具有引线框架和层压基板的封装电路转让专利

申请号 : CN201310192467.6

文献号 : CN103426853B

文献日 :

基本信息:

PDF:

法律信息:

相似专利:

发明人 : 印健N·V·凯尔卡L·M·小卡朋特

申请人 : 英特赛尔美国有限公司

摘要 :

本申请的实施方案提供一种电路,其包括:具有多个第一外露端子的引线框架,所述引线框架限定一个平面;位于所述引线框架限定的平面中的层压基板,其与所述引线框架相邻并被电性耦合至所述引线框架,所述层压基板具有包括多个第二外露端子的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;一个或多个第一模具,其被安装在所述引线框架上并被电性耦合至所述引线框架;以及一个或多个第二模具,其被安装在所述层压基板的第二表面上并被电性耦合至所述层压基板。

权利要求 :

1.一种电路,其包括:

具有多个第一外露端子的引线框架,所述引线框架的第一表面限定第一平面并且所述引线框架的第二表面限定第二平面;

位于所述引线框架限定的所述第一平面和所述第二平面之间的层压基板,其与所述引线框架相邻并被电性耦合至所述引线框架,所述层压基板具有包括多个第二外露端子的第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面;

一个或多个第一模具,其被安装在所述引线框架上并被电性耦合至所述引线框架和所述多个第一外露端子;

一个或多个第二模具,其被安装在所述层压基板的所述第二表面上并被电性耦合至所述层压基板和所述多个第二外露端子;以及电耦合件,所述电耦合件在安装在所述引线框架上的所述一个或多个第一模具与安装在所述层压基板的所述第二表面上的一个或多个第二模具之间。

2.根据权利要求1所述的电路,其中所述电耦合件包括一个或多个从所述引线框架的第一侧延伸的侧面端子,其中所述层压基板与所述第一侧相邻,且所述一个或多个侧面端子被耦合至所述层压基板的导电部分。

3.根据权利要求2所述的电路,其中所述一个或多个侧面端子为比所述引线框架的主要部分更细的导电材料的部分。

4.根据权利要求3所述的电路,其中所述一个或多个侧面端子延伸至所述层压基板的所述第二表面的部分且被电性耦合至所述第二表面上的导电垫片。

5.根据权利要求3所述的电路,其中所述一个或多个侧面端子延伸至所述层压基板的所述第一表面的部分且被电性耦合至所述第一表面上的导电垫片。

6.根据权利要求1所述的电路,其中所述层压基板由至少两层导电材料所组成,其在所述至少两层之间具有至少一个介质层,其中第一层导电材料形成所述层压基板的所述第一表面,且第二层导电材料形成所述层压基板的所述第二表面。

7.根据权利要求1所述的电路,其中所述多个第一外露端子包括从所述引线框架的底侧向外延伸的引线;且其中所述多个第二外露端子包括从所述层压基板的所述第一表面向外延伸的引线。

8.根据权利要求1所述的电路,其中所述多个第一外露端子包括位于所述引线框架的所述第一表面上的垫片;且其中所述多个第二外露端子包括位于所述层压基板的所述第一表面上的垫片。

9.根据权利要求1所述的电路,其包括:

多个被连接至所述引线框架的内表面以及所述层压基板的所述第二表面的耦合构件,其中所述多个耦合构件包括线焊或铜夹中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的电路,其包括:

位于所述引线框架和所述层压基板上并围绕所述一个或多个第一和第二模具的成型组件。

11.根据权利要求1所述的电路,其中所述一个或多个第一模具包括一个或多个功率管,且所述一个或多个第二模具包括一个或多个控制器。

12.一种电路,其包括:

具有多段导电材料的引线框架,其包括不紧靠所述引线框架边缘的至少一个浮动段,所述引线框架具有包括一个或多个垫片的第一表面以及包括多个外部端子的第二表面,其中所述外部端子中的至少一个被置于所述至少一个浮动段上;

具有更广泛散热要求的一个或多个第一模具,其被安装在所述引线框架的所述第一表面上并被电性耦合至所述外部端子;

被安装至所述第一表面的层压基板,所述层压基板具有第三表面和第四表面,所述第三表面被附至所述引线框架的所述第一表面,其中所述层压基板被耦合至所述浮动段;

具有更广泛路由选择要求的一个或多个第二模具,其被安装在所述层压基板的所述第四表面上;以及电耦合件,所述电耦合件在安装在所述引线框架上的所述一个或多个第一模具与安装在所述层压基板的所述第二表面上的一个或多个第二模具之间。

13.一种制造电路的方法,其包括:

将引线框架和层压基板放置于临时支撑结构上以使所述引线框架和所述层压基板在同一平面中彼此相邻;

将具有更广泛散热要求的一个或多个第一模具附至所述引线框架并将具有更广泛路由选择要求的一个或多个第二模具附至所述层压基板;

将一个或多个互连机构附至所述引线框架、所述层压基板、所述一个或多个第一模具和所述一个或多个第二模具中的一个或多个;

