一种基于SIP技术的机载智能头盔控制模块封装方法与流程

一种基于sip技术的机载智能头盔控制模块封装方法
技术领域
1.本发明属于智能头盔技术领域，具体涉及一种机载智能头盔控制模块封装方法。


背景技术：

2.为适应新一代战机全天候、高机动飞行作战需要，提高飞行安全性及整体作战效能，对头盔显示类设备的可靠性、佩戴舒适性提出了更高要求，而头盔重量是影响头显佩戴舒适性的重要因素之一。头盔控制模块是头盔核心组成部分，集显示、控制、传感器数据采集、人机交互等功能于一体，是实现头盔智能化的最重要模块，该模块集成化小型化轻量化对头盔减重至关重要，对于提升头显效能具有重要的意义。
3.智能头盔控制模块如果采用sip封装技术，综合一体化设计，全气密金属封装，采用外壳加hdi高密度基板双面腔体结构和细间距引线键合工艺，集成电路器件均使用裸芯设计，可以实现智能头盔管理模块高集成度高可靠性小型化需求，减小头盔重量，提升佩戴舒适性。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于sip技术的机载智能头盔控制模块封装方法，封装所需部件包括框架、盖板、固定安装凸耳、副封装基板、气密连接器、主封装基板和键合金丝；本发明方法使用综合一体化设计和sip封装技术，全气密金属封装，采用外壳加hdi高密度基板双面腔体结构和细间距引线键合工艺，集成电路器件均使用裸芯设计，实现了智能头盔管理模块高集成度高可靠性小型化需求，减小了头盔重量，提升了佩戴舒适性。本模块所有元器件、原材料及封装工艺均为国产，满足自主可控要求。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：
6.步骤1：头盔控制模块封装所需部件包括框架、盖板、固定安装凸耳、副封装基板、气密连接器、主封装基板和键合金丝；使用sip封装技术，头盔控制模块集成电路使用裸片；
7.步骤2：采用贴片工艺在主封装基板和副封装基板上完成分立器件表面贴装；
8.步骤3：通过细间距键合工艺在主封装基板和副封装基板上完成键合金丝安装，并使用导电胶固定，保证裸片焊盘与主封装基板和副封装基板焊盘通过键合金丝可靠连接；
9.步骤4：在框架上安装气密连接器和已完成焊装的主封装基板和副封装基板，并通过键合金丝完成气密连接器与主封装基板和副封装基板各部分连接；
10.步骤5：使用电焊工艺完成盖板安装，随后充氦气并进行检漏，保证空气泄漏率小于5
×
10-3pa
·
cm3/s；
11.步骤6：在头盔控制模块两侧安装固定安装凸耳，通过固定安装凸耳将头盔控制模块对外连接。
12.优选地，所述头盔控制模块包括fpga控制单元、视频接收单元、显示驱动单元、接口控制单元、惯性传感器单元、模拟量采集单元、数据存储单元、led驱动单元、电源变换单元和接口防护单元；头盔控制模块具有视频解码、均衡滤波、显示驱动、通讯管理、惯性数据
输出、亮度对比度控制、个性参数存储、led驱动和接口防护功能；头盔控制模块处理视频分辨率不低于1400x1050@60hz，均衡能力9～25db。
13.优选地，所述头盔控制模块外壳绝缘介电强度不小于10kv/mm；头盔控制模块的连接器插拔次数不低于200次。
14.优选地，所述头盔控制模块的主封装基板和副封装基板使用hdi高密度双面封装基板；盖板和框架材料为kovar合金，气密连接器为玻璃烧结气密封超微矩形连接器。
15.优选地，所述头盔控制模块框架结构热稳定性满足250℃冲击下，保持气密；头盔控制模块壳体为双面腔体方案，材料为可伐合金，壳体表面镀层为niau，镀镍厚度为1.3μm～11.4μm，镀金厚度为1.3μm～5.7μm；头盔控制模块质量等级达到国军标gjb2438 h级，满足-55℃～+85℃环境适应性要求。
16.优选地，所述头盔控制模块封装内采用高精度贴片工艺、细间距引线键合工艺，芯片与阻容平铺，阻容最小组装间距200μm，引线键合最小间距120μm。
17.优选地，所述头盔控制模块本体尺寸小于39.5mm
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39.5mm
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11mm；最大外形尺寸小于40mm
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47mm
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11mm，最大重量不大于41g。
18.本发明的有益效果如下：
19.本发明减轻了智能头盔重量，提高了佩戴舒适性。
附图说明
20.图1是本发明智能头盔控制模块封装组成示意图。
21.图2是本发明智能头盔控制模块封装结构图。
22.图中，1-框架，2-盖板，3-惯性传感器，4-固定安装凸耳，5-副封装基板，6-气密连接器，7-主封装基板，8-键合金丝，9-裸片。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
24.一种基于sip技术的机载智能头盔控制模块封装方法，包括如下步骤：
