CN106257652A - 封装模块 - Google Patents

Abstract

一种封装模块，包含一电路基板、设置于电路基板上的一电子元件、设置于电子元件的至少一侧的一支架，以及一胶体。支架与电子元件之间形成一间隙，胶体包含覆盖电路基板的至少一部分的一第一部分，以及填充于间隙的至少一部分的一第二部分，第一部分相对于电路基板具有一第一高度，第二部分相对于电路基板具有一第二高度，其中第二高度大于第一高度。

Description

封装模块

技术领域

本发明是关于一种封装模块，且特别是关于一种可节省胶体使用量的封装模块。

背景技术

高效率、高密度以及高可靠性一直是现今电子装置的发展趋势，以达到节能、降低成本、以及良好的使用寿命的目的。举例而言，集成功率模组(Integrated Power Module,IPM)，将多个半导体器件集成在一个器件封装里，为提升封装内的空间利用率提供了可能。

在封装时，往往需要在外壳内填入保护胶以电性隔离内部的电子元件并保护电子元件上的焊线或是端子。由于电子元件的间往往存在有高度差，为了确实达到电性隔离的目的，保护胶的高度需覆盖最高的电子元件，因此，容易造成其他部分的电子元件上的保护胶过厚，导致成本增加。

发明内容

本发明提供了一种封装模块，通过在电子元件的至少一侧设置支架，以达到局部增高胶体的目的。

本发明的一实施方式提供了一种封装模块，包含一电路基板、设置于电路基板上的一电子元件、设置于电子元件的至少一侧的一支架，以及一胶体。支架与电子元件之间形成一间隙，胶体包含覆盖电路基板的至少一部分的一第一部分，以及填充于间隙的至少一部分的一第二部分，第一部分相对于电路基板具有一第一高度，第二部分相对于电路基板具有一第二高度，其中第二高度大于第一高度。

于一或多个实施例中，支架的底端与电路基板之间的距离不大于第一高度。

于一或多个实施例中，封装模块还具有一外壳，电子元件、支架与胶体位于外壳内。

于一或多个实施例中，外壳具有一灌胶口，灌胶口于电路基板的垂直投影与电子元件重叠，且支架的底端与电路基板之间的距离大于第一高度。

于一或多个实施例中，支架与外壳或电路基板连接。

于一或多个实施例中，支架包含一竖直部，竖直部与电子元件形成间隙的至少一部分。

于一或多个实施例中，支架还包含至少一凸出物连接于竖直部，凸出物与电子元件形成间隙的至少一部分。

于一或多个实施例中，凸出物可为凸条、凸柱、凸块或凸点。

于一或多个实施例中，竖直部具有至少一通洞。

于一或多个实施例中，支架包含一横向部，横向部与电子元件形成间隙的至少一部分。

于一或多个实施例中，支架还包含至少一凸出物连接于横向部，凸出物与电子元件形成间隙的至少一部分。

于一或多个实施例中，支架具有匹配电子元件的表面的形状，以形成间隙。

于一或多个实施例中，电子元件为电容、电阻、电感、芯片、变压器、开关管或绑定线，胶体为有机硅凝胶或环氧树脂。

于一或多个实施例中，间隙的最小距离不大于2毫米。

本发明的另一实施方式为前述的封装模块的封装方法，包含将电子元件设置于电路基板，将支架设置于电子元件的至少一侧，以在支架与电子元件之间形成间隙，以及填入胶体，使部分的胶体覆盖电路基板的至少一部分而作为第一部分，以及使部分的胶体填充于间隙的至少一部分而作为第二部分。

于一或多个实施例中，胶体灌注于电路基板上并利用毛细作用由该间隙的底部进入该间隙。

于一或多个实施例中，胶体灌注于该电子元件上，并流经间隙而覆盖于电路基板上。

此种外壳封装形式的封装模块可通过在电子元件的至少一侧设置支架，并让胶体填补于支架与电子元件之间的间隙，以达到让覆盖电子元件的胶体的高度局部高于其他部分的胶体，如覆盖于电路基板上的胶体的高度，以达到节约胶体用量的目的。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1至图5为本发明的封装模块不同实施例的剖面示意图。

