一种晶体振荡器上架点胶工艺方法和处理器

技术领域

本发明涉及小型表贴晶体振荡器制造技术领域，具体涉及一种晶体振荡器上架点胶工艺方法和处理器。

背景技术

小型化晶体振荡器产品采用一体化晶体振荡器设计，振荡芯片1通过导电胶粘接到基座2上，经过键合与基座形成电连接，石英谐振器3通过导电胶与基座2形成电连接，如图1所示。振荡芯片为SMD3225晶体振荡器，以超小尺寸和超轻量等优势，可广泛应用于无线超小型通信系统中。随着晶体振荡器体积的减小，内部采用的石英谐振器的尺寸也随之较小，导致谐振器频率老化的质量吸附效应和应力释放效应均会对小型化谐振器产生更大的影响。

目前上架点胶工艺通常采用“两点点胶”的方式，仅在电极的引出端进行点胶操作。晶片和基座是通过导电胶材质进行固定和电连接，导电胶与晶片和基座分别进行粘接，在固化过程中导电胶的形态由流体变为固体，导电胶与晶片和基座的粘接状态由“软连接”变成了“硬连接”，应力迅速增加。

对于小型晶体振荡器产品，上架点胶工艺对老化的影响主要体现在：1)各底、面点胶点的“胶量”、“形状”直接决定了晶片与基座间的粘接强度，较少的胶量会粘接不牢，较多的胶量则会产生较强的应力，应力增加，老化性能降低；2)“底点胶点”、“面点胶点”的重合程度影响产品的老化性能，重合度越大，点胶点和晶片间的接触面积就越小，老化性能就越好；反之，老化性能就差；3)导电胶的烘烤固化过程是持续加热的过程，导电胶内部的挥发物在固化期间会持续大量挥发，挥发的污染物极易造成晶片的二次污染，因而固化过程中挥发物的处理方式决定了小尺寸晶片表面的洁净程度，其对产品后期的老化性能起着比较重要作用。尤其是对类似于3225盒型的小型晶体振荡器，晶片表面的洁净度要求更苛刻，较小的颗粒污染物会对产品后期的老化性能带来指数型影响。采用现有的上架点胶工艺得到的晶体振荡器产品老化性能差，无法满足更高要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种晶体振荡器上架点胶工艺方法和处理器，以提高晶体振荡器产品的老化性能。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种晶体振荡器上架点胶工艺方法，包括：

步骤一：石英谐振器的装配；

步骤二：导电胶固化；

步骤三：清洗；

其中，所述石英谐振器的装配包括：在晶片的电极引出端用导电胶分别通过完全重合的两个底胶点和两个面胶点“三明治”式结构将晶片和基座进行连接；

所述导电胶固化包括：对装配后的晶片和基座进行一定温度和一定时间的烘烤以实现晶片和基座的固定，同时形成电连接；

所述清洗步骤包括：利用等离子清洗法对已固化完毕的晶体振荡器进行清洗。

可选的，在进行石英谐振器装配前，还包括：

确定装配工艺参数及装配工艺要求。

可选的，所述装配工艺参数包括：导电胶出胶的针孔内径为0.2mm～0.25mm，出胶时间为0.5s～0.8s，出胶压力为0.2MPa～0.25MPa，以及，针头距离基座的高度为2mm～3mm；

所述装配工艺要求包括：点胶点的形状为“蒙古包”式，以及，点胶点的直径为0.3mm～0.35mm。

可选的，所述石英谐振器的装配，具体操作包括：

将已贴装键合完毕的基座和镀膜完毕的石英谐振器放置在上架点胶设备内，将导电胶出胶针头的针孔内径设置在0.2mm～0.25mm范围内，出胶时间设置为0.5s～0.8s范围内，出胶压力设置为0.2MPa～0.25MPa范围内，针头距离基座的高度设置为2mm～3mm范围内，用导电胶将石英谐振器和基座进行连接，连接后形成的点胶点的直径在0.3mm～0.35mm范围内，胶点形状设置为“蒙古包”式。