将附至所述引线框架的所述一个或多个第一模具电性耦合至所述引线框架的多个外部端子;

将附至所述层压基板的所述一个或多个第二模具电性耦合至所述层压基板的多个外部端子;

将附至所述引线框架的所述一个或多个第一模具电性耦合至附至所述层压基板的所述一个或多个第二模具;

封装所述一个或多个第一模具,所述一个或多个第二模具、所述引线框架和所述层压基板;以及移除所述临时支撑结构。

14.根据权利要求13所述的方法,其中将附至所述引线框架的所述一个或多个第一模具电性耦合至附至所述层压基板的所述一个或多个第二模具包括将所述引线框架的一个或多个侧面端子与所述层压基板的表面上的相应垫片相对齐;以及使用模具附加组件将所述引线框架的所述一个或多个侧面端子附至所述层压基板。

15.根据权利要求13所述的方法,其中附加一个或多个互连机构包括将互连机构附至所述引线框架的内表面并附至所述层压基板的内表面,从而将所述引线框架耦合至所述层压基板。

16.根据权利要求13所述的方法,其中所述临时支撑结构包括胶带。

17.一种电子装置,其包括:

一个或多个处理装置;

一个或多个存储器装置,其被连通性耦合至所述一个或多个处理装置;以及一个或多个功率转换系统,其被耦合至所述一个或多个处理装置和所述一个或多个存储器装置,所述一个或多个功率转换系统包括:具有多个第一外露端子的引线框架,所述引线框架的第一表面限定第一平面并且所述引线框架的第二表面限定第二平面;

位于所述引线框架限定的所述第一平面和所述第二平面之间的层压基板,其与所述引线框架相邻并被电性耦合至所述引线框架,所述层压基板具有包括多个第二外露端子的外表面以及内表面;

一个或多个第一功率管,其被安装在所述引线框架上并被电性耦合至所述引线框架和所述多个第一外露端子;

控制器模具,其被安装在所述层压基板的所述内表面上并被电性耦合至所述层压基板和所述多个第二外露端子;以及电耦合件,所述电耦合件在安装在所述引线框架上的所述一个或多个第一模具与安装在所述层压基板的所述内表面上的所述控制器模具之间。

18.根据权利要求 17 所述的电子装置,其中所述电子装置包括台式电脑、笔记本电脑或平板电脑、机顶盒或电池充电器中的一个。

19.根据权利要求17所述的电子装置,其中所述电耦合件包括一个或多个从所述引线框架的第一侧延伸的侧面端子,其中所述层压基板与所述第一侧相邻,且所述一个或多个侧面端子相重叠并被耦合至所述层压基板的所述内表面。

20.根据权利要求19所述的电子装置,其中所述一个或多个侧面端子为与所述引线框架成一体的导电材料的部分。

说明书 :

具有引线框架和层压基板的封装电路

[0001] 相关申请案的交叉引用
[0002] 本申请要求于2012年5月23日提交的序列号为61/650,763的美国临时申请的权益,其以引用的方式并入本文。

技术领域

[0003] 本发明大体上涉及封装集成电路,且更具体地来讲涉及包括引线框架和层压基板的芯片载体。
[0004] 发明背景
[0005] 传统的芯片载体是由金属引线框架所组成的。金属引线框架包括多个不同段的材料,其在封装电路的底部限定一个平面。金属引线框架允许从安装在其上的模具至封装外部实现良好的散热。然而,与层压基板相比,金属引线框架具有很差的路由选择能力。
[0006] 其他芯片载体由层压基板所组成。层压基板为路由选择提供了很高的自由度,但与金属引线框架相比,其为安装在其上的模具提供了低散热性。
[0007] 为了在单一封装中提供足够的路由选择和散热性,某些封装电路包括引线框架芯片载体,其具有安装在引线框架的顶部的层压基板。层压基板可为安装在其上的模具提供很高的自由度,同时可将某些模具直接安装至引线框架以实现更好的散热性。发明概要
[0008] 在一个实施例中,提供了一种包括引线框架和层压基板的电路。引线框架限定了一个平面并包括多个第一外露端子。层压基板被置于引线框架所限定的平面中,与引线框架相邻并被电性耦合至引线框架。层压基板包括具有多个第二外露端子的第一表面和与第一表面相对的第二表面。该电路包括一个或多个第一模具,其被安装在引线框架上并被电性耦合至引线框架。该电路也包括一个或多个第二模具,其被安装在层压基板的第二表面上并被电性耦合至层压基板。
[0009] 附图简述
[0010] 图1为具有组合引线框架和层压基板芯片载体的封装电路的实施方案的横断面视图。
[0011] 图2为具有组合引线框架和层压基板芯片载体的封装电路的另一个实施方案的横断面视图。
[0012] 图3A-3D为制造具有组合引线框架和层压基板芯片载体的封装电路的方法中的示例阶段的横断面视图。
[0013] 图4为具有安装在引线框架上的层压基板的封装电路的实施方案的横断面视图,该引线框架具有至少一个浮动端子。
[0014] 图5为具有安装在引线框架上的层压基板的封装电路的仰视图,该引线框架具有图4的至少一个浮动端子。
[0015] 图6A-6F为制造具有安装在引线框架上的层压基板的封装电路的方法中的示例阶段的横断面视图,该引线框架具有至少一个浮动端子。
[0016] 图7为包括封装功率转换系统的系统的实施方案的方块图,该封装功率转换系统具有将调节功率提供至处理装置和存储器装置的组合引线框架和层压芯片载体。

