一种封装器件及其制作方法转让专利
申请号 : CN202110451128.X
文献号 : CN112992819B
文献日 : 2022-03-18
发明人 : 成年斌 , 李程 , 袁毅凯 , 詹洪桂 , 徐衡基 , 高文健 , 杨宁
申请人 : 佛山市国星光电股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种封装器件,其特征在于,所述封装器件包括结构封装体、第一支架板、第二支架板、弹片和芯片;
所述第一支架板的底面和所述第二支架板的底面位于同一平面上;
所述芯片位于所述第一支架板的顶面上,所述芯片的底面与所述第一支架板的顶面接触;
所述弹片的头部与所述第二支架板连接,所述弹片的尾部与所述芯片的顶面接触;
所述第一支架板、第二支架板、所述弹片和所述芯片基于所述结构封装体封装,所述第一支架板的底面和所述第二支架板的底面外露于所述结构封装体;
所述芯片具有若干个焊盘,所述若干个焊盘中的任一个焊盘的类型为顶面焊盘或底面焊盘;
所述封装器件还包括若干根引脚,所述若干根引脚中的任一根引脚的类型为一体引脚或分体引脚;
所述一体引脚与所述第一支架板连接一体,所述分体引脚与所述第一支架板分隔设置;
所述若干根引脚中的任一根引脚与对应的一个焊盘电性连接;
在所述芯片具有底面焊盘的条件下,所述底面焊盘键合在所述第一支架板上;
在所述芯片具有顶面焊盘的条件下,所述芯片的其中一个所述顶面焊盘与所述弹片键合,或所述芯片的其中一个所述顶面焊盘基于连接线与对应的分体引脚电性连接,或所述芯片的其中一个所述顶面焊盘与所述弹片键合且所述弹片与对应的分体引脚电性连接;
所述封装器件还包括缓冲封装体,所述芯片和位于所述芯片顶面的部分所述弹片基于所述缓冲封装体封装在所述第一支架板上,所述缓冲封装体基于所述结构封装体封装。
2.一种封装器件制作方法,其特征在于,用于权利要求1的封装器件的制作,包括:第一支架来料,所述第一支架上加工有若干个第一单元,任一个所述第一单元包括第一支架板;
芯片来料,将所述芯片的底面固定在所述第一支架板上;
第二支架来料,所述第二支架上加工有若干个第二单元,任一个所述第二单元包括第二支架板和弹片,所述弹片始端与所述第二支架板连接,所述弹片的尾部高于所述第二支架板所在平面;
将所述第二支架叠合在所述第一支架上,任一个所述第二支架板位于对应的第一支架板的一侧,且任一个所述弹片的末端贴合在对应的芯片的顶面上;
基于结构封装材料封装所述第一支架板、所述第二支架板、所述芯片和所述弹片,所述结构封装材料形成结构封装体,所述第一支架板和所述第二支架板的背面外露于所述结构封装体;
对所述第一支架和所述第二支架上的预设位置进行切筋以得到所需的封装器件;
在形成所述结构封装体前,所述封装器件制作方法还包括:基于缓冲封装材料将所述芯片和位于所述芯片顶面上的弹片封装在所述第一支架板的顶面上,所述缓冲封装材料形成缓冲封装体;
在所述第一单元包括分体引脚时,所述分体引脚的头部基于所述缓冲封装材料封装;
在所述封装器件具有连接线时,所述连接线基于所述缓冲封装材料封装。
3.如权利要求2所述的封装器件制作方法,其特征在于,所述芯片具有若干个焊盘,所述若干个焊盘中的任一个焊盘的类型为顶面焊盘或底面焊盘;
在所述焊盘的类型为底面焊盘时,所述底面焊盘键合在所述第一支架板上。
4.如权利要求3所述的封装器件制作方法,其特征在于,在所述焊盘的类型为顶面焊盘时,所述顶面焊盘与所述弹片键合。
5.如权利要求3所述的封装器件制作方法,其特征在于,任一个所述第一单元还包括与所述第一支架板连接的一体引脚和/或与所述第一支架板分隔设置的分体引脚,所述一体引脚和/或所述分体引脚分别与一个所述焊盘对应;
所述封装器件制作方法还包括:
电性连接所述若干个焊盘中的任一个焊盘和对应的一体引脚或分体引脚;
在所述焊盘为顶面焊盘且所述焊盘对应的引脚为分体引脚时,基于连接线直接连接所述焊盘和对应的分体引脚,或所述焊盘与所述弹片键合,所述焊盘通过所述弹片与对应的分体引脚电性连接。
说明书 :
一种封装器件及其制作方法
技术领域
背景技术
讯产业以及照明产业;第三代半导体则涌现出了例如碳化硅、氮化镓、氧化锌等新兴材料,
应用在更高阶的高压功率器件以及高频通讯元件领域。
发明内容
述结构封装体封装。
二支架板所在平面;
结构封装体;