可选的，所述导电胶固化，具体操作包括：

将已装配完毕的晶体振荡器放置于满足导电胶固化工艺要求的烘箱内，根据所使用的导电胶的类型，设置对应的烘烤阶梯曲线，进行导电胶固化烘烤。

可选的，所述导电胶固化工艺要求包括：

烘箱对烘烤温度的控制精度优于±5℃，且烘箱能够持续提供高纯的氮气供给。

可选的，所述烘烤阶梯曲线为烘烤温度呈阶梯式变化的曲线。

可选的，所述清洗步骤，具体操作包括：

将已固化完毕的晶体振荡器放入等离子清洗设备内，设置清洗工艺参数后开始进行清洗，清洗完毕后，将所述晶体振荡器取出。

可选的，所述清洗工艺参数，包括：氩气流量为110sccm～130sccm，射频时间为120s～180s，以及，射频功率为300W～350W。

本发明还提供了一种处理器，用于执行前面任一项所述的晶体振荡器上架点胶工艺方法。

本发明采用以上技术方案，所述一种晶体振荡器上架点胶工艺方法，包括：步骤一：石英谐振器的装配；步骤二：导电胶固化；和步骤三：清洗。本发明为小型表贴晶体振荡器提供了一种可提高其低老化性能的上架点胶工艺方法，解决了随着表贴晶体振荡器基座内部空间及器件尺寸减小而引起的晶片与基座间的应力急剧增加而引起的老化性能不良问题，有利于满足电子设备对晶体振荡器小型化、低老化和高可靠性的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是小型化晶体振荡器的结构示意图；

图2是本发明一种晶体振荡器上架点胶工艺方法提供的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图2是本发明一种晶体振荡器上架点胶工艺方法提供的流程示意图。

如图2所示，本实施例所述的一种晶体振荡器上架点胶工艺方法，包括：

步骤一：石英谐振器的装配；

步骤二：导电胶固化；

步骤三：清洗；

其中，所述石英谐振器的装配包括：在晶片的电极引出端用导电胶分别通过完全重合的两个底胶点和两个面胶点“三明治”式结构将晶片和基座进行连接；

所述导电胶固化包括：对装配后的晶片和基座进行一定温度和一定时间的烘烤以实现晶片和基座的固定，同时形成电连接；

所述清洗步骤包括：利用等离子清洗法对已固化完毕的晶体振荡器进行清洗。

本实施例所述的方法在实际使用中，依次执行如下步骤：

第一步：石英谐振器的装配。

石英谐振器的装配是在晶片的电极引出端用导电胶分别通过完全重合的两个底胶点和两个面胶点“三明治”式结构将晶片和基座进行连接的过程。

各底、面点胶点的“胶量”、“形状”直接决定了晶片与基座间的粘接强度和产品的老化性能。较少的胶量会粘接不牢，较多的胶量则会产生较强的应力影响老化。通过设置点胶控制器合理的出胶时间，选择合适孔径的出胶针头，针头距离基座的高度等参数来控制胶点的胶量和形状。

本实施例所述的一种晶体振荡器上架点胶工艺方法可以应用到小型表贴晶体振荡器产品中，该产品封装形式为SMD3225，外形尺寸为长×宽×高＝(3.2mm±0.2mm)×(2.5mm±0.2mm)×(1.0mm±0.2mm)，输出频率范围为0.5MHz～150MHz。

经过一系列试验，确定出导电胶出胶的针孔内径、导电胶的出胶时间、出胶压力、针头距离基座的高度的最佳工艺参数取值，以及形成点胶点的形状及点胶点的直径范围，以使该方式下的产品具有良好的老化性能。所述工艺参数及装配工艺要求具体如表1：