具体实施方式

[0017] 图1为具有组合引线框架和层压基板芯片载体102的封装电路100的实施方案的横断面视图。芯片载体102由与层压基板106相邻的引线框架104所组成。引线框架104包括一段或多段导电材料。多段或所有段的导电材料大体上为平面的并被布置成使平面段共同限定形成封装电路100的“底部”的一个平面。引线框架104具有外表面108和内表面110。外表面108包括多个外部端子111,其用于将引线框架104耦合至外电路。非导电材料(例如,抗蚀剂)113被置于外部端子111之间的凹处。内表面110包括一个或多个用于安装一个或多个模具116的垫片。
[0018] 层压基板106被置于由引线框架104的各段所共同限定的平面中且与引线框架104的一段或多段相邻。层压基板106还具有外表面112和内表面114。与引线框架104相似,层压基板106的外表面112包括多个外部端子115,其用于将层压基板106耦合至外电路。外部端子115由导电性材料所组成。非导电材料(例如,抗蚀剂)113被置于外部端子115之间。内表面110包括一个或多个用于安装一个或多个模具118的垫片。在图1所示的实施例中,位于引线框架104的外表面108上的外部端子111以及位于层压基板106的外表面112上的外部端子115为垫片。在其他实施例中,外部端子111可从引线框架104的外表面108延伸,且外部端子
115可从层压基板106的外表面106延伸以充当引线。由于层压基板106在与引线框架104相同的平面中,层压基板106的外表面112和引线框架104的外表面108共同形成封装电路100的“底部”的外表面,从而在该平面中对齐引线框架104的外部端子111和层压基板106的外部端子115。
[0019] 引线框架104由导电性材料,如金属所组成。在实施例中,引线框架104由铜所组成。引线框架104可由多段具有任何适当布置的导电材料所组成。在一个实施例中,多段导电材料中的每个均紧靠引线框架104的边缘。在另一个实施例中,一段或多段导电材料可以浮动,即,一段或多段导电材料不紧靠引线框架104的边缘部分。
[0020] 层压基板106由至少两层导电性材料所组成,且在至少两层导电性材料之间具有一层介质材料。层压基板106在导电层中可包括迹线,且通过该介质材料可实现适当的路由选择互连。图1所示实施例层压基板106包括底层和顶层124和126的导电材料,以及位于底层124和顶层126之间的一层介质材料128,和位于底层124导电材料之下的一层介质材料130。可将层压基板106的端子115和抗蚀剂113置于该层介质材料130上。在其他实施例中,层压基板106可包括两层以上的导电材料,以及位于相邻层导电材料间的介质材料。在实施例中,导电材料为金属(例如,铜)且介质材料为复合纤维材料(例如,预浸料)。
[0021] 如图1所示,一个或多个第一模具116(本文也可简称为“第一模具116”)被安装和电性耦合至引线框架104的内表面110。一个或多个第二模具118(本文也可简称为“第二模具118”)被安装和电性耦合至层压基板106的内表面114。引线框架104在第一模具116和位于其外表面108上的外部端子111之间提供电耦合。引线框架104也可在位于内表面110上的不同模具116之间提供电耦合。同样地,层压基板106在第二模具118和位于其外表面112上的外部端子115之间提供电耦合并可在位于内表面114上的不同模具118之间提供电耦合。由于层压基板106由多层导电材料以及其之间的介质材料所组成,与引线框架104相比,层压基板106可提供增强的路由选择能力。相应地,在系统100中具有更广泛路由选择要求的模具可被安装在层压基板106上。然而,与层压基板106相比,引线框架104可提供增强的散热能力。相应地,具有更广泛散热要求的模具可被安装在引线框架104上。因此,作为引线框架104和层压基板106的组合,芯片载体102可提供良好的散热和良好的路由选择能力,并具有高密度。
[0022] 在实施例中,封装电路100包括功率转换系统。功率转换系统可包括功率级,以及用于功率级的控制器和/或驱动器。在实施例中,可将包括功率级组件(例如,晶体管)的模具安装至引线框架104并将包括控制器和/或驱动器组件的模具安装至层压基板106,该功率级组件生成大量的热量。例如,第一模具116可包括高压侧FET(场效应晶体管)、低压侧FET或二极管(例如,肖特基二极管)中的一个或多个。在引线框架104和/或层压基板106上也可包括有其他组件,如功率电感器。相应地,功率级组件可实现良好的散热,且控制器和/或驱动器组件可在相同的封装电路中实现良好的连接路由选择。在实施例中,功率转换系统可包括DC-DC(直流-直流)功率转换器、充电器、热交换控制器、AC-DC(交流-直流)转换器、桥式驱动器、降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器、同步降压转换器或任何这些电路的一部分。
