?dú)んw具有一能容納芯片及與該芯片連接的電路板引腳的沉積內(nèi)腔，沉積內(nèi)腔下端開口，進(jìn)口管一端連接沉積內(nèi)腔的一側(cè)，出口管一端連接在沉積內(nèi)腔的另一側(cè)，進(jìn)口管另一端連接電動(dòng)四通閥的其中一個(gè)接口，電動(dòng)四通閥其他三個(gè)接口分別連接護(hù)層液管、純水管和氣體管的一端，護(hù)層液管、純水管和氣體管的另一端分別連接護(hù)層液箱、純水箱和氣泵，護(hù)層液箱內(nèi)存放有聚乙烯醇飽和水溶液，純水箱內(nèi)存放有去離子水，護(hù)層液管和純水管上均安裝有液泵，液泵用于將護(hù)層液箱或純水箱中的液體泵入沉積內(nèi)腔中，氣體管上安裝有氣體加熱器，氣體加熱器用于對(duì)氣體管內(nèi)的氣體加熱，單元?dú)んw上貼合固定有半導(dǎo)體冷熱片，半導(dǎo)體冷熱片用于對(duì)沉積內(nèi)腔冷卻，電動(dòng)四通閥、半導(dǎo)體冷熱片、氣泵和液泵均與控制單元連接，控制單元能控制電動(dòng)四通閥、氣泵和液泵的開閉以及半導(dǎo)體冷熱片的運(yùn)作。

4、為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

5、單元?dú)んw的下表面設(shè)置有電路板密封墊，引腳護(hù)層制備單元按壓在電路板上時(shí)，電路板密封墊能與電路板密封配合，使沉積內(nèi)腔與電路板之間形成密封空間。

6、沉積內(nèi)腔分為連通的上半腔和下半腔，上半腔內(nèi)設(shè)置有柔性密封墊，柔性密封墊的面積大于被沉積內(nèi)腔容納的芯片面積，引腳護(hù)層制備單元按壓在電路板上時(shí)，芯片上表面完全與柔性密封墊相貼合，該電路板引腳位于下半腔中。

7、電路板引腳護(hù)層制備裝置包括設(shè)備框架，設(shè)備框架包括底層水平架和頂部固定架，頂部固定架位于底層水平架上方，頂部固定架上固定安裝有伸縮電機(jī)，伸縮電機(jī)的伸縮軸與安裝板固定連接，伸縮電機(jī)能帶動(dòng)安裝板上下移動(dòng)，伸縮電機(jī)與控制單元連接，控制單元能控制伸縮電機(jī)運(yùn)作。

8、底層水平架上設(shè)置有滑軌、電路板定位架、伸縮氣缸、前到位傳感器和后到位傳感器，電路板定位架滑動(dòng)安裝在滑軌上，電路板能安裝在電路板定位架上定位，伸縮氣缸固定安裝在底層水平架上，伸縮氣缸的氣缸軸與電路板定位架連接，伸縮氣缸能推動(dòng)電路板定位架沿滑軌滑動(dòng)，前到位傳感器和后到位傳感器分別安裝在滑軌前端和后端，前到位傳感器和后到位傳感器與伸縮氣缸信號(hào)連接，前到位傳感器和后到位傳感器用于控制伸縮氣缸停止運(yùn)作，伸縮氣缸與控制單元信號(hào)連接，控制單元能控制伸縮氣缸運(yùn)作，電路板定位架移動(dòng)到滑軌后端時(shí)，電路板上的芯片及與該芯片連接的電路板引腳正好位于對(duì)應(yīng)的引腳護(hù)層制備單元下方。

9、護(hù)層液箱內(nèi)設(shè)置有液體加熱器以及熱電偶，液體加熱器用于對(duì)護(hù)層液箱內(nèi)的聚乙烯醇飽和水溶液加熱并保溫，熱電偶用于監(jiān)測(cè)聚乙烯醇飽和水溶液的溫度，液體加熱器以及熱電偶均與控制單元連接，控制單元能接收熱電偶溫度信息并控制液體加熱器運(yùn)作。

10、出口管的另一端連接排廢桶。

11、護(hù)層液管、沉積內(nèi)腔和出口管內(nèi)表面均涂覆有聚四氟乙烯涂層或硅油或硅烷涂層。

12、一種電路板引腳護(hù)層制備方法，應(yīng)用上述的電路板引腳護(hù)層制備裝置，具體方法包括以下步驟：

13、步驟一、根據(jù)電路板上的芯片和電路板引腳的分布及尺寸預(yù)先制作引腳護(hù)層制備單元，將引腳護(hù)層制備單元安裝在安裝板上；

14、步驟二、將電路板放置在電路板定位架上，控制單元控制伸縮氣缸將電路板定位架移動(dòng)到滑軌后端，控制單元再控制伸縮電機(jī)將安裝板下移，使引腳護(hù)層制備單元正好壓在電路板上，芯片和電路板引腳均位于沉積內(nèi)腔中，電路板密封墊與電路板密封配合，柔性密封墊密封芯片上表面；

