CN102197445A - 结合电感器的集成电路封装及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种结合电感器的集成电路封装和用于制造它们的方法。在封装集成电路中使用的引线框包括用于接纳集成电路(34)的第一区域，和具有从引线框的一侧至另一侧的多个连接件(32)由此形成线圈部分的第二区域。在安装集成电路和线接合其连接件之后，将引线框放置在铁氧体板(38)上，将组件包封在树脂中，并修整和折弯引线(28)。将封装集成电路安装在适当地制备的印刷电路上，将封装的线圈部分与印刷电路的线圈部分互连，由此形成围绕铁氧体板的单个的多匝线圈。

Description

结合电感器的集成电路封装及其方法
发明领域
本发明涉及集成电路封装领域。
背景技术
许多现有技术电路为了进行适当的操作而需要电感器。这种电路包括开关电源，其接收输入电压（通常是未调节的），并向由其供电的电路提供已调节的电压。对于大的电源，开关晶体管以及电感器和输出电容器通常为分立器件，而对于较小的电源，开关晶体管可集成于控制器集成电路。为了制作更小和更简单的电源，该行业已经考虑了将电感器并入用于这种电源的集成电路封装的各种方法。其中大多数努力围绕结合电感器的集成电路工艺进行，或围绕可具有磁性材料和极小绕组以在封装内形成电感器的基板进行。所有的现有技术产生的电感小，而电阻大，成本高。然而，为了减少元件总数和所需的电路板区域，将电感器并入集成电路的能力或至少并入集成电路封装的能力仍是非常希望达到的目标，减少元件总数和所需的电路板区域均能够降低成本和增加产品吸引力。
附图说明
图1为可用于本发明的示范性引线框的示意性俯视图；
图2为图1的示范性引线框的示意性俯视图，其位于铁氧体板上，且集成电路安装在其上；
图3为图2的组件的截面图；
图4为图2的组件的透视图；
图5为包括图2、图3和图4的包封组件的完成的封装的俯视图；
图6为替代性实施例的截面，其类似于图3；
图7为封装电路安装在印刷电路板上时的透视图；
图8为根据本发明的示范性印刷电路板迹线的平面图；
图9为另一替代性实施例的截面图，其类似于图3和图6；
图10为可用于本发明的替代性示范性引线框的示意性俯视图；
图11为图1的示范性替代性引线框的示意性俯视图，其位于铁氧体板上，且集成电路通过倒装芯片技术安装在其上。
具体实施方式
以下将描述本发明的优选实施例，附图示出了本发明的优选实施例。然而，应理解，附图示意性地示出了本发明，其对于本发明的原理是说明性的。而且，本文和随后权利要求中使用的用词“引线框”指整个引线框，其具有引线框引线，且通常具有用于集成电路的安装的焊盘，引线框引线和焊盘在引线框周围邻近处初始物理连接在一起，如在集成电路中的封装使用的那样，且它还可能指在引线框的组成零件物理分离之前或之后的引线框的组成零件。举例而言，根据该短语使用的上下文，短语引线框引线可指整个引线框的引线部分，或在物理分离之后的引线。
图1为根据本发明的引线框20的平面图。引线框包括两个主要的引线框区域，即，位于引线框20左侧的引线框区域22和引线框20右侧的引线框区域24。引线框区域24基本上采用传统的设计，包括用于接纳集成电路的焊盘26和多个引线28，它们均由限定引线框的一体的引线框区域30支撑。引线框的左侧区域22简单地包括多个连接件32，其从引线框一侧延伸至相对侧。
在封装集成电路的工艺中，集成电路34将被安装在焊盘26上，并与引线28线接合，且在集成电路左侧通过图2所示的线接合连接件36与第一线圈部分32线接合，其侧截面图显示在图3中。这些图显示了定位在铁氧体板38上的整个引线框组件，铁氧体板38在引线框的左侧区域22的连接件32的下方延伸超出焊盘26的边缘，也如图4的透视图所示。需要时，可首先在铁氧体板上涂覆适当的绝缘材料，以增大铁氧体的通常非常高的电阻系数。集成电路34和铁氧体板38然后包封在树脂40中，如图5所示，从引线框周围30切割延伸出模具的引线28，并将其折弯以坐落在印刷电路板上的接触焊盘上以焊接到印刷电路板上，如图7所示。
在图8中显示了印刷电路板自身的局部布局。印刷电路板具有用于集成电路的接触焊盘40，按照集成电路与印刷电路板上的其它电路的连接来布线(未显示)。印刷电路板还具有接触件42，其将引线框连接件32的一端与下一引线框连接件32的另一端连接。这将铁氧体板38顶部上方的各连接件32与铁氧体板下方的连接件44连接，并从那里连接至铁氧体板顶部上方的下一连接件32，依次类推。本质上，铁氧体板38顶部上方的连接件32和铁氧体板下方的印刷电路上的连接件44形成线圈部分，当将封装集成电路焊接到印刷电路板上时，它们串联连接而形成围绕铁氧体板的一个连续的多匝线圈。在示意性地显示的实施例中，这提供围绕铁氧体板的大约七匝半，该多匝线圈具有第一端46和第二端48。在图8中显示了印刷电路板的连接，左侧线圈一端与集成电路线接合，另一端连接至相应的印刷电路接触焊盘40。