[0023] 将引线框架104和层压基板106电性耦合在一起。电耦合可使引线框架104上的第一模具116通过引线框架104和层压基板106而被电性耦合至层压基板106上的第二模具118。在实施例中,将引线框架104和层压基板106与引线框架104的一个或多个侧面端子120电性耦合在一起。一个或多个侧面端子120包括从引线框架104向层压基板106延伸的引线框架104的细长部分。作为细长部分,侧面端子120比引线框架104的主体更细,从而使侧面端子120可在层压基板106的内表面114或外表面112上延伸。在图1所示的实施例中,侧面端子120在层压基板106的内表面114上延伸。在或靠近侧面端子120一端的位置,将侧面端子
120附至层压基板106的内表面114上的一个或多个垫片。
[0024] 图2为具有组合引线框架和层压基板芯片载体202的封装电路200的另一个实施方案的横断面视图。除了封装电路200的引线框架204具有在层压基板106的外表面112上延伸的侧面端子220外,图2的封装电路200大体上具有与封装电路100类似的组件。在实施例中,侧面端子220可部分地在外表面112上延伸,其重叠的量足以在端子220和外表面112之间形成电耦合。层压基板106可包括在外表面112中限定的凹处,从而在将侧面端子220耦合至外表面112时可将其置于凹处。在一些实施例中,侧面端子220可包括位于其外表面108上的外部端子111。
[0025] 如图1和图2所示,侧面端子120和220可从与层压基板106相邻并面向层压基板106的引线框架104和204的一侧延伸。尽管本文是通过分开的图来显示上部和下部侧面端子120和220的,但应理解的是单一封装电路也可包括一个或多个上部侧面端子120、一个或多个下部侧面端子220或上部和下部侧面端子120和220。
[0026] 在一些实施例中,可通过一个或多个线焊、铜夹或其他替代侧面端子120和220或除侧面端子120和220以外的互连机构将引线框架104和层压基板106耦合在一起。可将线焊、铜夹或互连机构附至引线框架104的内表面110和层压基板106的内表面114。成型组件122可在引线框架104和层压基板106上围绕第一模具116和第二模具118。成型组件122可包括任何适当的成型组件,如陶瓷、塑料、环氧树脂或其组合。
[0027] 将电路100或200制造入封装中可包括同时制造多个封装电路100和200。相应地,可将多个芯片载体102和202以彼此相邻的方式组装在一起,每个芯片载体在其上均安装有适当的模具116和118。一旦进行了组装,即可对载体102和202和相关的组件进行分离以形成个别封装系统。下面的描述涉及单一封装电路100和200的工艺,但应理解的是该工艺可涉及同时形成多个封装电路100和200。
[0028] 图3A-3D为制造具有组合引线框架和层压基板芯片载体102的封装电路100和200的方法中的示例阶段的横断面视图。引线框架104和204、层压基板106、第一模具116和第二模具118都可获得。可使用适当的半导体工艺将第一模具116和第二模具118的每一个制造为模具(例如,单片基板)。可通过在内和外表面114和112上具有适当的端子(115)并通过层124、126和128具有适当的路由选择而制造层压基板106。可在适当段的导电材料中制造引线框架104和204。在引线框架104和204包括用于耦合至层压基板106的侧面端子120和220的实施方案中,可使用适当的侧面端子120和220制造引线框架104和204。
[0029] 可将引线框架102和204和层压基板106放置于临时支撑结构302,如图3A所示的胶带上。可将层压基板106置于与引线框架102和104相邻的位置上。在将引线框架104和204耦合至具有侧面端子120和220的层压基板106的实施方案中,可放置层压基板106和引线框架104和204,从而使侧面端子120与层压基板106的内表面114上的适当垫片相对齐,和/或使侧面端子220与外表面112中的适当凹处相对齐。
[0030] 在将引线框架104和204耦合至具有侧面端子120和220的层压基板106的实施方案中,一旦放置到临时支撑结构302上,可使用适当的模具附加组件将侧面端子120和220附至层压基板106上的导电区域(例如,垫片)。在实施例中,层压基板106上的导电区域和/或侧面端子120和220可在被放置于临时结构上之前使用焊接掩模和焊点进行涂覆或者可将多个焊球放置于层压基板106的内表面114上的垫片上。一旦引线框架104和204和层压基板106位于临时支撑结构302的适当位置中,侧面端子120和220以及层压基板106之间的焊接剂则可回流。
