CN115458667A - 一种集成电路板侧边封装结构、封装工艺及封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集成电路板侧边封装结构，用于实现对集成电路板侧面的封装，包括侧面封装结构，交界边封装结构；所述侧面封装结构、交界边封装结构通过3D打印线性成型，所述交界边封装结构覆盖集成电路板侧面相邻正面、背面区域和侧面封装结构边缘区域。本发明还公开一种集成电路板侧边封装工艺及封装装置，本发明通过直写3D打印的技术，对集成电路板侧面进行封装结构的打印，可以有效地应对复杂形貌，实现非平整表面的线性封装，并提高封装的均匀性和致密性，防止水汽进入、氧化，抑制侧面导线中金属离子迁移，防止磕碰后断路，显著降低了侧面封装工艺复杂性，提高了生产效率，可以实现高平整度、低高宽比的封装结构，符合器件轻薄化的发展趋势。

Description

一种集成电路板侧边封装结构、封装工艺及封装装置

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种集成电路板侧边封装结构、封装工艺及封装装置。

背景技术

随着电子设备变得更小、更轻、更先进，其使用的集成电路板集成度越来越高，某些特殊的集成电路板在侧面也设置有多组电路，比如miniLED显示板，因为有众多LED模块，在其侧面存在有密集的金属导线电路，其线间距在100-300μm之间，比较常见的是由银导线组成。在直流电压梯度的作用下，处于潮湿环境中，相邻导线很容易发生银离子迁移导致器件短路失效。不仅是银，目前铜、钛等金属用作电子元件的导线也越来越普遍，但是铜导线在水汽环境下易氧化从而导电性下降、钛导线因质软易发生磕碰而变形发生断路决定了它们的应用需要封装保护层。

目前常用的封装手段例如刮涂、移印等，将致密的材料覆盖在线路上，阻止水汽进入，并防止线路磕碰。但是由于miniLED器件产品金属导线布线密集，有些位置长度短，且基板表面存在焊点凸起，传统工艺形成的隔水层可能存在厚度不均、位置不准确等问题，另外刮涂工艺一般容易剐蹭到底部金属导线，导致短路情况的出现，同时，面对非平整表面封装时，会带来加工区域封装结构平整度较差，致密性不够等问题，无法实现金属导线的完整封装。移印技术由于胶头依靠弹性工作，弹性有限，故无法移印大面积的隔绝层薄膜，胶头需要定期更换，增加了成本，而且由于miniLED等产品各部位的封装形状、形貌都不同，对于特殊的异形表面封装，移印因为其胶头的工作原理无法进行封装。

此外，针对银离子迁移，当前技术主要是通过扩展银导线间距和制作隔绝结构。对于隔绝结构，可以通过在相邻银导线间施以一定宽度的绝缘层，存在需要施加众多的绝缘结构，工艺繁琐、成本较高等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种集成电路板侧边封装结构、封装工艺及封装装置。

本发明公开一种集成电路板侧边封装结构，用于实现对集成电路板侧面的封装，所述集成电路板侧面上设置有金属导线，包括侧面封装结构，交界边封装结构；所述侧面封装结构、交界边封装结构通过3D打印线性成型；所述侧面封装结构覆盖集成电路板侧面，所述交界边封装结构覆盖集成电路板侧面相邻正面、背面区域和侧面封装结构边缘区域。

优选地，所述侧面封装结构、交界边封装结构包括至少一条3D打印加工获得的封装构件。

所述封装构件为3D打印得到的结构。优选为一条，即一次3D打印即可以实现对侧边的覆盖，可以显著提升加工效率。也可以设置有多条封装构件，即需要进行多次3D打印或单次往返打印。

优选地，所述集成电路板侧面同正面、背面交界处设置有倒角，所述交界边封装结构覆盖所述侧面封装结构宽度为倒角半径的5％-10％。

优选地，所述侧面封装结构高度为10-100μm，高度差为±20％，宽度为集成电路板侧面宽度的95％-100％，所述侧面封装结构高宽比<0.3。

优选地，所述交界边封装结构高度为10-20um，宽度为50-200um。

优选地，所述封装结构覆盖的集成电路板侧面金属导线在85℃和85％湿度条件测试500小时的电阻率变化幅度≤10％。

本发明还公开一种集成电路板侧边封装工艺，用于实现对集成电路板侧面的封装，包括如下步骤：S1、侧面封装，采用封装材料对集成电路板侧面进行3D打印加工获得侧面封装结构；S2、相邻正面、背面封装，采用封装材料对集成电路板侧面相邻正面、背面进行3D打印加工获得交界边封装结构。