25.步骤1：头盔控制模块封装所需部件包括框架、盖板、固定安装凸耳、副封装基板、气密连接器、主封装基板和键合金丝；使用sip封装技术，头盔控制模块集成电路使用裸片；
26.步骤2：采用贴片工艺在主封装基板和副封装基板上完成分立器件表面贴装；
27.步骤3：通过细间距键合工艺在主封装基板和副封装基板上完成键合金丝安装，并使用导电胶固定，保证裸片焊盘与主封装基板和副封装基板焊盘通过键合金丝可靠连接；
28.步骤4：在框架上安装气密连接器和已完成焊装的主封装基板和副封装基板，并通过键合金丝完成气密连接器与主封装基板和副封装基板各部分连接；
29.步骤5：使用电焊工艺完成盖板安装，随后充氦气并进行检漏，保证空气泄漏率小于5
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10-3pa
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cm3/s；
30.步骤6：在头盔控制模块两侧安装固定安装凸耳，通过固定安装凸耳将头盔控制模块对外连接。
31.具体实施例：
32.本实施例涉及的一种基于sip技术的智能头盔控制模块，包括fpga控制单元、视频
接收单元、显示驱动单元、接口控制单元、惯性传感器单元、模拟量采集单元、数据存储单元、led驱动单元、电源变换单元、接口防护单元等电路以及封装基板、气密连接器、金属壳体键合金丝等结构工艺件。
33.机载智能头盔控制模块元器件、结构件及原材料均使用国产元器件、结构件和原材料。
34.机载智能头盔控制模块具有视频解码、均衡滤波、显示驱动、通讯管理、惯性数据输出、亮度对比度控制、个性参数存储、led驱动、接口防护等功能。
35.机载智能头盔控制模块处理视频分辨率不低于1400x1050@60hz，均衡能力9～25db。
36.机载智能头盔控制模块外壳绝缘介电强度不小于10kv/mm。
37.机载智能头盔控制模块连接器插拔次数不低于200次。
38.机载智能头盔控制模块使用了sip封装技术，内部集成电路使用裸片，内基板使用hdi高密度双面封装基板。
39.机载智能头盔控制模块采用全气密金属封装，外壳为双面腔体结构，包括框架、气密连接器和盖板组成，通过气密缝焊工艺实现金属盖板与腔体的密封。盖板和框架材料为kovar合金，气密连接器为玻璃烧结气密封超微矩形连接器。
40.机载智能头盔控制模块封装内采用了高精度贴片工艺、细间距引线键合工艺，芯片与阻容平铺，阻容最小组装间距200μm，引线键合最小间距120μm。
41.机载智能头盔控制模块壳体为双面腔体方案，材料为可伐合金，壳体表面镀层为niau，镀镍厚度为1.3μm～11.4μm，镀金厚度为1.3μm～5.7μm。
42.机载智能头盔控制模块壳体结构热稳定性满足250℃冲击下，保持气密。
43.机载智能头盔控制模块空气泄漏率小于5
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10-3pa
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cm3/s(he)。
44.机载智能头盔控制模块最大外形尺寸(含连接器和固定安装耳)小于40mm
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47mm
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11mm，最大重量不大于41g。
45.机载智能头盔控制模块质量等级达到国军标gjb2438 h级，满足-55℃～+85℃环境适应性要求。
46.如图1所示，头盔控制模块包括框架、盖板、惯性传感器、固定安装凸耳、副封装基板、气密连接器、主封装基板、键合金丝、芯片裸片器件等。采用高精密贴片工艺在主封装基板和副封装基板上完成分立器件表面贴装，通过细间距键合工艺在主封装基板和副封装基板上完成键合金丝安装，并使用导电胶固定，保证裸片焊盘与封装基板焊盘通过键合金丝可靠连接，在副封装基板上贴装惯性传感器微型模组。在金属框架上安装气密连接器和前述已完成焊装的封装基板，并通过键合金丝完成各部分可靠互联。使用高精密电焊工艺完成盖板安装，随后充氦气并进行检漏，保证空气泄漏率小于5
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10-3pa
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cm3/s。
47.如图2所示，头盔控制模块为双面腔结构，四周通过气密连接器完成对外连接，通过安装耳安装。本体尺寸(含连接器)小于39.5mm
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39.5mm
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11mm；最大外形尺寸(含连接器和固定安装耳)小于40mm
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47mm
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11mm。