以上公开的具体实施例利用了铁氧体板，该铁氧体板形成电感器的铁芯，并进一步在集成电路下方延伸。这是方便的，因为在包封组件时非常希望提供用于搁置引线框的平坦表面。然而，这并不是必须的，因为对于电感器发挥作用而言，铁氧体板不需要在集成电路下方延伸。电感的任何损耗将相对较小，且需要时可容易地通过利用下方铁氧体板上方的顶部铁氧体板50(图6)和引线框上的线圈部分来构成以闭合磁回路。即使铁氧体板50未在集成电路下方延伸，仍可通过在集成电路下方放置与铁氧体板50厚度相同的塑料板52来提供用于在包封组件时搁置引线框的平坦表面。对于具有大量功率耗散的集成电路，诸如具有集成开关晶体管的开关调节器，金属板可用于实现集成电路内更加均匀的温度和更好地将热传导出集成电路。尽管这将稍微进一步减小电感，但是需要或希望时，通过利用下方铁氧体板上方的顶部铁氧体板和引线框上的线圈部分来容易地构成以闭合或几乎闭合磁回路。就此方面而言，闭合磁回路，尤其是通过利用“U”形的上方铁氧体板，基本上消除了在集成电路下方延伸的铁氧体板的任何部分形成磁回路。然而，优选使用形成电感器的铁芯且进一步在集成电路下方延伸的铁氧体板，因为其减少在封装器件中使用的零件的数量。在一个实施例中，不使用任何顶部铁氧体板而提供足够的电感。当然，如果使用顶部板，那么其可以是简单的平坦铁氧体板54，不论是否涂覆成绝缘均可，如图9所示，而不是图6所示的有形状的顶部板。
还应注意，在公开的实施例中，形成引线框的一部分的线圈部分笔直地跨引线框对齐，且印刷电路板上的迹线(线圈部分)有效地偏斜以将线圈部分连接成单个的多匝线圈。然而，反之亦然。形成引线框的一部分的线圈部分可跨引线框倾斜，而印刷电路板上的迹线(线圈部分)有效地笔直横跨以将线圈部分连接成单个的多匝线圈。而且，公开的实施例中的多匝线圈和集成电路之间的连接制作成位于电路板上，该连接可在包封之前由线接合形成。
以举例的方式，图10和图11示出了利用倒装芯片封装的实施例。引线框自身示意性地显示在图10中，其类似于图1的引线框，具有较小的集成电路焊盘，以便允许单独的引线框引线在集成电路34下方延伸，使得焊球接合于其上。用于该实施例的印刷电路连接件可与图8所示的相同。
公开的实施例中的线圈部分连接成以便线圈在物理上有序，但本发明不受限于此。线圈可以任何物理顺序连接，只要它们以相同的卷绕方式连接。如果开始和结尾的连接两者均连接至集成电路，这可能是有利的，因为将允许开始和结尾连接两者邻近集成电路，而实现更加方便的连接。
因此，尽管本文为了图示目的而非限制目的已经公开和描述本发明的特定优选实施例，但是本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可在形式和细节上作出各种变更。

Claims (36)

1. 一种封装集成电路，包括：
第一铁氧体板，具有安装在所述第一铁氧体板的第一区域上的集成电路，所述集成电路具有连接至第一多个引线框接触件的集成电路连接件；
第二多个引线框接触件，位于所述第一铁氧体板的第二区域的两相对侧，在第一相对侧的各所述第二多个引线框接触件通过在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的连接件连接至在第二相对侧的对应引线框接触件；
所述第一铁氧体板、所述集成电路、在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的所述连接件、连接至第一多个引线框接触件的所述集成电路连接件和各引线框接触件的一部分包封在树脂中。
2. 根据权利要求1所述的封装集成电路，其特征在于，在第一相对侧的各所述第二多个引线框接触件一体地连接至在第二相对侧的所述第二多个引线框接触件中的对应一个。
3. 根据权利要求1所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路进一步包括在所述第一铁氧体板的所述第二区域以及在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的连接件上方的第二铁氧体板。
4. 根据权利要求1所述的封装集成电路，其特征在于，所述集成电路包括开关调节器控制器和用于开关调节器的功率晶体管。
5. 根据权利要求1所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路进一步包括在所述包封内的至少一个线接合，其将集成电路连接件与在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的相邻连接件电气地连接。
6. 根据权利要求5所述的封装集成电路，其特征在于，至第一多个引线框接触件的所述集成电路连接件为线接合连接件。
7. 根据权利要求1所述的封装集成电路，其特征在于，至第一多个引线框接触件的所述集成电路连接件为倒装芯片连接件。
8. 根据权利要求7所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路进一步包括倒装芯片连接件，位于集成电路连接件和在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的相邻连接件之间。
