CN103943581A - 功率器件封装结构及封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种功率器件封装结构及封装方法。本发明功率器件封装结构包括封装体和侧边引脚，所述封装体是带有器件的基板经过封装处理的结构体，所述侧边引脚设置在封装体的侧部，所述封装体通过所述侧边引脚与系统板立式连接，使所述封装体中的基板垂直于系统板。本发明通过将功率器件封装结构设计成与系统板立式连接的结构，有效减小了功率器件封装结构在系统板上的占板面积，提高了系统应用的集成度。同时，由于功率器件封装结构的基板垂直于系统板，基板的底面暴露在环境中，因此功率器件不仅可以通过其引脚来散热，还可以通过其底部大量的焊点或触点进行散热，有效增加了散热面积，提高了风冷散热效果。

Description

功率器件封装结构及封装方法

技术领域

本发明涉及一种封装技术，尤其涉及一种功率器件封装结构及封装方法。背景技术

随着技术的发展，越来越多的电子设备朝着小型化、集成化方向发展，功率器件作为电子设备产品的主要器件，也在致力于小型化和集成化。其中，功率器件小型化的方向之一是采用封装结构，其结构形式是将器件集成在一个封装体内，内嵌印制电路板或其它基板。对于DC/DC电源、晶振等功耗比较大的功率器件，由于封装结构的功率密度越来越高，因此如何提高功率器件的散热成为功率器件设计需要解决的技术问题之一。

现有采用塑封方案的功率器件封装结构中，通常是若干个发热器件和其它功能器件等通过SMT焊接到引线框架或印制电路板上，管理器件通过金丝键合（或SMT焊接、粘结等）到引线框架或印制电路板上，同时在引线框架的底面预留引脚或在印制电路板的底面设置铜箔，完成各器件连接后进行整体封装加工，形成封装结构的功率器件。由于现有技术这种封装结构的引脚或铜箔是位于引线框架或印制电路板的底面，因此封装完成后的功率器件水平设置在系统板上，即引线框架或印制电路板的底面与系统板贴装。

实际应用中发现，现有技术这种水平放置功率器件的结构在系统板上占板面积大，系统应用的集成度较低。同时，由于引线框架或印制电路板的底面被完全封闭在系统板上，因此功率器件的散热只能通过其底面的引脚或铜箔，散热面积小，风冷散热效果较差，影响了功率器件工作的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种功率器件封装结构及封装方法，有效解决现有封装结构占板面积大、风冷散热效果差等技术缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种功率器件封装结构，包括封装体和侧边引脚，所述封装体是带有器件的基板经过封装处理的结构体，所述侧边引脚设置在封装体的侧部，所述封装体通过所述侧边引脚与系统板立式连接，使所述封装体中的基板垂直于系统板。

进一步地，所述封装体包括基板，所述基板上设置有无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件，所述侧边引脚连接在所述基板的侧边，且与基板垂直；所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件被封装材料封装成封装体时，所述侧边引脚露出。

进一步地，所述封装体包括基板，所述基板上设置有无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件，所述侧边引脚连接在所述基板的侧边，且与基板处于同一平面；所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件被封装材料第一次封装成封装体时，所述侧边引脚露出；所述侧边引脚弯折在封装体的侧部，并被封装材料第二次封装固定。

进一步地，所述侧边引脚通过表面贴装焊接工艺焊接到所述基板的侧边。

进一步地，所述侧边引脚通过表面贴装焊接工艺焊接到所述基板的侧边，或所述侧边引脚和基板为一体成型的结构。

在上述技术方案基础上，所述封装体还包括散热片，所述散热片设置有折弯引脚，所述折弯引脚与基板连接；所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件被封装材料封装成封装体时，所述散热片露出。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种功率器件封装方法，包括：将无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件设置在基板上，所述基板的侧边还连接有侧边引脚，且所述侧边引脚与基板处于同一平面；对所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件进行第一次封装，形成封装体时将所述侧边引脚露出；将所述侧边引脚向封装体方向弯折，使侧边引脚紧贴封装体的侧部；对所述侧边引脚进行第二次封装。

进一步地，所述将无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件设置在基板上时，将散热片设置在基板上；所述形成封装体时，将所述散热片露出。