图6A与图6B分别为本发明的封装模块一实施例中支架固定于电路基板的正视图与侧视图。

图7为本发明的封装模块另一实施例的剖面示意图。

图8A与图8B分别为本发明的封装模块又一实施例的局部侧视图与局部俯视图。

图9A与图9B分别为本发明的封装模块又一实施例的局部侧视图与局部俯视图。

图10A与图10B分别为本发明的封装模块又一实施例的局部侧视图与局部俯视图。

图11为本发明的封装模块又一实施例的局部剖面示意图。

图12为本发明的封装模块又一实施例的局部放大图。

图13至图17分别绘示本发明的封装模块不同实施例中的支架的示意图。

【符号说明】

100：封装模块

110：电路基板

120：电子元件

122：密封区

130、130’：支架

131：竖直部

132：开口

133：横向部

134：凸缘

135：凸出物

136：片体

137：通洞

138：柱体

140：胶体

142：第一部分

144：第二部分

150：外壳

152：穿孔

154：灌胶口

158：凹槽

160：引脚

170：粘接胶

d1、d2、d3、d4：距离

h1：第一高度

h2：第二高度

g：间隙

具体实施方式

以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

参照图1，其为本发明的封装模块一实施例的剖面示意图。封装模块100中包含有电路基板110、设置于电路基板110上的电子元件120、设置于电子元件120的至少一侧的支架130，以及胶体140。支架130与电子元件120之间形成有间隙g，胶体140包含有覆盖于电路基板110的至少一部分的第一部分142以及填充于间隙g的至少一部分的第二部分144，其中第一部分142相对于电路基板110具有第一高度h1，第二部分144相对于电路基板110具有第二高度h2，且第二高度h2大于第一高度h1。

更具体地说，部分的胶体140的厚度(高度)，如第二部分144的厚度，会大于另一部分的胶体140的厚度，如第一部分142的厚度，以通过支架130让胶体140的厚度在电子元件120的位置局部性地增厚，达到节省胶体140的用量的目的。通过毛细现象，可较为容易地实现胶体140在电子元件120的位置局部性地增厚。

封装模块100为一种外壳封装类型的封装模块，其具有外壳150，组装于电路基板110上，而电子元件120与支架130则是位于外壳150内，胶体140则是注入外壳150内，以覆盖于电路基板110以及填充于间隙g。

电子元件120与引脚160可以通过焊料焊接的方式固定于电路基板110。覆盖于电路基板110上的胶体140可以保护引脚160与电子元件120和电路基板110之间的连接。

电子元件120包含有多个密封区122，该些密封区122可以是用于电性连接的区域，以待胶体140密封。电子元件120可以通过密封区122与电路基板110利用焊料连接。电子元件120可为电容、电阻、电感、芯片、变压器、开关管或绑定线等，但本发明并不以此为限。电子元件120的密封区122的位置可位于电子元件120的底面、侧面、顶面或其组合，密封区122的数量可为一或多个。本实施例中，每个电子元件120中的密封区122的数量可以为两个，两密封区122的位置大致上位于电子元件120的相对两侧，且密封区122从电子元件的侧面向底面与顶面延伸。

胶体140较佳为包覆电子元件120上的密封区122，胶体140除了提供电性隔离的功效之外，更可以隔离水气，避免水气接触电子元件120的密封区122而损坏电子元件120。

外壳150上可以具有穿孔152，其中引脚160的一端可以为固定于电路基板110上，引脚160的另一端则可以是穿过穿孔152而外露于外壳150以与外部电路进行连接，但本发明并不以此为限。