表1石英谐振器的装配工艺参数及工艺要求表

该步骤的具体操作为：将已贴装键合完毕的基座、镀膜完毕的石英谐振器放置在上架点胶设备内，选择的导电胶出胶针头的孔径为0.2～0.25mm范围，出胶时间设置为0.5～0.8s范围内，出胶压力设置为0.2～0.25MPa范围内，针头距离基座的高度调整为2～3mm范围内，形成的点胶点的直径为0.3～0.35mm范围内，胶点形状为“蒙古包”式，可满足产品的粘接强度的同时，实现产品的低老化特性。

第二步，导电胶固化。

随着晶体元器件尺寸的急剧减小，晶片与基座间胶点也随之变小，在使用较少的导电胶粘接材料前提下，为了充分保证晶片与基座的粘接能力，一方面对导电胶进行分温度阶段呈“阶梯式”烘烤曲线进行烘烤，以实现导电胶的充分固化；另一方面，对导电胶固化过程提出了苛刻的充分满足要求：温度控制精度达到±5℃，可设置不同温区来满足不同阶段的烘烤要求。

随着晶体振荡器的尺寸减小，晶片振子表面面积急剧减小，小尺寸吸附效应更加明显，小尺寸晶片表面的洁净程度对产品后期的老化性能起着决定性作用，因而对晶片表面的洁净度程度要求更苛刻，较小的颗粒污染物会对产品后期的老化性能带来指数型影响。在烘烤期间，烘烤氛围应充分洁净，防止烘烤过程中污染物的二次挥发。

导电胶固化的工艺要求如表2所示。一方面，所使用的烘烤的温度控制精度优于±5℃，可设置不同温区来满足不同阶段的烘烤要求，在烘烤过程中实现“阶梯式”烘烤，以实现导电胶的充分固化；另一方面，烘箱具备持续高纯(纯度大于99.999％)的氮气供给，实现腔体内的洁净度达到百级洁净要求。

表2导电胶固化的工艺要求

该步骤的具体操作为：将已装配完毕的晶体振荡器放置于满足导电胶固化工艺要求的烘箱内，根据所使用的导电胶的类型，设置对应的烘烤阶梯曲线，进行导电胶固化烘烤。

进一步的，导电胶主要有环氧类导电胶和硅胶两大类。

第三步，清洗。

该步骤的具体操作为：利用等离子清洗法对已固化完毕的晶体振荡器进行清洗。

具体的，将已固化完毕的晶体振荡器放入等离子清洗设备内，设置清洗工艺参数(具体见表3)后开始进行清洗，清洗完毕后，将所述晶体振荡器取出，即可完成低老化上架点胶工艺步骤的操作。

表3等离子清洗工艺参数设置

对导电胶固化后的晶体振荡器进行清洗可进一步加强去除晶片表面的附着物，增强晶片表面的洁净程度。等离子清洗利用等离子体中活性粒子的活化作用达到去除物体表面污渍的目的，其物理反应机制是活性粒子轰击待清洗表面，使得污染物脱离表面最终被真空泵吸走，可有效清除表面的污染物。利用等离子清洗法对已固化完毕的晶体振荡器进行清洗能够有效的去除导电胶烘烤后晶片表面的污染物，有利于提高产品老化特性。

将本实施例所述的晶体振荡器上架点胶工艺方法应用到小型表贴晶体振荡器产品(该产品封装形式为SMD3225，外形尺寸为长×宽×高＝(3.2mm±0.2mm)×(2.5mm±0.2mm)×(1.0mm±0.2mm)，输出频率范围为0.5MHz～150MHz)后，该晶体振荡器的频率老化(10-6/30d)可达到优于±5ppm，满足了电子设备对晶体振荡器小型化、低老化、高可靠方面的需求。

本发明为小型表贴晶体振荡器提供了一种可提高其低老化性能的上架点胶工艺方法，解决了随着表贴晶体振荡器基座内部空间及器件尺寸减小而引起的晶片与基座间的应力急剧增加而引起的老化性能不良问题，有利于满足电子设备对晶体振荡器小型化、低老化和高可靠性的需求。

本发明还提供了一种处理器，用于执行前面所述的晶体振荡器上架点胶工艺方法。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。