进一步地，所述侧边引脚通过表面贴装焊接工艺焊接到所述基板的侧边，或所述侧边引脚和基板为一体成型的结构。

在上述技术方案基础上，对所述侧边引脚进行第二次封装之后还包括：将所述封装体通过所述侧边引脚与系统板立式连接，使所述封装体中的基板垂直于系统板。

本发明提供了一种新型的功率器件封装结构及封装方法，通过将功率器件封装结构设计成与系统板立式连接的结构，有效减小了功率器件封装结构在系统板上的占板面积，提高了系统应用的集成度。同时，由于功率器件封装结构的基板垂直于系统板，基板的底面暴露在环境中，因此功率器件不仅可以通过其引脚来散热，还可以通过其底部大量的焊点或触点进行散热，有效增加了散热面积，提高了风冷散热效果。本发明不仅实现了功率器件的小型化，还达到了高效散热，提高了功率器件的可靠性和竞争力，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明功率器件封装结构的结构示意图；

图2为本发明功率器件封装结构与系统板连接的结构示意图；

图3为本发明功率器件封装结构第一实施例的结构示意图；

图4为本发明功率器件封装结构第二实施例的结构示意图；

图5为本发明第二实施例第一次封装后的结构示意图；

图6为本发明功率器件封装结构第三实施例的结构示意图；

图7为本发明第三实施例封装后的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明技术方案做进一步详细说明。

图1为本发明功率器件封装结构的结构示意图，图2为本发明功率器件封装结构与系统板连接的结构示意图。如图1、图2所示，本发明功率器件封装结构的主体结构包括封装体1和侧边引脚2，其中封装体1是带有器件的基板经过封装处理的结构体，侧边引脚2设置在封装体1的侧部，作为与系统板10连接的引脚，封装体1通过侧边引脚2与系统板10立式连接。本申请技术方案中，定义封装体中基板的平面为主面，基板与系统板平行为水平设置，基板与系统板垂直为竖直设置，因此，封装体的侧部是指作为主面的基板的侧边，立式连接是指封装体竖直设置在系统板上，由侧边引脚与系统板连接，封装体中的基板垂直于系统板。

本发明提供了一种新型的功率器件封装结构以及一种新型的连接结构，由于封装体与系统板立式连接，有效减小了功率器件封装结构在系统板上的占板面积，提高了系统应用的集成度。同时，由于功率器件封装结构的基板垂直于系统板，基板的底面暴露在环境中，因此功率器件不仅可以通过其引脚来散热，还可以通过其底部大量的焊点或触点进行散热，有效增加了散热面积，提高了风冷散热效果。

实际应用中，将侧边引脚设置在封装体的侧部可以采用多种技术手段实现。

图3为本发明功率器件封装结构第一实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例封装体的主体结构包括基板11，无源器件12、功能器件13、发热器件14和集成管理器件15设置在基板11上，侧边引脚2连接在基板11的侧边，且侧边引脚2与基板11垂直。具体地，基板11为引线框架或印制电路板，可以采用多模块拼板的方式，提高生产效率；无源器件12、功能器件13和发热器件14通过表面贴装焊接工艺焊接到基板11上，集成管理器件15通过键合或表面贴装焊接工艺焊接到基板11上，位于基板11侧边的侧边引脚2通过表面贴装焊接工艺焊接到基板11上。实际应用中，也可以采用其它工艺将侧边引脚连接到基板上，保证侧边引脚与基板的垂直关系。

完成各器件的焊接后即可进行封装形成封装体，封装时将基板侧边的侧边引脚露出封装体，并对露出的侧边引脚进行表面处理，使侧边引脚作为功率器件封装结构与系统板连接的引脚。

图4为本发明功率器件封装结构第二实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例封装体的主体结构包括基板11，无源器件12、功能器件13、发热器件14和集成管理器件15设置在基板11上，侧边引脚2连接在基板11的侧边，且侧边引脚2与基板11处于同一平面。具体地，基板11为引线框架或印制电路板，可以采用多模块拼板的方式，提高生产效率；无源器件12、功能器件13和发热器件14通过表面贴装焊接工艺焊接到基板11上，集成管理器件15通过键合或表面贴装焊接工艺焊接到基板11上，位于基板11侧边的侧边引脚2通过表面贴装焊接工艺焊接到基板11上。实际应用中，可以采用其它工艺将侧边引脚连接到基板上，也可以采用侧边引脚和基板一体成型的结构。

图5为本发明第二实施例第一次封装后的结构示意图。完成各器件的焊接后即可进行第一次封装形成封装体1，封装时将基板侧边的侧边引脚2露出封装体1，如图5所示。将侧边引脚2向封装体1方向弯折，使侧边引脚2紧贴封装体1的侧部，之后针对侧边引脚部分进行第二次封装，使侧边引脚固定，对露出的侧边引脚进行表面处理。