优选地，还包括固化步骤，用于对打印到集成电路板上的侧面封装结构、交界边封装结构进行固化；所述固化步骤包括在步骤S2之后对侧面、相邻正面、背面进行固化处理和/或所述固化步骤设置在步骤S1、S2过程中同3D打印同步进行或在3D打印后单独进行。

固化步骤可以在步骤S1、S2之后进行，即完成3D打印加工后统一对侧面封装结构，交界边封装结构进行固化。

固化步骤也可以在步骤1完成侧面封装结构后即对其进行固化，步骤2完成交界边封装结构后对其进行固化。

固化步骤也可以同3D打印加工同步进行，即在3D打印加工过程中对于打印形成的封装构件进行固化。

固化步骤可以一次完成，也可以分步完成，分布完成包括在S1、S2步骤中对侧面封装结构、交界边封装结构在3D打印加工同步或之后进行预固化过程，之后在步骤S1、S2之后再进行一次固化，完成对封装结构的固化处理。

优选地，所述封装材料动态粘度为3000-12000cps。

优选地，所述封装材料为UV胶。

优选地，所述封装材料包括用于侧面封装的第一封装材料，用于相邻正面、背面封装的第二封装材料；所述第一封装材料动态粘度为3000-6000cps；第二封装材料动态粘度为8000-12000cps。

所述第一封装材料、第二封装材料为UV胶，相较于目前较为常见的三防胶多采取热固化或者湿气固化体系的胶水，发明人在实际使用过程中发现，热固化胶在微米级别精度的情况下，由于胶水的粘度随着温度的升高而逐渐变小，流平性显著增强，无法保证加工膜厚的均一度和平整度；而湿气固化的胶由于其在大气环境下的水汽作用，也会缓慢固化，从而带来堵塞针头的风险，不适用于3D打印的工艺制程。而本专利采取UV固化胶作为封装材料，一方面，UV胶需要特定波长的光源激发才能固化，其在室温或者避光环境下十分稳定，适用于3D打印的长期加工制程；同时，该类型的材料在特定波长光源激发下的固化时，材料保型性好，收缩率低，能够保证其固化后的膜厚的均一度和平整度。

优选地，所述集成电路板侧面同正面、背面交界处设置有倒角，所述步骤S1中3D打印加工所使用的3D打印针头出料口内径(W2)按照以下公式进行选择：

W2＝W0+α(sqrt3)r，1≤α＜3；

其中r为集成电路板侧面边缘处圆弧倒角的半径，W0为集成电路板侧面平面的宽度，α为工艺系数；所述侧面封装结构宽度为集成电路板侧面宽度的95％-100％，集成电路板侧面宽度即集成电路板的厚度。

优选地，所述集成电路板侧面同正面、背面交界处设置有倒角，所述交界边封装结构的高度为10-20um，宽度为50-200um；所述步骤S2中在相邻正面、背面进行3D打印加工时，打印针头中心线同集成电路板倒角边缘距离m按照以下公式进行设定：

m＝R-βr(0.05＜β＜0.1)；

其中R为打印针头出料口内径，r为倒角半径，β为工艺系数。

优选地，所述步骤S1、S2中的3D打印加工中，在到达出料位置前设置有预行程，在预行程范围内，针头达到预设打印速度，所述预行程距离≥1mm。

本发明还公开一种集成电路板侧边封装装置，包括：机台与运动系统，其中机台用于支撑装置各部件，运动系统用于带动打印系统或物料装夹系统进行三轴运动，包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组；打印系统，包括压力供料组件、至少一个打印头组件；物料装夹系统，包括转台系统、吸附系统，所述吸附系统包括真空吸盘、负压组件；所述转台系统包括摆动部与旋转部，所述摆动部绕摆动转轴旋转，所述旋转部设置在摆动部上，绕旋转转轴旋转，所述旋转转轴与摆动转轴相互垂直，所述真空吸盘设置在旋转部上；所述摆动部与旋转部转动动力源为电机；固化系统，用于对打印系统打印成型的封装结构进行固化。

优选地，所述打印头组件包括打印针头、打印针针座、转接头、料管、转接夹具，所述打印针头依次通过打印针针座、转接头、料管连接到压力供料组件，所述转接头或打印针针座通过转接夹具固定到运动系统的Z轴模组。

优选地，所述封装装置还包括观察系统、测量系统、对位系统；所述观察系统包括第一镜筒、第一光源、第一物镜、第一工业相机、第一安装夹具；所述第一工业相机以与Z轴方向倾斜预设角度方式安装到运动系统的Z轴模组；所述测量系统包括由第二镜筒、第二光源、第二物镜、第二工业相机、激光测距传感器、第二安装夹具；所述第二工业相机以垂直于XY平面的方式安装到运动系统的Z轴模组；所述对位系统包括对针传感器、对针硅片、安装夹具；对针传感器为压力传感器，用于标定打印针头与激光传感器在Z轴方向上的相对位置关系；对针硅片用于标定打印针头、激光传感器、第二工业相机在XY平面上相对位置关系。