外壳150上具有灌胶口154，胶体140则可以是经由灌胶口154填入外壳150中，胶体140可以为在被固化之前具有流动性的胶，例如有机硅凝胶或是环氧树脂等。

本实施例中，灌胶口154的位置可以不与电子元件120重叠，即灌胶口154于电路基板的垂直投影与电子元件不重叠，但本发明并不以此为限，如灌胶口154的位置可以与电子元件120重叠。胶体140可以覆盖于电路基板110上而形成第一部分142。第一部分142的第一高度h1可以大于支架130的底端，以让具有流动性的胶体140通过毛细作用而从间隙g的底部向上攀升而填充间隙g形成第二部分144。如此一来，便可以让胶体140覆盖电子元件120的密封区122，形成胶体140的第二部分144，第二部分144具有较高的高度(如第二高度h2)，而第一部分142具有较低的高度(如第一高度h1)，借以达到节约胶体140的用量的目的。

参照图2，其为本发明的封装模块另一实施例的剖面示意图。本实施例与前一实施例的差别在于，本实施例中，外壳150上的灌胶口154的位置与电子元件120重叠，亦即灌胶口154于电路基板110的垂直投影与电子元件120重叠。此时，胶体140由灌胶口154进入外壳150的后，会由电子元件120以及支架130的顶端向下流动而覆盖于电路基板110。支架130可以在电子元件120的上方处具有开口132，胶体140可经由开口132进入支架130与电子元件120之间的间隙g，但本发明并不以此为限。支架130外部的多余的胶体140会因重力而向下流动。支架130内部的胶体140，即间隙g内的胶体140的第二部分144，则会因为表面张力而保留于间隙g中。

如此一来，支架130的底端便可以高于胶体140的第一部分142，如图2所示，或是支架130的底端可以位于胶体140的第一部分142中，如图1所示。

而为了达到让胶体140利用毛细作用从间隙g的底部向上爬升以填充于间隙g，或是让胶体140在通过间隙g时因为表面张力而保留于间隙g的目的，间隙g的距离，即支架130与电子元件120之间的距离可以经过设计获得。在一实施例中，间隙g的最小距离较佳为不大于2毫米，例如为0.5毫米、1毫米、1.5毫米等，但本发明并不以此为限。

接着，参照图3，其为本发明的封装模块又一实施例的剖面示意图。本实施例与第二实施例的差别包含，本实施例中的支架130与外壳150连接。支架130与外壳150的材料可以均为塑胶，但本发明并不以此为限。支架130与外壳150可以利用如射出成形的方式一体成形地制作而成，而支架130的位置与尺寸可以根据封装模块100上的电子元件120的分布而定，本发明并不以此为限。

在其他的实施例中，支架130亦可以通过其他合适的方式组合于外壳150上。如图4所示，支架130与外壳150之间可以通过卡合的方式结合。具体而言，外壳150顶部的内壁可以具有凹槽158，支架130具有对应于凹槽158的凸缘134，通过将凸缘134与凹槽158卡合，便可以将支架130结合于外壳150上。

或者，如图5所示，支架130与外壳150之间亦可以通过粘接胶170粘接，此时外壳150上较佳为具有对位标记，以便于将支架130组合于正确的位置上。

于其他的实施例中，支架130亦可以固定于例如电路基板110上，如图6A与图6B所示，其中图6A为支架130固定于电路基板110的正视图，图6B为支架130固定于电路基板110的侧视图。支架130可以利用粘接胶170固定于电路基板110上。支架130可以在电子元件120(见图1)的顶部处可以具有开口132，以便于胶体从开口灌入支架130与电子元件(图未示)之间的间隙，或者，支架130的侧壁可以具有通洞137，以让胶体从通洞137的进入支架130与电子元件之间的间隙而利用毛细作用爬升填补间隙，但本发明并不以此为限。

综上所述，支架130可以通过一体成型、粘接胶粘接、结构卡合或是螺丝锁固等多种方式组合于外壳150，或是电路基板110，或是外壳150以及电路基板110上。支架130可以具有不同的外形，能实现功能即可。于其他的实施方式中，支架130也不限定于与外壳150或电路基板110连接，只要能固定支架130即可。

