将焊接附接的MEMS管芯自对准到安装表面的方法技术

一种将MEMS管芯附接到表面的方法，包括：将预成型焊料居中并旋转对准在本体的焊接表面上，将MEMS管芯居中并旋转对准在预成型焊料上，以及在回流工艺中加热预成型焊料直到焊料熔融，且熔融的焊料的表面张力将MEMS管芯移动到表面张力平衡的位置，且MEMS管芯居中在本体的焊接表面上，并且与本体的焊接表面旋转对准。

【技术实现步骤摘要】
将焊接附接的MEMS管芯自对准到安装表面的方法
本专利技术总体上涉及一种微机电系统(MEMS)管芯。特别地，本专利技术涉及一种改进的方法，用于当将MEMS管芯附接到表面上时控制焊料流动和表面张力，使得在附接焊料熔融时，MEMS管芯将相对于表面自对准到所需位置。
技术介绍
通常，MEMS管芯必须在几何上与安装表面对准，以实现最佳的引线接合。通常，MEMS管芯对准依赖于焊料流动和焊接表面张力。然而，已知不均匀的焊料流动和不足的焊接表面张力会导致焊接附接的MEMS管芯的不期望的未对准。根据已知的方法，将圆形预成型焊料放置到安装本体的圆形基座上，并将矩形MEMS管芯放置到圆形预成型焊料上。通常，MEMS管芯由组装者对准到基座上的所需位置，该组装者在没有对准工具的帮助的情况下凭视觉定位和手动放置MEMS管芯。根据该已知的方法，熔融的焊料的表面张力可能不足以维持MEMS管芯相对于基座的期望的旋转对准。因此，期望提供一种改进的方法，用于在MEMS管芯附接期间控制焊料流动和表面张力，使得在附接焊料熔融时，MEMS管芯将相对于安装本体自对准到所需位置。
技术实现思路
本专利技术涉及一种改进的方法，用于当将MEMS管芯附接到安装本体的表面时控制焊料流动和表面张力，使得在附接焊料熔融时，MEMS管芯将相对于表面自对准到所需位置。在第一实施例中，一种将MEMS管芯附接到表面的方法包括：将预成型焊料居中并旋转对准在本体的焊接表面上，将MEMS管芯居中并旋转对准在所述预成型焊料上，以及在回流工艺中加热所述预成型焊料直到焊料熔融，且熔融的焊料的表面张力将所述MEMS管芯移动到表面张力平衡的位置，且所述MEMS管芯居中在所述本体的焊接表面上，并且与所述本体的焊接表面旋转对准。将MEMS管芯附接到表面的方法的第二实施例包括：将具有居中形成的流动区域的焊接掩模放置在本体的焊接表面上，将预成型焊料居中并旋转对准在所述本体的在所述焊接掩模的流动区域内的焊接表面上，将MEMS管芯居中并旋转对准在所述预成型焊料上，以及在回流工艺中加热所述预成型焊料直到焊料熔融，且熔融的焊料的表面张力将所述MEMS管芯移动到表面张力平衡的位置，且所述MEMS管芯居中在所述焊接掩模的流动区域内。将MEMS管芯附接到表面的方法的第三实施例包括：在本体的焊接表面的中心中形成焊接阱(well)，将预成型焊料居中并旋转对准在所述焊接阱内，将MEMS管芯居中并旋转对准在所述预成型焊料上，以及在回流工艺中加热所述预成型焊料直到焊料熔融，且熔融的焊料的表面张力将所述MEMS管芯移动到表面张力平衡的位置，且所述MEMS管芯居中在所述焊接阱内。通过以下结合附图对优选实施例的详细描述，本专利技术的各个方面对于本领域技术人员将变得显而易见。附图说明图1是根据本专利技术的方法的第一实施例的已经组装的过热控制器(SHC)的一部分的平面图。图2是沿着图1的线2-2截取的放大的截面视图。图3是已知的SHC的一部分的透视图。图4是图3中图示的已知的SHC的部分的平面图。图5是已知的SHC的透视图。图6是图5中图示的已知的SHC的截面视图。图7是根据本专利技术的方法的第二实施例的已经组装的SHC的一部分的平面图。图8是沿着图7的线8-8截取的放大的截面视图。图9是根据本专利技术的方法的第三实施例的已经组装的SHC的部分的平面图。图10是沿着图9的线10-10截取的放大的截面视图。图11是图9和图10中图示的SHC的部分的放大的截面视图，示出了在预制件已经被加热并随后冷却之后固化的焊料。图12是图1和图2中图示的SHC的部分的透视图，示出了附接到其的PCB。图13是图示了本专利技术的方法的第一实施例的流程图。图14是图示了本专利技术的方法的第二实施例的流程图。图15是图示了本专利技术的方法的第三实施例的流程图。具体实施方式现在参考附图，在图1和图2中图示了根据下述的本专利技术的方法的第一实施例的已经组装的过热控制器(SHC)的一部分。SHC部分52包括具有基座60的流体入口构件58。有利地，基座60具有大致矩形的外周边缘63(见图1)。如图1和图2所示，压力传感器管芯46及其附接的玻璃盖50通过预成型焊料54接合到基座60的面向外的焊接表面61(当观看图2时面向上的表面)，预成型焊料54具有大致矩形的外周边缘55和通过其居中形成的孔57。现在参考图3和图4，图示了已经以已知的方式组装的已知的SHC(未示出，但基本上类似于图5和图6所示的SHC10)的部分5的一个实施例。图3和图4所示的SHC的部分5包括限定流体入口构件40的本体或基部。流体入口构件40类似于下述的流体入口构件18，并且包括形成在流体入口构件40的第一端部上的大致圆柱形的基座42。流体入口构件40包括中心部分44，其可以包括外部螺纹。图示的流体入口构件40由黄铜形成。替代地，流体入口构件40可以由其他金属、金属合金、以及非金属材料形成。美国专利No.9,140,613公开了一种过热控制器(SHC)。其中公开的SHC是单个的、自足的、独立的装置，其包含所有的传感器、电子器件、以及智能以自动检测流体类型(例如制冷剂)，并报告住宅、工业、以及科学应用中使用的多种常见流体类型的过热。美国专利No.9,140,613的全部内容并入本文。本文的图5和图6图示了SHC10，其类似于美国专利No.9,140,613中公开的过热控制器。图5和图6中图示的SHC10的实施例包括具有本体14的外壳12、盖16、以及限定流体入口构件18的基部。流体入口构件18可以通过安装环19固定到外壳12。安装环19通过螺纹连接将流体入口构件18附接到外壳12部分。替代地，安装环19可以通过任何所需的方法(例如通过焊接或压配合)附接到流体入口构件18。在图5和图6图示的实施例中，流体入口构件18是具有居中形成的开口的黄铜配件，该开口限定密封表面20。以已知的方式，形成在流体入口构件40中的钻孔41(图3中未示出，但在图8中示出)可以将待测量的加压流体输送通过流体入口构件40、通过由预成型焊料48(当在焊料回流之后硬化时)限定的气密密封件、并进入配置为压力传感器管芯46的MEMS管芯的压力检测室46A(见图2)，如下文所述。如图8所示，钻孔41的通过基座42延伸的部分41A具有的直径可以小于钻孔41的通过流体入口构件40的其余部分延伸的部分41B的直径。SHC10包括集成的压力和温度传感器22，其具有安装到印刷电路板(PCB)28的压力传感器部分24和温度传感器部分26。过热处理器30、数据报告或通信模块32、以及输入/输出(IO)模块34也安装到PCB28。IO模块34是物理硬件接口，其接受输入功率，并通过可用的硬接线的接口(例如电线或电缆36)将数据报告给过热处理器30。可以经由IO模块34连接到SHC10的目标装置38可以包括附加的温度传感器、膝上型和笔记型计算机、移动电话、存储卡、以及在线路测试设备的常规端中使用或与其一起使用的任何装置。替代地，目标装置38可以通过无线连接来连接到通信模块32。过热处理器30安装到PCB28，且是高分辨率、高精度的装置，其分别处理来自集成的压力和温度传感器22的压力传感器部分24和温度传感器部分26的输入信号，检测流体类型，计算流体的过热，并提供识别计算出的过热水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将MEMS管芯附接到表面的方法，所述方法包括：将预成型焊料居中并旋转对准在本体的焊接表面上；将MEMS管芯居中并旋转对准在所述预成型焊料上；以及在回流工艺中加热所述预成型焊料直到焊料熔融，且熔融的焊料的表面张力将所述MEMS管芯移动到表面张力平衡的位置，且所述MEMS管芯居中在所述本体的焊接表面上，并且与所述本体的焊接表面旋转对准。