[0031] 一旦引线框架104和204和层压基板106位于适当位置中,可将第一模具116安装于引线框架104和204上,且可将第二模具118安装于层压基板106上,如图3B所示。在实施例中,可使用焊接掩模和焊点经焊接剂涂覆引线框架104和204的内表面110和层压基板106的内表面114或可将多个焊球放置于内表面110和114上。在任何情况下,第一模具116和第二模具118都可进行对齐并被分别置于引线框架104和204和层压基板106上。在一些实施例中,一旦模具116和118位于引线框架104和204和层压基板106上适当位置中,焊接剂则可回流。
[0032] 在一些实施例中,可将线焊、铜夹或其他类似机构附至第一模具116、第二模具118、引线框架104和204和/或层压基板106以实现所需的耦合。
[0033] 一旦已安装模具116和118和已完成所有适当的电连接,则可在模具116和118上应用成型组件122,如图3C所示。在同时形成多个封装电路100和200的工艺中,可在多个组装的电路100和200上应用成型组件122。一旦应用了,则可固化成型组件122。然后,可将封装电路100和200从临时支撑结构移除,如图3D所示。在一些实施例中,在进行封装以形成一个或多个引线框架的浮动段后可蚀刻引线框架104的外表面,如下面参照图6A-6F所进行的讨论。非导电材料(例如,抗蚀剂)113也被置于端子111之间的引线框架104的外表面108。在同时形成多个封装电路100和200时,可在将组合的多个封装电路100和200从临时支撑结构移除前或后对其进行分离以形成多个封装电路100和200。
[0034] 图4为具有安装在引线框架404上层压基板406的封装电路400的实施方案的横断面视图,该引线框架404具有至少一个浮动端子。引线框架404具有外表面408和内表面410。外表面408包括多个用于将引线框架404耦合至外电路的外部端子411。非导电材料(例如,抗蚀剂)413被置于外部端子411之间的凹处。在图4所示的实施例中,位于引线框架404的外表面408上的外部端子411为垫片。在其他实施例中,外部端子411可从引线框架404的外表面108延伸以充当引线。内表面410包括一个或多个用于安装一个或多个模具416和一个或多个层压基板406的垫片。内表面410也可包括一个或多个用于安装一个或多个电感器、电容器和/或其他无源组件的垫片。
[0035] 引线框架404由导电性材料,如金属所组成。在实施例中,引线框架404由铜所组成。引线框架404可由多段导电材料所组成。每段430导电材料可包括一个或多个位于外表面408上的外部端子411和一个或多个位于内表面410上的垫片。一段或多段430导电材料可以浮动,即一个或多个浮动段430的导电材料不紧靠封装电路400的边缘。在本文中,浮动段430上的外部端子411也称为“浮动端子”。除了一个或多个浮动段430,引线框架404可包括一个或多个边缘段432,其紧靠封装电路400的边缘。
[0036] 一个或多个第一模具416(本文也可简称为“第一模具416”)被安装和电性耦合至引线框架404的内表面410。层压基板406也被安装和电性耦合至引线框架404的内表面410。
[0037] 层压基板406由至少两层导电性材料所组成,且在至少两层导电性材料之间具有一层介质材料。层压基板406在导电层中可包括迹线,且通过该介质材料可实现所需的路由选择互连。图4所示示例层压基板406包括底层和顶层424和426的导电材料,以及位于底层424和顶层426之间的一层介质材料428,和位于底层424导电材料之下的一层介质材料430。
在其他实施例中,层压基板406可包括两层以上的导电材料,以及位于相邻层导电材料间的介质材料。在实施例中,导电材料为金属(例如,铜)且介质材料为复合纤维材料(例如,预浸料)。
[0038] 层压基板406具有用于安装至引线框架404的底面412和用于安装一个或多个位于其上模具418的顶面414。层压基板406可包括一个或多个位于底面412上的垫片415,其被连接和电性耦合至引线框架的一段或多段430和432。具体地来讲,层压基板406可被安装和电性耦合至引线框架404的浮动段430,从而使垫片415中的至少一个被连接和电性耦合至浮动段430。层压基板406也可被耦合至引线框架404的一个或多个边缘段432。顶面414也可包括用于将一个或多个模具418安装至层压基板406的适当垫片。非导电材料(例如,抗蚀剂)417被置于一个或多个垫片415之间。层压基板406的端子415和抗蚀剂417可被置于介质材料层430上。
[0039] 一个或多个第二模具418(本文也可简称为“第二模具418”)被安装和电性耦合至层压基板406。相应地,通过层压基板406和引线框架404可将第二模具418电性耦合至一个或多个外部端子411。具体地来讲,可通过层压基板406和引线框架404的浮动段430将第二模具418电性耦合至一个或多个浮动端子411。
[0040] 图5为用于封装电路400的示例引线框架404的横断面视图。如图所示,引线框架404包括边缘段432和浮动段430;其中边缘段432紧靠封装电路400的边缘且浮动段430不紧靠封装电路400的边缘。尽管在该实施例中仅示出了单一浮动段430,但是其他实施例可包括一个以上的浮动段430。边缘段432和浮动段430可包括任何适当的外部端子411,如垫片或引线。
