CN104124214A - 电气组件封装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电气组件封装。该封装具有连接引线结构，其中，连接引线或每个连接引线具有在封装内的连接区域，用于连接导线连接器。没有连接引线材料的区域被直接提供在在连接区域和相邻的腔体的邻近外边缘之间。这为流动互连材料提供诱捕。

Description

电气组件封装

技术领域

本发明涉及一种电气组件封装，特别是用于容纳集成电路或组件的气腔封装。

背景技术

在射频功率应用中，功率放大器产品通常在气腔封装中封装。气腔封装通常由一堆不同的材料构成，例如散热层，介电环，互连层，导线和盖板。该封装将半导体管芯，内部布线和气腔封进内部。

图1示出了传统的气腔封装。该结构的基板包括散热片10，在其上设置互连层12和介电环14。该环包围内部腔体。引线框架16的引线提供气腔的外部到内部的互连，以及盖板18密封腔体。

当将引线连到介电环14时，所有的引线都在一个框架中连接。当将引线框架连到介电环后或在将产品包括管芯、电线、盖板全部集成后的随后的产品集成工艺中，引线立刻与所连接的框架分离。

界面层是在盖板18和引线框架16之间，它通常是用于焊接盖板的环氧树脂层。盖板和介电环通常由相似的陶瓷材料制成。

这些气腔封装经受可能由于应用封装的焊接过程中的热漂移所引起的高热应力。高应力通常集中在封装的角上，可以在以后导致弱界面的分层，从而产生总泄漏故障和损坏导线，最终导致非功能性器件。

一个特有的问题是树脂界面层的流动。

发明内容

根据本发明，提供了一种电气元件的封装及封装的组件。

在一个方面，本发明提供了一种用于电气元件的气腔封装，封装包括基板，第一组层，所述第一组层形成外壳，连接引线结构，所述连接引线结构形成于第一组层上用于连接到该封装内的组件并且连接引线结构在封装外部具有连接端，位于连接引线结构上的焊接层和位于焊接层上的盖板，其中盖板的内表面限定气腔的界线，

其中，所述连接引线结构包括至少一个连接引线，所述连接引线具有位于封装内的连接区域用于连接导线连接器，其中没有连接引线材料的区域被直接提供在连接区域和通过所述盖板限定的气腔的相邻的外边缘之间。

没有连接引线结构的区域可以是封装内的狭槽或坝，并用于通过引入锁定机制提高界面粘合性以及防止粘接剂到达导线连接器。特别是，没有连接引线材料的区域被定位成使得所述焊接层可以流入该区域，并由此执行互锁功能。

没有连接引线材料的区域可以被策略性地放置，以使它不会影响器件的RF性能。

连接引线可以包括盖板下方并到腔体内部的腿区，该腿区平行于所述盖板的边缘的局部方向。此腿区从而为外部端子与内部连接区域之间的接口。

在第一例子中，腿区包括开口狭槽，该开口狭槽平行于盖板的边缘的局部方向，而连接区域(53)到槽(50)的侧面并面向腔体。通过狭槽提供了与腔体的边缘的最近的部分间隔的连接区域。该槽狭是在气腔内，并由此可以捕获到腔壁(由盖板所定义)内部的焊接层材料。

在第二个例子中，槽是闭合的。

在第三个例子中，腿区包括与盖板的边缘的局部方向平行的连接区域和在连接区域的边缘与封装外的连接端口之间的耦合部分。在这种情况下，连接区域是隔离的指状物，并且在指状物附近没有引线框材料。耦合部件提供穿过盖板的耦合，并且它是在指状物的一端。因此，连接区域和耦合部分可以形成L型结构。

在连接区域不同于耦合部分的另一端可以有返回部分，因此，连接区域、耦合部分和返回部分形成C型结构。

焊接层可以是环氧树脂。

本发明还提供了一种封装的组件，包括

本发明的封装；

在气腔中的组件；以及

连接引线的连接区域和组件之间的导线连接器。

附图说明

图1示出了一种已知的气腔封装；

图2示出了两种类型的封装截面；

图3示出了焊接盖板的树脂层的损害所造成的问题；

图4示出了第一种已知类型的封装，并通过本发明解决其问题；

图5示出了本发明封装的第一种两个设计；和

图6示出本发明封装的第二种两个设计。

具体实施方式

本发明提供了一种用于组件的气腔封装。该封装具有连接引线结构，其中该(或每个)连接引线在封装内具有连接区域用于接收导线连接器。没有连接引线材料的区域被直接提供在连接区域和邻近的腔体外边缘之间。这为流动的互连材料提供诱捕。