【技术特征摘要】
2016.11.08 US 62/418,9141.一种将MEMS管芯附接到表面的方法，所述方法包括：将预成型焊料居中并旋转对准在本体的焊接表面上；将MEMS管芯居中并旋转对准在所述预成型焊料上；以及在回流工艺中加热所述预成型焊料直到焊料熔融，且熔融的焊料的表面张力将所述MEMS管芯移动到表面张力平衡的位置，且所述MEMS管芯居中在所述本体的焊接表面上，并且与所述本体的焊接表面旋转对准。2.如权利要求1所述的将MEMS管芯附接到表面的方法，其中，所述MEMS管芯具有多边形外周边缘，所述预成型焊料具有多边形外周边缘，并且所述本体的限定所述焊接表面的部分具有多边形外周边缘，并且其中，所述MEMS管芯、所述预成型焊料、以及所述本体的限定所述焊接表面的部分中的每一个具有相同的多边形形状。3.如权利要求2所述的将MEMS管芯附接到表面的方法，其中，所述本体的限定所述焊接表面的部分大于所述预成型焊料和所述MEMS管芯。4.如权利要求2所述的将MEMS管芯附接到表面的方法，其中，所述多边形外周边缘限定矩形。5.如权利要求1所述的将MEMS管芯附接到表面的方法，还包括将所述预成型焊料定位在所述本体的焊接表面上，使得它们相应的外周边缘对准。6.如权利要求5所述的将MEMS管芯附接到表面的方法，还包括将所述MEMS管芯定位在所述预成型焊料上，使得它们相应的外周边缘对准。7.如权利要求6所述的将MEMS管芯附接到表面的方法，其中，在所述加热步骤期间，所述MEMS管芯与所述本体的焊接表面对准，使得在所述MEMS管芯的外周边缘与所述本体的焊接表面的外周边缘之间存在恒定的宽度裕度。8.一种将MEMS管芯附接到表面的方法，所述方法包括：将具有居中形成的流动区域的焊接掩模放置在本体的焊接表面上；将预成型焊料居中并旋转对准在所述本体的在所述焊接掩模的流动区域内的焊接表面上；将MEMS管芯居中并旋转对准在所述预成型焊料上；以及在回流工艺中加热所述预成型焊料直到焊料熔融，且熔融的焊料的表面张力将所述MEMS管芯移动到表面张力平衡的位置，且所述MEMS管芯居中在所述焊接掩模的流动区...

【专利技术属性】
技术研发人员：WC朗，JA奥赫达，GK格利，JL阮，
申请(专利权)人：盾安美斯泰克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US