本发明所涉及的封装结构可以由本发明所涉及的封装工艺制备得到。本发明所涉及的封装结构、封装工艺可以依托本发明所涉及的封装装置实现，也可以依托其他现有技术中的3D打印装置实现。

本发明通过直写3D打印的技术，对集成电路板侧面区域进行封装结构的打印，可以有效地应对复杂形貌，实现非平整表面的线性封装，并提高封装的均匀性和致密性，防止水汽进入，可以广泛地应用于侧面导线的封装，比如银、铜、钛、铝等，在85℃和85％湿度条件测试500小时内，所述封装结构覆盖的集成电路板侧面的电阻率变化幅度≤10％，可以有效地抑制导线中金属离子的迁移，同时有效地保护金属导线，减少或避免氧化、磕碰等问题的出现。

直写3D打印封装装置和工艺通过编写路径和更换打印头的方式就能满足在不同样貌表面上特定图案的封装，具有重复性和自由度高的优点，显著降低了侧面封装工艺复杂性，可以实现多面覆盖(即倒角覆盖)、异形封装工艺，提高了生产效率，同时可以兼容不同种类的材料在封装过程中全程无污染，且材料利用率高。

另外通过装置软硬件的整合，配套合适的材料与工艺，可以实现膜厚高度差在20％以内的高平整度的线性封装结构，线性封装结构厚度可以实现10-100μm的精确控制，还可以一次性实现制造低高宽比(线高：线宽小于0.3，优选为小于0.1)的线性封装结构。低高宽比的封装结构在保障良好绝缘性的同时可以减少封装材料的使用量，减少封装后的体积增加，符合器件轻薄化的发展趋势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的封装装置整体示意图；

图2是本发明提供的封装装置正面示意图；

图3是本发明提供的封装装置的物料装夹系统的结构示意图；

图4是本发明提供的封装装置的打印系统的结构示意图；

图5是本发明提供的封装装置的观察系统、测量系统的结构示意图；

图6是本发明提供的封装装置的清洗及对位系统的结构示意图；

图7是本发明提供的封装装置局部放大示意图；

图8是本发明提供的侧边封装工艺的侧面封装示意图；

图9是本发明提供的侧边封装工艺的相邻正面、背面封装示意图；

图10是本发明侧边封装工艺封装后的集成电路板局部示意图；

图11是本发明侧边封装工艺封装后的集成电路板倒角处局部放大示意图；

图12是对本发明封装结构进行封装测试中银线布置局部放大示意图；

图13是对本发明封装结构进行封装测试中产品85℃/85RH老化测试后形貌示意图；

图14是对本发明封装结构进行部分封装测试产品85℃/85RH老化测试3天后形貌示意图。

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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1-6所示，本发明涉及一种集成电路板侧边封装装置包括机台与运动系统1，打印系统2，物料装夹系统3，固化系统4。

如附图1、2所示，所述机台与运动系统1，包括机台11，运动系统12。其中机台11用于支撑装置各部件，本发明一实施例中机台11包括龙门111、大理石立柱112、大理石平台113，也可以是其他结构或材质。

运动系统12用于带动打印系统或物料装夹系统地进行三轴运动；如附图1所示包括X轴模组121、Y轴模组122、Z轴模组123，均为高精度运动控制系统，本发明一实施例中运动系统12定位精度±2.5μm，重复定位精度±0.5μm，是实现高精度加工能力的基础，并且运动轨迹通过编程自由控制，在平面上可以按需求打印不同封装图案。

如附图4所示，打印系统2，包括压力供料组件(图中未示出)、打印头组件22。所述压力供料组件按照设置的挤出压力将浆料挤出到打印头组件22，所述压力供料组件可以通过气压、液压、电动致压、机械致压等方式推动浆料。

打印头组件22由打印针头220、打印针针座221、转接头222、料管223、转接夹具224组成。

所述打印针头220依次通过打印针针座221、转接头222、料管223连接到压力供料组件。

所述转接头222或打印针针座221通过转接夹具224固定到运动系统12上，具体为固定到运动系统12的Z轴模组123上。

打印针头220常用陶瓷材料、不锈钢材料，内外径根据侧边封装工艺要求调整，常用内径50μm-800μm针头。打印针针座221为标准件，适配各个内径的打印针头220，转接头222为标准鲁尔锁机头，与打印针针座221、料管223适配。可以方便地实现打印针头220的更换。