个所述焊盘对应;
应的分体引脚电性连接。
件而言,整体散热效率更高,有利于降低封装器件的结温,提高其使用寿命和使用稳定性;
该封装器件在制作时,可直接通过两块支架板叠合的方式形成所需的支架结构,加工便利
性较高,有利于降低封装器件的制作成本。
附图说明
示意;
意。
具体实施方式
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它
实施例,都属于本发明保护的范围。
了本发明实施例的封装器件隐藏结构封装体后的三维结构示意图,图5示出了本发明实施
例的封装器件隐藏结构封装体和缓冲封装体后的三维结构示意图。
后,所述第一支架板15的底面和所述第二支架板14的底面为一平面,能够供外部的散热结
构的平面进行贴合接触,保证第一支架板15和所述第二支架板14上的热量能够传递到外部
的散热结构上;或第一支架板15、第二支架板14能够同时键合在外部的部件上,实现第一支
架板15和第二支架板14的对外电连接功能。
板14还可以充当器件的引脚进行使用。具体实施中,封装器件可以第一支架板15的底面以
及第二支架板14的底面为安装面进行外部的安装,直接将第一支架板15的底面以及第二支
架板14的底面键合在电路板等部件上。
述芯片30的顶面接触。具体的,针对于芯片30而言,其发热是不具有方向性的,其表面的每
个位置均会散发热量,在本发明实施例中,在一个封装器件1内,利用弹片17与芯片30顶面
的接触,将芯片30的顶面热量传递至第二支架板14上,第二支架板14和第一支架板15位于
同一平面上,在封装器件1上安装散热结构时,第一支架板15和第二支架板14能够同时贴合
在散热结构上,散热结构能够有效对第一支架板15和第二支架板14进行散热;一般而言,芯
片30的顶面发热量和芯片30的底面发热量是几乎等量的,在同一型号(同一尺寸标准)的封
装器件1条件下,传统的封装器件不会设置第二支架板14以及弹片17,虽然第一支架板15的
尺寸可相应增大,但第一支架板15的尺寸增大对散热效率的提升较小,通过对照实验,本发
明实施例的封装器件1的散热效率较现有结构的封装器件更高。
10。具体的,针对具体的一款封装器件1,基于相关的规定会有一定的外形尺寸条件限制,通
过结构封装体10的成型控制,可满足封装器件1的外形结构要求。此外,一方面,结构封装材
料在固化成型为结构封装体10时会产生相应的内应力,弹片17的设置可起到通过变形吸收
部分内应力的作用,以降低芯片30及相关部件受到内应力破坏的风险;另一方面,封装器件
在加工过程中,由于弹片17是设置在相应的支架中(在切筋前),支架位置在加工过程中保
持不变,弹片17则会在多种作用力下产生相应的变形以吸收作用力,防止作用力刚性传递
至芯片上,对芯片产生良好的保护性。
在所述第一支架板15上。
板15上,通过第一支架板15实现对外连接。具体的,本发明实施例只考虑芯片30具有一个底
面焊盘的情况,若芯片30具有多个底面焊盘,则可以考虑对第一支架板15进行拆分,本发明
实施例不额外进行说明。
的电性连接。
所述分体引脚与所述第一支架板15分隔设置;所述若干根引脚13中的任一根引脚13与对应
的一个焊盘电性连接。具体的,焊盘还可以通过引脚13的方式实现对外连接。具体的,本发
明实施例的第一引脚301为一体引脚,第二引脚302和第三引脚303为分体引脚。
体引脚电性连接;或所述顶面焊盘与所述弹片17键合,所述弹片17基于连接线21与对应的
一根分体引脚电性连接;或所述顶面焊盘与所述弹片17键合,所述弹片17与对应的分体引
脚连接。
在所述第一支架板15上,所述缓冲封装体16基于所述结构封装体10封装;在所述封装器件1
包括分体引脚的条件下,所述分体引脚的头部基于所述缓冲封装体16封装;在所述封装器
件1包括连接线21的条件下,所述连接线21基于所述缓冲封装体16封装。
进行定位,使第一支架板15、第二支架板14、弹片17和芯片30的位置相对固定,另一方面,相
较于其余结构,芯片30自身、芯片30与第一支架板15之间的结合位置、芯片30与弹片17之间
的结合位置相对比较脆弱,在应力作用下,结构封装体10的整体封装容易对上述的脆弱位
置和脆弱结构进行破坏;一般情况下,应力的大小与封装体的最终成型强度有关,由于结构
封装体10同时还兼顾有构成封装器件1结构、防止封装器件1被外力破坏等结构功能,其成