9. 根据权利要求1所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路在印刷电路板上，所述印刷电路板具有印刷电路连接件，所述印刷电路连接件用于连接到在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的所述连接件，以形成围绕所述铁氧体板的所述第二区域的单个的多匝线圈。
10. 一种封装集成电路，包括：
第一铁氧体板；
集成电路，具有连接至第一多个引线框接触件的集成电路连接件；
第二多个引线框接触件，位于所述第一铁氧体板的两相对侧，在第一相对侧的各所述第二多个引线框接触件通过在所述第一铁氧体板上方延伸的连接件与在第二相对侧的对应引线框接触件连接；
所述第一铁氧体板、所述集成电路、在所述第一铁氧体板上方延伸的所述连接件、与第一多个引线框接触件连接的所述集成电路连接件和各引线框接触件的一部分包封在树脂中。
11. 根据权利要求10所述的封装集成电路，其特征在于，在第一相对侧的各所述第二多个引线框接触件一体地连接到在第二相对侧的所述第二多个引线框接触件中的对应一个。
12. 根据权利要求10所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路进一步包括在所述第一铁氧体板以及在所述第一铁氧体板上方延伸的所述连接件上方的第二铁氧体板。
13. 根据权利要求10所述的封装集成电路，其特征在于，所述集成电路包括开关调节器控制器和用于开关调节器的功率晶体管。
14. 根据权利要求10所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路进一步包括在所述包封内的至少一个线接合，其将集成电路连接件与在所述第一铁氧体板上方延伸的相邻连接件电气地连接。
15. 根据权利要求14所述的封装集成电路，其特征在于，至第一多个引线框接触件的所述集成电路连接件为线接合连接件。
16. 根据权利要求10所述的封装集成电路，其特征在于，至第一多个引线框接触件的所述集成电路连接件为倒装芯片连接件。
17. 根据权利要求16所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路进一步包括在集成电路连接件和所述第一铁氧体板上方延伸的相邻连接件之间的倒装芯片连接件。
18. 根据权利要求10所述的封装集成电路，其特征在于，所述封装集成电路在印刷电路板上，所述印刷电路板具有印刷电路连接件，所述印刷电路连接件用于连接到所述第一多个引线框接触件，并且用于连接到在所述第一铁氧体板上方延伸的所述连接件，以形成围绕所述铁氧体板的单个的多匝线圈。
19. 一种封装具有电感器的集成电路的方法，包括：
提供引线框，所述引线框上具有一体地连接在所述引线框的所述外周附近的多个引线，所述引线框具有用于安装和连接到集成电路的第一引线框区域，所述引线框具有包括多个线圈部分的第二引线框区域，各线圈部分在所述引线框的第一侧的引线框引线和与所述引线框的所述第一侧相对的引线框的第二侧的对应引线框引线之间延伸；
将集成电路安装在所述第一引线框区域上，并将在所述集成电路上的电气接触件与在所述第一引线框区域中的对应引线框引线互连；
至少将所述第二引线框区域安装在铁氧体板上，且所述第二引线框区域的各引线框引线的一部分延伸超出所述铁氧体板的边缘；
将所述引线框、所述集成电路、所述集成电路上的电气接触件与对应引线框引线的所述互连件和所述铁氧体板包封在树脂中，留下所述外周和所述引线框引线的一部分延伸超出所述包封；以及，
通过移除它们的一体连接件，使所述引线框引线分离，留下所述引线框引线的一部分从所述包封延伸出。
20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括折弯所述引线框引线从所述包封延伸出的一部分，使从所述包封延伸出的所述引线框引线能够与印刷电路板接合。
21. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括折弯所述引线框引线从所述包封延伸出的一部分，使从所述包封延伸出的所述引线框引线能够平坦地搁置在印刷电路板上。
22. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，将所述集成电路上的电气接触件与所述第一引线框区域的对应引线框引线互连包括将所述集成电路上的电气接触件与所述第一引线框区域的对应引线框引线线接合。
23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括制造至少一个线接合，将集成电路连接件与在所述第一铁氧体板上方延伸的相邻连接件电气地连接。
24. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，将所述集成电路上的电气接触件与所述第一引线框区域的对应引线框引线互连包括制造在所述集成电路上的电气接触件和所述第一引线框区域的对应引线框引线之间的倒装芯片连接。
25. 根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括制造在集成电路连接件和在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的相邻连接件之间的倒装芯片连接。
26. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
提供印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板(PCB)具有隔开的多个PCB接触区域以接触从所述包封延伸出的所述引线框引线，所述PCB的所述PCB接触区域中的至少一些对应所述第二引线框区域，其成对地连接以便也形成线圈部分，使得当从所述包封延伸出的所述引线框引线与所述PCB电气地联接时，所述线圈部分串联连接以形成单个的多匝线圈，所述铁氧体板延伸通过所述单个的多匝线圈。
27. 一种封装具有电感器的集成电路的方法，包括：
提供引线框，所述引线框上具有一体地连接在所述引线框的所述外周附近的多个引线，所述引线框具有用于安装和连接到集成电路的第一引线框区域，所述引线框具有包括多个线圈部分的第二引线框区域，各线圈部分在所述引线框的第一侧的引线框引线和与所述引线框的所述第一侧相对的所述引线框的第二侧的对应引线框引线之间延伸；
将集成电路安装在所述第一引线框区域上，并将所述集成电路上的电气接触件与在所述第一引线框区域的对应引线框引线互连；
将所述第一引线框区域和第二引线框区域安装在铁氧体板上，各引线框引线的一部分延伸超出所述铁氧体板的边缘；
将所述引线框、所述集成电路、所述集成电路上的电气接触件与对应引线框引线的所述互连件和所述铁氧体板包封在树脂中，留下所述外周和所述引线框引线的一部分延伸超出所述包封；以及，
通过移除它们的一体连接件，使所述引线框引线分离，留下所述引线框引线的一部分从所述包封延伸出。
28. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括折弯所述引线框引线从所述包封延伸出的一部分，使从所述包封延伸出的所述引线框引线能够与印刷电路板接合。
29. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括折弯所述引线框引线从所述包封延伸出的一部分使从所述包封延伸出的所述引线框引线能够平坦地搁置在印刷电路板上。
30. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，将所述集成电路上的电气接触件与所述第一引线框区域的对应引线框引线互连包括将所述集成电路上的电气接触件与所述第一引线框区域的对应引线框引线线接合。
31. 根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括制造至少一个线接合，将集成电路连接件与在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的相邻连接件电气地连接的。
32. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，将所述集成电路上的电气接触件与所述第一引线框区域的对应引线框引线互连包括制造在所述集成电路上的电气接触件和所述第一引线框区域的对应引线框引线之间的倒装芯片连接。
33. 根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括制造在集成电路连接件和在所述第一铁氧体板的所述第二区域上方延伸的相邻连接件之间的倒装芯片连接。
34. 根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
提供印刷电路板(PCB)，所述印刷电路板(PCB)具有隔开的多个PCB接触区域以接触从所述包封延伸出的所述引线框引线，所述PCB的所述PCB接触区域中的至少一些对应所述第二引线框区域，其成对地连接以便也形成线圈部分，使得当从所述包封延伸出的所述引线框引线与所述对应PCB接触区域电气地联接时，所述线圈部分串联连接以形成单个的多匝线圈，所述铁氧体板延伸通过所述单个的多匝线圈。
35. 一种封装集成电路，其特征在于，包括：
铁氧体板；
多个连接件，在所述铁氧体板的第一表面上方延伸；
所述多个连接件的外部能够电气地串联连接与所述铁氧体板的第一侧相对的第二表面邻近的电路板上的电气连接件。
36. 根据权利要求35所述的封装集成电路，其特征在于，在所述铁氧体板的第一表面上方延伸的所述多个连接件为引线框的一部分。
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