另外还可以设置有多个打印头组件22，以减少打印针头220的更换工序。

如附图3所示，物料装夹系统3，包括转台系统31、吸附系统。所述吸附系统包括真空吸盘321、负压组件(图中未示出)；待加工物料吸附到真空吸盘321上。

所述转台系统包括摆动部311与旋转部312，所述摆动部311可以绕其摆动转轴旋转，所述摆动转轴平行于附图1所示X轴方向，所述旋转部312设置在摆动部311上，绕其旋转转轴旋转，所述旋转转轴垂直于摆动部311平面。所述真空吸盘321设置在旋转部312上。所述摆动部311与旋转部312的动力源为电机，附图所示所述摆动部311包括底板，侧板，转板，所述底板固定到Y轴模组122，所述侧板垂直固定到底板两侧，所述转板两端可转动的连接到两侧板上，在电机带动下转动，所述旋转部312设置在转板上。

固化系统4，用于对打印系统打印成型的封装结构进行固化，设置在运动系统12的Z轴模组123上，位于打印头组件22一侧，可以方便地进行固化作业。

本发明涉及一种集成电路板侧边封装装置还包括观察系统5、测量系统6、清洗及对位系统7。

所述观察系统5包括第一高精密变倍镜筒51、第一光源52、第一物镜53、第一工业相机54、第一安装夹具55组成。

如附图5所示，第一工业相机54取景窗口连接到第一高精密变倍镜筒50一端，第一高精密变倍镜筒50另一端设置有第一物镜53，所述第一高精密变倍镜筒50通过第一安装夹具55固定到运动系统12上，具体为固定到运动系统12的Z轴模组123上。所述第一光源52为环形光源，设置在第一高精密变倍镜筒51或第一物镜53外侧，用于照亮观测区域。

所述第一工业相机54以一定角度安装在Z轴上，即第一工业相机54光轴(又称为相机中轴线)同Z轴间存在夹角，本实施例安装角度为45°，为观察针头打印情况提供清晰的视野，同时承担针头与加工基板边缘在X方向上视觉对位的功能。

测量系统6包括由第二高精密变倍镜筒61、第二光源62、第二物镜63、第二工业相机64、激光测距传感器65、第二安装夹具66组成。

如附图5所示，第二工业相机64取景窗口连接到第二高精密变倍镜筒61一端，第二高精密变倍镜筒61另一端设置有第二物镜63，二高精密变倍镜筒61通过第二安装夹具66固定到运动系统12上，具体为固定到运动系统12的Z轴模组123上。所述第二光源62为点光源，设置在第一高精密变倍镜筒51或第一物镜53或第二安装夹具66外侧，用于照亮观测区域，本实施例中第二光源62设置在第二安装夹具66外侧。

所述激光测距传感器65设置在第二安装夹具66底部同第二工业相机64光轴平行设置，工作面向下。

所述第二工业相机64以垂直于XY平面的方式安装在Z轴上，即第二工业相机64光轴(又称为相机中轴线)同Z轴平行。

第二工业相机64用于识别加工基板平面上的Mark标识，为精密加工时的定位提供基准坐标，激光测距传感器65用于对基板形貌进行扫描，辅助设备在进行精密加工时实时补偿高度(使打印针与加工面高度始终一致)，即使基板平整度较差，设备仍能精确控制打印膜层厚度，同时在自动对针流程中得到各功能单元在机械坐标系中的相对位置，可以精确追踪各功能单元在加工过程中的坐标。

如附图1、2、7所示，本实施例中设置有两个Z轴模组123，安装有两个打印系统2，在各部件的安装位置上，打印系统2安装到Z轴模组上，在打印系统2外侧，观察系统5、测量系统6安装到Z轴模组上。在本实施例中，其中一个Z轴模组123安装有一个打印系统2，一个观察系统5、一个测量系统6，另外一个Z轴模组123安装有一个打印系统2，一个固化系统4。两个打印系统2可以根据需求设置两种不同口径的打印针头，两个打印系统共用一个测量系统6和固化系统4。

本发明涉及的一种集成电路板侧边封装装置可以根据需要进行多种封装，包括本发明所涉及的侧边封装，还可以进行正面全面的封装。通过两个打印系统2的设置可以方便地根据工艺需要进行切换提高工作效率。

如附图6所示，清洗及对位系统7包括由擦胶机构71、对针传感器72、对针硅片73、安装夹具74组成。擦胶机构71用于清洗针头；对针传感器72为高精度压力传感器用于标定打印针头220与激光传感器在Z轴方向上的相对位置关系；对针硅片73用于标定打印针头220、激光传感器、第二工业相机64在XY平面上相对位置关系。

集成电路板封装装置在作业前需要进行标定流程，以确定打印针头220、激光测距传感器65、第二工业相机64中心在XY平面上的相对位置关系，标定仅在每次换针后进行一次。