[0041] 再参照图4,可通过引线框架404和层压基板406的耦合将第一模具416和第二模具418电性耦合在一起。在一些实施例中,可使用线焊、铜夹或其他类似机构将第二模具418耦合至引线框架404或第一模具416,或将第一模具416耦合至层压基板406的顶面414。
[0042] 引线框架404可在位于内表面410上的不同模具416之间提供电耦合。同样地,层压基板406可在位于顶面414上的不同模具418之间提供电耦合。由于层压基板406由多层导电材料以及其之间的介质材料所组成,与引线框架404相比,层压基板406可提供增强的路由选择能力。相应地,在系统400中具有更广泛路由选择要求的模具可被安装在层压基板406上。然而,与层压基板406相比,引线框架404可提供增强的散热能力。相应地,具有更广泛散热要求的模具可被安装在引线框架404上。引线框架404和层压基板406的这个组合可提供良好的散热和良好的路由选择能力,并具有高密度。
[0043] 在实施例中,封装电路400包括功率转换系统。功率转换系统可包括功率级,以及用于功率级的控制器和/或驱动器。在实施例中,可将包括功率级组件(例如,晶体管)的模具安装至引线框架404并将包括控制器和/或驱动器组件的模具安装至层压基板406,该功率级组件生成大量的热量。例如,第一模具416可包括高压侧FET(场效应晶体管)、低压侧FET或二极管(例如肖特基二极管)中的一个或多个。在引线框架404和/或层压基板406上也可包括有其他组件,如功率电感器。相应地,功率级组件可实现良好的散热,且控制器和/或驱动器组件可在相同的封装电路中实现良好的连接路由选择。在实施例中,功率转换系统可包括DC-DC(直流-直流)功率转换器、充电器、热交换控制器、AC-DC(交流-直流)转换器、桥式驱动器、降压转换器、升压转换器、降压-升压转换器、同步降压转换器或任何这些电路的一部分。
[0044] 成型组件422可在引线框架404上围绕第一模具416、第二模具418和层压基板416。成型组件422可包括任何适当的成型组件,如陶瓷、塑料或环氧树脂。
[0045] 将电路400制造入封装中可包括同时制造多个封装电路400。相应地,可以彼此相邻的方式提供多个引线框架404,每个引线框架均具有第一模具416、层压基板406和安装在其上的第二模具418。一旦进行了组装,即可对引线框架404进行分离以形成个别封装系统。下面的描述涉及形成单一封装电路400的工艺,但应理解的是该工艺可涉及同时形成多个封装电路400。
[0046] 图6A-6F为制造具有安装在引线框架404上的层压基板406的封装电路400的方法中的示例阶段的横断面视图,该引线框架404具有至少一个浮动端子。引线框架404、层压基板406、第一模具416和第二模具418都可获得。可使用适当的半导体工艺将第一模具416和第二模具418的每一个制造为模具(例如,单片基板)。可通过在内和外表面412和414上具有适当的垫片(415)并通过层424、426、428和430具有适当的路由选择而制造层压基板406。
[0047] 图6A为空白引线框架404的图示。可从内表面(顶面)410沿与最终引线框架404的段430和432之间的空间相对应的分界线601对引线框架404进行部分蚀刻以作为第一部分蚀刻。由于第一部分蚀刻仅通过引线框架402从内表面105至外表面(底面)408沿路延伸一部分,因此该第一部分蚀刻被称为“部分”蚀刻。第一部分蚀刻可在内表面410中限定具有多个沟槽602的引线框架404,如图6B所示。为了执行第一部分蚀刻,将抗蚀剂放置于引线框架404的内表面410上,但是不得将抗蚀剂放置于待通过蚀刻移除的引线框架404所在的分界线601上。在实施例中,第一部分蚀刻通过引线框架404沿路延伸50%至75%且,在具体的实施例中,其可通过可置于顶面中410约0.125mm的引线框架404沿路延伸约62%。在其他实施例中,第一部分蚀刻可延伸其他距离。在第一部分蚀刻后,可将镀层置于引线框架404的内表面410上。
[0048] 与引线框架404相分离,第二模具418可被安装在层压基板406上,如图6C所示。在实施例中,可使用焊接掩模和焊点经焊接剂涂覆层压基板406的顶面414或可将多个焊球放置于顶面414上。在任何情况下,第二模具418都可与层压基板406的顶面414相对齐并放置在其上。在一些实施例中,一旦第二模具418位于层压基板406的适当位置中,焊接剂则可回流。
[0049] 在第一部分蚀刻后且在下述第二部分蚀刻前,可将其上具有第二模具418的层压基板406以及第一模具416安装在引线框架404的内表面410上,如图6D所示。