在图1所示的结构中，引线必须用焊料焊接到PCB上，封装被安装在该PCB上。散热片10必须通过焊料预制片或焊料的方法被焊接到冷却块上，该冷却块通过在电路板中的开口是接入的。

图2示出了两种类型的连接引线结构的侧视图。图2(a)示出了直引线封装和图2(b)示出了鸥翼引线封装。在鸥翼引线封装中，引线以固定高度步长15形成，把引线框16的引线下拉到基准水平(如，散热片10的基底)。步长的高度示出为h₁₅。

图中示出了两个互连层12a、12b，介电环14夹在互连层12a和12b之间。第三互连层12c在盖板18和引线框架16之间。

互连层可以由焊料或粘接剂构成。在介电环由模塑料构成，并且它本身黏附到散热片10和引线的情况下，可以不需要互连层12a、12b。本申请特别涉及与第三层12c相关联的问题，这是用于焊接盖板，最典型的盖板包括环氧树脂层。这在下面被描述为“焊接层”。

这些气腔封装可能经受由于应用封装的焊接过程中的热漂移所引起的高热应力。高应力通常集中在封装的角上，可以在以后导致弱界面的分层，从而产生总泄漏故障和损坏导线，最终导致非功能性器件。在引线框架金属(通常为金)上的环氧树脂层的粘合强度不足以承受高应力。

图3示出了内部和外部故障。

分层的问题示意性地示出为30。接合线32提供了从引线到芯片内部的连接，其可能会在位置34处被损坏。

图3(a)示出了外部的环氧分层和图3(b)示出了外部分层到达接合线32，这是内部电互连。

图4(a)和4(b)分别示出了已知的封装设计的平面图和截面图，其中去掉了盖板。

两个引线16a、16b被示出为连接到内部接合线32(如仅在截面图示出)。

每个引线16a、6b具有外部连接部分和内部腿40。盖板18位于内部腿40的上方。盖板18延伸超出这些腿40的外边缘，而腿向内延伸到封装内超出盖板内部的部分。因此，在封装内部的腿的部分提供用于接合线32接合的区域，并且该区域可以被描述为连接区域。图4(b)是通过线41的截面图，并且它示出了腿40如何既在盖板的下方，又向内延伸到气腔封装内部。

在图3的实施例中，焊接层12c中可以流过引线框架的顶表面，并且如图所示，它可以达到接合线32附着的位置。如上所述，焊接层12c(通常为树脂)和引线框架16的材料之间的粘合性可能不耐受加工温度，并且如图所示如果流量达到接合线32，粘合性也可以被损坏。

本发明提供了一种装置，减少了这个问题，并且还提供了引线，该引线具有封装内的连接区域用于接收导线连接器。然而，在连接区域和邻近的气腔外边缘之间直接提供没有连接引线材料的区域。这为流动互连材料提供诱捕。

通过“在......之间直接”的意思是，如果从连接区域到盖板的内边缘的最接近的部分取出一条直线，沿着这条线会有空隙，使得引线框架下的层被暴露。这个空隙起到互锁功能的作用，因为它提供焊接层12c和介电层14或介电层上的界面层12b(如果有的话)之间的连接。

图5和图6示出了根据本发明的4种可能的设计。四个设计产生两个截面图，如图5(c)和图6(c)所示。

在每种情况下，引线16a、16b的腿区40，在腿的连接区之间具有狭槽或开口布置(其中腿最远进入气腔和接合线在其中连接)，以及引线框的区域，该引线框位于盖板的下方。这意味着在盖板的内部边缘和接合线32之间具有开口，该开口在引线框架中。

当焊接层12c流入该开口它形成锚，然后形成了屏障，以防止互连材料流到接合线接触。

因此，狭槽或开口改善粘合性以及环氧树脂焊接层12c的流量控制。

本发明可以通过增加开口狭槽或闭合狭槽，或引线的其它整形来实现。

图5(a)示出了具有开口狭槽50的腿区。狭槽平行地延伸到盖板与腿区重叠的区域。因此，该狭槽平行于该腿的长度。狭槽被放置由盖板所限定的气腔区域的内部，所以在盖板的内部的焊接层12c的材料可以进入到狭槽内以提供锚并控制流量。

狭槽在一侧的材料限定连接区域53用于接合线，以及另一侧的材料将在盖板下面。

图5(b)用闭合狭槽52示出了腿区域。该槽再次在盖板与腿部重叠的区域与盖板平行。该狭槽再次被放置在由盖板所限定的气腔区域的内部，所以在盖板的内部的焊接层12c的材料可以进入到狭槽内以提供锚并控制流量。