打印针头220与第二工业相机64中心标定过程如下：

1.打印针头220移动至对针硅片73上打印1个圆点，作为圆形Mark，记录此时坐标，记为X1,Y1；

2.将第二工业相机64移动至视野范围内可以清楚地看到圆形Mark时，采用视觉标定，识别当圆形Mark的圆心位于第二工业相机64视野中心时的机械坐标X2,Y2；

3.通过计算(X1,Y1)、(X2,Y2)得到针头和第二工业相机64中心的相对位置关系(X1-X2,Y1-Y2)。

打印针头220、激光传感器Z轴方向相对位置关系标定过程如下：

1.激光测距传感器65移动至对针传感器72感应头中心，移动Z轴，使激光传感器读数为0/接近0，记录此时Z坐标Z1；

2.打印针头220根据已标定好的XY相对关系移动到对针传感器72处，由程序控制以设定的速度向下移动，并在压力传感器输出感应信时后记录坐标Z2；

3.通过计算Z1,Z2得到打印针头220针头、激光传感器Z轴相对位置关系(Z1-Z2)；

本发明涉及一种集成电路板侧边封装工艺，以下结合具体的加工示例进行说明。

待加工物料情况：本发明所涉及封装装置和工艺尤其适用于miniLED玻璃基板(以下简称基板)的侧边封装，所述miniLED玻璃基板一般小于1mm，侧面边缘处设置有圆弧倒角，侧面设置有多条银线，银线间距一般为100-300μm。具体封装过程如下：

本实施例采取先封装侧面、再打印封装正背面的方式。本实施例优选的UV胶动态粘度为8000-12000cps，适宜的涂膜厚度范围为10-100μm，固化UV照射量为350-500MJ cm^-2(365nm)，经5S UV照射即可固化。由于侧面、正背面形貌不同，主体虽然同为一种封装胶，侧面封装因为封装宽度较大、倒角覆盖需要一定的流动性来维持平整度以及倒角的覆盖，因此在侧面封装时，使用的材料为动态粘度为3000-6000cps的UV胶。

1、通过3D打印进行侧面封装：材料为UV胶，动态粘度为3000-6000cps。如附图8所示，封装装置的打印针头内径为W2，基板厚度W1，侧面边缘处设置有半径为r圆弧倒角，侧面平面宽度W0，打印针头内径按照以下公式进行选择，其中，α与原料特性有关，一般来说，原料流平效果越好，α越小。

W2＝W0+α(sqrt3)r，1≤α＜3。

2、将miniLED玻璃垂直基板固定在上料区，启动自动化软件，真空泵开启吸盘自动吸附基板，并实现自动机械归零对位和调节水平度。

3、通过视觉定位软件确定针头、相机和高精度测高仪器三者的坐标，将三者的相对位置关系上传至软件参数中，预行程大于1mm，优选为2mm。

4、通过视觉将针头移至基板侧面边缘附近，执行扫描前，高精度测高仪器通过相对位置关系将移动至该位置，启动自动寻边程序，获取扫描区域X，Y方向的边缘坐标精确定位扫描区域，并以修正后的区域角点作为扫描起始点进行快速扫描，记录基板侧面区域的平整度数据。

5、借助压针传感器和测高传感器对压针传感器距离对零，确定针尖Z向基准坐标，针头根据设置的针面距参数与修正后的扫描区域的坐标和对应的测高值移动至打印起始点前2mm，封装装置通过自动化软件自动开启出料，针头开始按设定速度移动。

软件调用打印区域高度补偿数据，打印过程中即时调节打印高度，确保打印的过程中针头和基板距离保持一致。为得到较良好的侧面封装效果(侧面封装宽度、倒角覆盖、侧面封装厚度等)需要各个打印参数配合达成。主要影响的参数有打印气压、针头移动速度、针面距等。在本发明的实施例中优选的打印气压为5psi，针头移动速度为35mm/s，针面距为18μm，此时封装宽度合适，倒角覆盖情况良好，厚度为18-20μm(固化前)。针面距小于15μm时，将出现明显的两边高，中间凹陷的情况，针面距大于25μm时，UV胶宽度不足以覆盖倒角，甚至无法覆盖银线使银线暴露。

侧面打印按软件编写代码的针头走线路径，UV封装胶随打印针头均匀印刷在基板侧面银线的上方，并且，UV胶具有一定的流动性会沿着倒角向两边向下方流动，覆盖倒角的靠近侧面的其中一部分。

6、该边封装完成后，旋转吸盘至水平位置，进行正面或背面的封装：选择优选的UV胶和更换打印针头。正面或背面封装主要是实现对倒角处完全的覆盖，以达到预设的封装效果。在满足绝缘要求的情况下，正面、背面封装宽度越小越好，以减少对其他工序的影响。正面和背面封装高度为10-20um，宽度为50-200um。