15、步驟三、控制單元控制純水箱中的去離子水經(jīng)純水管泵入沉積內(nèi)腔，再經(jīng)出口管流出，這個(gè)過程中，去離子水將沉積內(nèi)腔中的芯片側(cè)面、電路板引腳以及引腳間電路板進(jìn)行清洗；

16、步驟四、控制單元停止純水箱泵水，改為控制護(hù)層液箱中的聚乙烯醇飽和水溶液持續(xù)、連貫泵入沉積內(nèi)腔，再經(jīng)出口管流出，同時(shí)半導(dǎo)體冷熱片啟動(dòng)，對(duì)沉積內(nèi)腔冷卻，聚乙烯醇飽和水溶液在沉積內(nèi)腔中被均勻降溫，導(dǎo)致聚乙烯醇飽和水溶液溶解度降低，聚乙烯醇析出，在芯片側(cè)面、電路板引腳以及引腳間電路板沉積形成薄膜，并隨著時(shí)間推移逐步增厚；

17、步驟五、經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，控制單元停止護(hù)層液箱泵聚乙烯醇飽和水溶液，關(guān)閉半導(dǎo)體冷熱片，改為控制氣泵經(jīng)氣體管向沉積內(nèi)腔泵入空氣，同時(shí)氣體加熱器啟動(dòng)，對(duì)空氣加熱，空氣將沉積內(nèi)腔內(nèi)殘留的聚乙烯醇飽和水溶液從出口管擠出，沉積內(nèi)腔內(nèi)留存沉積在芯片側(cè)面、電路板引腳以及引腳間電路板的薄膜以及附著在薄膜上的聚乙烯醇?xì)堄嗳芤?，空氣風(fēng)干薄膜以及聚乙烯醇?xì)堄嗳芤海剐酒瑐?cè)面、電路板引腳以及引腳間電路板形成硬質(zhì)絕緣的電路板引腳護(hù)層。

18、步驟四中，聚乙烯醇飽和水溶液中，采用的聚乙烯醇為低分子量聚乙烯醇，半導(dǎo)體冷熱片對(duì)沉積內(nèi)腔中的聚乙烯醇飽和水溶液降溫梯度為10℃-20℃，聚乙烯醇飽和水溶液在沉積內(nèi)腔內(nèi)的流動(dòng)速度不大于2mm/s，聚乙烯醇沉積形成的薄膜厚度在200μm-500μm之間。

19、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

20、1、本發(fā)明通過設(shè)置引腳護(hù)層制備單元，為芯片及與芯片連接的電路板引腳設(shè)置了一個(gè)沉積內(nèi)腔，在沉積內(nèi)腔中對(duì)電路板引腳進(jìn)行沉積，從而使的電路板引腳護(hù)層的范圍局限在電路板引腳周圍，保證護(hù)層處在預(yù)定位置。

21、2、本發(fā)明提供了一種全新的制備電路板引腳護(hù)層的方法，先向沉積內(nèi)腔中引入去離子水清洗電路板引腳，然后引入較高溫度的聚乙烯醇飽和水溶液，通過降溫的方式使聚乙烯醇析出，并沉積在芯片側(cè)面、電路板引腳以及引腳間電路板上，當(dāng)沉積的薄膜厚度達(dá)到預(yù)定范圍時(shí)，再引入高溫干燥空氣，使聚乙烯醇薄膜干燥變硬，形成硬質(zhì)絕緣的電路板引腳護(hù)層，這種方法可以快速的在電路板引腳處沉積得到聚乙烯醇薄膜，效率很高，且厚度可以通過輸入的聚乙烯醇飽和水溶液的濃度、沉積時(shí)間、降溫梯度等方式調(diào)控，進(jìn)而在電路板引腳預(yù)定位置制備出預(yù)定厚度且無氣泡摻雜的電路板引腳護(hù)層。

22、3、電路板引腳為s形結(jié)構(gòu)，其中部具有上下表面，聚乙烯醇飽和水溶液不流動(dòng)沉積時(shí)，聚乙烯醇析出后會(huì)下落，導(dǎo)致電路板引腳上表面可以獲得更多聚乙烯醇沉積，電路板引腳下表面則較少獲得聚乙烯醇沉積，而電路板引腳之間的電路板則可以獲得最多的沉積物，這導(dǎo)致電路板引腳護(hù)層沉積不均勻，為緩解該情況，本發(fā)明采用的方法是在沉積過程中，聚乙烯醇飽和水溶液持續(xù)、連貫流過沉積內(nèi)腔，使電路板引腳上表面、下表面和電路板較為均勻的與水流接觸，進(jìn)而使電路板引腳上表面、下表面和電路板獲得較為均勻的聚乙烯醇沉積，很好的緩解電路板引腳沉積不均勻的問題。

23、4、本發(fā)明制備電路板引腳護(hù)層，可以有效降低相鄰引腳之間短路風(fēng)險(xiǎn)，防止電路板引腳被腐蝕，有效提高引腳抗震能力，同時(shí)對(duì)電路板散熱影響不大。