图6(a)示出了具有薄翼区域54的腿区，接合线连接到该腿区。薄翼区域54限定了连接区域和被放置在由盖板限定的气腔内部，因此在盖板内侧的焊接层12c的材料可以再一次到薄翼区域外部的区域以提供锚并控制流量。以这种方式，在薄翼区域54和腔体的边缘之间限定间隔56。

薄翼区域因而在盖板下面没有材料，当然连接需要跨过盖板到达外部终端。耦合部件58连接在薄翼区域54的端部和封装外部的连接端之间。

薄翼区域54(其定义了连接区域)和耦合部分58从而限定了L形的单元。

在图6(b)中，薄翼区域54是“L”形，其具有第一部分54a，第一部分54a与局部盖板周边平行(这定义了连接区域)和第二返回部分54b，第二返回部分54b沿着与盖板边缘垂直的方向延伸。第二返回部分54b延伸到所述盖板下方的区域，以提供盖板的支撑。该L形薄翼区域54a、54b和耦合部分58一起限定了C形的单元。

在这些设计中，狭槽或间隔可以被策略性地只放置于集中了高应力的引线上，或者所有的引线可以以这种方式设计。例如，离封装的每一个角最近的一个或两个引线可以提供狭槽或间隔的设计。

狭槽设计增加了陶瓷层的表面面积，在其下方是暴露的，并降低了引线框金属(如金)的表面面积，执行锁定机制，以提高黏附力。该狭槽设计也可以作为坝，该坝防止环氧树脂流到达引线上的内部电气互连。

在上面的例子中，连接区域包括引线的细长部分，该细长部分平行于局部盖板形状。因此，引线只需要投射少量进入气腔，留下大部分用于组件的容纳。

本领域技术人员在实施本发明所保护的技术方案时，通过研究附图，公开内容和所附的权利要求可以理解和实现所披露的实施例的其它变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤。事实上，在不同的从属权利要求中记载的相互不同的特定手段并不表示这些手段的组合不能被有利地使用。在权利要求书中的任何附图标记不应当被解释为限制其范围。

Claims (9)

1.一种用于电气组件的气腔封装，其特征在于，所述封装包括基板(10)，第一组层(12a、14、12b)，所述第一组层(12a、14、12b)形成外壳，连接引线结构(16)，所述连接引线结构(16)形成于第一组层(12a、14、12b)上用于连接到该封装内的组件并且所述连接引线结构(16)在封装外部具有连接端，位于连接引线结构(16)上的焊接层(12c)和位于焊接层(12c)上的盖板(18)，其中盖板的内表面限定气腔的界线，

其中，所述连接引线结构包括至少一个连接引线，所述连接引线具有位于封装内的连接区域(53，54，54A)用于连接导线连接器(32)，其中没有连接引线材料的区域(50，52，56)被直接提供在连接区域(53，54，54a)和通过所述盖板(18)限定的气腔的相邻的外边缘之间。

2.根据权利要求1所述的封装，其特征在于，所述连接引线包括盖板下面和到达腔体内部的腿区(40)，该腿区平行于所述盖板的边缘的局部方向。

3.根据权利要求2所述的封装，其特征在于，所述腿区包括开口狭槽(50)，所述开口狭槽(50)平行于所述盖板的边缘的局部方向，而连接区域(53)到达狭槽(50)的侧面并面向腔体。

4.根据权利要求2所述的封装，其特征在于，所述腿区包括闭合狭槽(52)，所述封闭的槽(52)平行于所述盖板的边缘的局部方向，而连接区域(53)到达狭槽(50)的侧面并面向腔体。

5.根据权利要求2所述的封装，其特征在于，所述腿区包括平行于所述盖板的边缘的局部方向的连接区域(54)，和连接在连接区域(54)的端子和封装外部的连接端之间的耦合部分(58)。

6.根据权利要求5所述的封装，其特征在于，连接区域(54)和耦合部分(58)形成L形结构。

7.根据权利要求6所述的封装，其特征在于，所述封装包括返回部分(54b)，所述返回部分(54b)在不同于耦合部分(58)的连接区域(54a)的另一端，其中所述连接区域(54a)、连接部分(58)和返回部分(54b)形成C形结构。

8.根据前述任一权利要求所述的封装，其特征在于，焊接层(12c)是环氧树脂。

9.一种封装的组件，其特征在于，包括

根据前述任一权利要求所述的封装；

在气腔中的组件；以及

在连接引线的连接区域和组件之间的导线连接器(32)。