在具体的封装过程中，如附图8所示，在正面或背面进行UV胶3D打印时，打印针头中心线同倒角边缘距离m按照以下公式进行设定：

m＝R-βr(0.05＜β＜0.1)；

其中R为打印针头出料口内径，r为倒角半径。

附图9中，l1为打印针头中心线，l2为正背面倒角边缘垂线，l3为打印针头靠近倒角侧边线。l1和l3之间距离为R，和即打印针头出料口内径，l1和l2之间距离为m，l2和l3之间距离为n，即打印针头出料口露出倒角部分距离。倒角半径为r，在满足倒角较均匀覆盖的前提下，根据经验，n和r近似满足n＝βr，(0.05<β<0.1)。

在本发明的实施例中，优选的气压参数为9psi、针头移动速度为30mm/s，针面距为15μm，得到的封装厚度为18-21μm(固化前)，封装宽度约110μm。针面距小于10μm时，宽度会过宽影响产品后续工艺，针面距大于20μm时，封装上边缘开始扭曲，且厚度太高不均匀，不利用产品的封装。

7、重复(2)-(5)的步骤中的归零、高度补偿、定位工序对正面和背面边缘分别进行封装打印，打印出的UV胶靠近边缘一侧会与倒角处接合，实现倒角处的封装胶连接。此处需要特别指出的是，第一，基板板面上具有用于定位的Mark点，通过视觉软件可以进行精确定位；第二，由于倒角的存在，针头到基板表面的垂直基板边缘方向不同，本方案统一以针头到基板表面的距离为基准作为针面距参数进行打印。

8、固化工序，待三面封装完成后，用UV灯照射UV胶表面，实现封装胶固化定型。UV灯可以跟随针头移动，在打印封装的同时进行固化，可以进一步提高加工效率。

高度补偿环境具体过程如下：用真空吸附装置使miniLED玻璃基板固定；使打印针头、第二工业相机视野中心、激光测距传感器分别对准对针区的特定点位，拾取的坐标分别为(Xn,Yn)、(Xc,Yc)、(Xs,Ys)，以获取三者的相对位置关系。借助相机和视觉拾取Mark点或者自主选择的基准点的坐标(Xm,Ym)。扫描区域第一点到Mark点或者自主选择的基准点的x,y向相对位移分别是a,b，则软件可以自动将传感器移动至(Xm+Xs-Xc+a，Ym+Ys-Yc+b)进行激光测距，特别指出的是，如果采用视觉进行对位，为提高精度加入了寻边程序，传感器会定位到扫描区域附近的基板边缘，通过传感器测高值，分析边缘的X,Y坐标，可以进行数据修正，杜绝视觉带来的偏差。对选定区域的表面进行扫描后，获取区域高度的补偿数据Δz＝f(x,y)。补偿开启后，在封装进行过程中，通过读取面上各点的补偿数据，Z轴会随X,Y坐标即时变化，即平台的Z坐标Z(x，y)＝Z0+z+Δz，保持针面距一定，从而使厚度均一。通过计算机控制打印针头的运动速度和点胶器的出气加压，实现出料稳定，线型均一。参数设置完毕后，为保证打印第一点出料稳定，加入了预行程X0或Y0。以开始打印方向为X方向为例，程序执行时针头会移动至(Xm+Xn-Xc+a-X0,Ym+Yn-Yc+b，Z0+z+Δz)进行打印，在预行程X0的范围内，针头将行走至匀速，走完预行程后，进入基板上的打印区域，完成打印封装。

待样品封装完成后，对基板侧边进行纵切后，将沿着针头运动方向的面竖直向上，并置于SEM下观察侧面封装结构图像。如图9所示，从图像中可以看到：第一，侧面封装结构呈现出拱形，这一方面与侧面两侧倒角导致浆料流动有关，另一方面与材料本身表面张力相关。第二，观察到中间区域厚度约16μm，这与针面距18μm的差距来源于UV胶向两侧流平和固化收缩。第三，两侧倒角处封装结构连接较好，未出现裸露现象。特别的，在视野中没有出现沿打印方向厚度显著变化的情况，说明膜厚均一性良好。

经过多次试验和测试，采用本发明所涉及的装置和封装工艺可以实现封装结构整体膜厚在10±2μm-100±20μm，即膜厚高度差在20％以内的直写3D打印UV胶线性封装，可以实现对异形件的封装(包括但不限于倒角)，实现非平整表面的线性封装，且保证膜厚高度差在10um以内；整体封装结构的高宽比<0.3，优选为小于0.1，膜厚高度差在20％以内。