[0050] 可至少部分地将层压基板406安装在包括浮动段430的引线框架404的区域上。具体地来讲,可将位于层压基板406的底面412上的一个或多个垫片415附至并电性耦合至引线框架404的一个或多个浮动段430。在一些实施例中,可将层压基板406的一个或多个垫片415附至并电性耦合至引线框架404的一个或多个边缘段432。在实施例中,可使用焊接掩模和焊点经焊接剂涂覆引线框架404的内表面410或将多个焊球放置于内表面410上。在任何情况下,层压基板406和第一模具416均可与引线框架404相对齐并放置于其上。在一些实施例中,一旦层压基板406和第一模具416位于适当的位置,焊接剂则可回流。
[0051] 在一些实施例中,可将线焊、铜夹或其他类似机构附至第一模具416、第二模具418、引线框架404和层压基板406以实现所需的耦合。
[0052] 一旦已将层压基板406和所有的模具416和418都安装在引线框架404上并已完成所有适当的电连接,则可在模具416和418和层压基板406上应用成型组件422,如图6E所示。在同时形成多个封装电路400的工艺中,可在多个组装电路400上应用成型组件422。一旦应用了,则可固化成型组件422。
[0053] 一旦成型组件422被固化,则可蚀刻引线框架404的外表面408以移除引线框架404的外表面408的部分以作为第二部分蚀刻,如图6F所示。第二部分蚀刻可重叠引线框架404的未来段之间的分界线601。与第一部分蚀刻一样,第二部分蚀刻通过引线框架404从外表面408至内表面410沿路延伸一部分。第二部分蚀刻可与第一部分蚀刻相对齐并通过引线框架404进行足够的延伸以满足第一部分蚀刻,从而使引线框架404的相邻段430和432相分离并彼此进行电性解耦。即,第二部分蚀刻发生在与第一部分蚀刻相反的引线框架404的位置,从而使第一部分蚀刻和第二部分蚀刻的组合可通过引线框架404完全进行蚀刻并使引线框架404的不同段相互分离。为了进行第二部分蚀刻,将抗蚀剂放置于不将进行蚀刻的引线框架404的外表面408上,且不得将抗蚀剂放置于蚀刻的分界线601上。
[0054] 在完成第二部分蚀刻后,可接着在引线框架404的外表面408的适当部分上涂覆非导电和导电涂层,从而在适当的位置形成外部端子411和非导电部分413。非导电涂层413可包括焊接掩模材料(例如,抗蚀剂),其包括有机和非有机材料。在一些实施例中,可将输入/输出地底层等施加至引线框架404的外表面408。
[0055] 当同时形成多个封装电路400时,可对组合的多个封装电路400进行分离以形成多个封装电路400。
[0056] 图7为包括位于如上所述的封装电路100、200和/或400中的功率转换系统或功率转换系统的一部分的示例系统700的方块图。系统700包括一个或多个功率转换系统702,其被耦合至一个或多个处理装置704和一个或多个存储器装置706。一个或多个功率转换系统702可接收未经调节的功率(例如,线路功率)、调节功率并将所调节的功率提供至一个或多个处理装置704和一个或多个存储器装置706。在实施例中,一个或多个处理装置704可包括中央处理单元(CPU)、微控制器、微处理器(例如,数字信号处理器(DSP))、现场可编程门阵列(FPGA)、应用型专用集成电路(ASIC)或者其他处理装置。一个或多个存储器装置706可包括传统的硬盘、易失性或非易失性媒体,如固态硬盘驱动器、随机存取存储器(RAM),其包括但不限于同步动态随机存取存储器(SDRAM)、双倍数据速率(DDR)的RAM、RAMBUS动态RAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM)等,电可擦除可编程ROM(EEPROM)和闪存等。一个或多个处理装置
704可连通性地耦合至一个或多个存储器装置706。
[0057] 在其他的实施例中,这种功率转换系统可将所调节的功率提供至可替代一个或多个处理装置和一个或多个存储器装置或除其以外的其他功能性电路。例如,这种功率转换系统可将功率提供至内部装置组件、外围装置或其他组件。这种功率转换系统可包括于任何适当的使用所调节功率的电子装置,如台式电脑、笔记本电脑或平板电脑、机顶盒、电池充电器或其他装置中。
[0058] 不得将在本申请陈述和说明的顶部和底部的方向性参考理解为限制性的。顶部和底部的方向仅仅是说明性的,且不与绝对定向相对应。即,“顶面”或“底面”仅指相关于引线框架的相对定向且不是指绝对方向。例如,在实际的电子应用中,可在封装芯片的“一侧”打开封装芯片,从而使本文所述的“底部”面向一侧。
[0059] 由下列权利要求所限定的本发明的多个实施例已进行了相关描述。尽管如此,应理解的是可在不脱离所要求保护的本发明的精神和范围的情况下对所描述的实施例进行各种修改。本文所描述的具体实施例的特征和方面可与其他实施例的特征和方面相结合或代替其他实施例的特征和方面。相应地,其他实施例仍位于下列权利要求的范围中。
[0060] 示例实施方案