图6为本发明功率器件封装结构第三实施例的结构示意图。如图6所示，本实施例是前述第一实施例的结构扩展，在第一实施例技术方案基础上，本实施例的封装体还包括散热片16，散热片16设置有折弯引脚，折弯引脚通过表面贴装焊接工艺或其它焊接技术与基板11连接。在实际应用中，散热片采用但不限于铜片，其形状、结构、位置和数量可根据实际情况和需求进行设计，可以在不同的位置上设置多个散热片。

图7为本发明第三实施例封装后的结构示意图。完成各器件的焊接后即可进行封装形成封装体1，封装时将基板侧边的侧边引脚2和散热片16露出封装体1，并对露出的侧边引脚进行表面处理，形成一个带有散热装置的功率器件封装结构，如图7所示。

显然，在本发明第二实施例技术方案基础上也可以进行同样的散热片结构扩展，这里不再赘述。

本实施例通过设置散热结构，最大限度地增加了功率器件使用时的风冷面积，既实现了功率器件的小型化，又达到了高效散热，提高了功率器件的可靠性和竞争力。

本发明还提供了一种功率器件封装方法，具体包括：将无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件设置在基板上，所述基板的侧边还连接有侧边引脚，且所述侧边引脚与基板处于同一平面；对所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件进行第一次封装，形成封装体时将所述侧边引脚露出；将所述侧边引脚向封装体方向弯折，使侧边引脚紧贴封装体的侧部；对所述侧边引脚进行第二次封装；将所述封装体通过所述侧边引脚与系统板连接，使所述封装体中的基板垂直于系统板。

在该技术方案基础上，在基板上设置集成管理器件等器件时，还可以将散热片设置在基板上，同时在形成封装体时将散热片露出，形成带有散热装置的功率器件封装结构。此外，第二次封装后还可以包括：对露出的侧边引脚进行表面处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率器件封装结构，其特征在于，包括封装体和侧边引脚，所述封装体是带有器件的基板经过封装处理的结构体，所述侧边引脚设置在封装体的侧部，所述封装体通过所述侧边引脚与系统板立式连接，使所述封装体中的基板垂直于系统板。

2.如权利要求1所述的功率器件封装结构，其特征在于，所述封装体包括基板，所述基板上设置有无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件，所述侧边引脚连接在所述基板的侧边，且与基板垂直；所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件被封装材料封装成封装体时，所述侧边引脚露出。

3.如权利要求1所述的功率器件封装结构，其特征在于，所述封装体包括基板，所述基板上设置有无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件，所述侧边引脚连接在所述基板的侧边，且与基板处于同一平面；所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件被封装材料第一次封装成封装体时，所述侧边引脚露出；所述侧边引脚弯折在封装体的侧部，并被封装材料第二次封装固定。

4.如权利要求2所述的功率器件封装结构，其特征在于，所述侧边引脚通过表面贴装焊接工艺焊接到所述基板的侧边。

5.如权利要求3所述的功率器件封装结构，其特征在于，所述侧边引脚通过表面贴装焊接工艺焊接到所述基板的侧边，或所述侧边引脚和基板为一体成型的结构。

6.如权利要求2～5任一所述的功率器件封装结构，其特征在于，所述封装体还包括散热片，所述散热片设置有折弯引脚，所述折弯引脚与基板连接；所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件被封装材料封装成封装体时，所述散热片露出。

7.一种功率器件封装方法，其特征在于，包括：将无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件设置在基板上，所述基板的侧边还连接有侧边引脚，且所述侧边引脚与基板处于同一平面；对所述基板、无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件进行第一次封装，形成封装体时将所述侧边引脚露出；将所述侧边引脚向封装体方向弯折，使侧边引脚紧贴封装体的侧部；对所述侧边引脚进行第二次封装。

8.如权利要求7所述的功率器件封装方法，其特征在于，所述将无源器件、功能器件、发热器件和集成管理器件设置在基板上时，将散热片设置在基板上；所述形成封装体时，将所述散热片露出。

9.如权利要求7所述的功率器件封装方法，其特征在于，所述侧边引脚通过表面贴装焊接工艺焊接到所述基板的侧边，或所述侧边引脚和基板为一体成型的结构。

10.如权利要求7～9任一所述的功率器件封装方法，其特征在于，对所述侧边引脚进行第二次封装之后还包括：将所述封装体通过所述侧边引脚与系统板立式连接，使所述封装体中的基板垂直于系统板。