如附图11所示，在基板的倒角处通过超景深显微镜观察(45°倾斜)，发现连接处未出现连接线，说明两股料相容性好。

本申请在封装材料选择UV胶，主要是UV胶具有如下特性室温下稳定，可以保证产品能够长期稳定使用，固化时保型性好，可以保证固化后封装结构的平整度，固化速度较快，容易控制，减小工作量。常用湿气固化胶不适合长时间作业，在恶劣条件下稳定性不足，热固化胶一般在加热固化过程中产生流动性变好的情况，不利于控制封装结构的平整度。

在封装工艺上，本申请具有如下技术效果：精确的高度控制，封装结构高度可以实现10-100μm的精确控制，平整度高。多面覆盖，即倒角覆盖，对比其他的技术(如刮涂等)无法涂均匀，使倒角处完全覆盖。异形封装，如采用移印工艺是无法将封装结构移印至异形表面的，本工艺可以做到。

在封装结构，特别是侧面封装结构的平整度和高度的精确控制上，需要考虑多个影响因素，包括封装装置运动控制、具体封装时高度补偿实现，封装材料的流平性、设置预行程、打印参数等工艺参数的选择，本申请经对上述影响因素进行了大量试验和机理研究，所确定的相关参数选择区间具有良好的适用性和优良的技术效果，所述封装结构覆盖的集成电路板侧面金属导线在85℃和85％湿度条件测试500小时的电阻率变化幅度≤10％。

该工艺以及封装结构可以用于多种不同类型的集成电路板侧面封装，对于侧面金属导线具有良好的保护作用，使其导电性能在长期过程中不发生变化。在具体应用中每种金属的导线保护侧重点有所不同，如银在水汽中容易发生银迁移短路，铜在水汽中容易氧化使电阻增加，钛质导向较软容易发生磕碰后断路。良好的封装结构可以对金属导线起到完备的保护。

对上述实施例中选择的封装材料(动态粘度为3000-6000cps的UV胶)和工艺进行封装测试如下：设置银线的间距小于20μm，线宽220μm，长度0.8mm，厚度5μm。选取800μm的封装针头以覆盖整组银线，按上述步骤设定针面距为10μm，按上述打印步骤在银线上打印一层UV胶覆盖；使用UV灯照射UV胶使其固化；将样品置入高温高湿测试箱中，设定测试条件为85℃/85 RH，接入恒流电源，电流为25mA，测量500小时内银线两端的电压变化并计算两端电阻。

实验结果如下：

1、如附图12所示，银线间距小于20μm。通过精密测高传感器测得膜厚为12±2μm。

2、85℃/85 RH 500小时内测得电压和电阻变化数据如表1所示

表1 85℃/85 RH加速老化测试结果

时间/h	24	48	96	144	192	288	360	432	500
										电压/V	3.36	3.35	3.36	3.34	3.32	3.36	3.34	3.35	3.37
电阻/Ω	146.0	145.6	146	145.2	144.3	145.8	144.8	145.7	146.5

从表中数据得知，500小时的银线两端电阻变化﹤10％，可以认为未发生后Ag迁移现象。

3、产品85℃/85 RH老化监测一周后形貌如附图13所示，未见银迁移。85℃/85 RH老化试验指的是试验箱的温度设定为85℃，且湿度为85％的条件下，对试验样品进行可靠性测试试验。

为进一步验证封装层对抑制银迁移的效果，对基板上一条银线一部分进行封装，另一部分不进行封装，经加速老化3天后，如附图14所示，通过显微镜可以看到未封装部分的银线(附图上部)两侧已经有一层明显的迁移银层，而封装胶覆盖部分的银线(附图下部)两侧仍然整齐，基本无银迁移的现象。该结果对比突出了封装层对银迁移抑制的效果。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (17)

1.一种集成电路板侧边封装结构，用于实现对集成电路板侧面的封装，所述集成电路板侧面上设置有金属导线，其特征在于，包括侧面封装结构，交界边封装结构；所述侧面封装结构、交界边封装结构通过3D打印线性成型；所述侧面封装结构覆盖集成电路板侧面，所述交界边封装结构覆盖集成电路板侧面相邻正面、背面区域和侧面封装结构边缘区域。

2.根据权利要求1所述的集成电路板侧边封装结构，其特征在于，所述侧面封装结构、交界边封装结构包括至少一条3D打印加工获得的封装构件。

3.根据权利要求1所述的集成电路板侧边封装结构，其特征在于，所述集成电路板侧面同正面、背面交界处设置有倒角，所述交界边封装结构覆盖所述侧面封装结构宽度为倒角半径的5％-10％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的集成电路板侧边封装结构，其特征在于，所述侧面封装结构高度为10-100μm，高度差为±20％，宽度为集成电路板侧面宽度的95％-100％，所述侧面封装结构高宽比<0.3。