[0061] 实施例1包括一种电路,其包括:具有多个第一外露端子的引线框架,引线框架限定一个平面;位于引线框架限定的平面中的层压基板,其与引线框架相邻并被电性耦合至引线框架,层压基板具有包括多个第二外露端子的第一表面以及与第一表面相对的第二表面;一个或多个第一模具,其被安装在引线框架上并被电性耦合至引线框架;以及一个或多个第二模具,其被安装在层压基板的第二表面上并被电性耦合至层压基板。
[0062] 实施例2包括实施例1所述的电路,其中引线框架包括一个或多个从其第一侧延伸的侧面端子,其中层压基板与第一侧相邻,一个或多个侧面端子被耦合至层压基板的导电部分。
[0063] 实施例3包括实施例2所述的电路,其中一个或多个侧面端子为比引线框架的主要部分更细的导电材料的部分。
[0064] 实施例4包括实施例3所述的电路,其中一个或多个侧面端子延伸至层压基板的第二表面的部分且被电性耦合至第二表面上的导电垫片。
[0065] 实施例5包括实施例3或4任一所述的电路,其中一个或多个侧面端子延伸至层压基板的第一表面的部分且被电性耦合至第一表面上的导电垫片。
[0066] 实施例6包括实施例1-5任一所述的电路,其中层压基板由至少两层导电材料所组成,其在至少两层之间具有至少一个介质层,其中第一层导电材料形成层压基板的第一表面,且第二层导电材料形成层压基板的第二表面。
[0067] 实施例7包括实施例1-6任一所述的电路,其中多个第一外露端子包括从引线框架的底侧向外延伸的引线;且其中多个第二外露端子包括从层压基板的第一表面向外延伸的引线。
[0068] 实施例8包括实施例1-7任一所述的电路,其中多个第一外露端子包括位于引线框架的第一表面上的垫片;且其中多个第二外露端子包括位于层压基板的第一表面上的垫片。
[0069] 实施例9包括实施例1-8任一所述的电路,其包括:多个被连接至引线框架的内表面以及层压基板的第二表面的耦合构件,其中多个耦合构件包括线焊或铜夹中的至少一个。
[0070] 实施例10包括实施例1-9任一所述的电路,其包括:位于引线框架和层压基板上并围绕一个或多个第一和第二模具的成型组件。
[0071] 实施例11包括实施例1-10任一所述的电路,其中一个或多个第一模具包括一个或多个功率管,且一个或多个第二模具包括一个或多个控制器。
[0072] 实施例12包括一种电路,其包括:具有多段导电材料的引线框架,其包括不紧靠引线框架的边缘的至少一个浮动段,引线框架具有包括一个或多个垫片的第一表面以及包括多个外部端子的第二表面,其中外部端子中的至少一个置于至少一个浮动段上;一个或多个第一模具,其被安装在引线框架的第一表面上;被安装至第一表面的层压基板,层压基板具有第三表面和第四表面,第三表面被附至引线框架的第一表面,其中层压基板被耦合至浮动段;以及一个或多个第二模具,其被安装在层压基板的第四表面上。
[0073] 实施例13包括一种制造电路的方法,其包括:将引线框架和层压基板放置于临时支撑结构上以使引线框架和层压基板在同一平面中彼此相邻;将一个或多个第一模具附至引线框架并将一个或多个第二模具附至层压基板;将一个或多个互连机构附至引线框架、层压基板、一个或多个第一模具和一个或多个第二模具中的一个或多个;封装一个或多个第一模具,一个或多个第二模具、引线框架和层压基板;以及移除临时支撑结构。
[0074] 实施例14包括实施例13所述的方法,其中放置引线框架和层压基板包括将引线框架的一个或多个侧面端子与层压基板的表面上的相应垫片相对齐;以及使用模具附加组件将引线框架的一个或多个侧面端子附至层压基板。
[0075] 实施例15包括实施例13或14任一所述的方法,其中附加一个或多个互连机构包括将互连机构附至引线框架的内表面并附至层压基板的内表面,从而将引线框架耦合至层压基板。
[0076] 实施例16包括实施例13-15任一所述的方法,其中临时支撑结构包括胶带。
[0077] 实施例17包括一种电子装置,其包括:一个或多个处理装置;一个或多个存储器装置,其被连通性耦合至一个或多个处理装置;以及一个或多个功率转换系统,其被耦合至一个或多个处理装置和一个或多个存储器装置,一个或多个功率转换系统包括:具有多个第一外露端子的引线框架;层压基板,其与引线框架相邻并被电性耦合至引线框架,层压基板具有包括多个第二外露端子的外表面以及内表面;一个或多个第一功率管,其被安装在引线框架上并被电性耦合至引线框架;以及控制器模具,其被安装在层压基板的内表面上并被电性耦合至层压基板。
[0078] 实施例18包括实施例17所述的电子装置,其中电子装置包括台式电脑、笔记本电脑或平板电脑、机顶盒或电池充电器中的一个。
[0079] 实施例19包括实施例17或18任一所述的电子装置,其中引线框架包括一个或多个从其第一侧延伸的侧面端子,其中层压基板与第一侧相邻,且一个或多个侧面端子相重叠并被耦合至层压基板的内表面。
[0080] 实施例20包括实施例19所述的电子装置,其中一个或多个侧面端子为与引线框架成一体的导电材料的部分。
[0081] 实施例21包括实施例17-20任一所述的电子装置,其包括:一个或多个互连机构,其被耦合至引线框架和层压基板的内表面。