型强度具有一定的要求,不可避免的,其成型内应力较大;因此,本发明实施例利用缓冲封
装体16首先将芯片30以及芯片30上方的弹片17封装在第一支架板15上,可针对性的选用固
化内应力较小的缓冲封装体16的成型材料,再在缓冲封装体16的基础上,选用固化内应力
较大的结构封装体10的成型材料,以保证整个封装器件1的可靠性。
其材料成分,使其最终呈现的性能能够满足使用需求。
黑区域为第一支架的实体结构,非涂黑区域为穿孔结构。
构的适应性变化。
风使焊料凝固,完成固晶工艺;此时,芯片30固定在第一支架板15上,且芯片30的底面焊盘
与第一支架板15键合。
体结构,非涂黑区域为穿孔结构。
高于所述第二支架板14所在平面;
一个所述弹片17的末端贴合在对应的芯片30的顶面上;
位结构和所述第二定位结构相互配合设置;所述第二支架基于所述第一定位结构和所述第
二定位结构的配合叠合在所述第一支架上,以使任一个所述第二支架板14位于对应的第一
支架板15的一侧,且任一个所述弹片17的末端贴合在对应的芯片30的顶面上。
体的,第一定位结构和第二定位结构采用在同一个平面内互补(相互卡位)的方式形成,在
本发明实施例中,第一定位结构为第一支架上的缺口结构,第二定位结构为第二支架上的
凸起结构,在第一支架和第二支架叠合时,第一定位结构和第二定位结构处于同一平面上,
相应的,缺口结构和凸起结构会相应的产生配合并进行定位。
步降低上下支架的相对位移,可对第一支架和第二支架的重叠位置或交界位置进行电焊固
定,然后再通过在烧结的方式将弹片17烧结在芯片30的顶面上。
洗,提升洁净度,从而避免短路,提升可靠性。
对所述分体引脚的根部进行封装;所述弹片17与所述芯片30的顶面接触的同时,所述顶面
焊盘与所述弹片17键合,所述封装器件1制作方法还包括:基于连接线21电性连接所述弹片
17与对应的分体引脚,或所述弹片17避开所述顶面焊盘与所述芯片30的顶面接触,所述封
装器件1制作方法还包括:基于连接线21电性连接所述顶面焊盘与对应的分体引脚。
还可以将分体引脚、弹片17、第二支架板14以一整体结构形成,避免了额外的打线作业。
体引脚时,所述分体引脚的头部基于所述缓冲封装材料封装;在所述封装器件1具有连接线
21时,所述连接线21基于所述缓冲封装材料封装。具体的,结合附图图4示意内容和前文描
述内容,通过缓冲封装材料对部件结构进行局部封装,有利于对结构脆弱的位置进行保护。
与第一支架板连接一体的结构,其自身位置已与第一支架板保持相对固定,因此,一般情况
下,一体引脚的头部不需要通过缓冲封装体16进行封装;具体实施中,为了简化缓冲封装体
16的成型模具的结构,也可以同时对一体引脚的头部进行封装;此外,若一体引脚上存在需
要保护的结构或部件,则需要通过缓冲封装体16对其上的结构或部件进行封装保护。因此,
一体引脚的头部是否需要通过缓冲封装体封装,可通过实际情况进行确认,本发明实施例
不对其进行特殊限制。
的背面外露于所述结构封装体10;由于本发明实施例还设置有缓冲封装体16,因此,部分未
能直接封装的部件和位置通过结构封装体对缓冲封装体16的封装实现。
面上只有一整面第一支架板,没有设置第二支架板。
形来模拟脉冲信号,其中,脉冲信号的参数为T=2S,发热值为27.929W/mm,模拟环境的热对
2
流系数为1000W/(m·k)。
氏度,按照理论,每10摄氏度的最高结温的降低可提高封装器件一倍的理论使用寿命,本发
明实施例的封装器件具有四倍于现有技术的封装器件的理论使用寿命。
距离所述芯片一定距离后,在温差影响下,支架板几乎不再传导热量(或没有热量可供传
导),支架板部分结构不产生散热功能;现有技术下的封装器件通过合理设置第一支架板和
第二支架板的面积比例关系,可更佳充分的利用支架板,提高支架板的散热效率。
封装器件而言,整体散热效率更高,有利于降低封装器件的结温,提高其使用寿命和使用稳
定性;该封装器件在制作时,可直接通过两块支架板叠合的方式形成所需的支架结构,加工
便利性较高,有利于降低封装器件的制作成本。
助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思
想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对
本发明的限制。