5.根据权利要求1-3任一项所述的集成电路板侧边封装结构，其特征在于，所述交界边封装结构高度为10-20um，宽度为50-200um。

6.根据权利要求1所述的集成电路侧边封装结构，其特征在于，所述封装结构覆盖的集成电路板侧面金属导线在85℃和85％湿度条件测试500小时的电阻率变化幅度≤10％。

7.一种集成电路板侧边封装工艺，用于实现对集成电路板侧面的封装，其特征在于，包括如下步骤：

S1、侧面封装，采用封装材料对集成电路板侧面进行3D打印加工获得侧面封装结构；

S2、相邻正面、背面封装，采用封装材料对集成电路板侧面相邻正面、背面进行3D打印加工获得交界边封装结构。

8.根据权利要求7所述的集成电路板侧边封装工艺，其特征在于，还包括固化步骤，用于对打印到集成电路板上的侧面封装结构、交界边封装结构进行固化；所述固化步骤包括在步骤S2之后对侧面、相邻正面、背面进行固化处理和/或所述固化步骤设置在步骤S1、S2过程中同3D打印同步进行或在3D打印后单独进行。

9.根据权利要求7所述的集成电路板侧边封装工艺，其特征在于，所述封装材料动态粘度为3000-12000cps。

10.根据权利要求7所述的集成电路板侧边封装工艺，其特征在于，所述封装材料为UV胶。

11.根据权利要求7所述的集成电路板侧边封装工艺，其特征在于，所述封装材料包括用于侧面封装的第一封装材料，用于相邻正面、背面封装的第二封装材料；所述第一封装材料动态粘度为3000-6000cps；第二封装材料动态粘度为8000-12000cps。

12.根据权利要求7所述的集成电路板侧边封装工艺，其特征在于，所述集成电路板侧面同正面、背面交界处设置有倒角，所述步骤S1中3D打印加工所使用的3D打印针头出料口内径(W2)按照以下公式进行选择：

W2＝W0+α(sqrt3)r，1≤α＜3；

其中r为集成电路板侧面边缘处圆弧倒角的半径，W0为集成电路板侧面平面的宽度，α为工艺系数；

所述侧面封装结构宽度为集成电路板侧面宽度的95％-100％。

13.根据权利要求7所述的集成电路板侧边封装工艺，其特征在于，所述集成电路板侧面同正面、背面交界处设置有倒角，所述交界边封装结构的高度为10-20um，宽度为50-200um；所述步骤S2中在相邻正面、背面进行3D打印加工时，打印针头中心线同集成电路板倒角边缘距离m按照以下公式进行设定：

m＝R-βr(0.05＜β＜0.1)；

其中R为打印针头出料口内径，r为倒角半径，β为工艺系数。

14.根据权利要求7所述的集成电路板侧边封装工艺，其特征在于，所述步骤S1、S2中的3D打印加工中，在到达出料位置前设置有预行程，在预行程范围内，针头达到预设打印速度，所述预行程距离≥1mm。

15.一种集成电路板侧边封装装置，其特征在于，包括：机台与运动系统，其中机台用于支撑装置各部件，运动系统用于带动打印系统或物料装夹系统进行三轴运动，包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组；打印系统，包括压力供料组件、至少一个打印头组件；物料装夹系统，包括转台系统、吸附系统，所述吸附系统包括真空吸盘、负压组件；所述转台系统包括摆动部与旋转部，所述摆动部绕摆动转轴旋转，所述旋转部设置在摆动部上，绕旋转转轴旋转，所述旋转转轴与摆动转轴相互垂直，所述真空吸盘设置在旋转部上；固化系统，用于对打印系统打印成型的封装结构进行固化。

16.根据权利要求15所述的集成电路板侧边封装装置，其特征在于，所述打印头组件包括打印针头、打印针针座、转接头、料管、转接夹具，所述打印针头依次通过打印针针座、转接头、料管连接到压力供料组件，所述转接头或打印针针座通过转接夹具固定到运动系统的Z轴模组。

17.根据权利要求15所述的集成电路板侧边封装装置，其特征在于，所述封装装置还包括观察系统、测量系统、对位系统；

所述观察系统包括第一镜筒、第一光源、第一物镜、第一工业相机、第一安装夹具；所述第一工业相机以与Z轴方向倾斜预设角度方式安装到运动系统的Z轴模组；

所述测量系统包括由第二镜筒、第二光源、第二物镜、第二工业相机、激光测距传感器、第二安装夹具；所述第二工业相机以垂直于XY平面的方式安装到运动系统的Z轴模组；

所述对位系统包括对针传感器、对针硅片、安装夹具；对针传感器为压力传感器，用于标定打印针头与激光传感器在Z轴方向上的相对位置关系；对针硅片用于标定打印针头、激光传感器、第二工业相机在XY平面上相对位置关系。

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