参照图7，其为本发明的封装模块又一实施例的剖面示意图。在部分的实施例中，可能会有两电子元件120紧邻设置于电路基板110上的状况，在此种空间受限制的状况下，此两相邻的电子元件120可以共用支架，如T字形的支架130’于两电子元件120之间。电子元件120间的距离若进一步减小，亦可直接利用电子元件120间形成的间隙。换言之，一实施例中，可以只于相邻两电子元件120的一侧(如外侧)设置支架，例如为L形的支架130，另一侧(如相邻两电子元件120的内侧)则可以是T字形的支架130’，或不设置支架。

参照图8A与图8B，其分别为本发明的封装模块又一实施例的局部侧视图与局部俯视图。于部分的实施例中，一或多个电子元件120的密封区122可以位于电子元件120的顶面(即相对于电路基板平行的表面)。支架130可以与电子元件120的顶面之间形成间隙g，且胶体140填补此间隙g。为了让密封区122完整地被胶体140所包覆，支架130的侧面较佳为超出电子元件120的侧面一段距离d1，此距离d1，举例而言可以大于0.2毫米，以确保电子元件120顶面的密封区122完全被胶体140覆盖，但本发明并不以此为限。

于其他的实施例中，支架130可为不连续的结构，例如，支架130可由多个片体136共同组合而成，如图9A与图9B所示，电子元件120的顶面具有密封区122，片体136可平行排列于电子元件120的顶面，并例如通过外壳而固定于电子元件120上方，但本发明并不以此为限，如亦可位于电子元件120的其他面。片体136与电子元件120之间同样形成间隙g，胶体140则是填充于间隙g。而为了让密封区122被胶体140完全覆盖，相邻的片体136之间的距离d2较佳为小于1.5毫米，以确保胶体140在相邻两片体136的中心点处仍能包覆密封区122，以提供电性隔离以及保护的功效，但本发明并不以此为限。同样地，支架130的外缘较佳亦为超出电子元件120的外缘预定的距离d1，但本发明并不以此为限。

于其他的实施例中，支架130的形式不限于块状或是片状，例如图10A与图10B所示，支架130可包含多个柱体138，为了让柱体138之间的胶体140覆盖密封区122，柱体138之间的距离d2较佳为不大于1.5毫米，但本发明并不以此为限。柱体138的截面形状可以为方形、圆形或是其他形状。支架130的外缘可以超于电子元件120的外缘预定的距离d1，但本发明并不以此为限。

接着，请参照图11，其为本发明的封装模块一实施例的局部剖面示意图。电子元件120的密封区122分布在电子元件120的两侧，且部分的密封区122位于电子元件120的底面与顶面。支架130的外缘可以超出电子元件120顶面的密封区122外缘一距离d3，距离d3例如至少为0.2毫米，以让填补在支架130与电子元件120之间的间隙g的胶体140覆盖位于电子元件120顶面的密封区122。

支架130的底端可以埋入胶体140内或是暴露于胶体140。若是支架130的底端暴露于胶体140，则支架130的底端与其下方的胶体140之间的距离d4较佳为不大于1毫米，以让胶体140可以利用胶体140与电子元件120侧壁之间的附着力进入间隙g，而后利用毛细现象向上爬升而填满间隙g，确保密封区122的侧面亦被胶体140所包覆，但本发明并不以此为限。

接着，请参照图12，其为本发明的封装模块又一实施例的局部放大图。支架130的形状为匹配于电子元件120的表面的形状，以在支架130与电子元件120之间形成间隙g。举例而言，若是电子元件120的表面如图12所示为不规则形状，则其对应的支架130的形状可以为互补的不规则形状。

接着参照图13，支架130可为倒L形的支架，其可以位于电子元件120的一侧。支架130可以具有相连的竖直部131以及横向部133，竖直部131与横向部133之间的夹角约为90度，但不限于90度。竖直部131以及横向部133与电子元件120之间分别形成间隙g的一部分。竖直部131与横向部133可以为一体成形的绝缘材料。但本发明并不以此为限，例如，竖直部131与横向部133亦可以是由不连续的材料构成，例如图9A至图10B所示。

竖直部131与横向部133可以皆为平板，如图13所示，竖直部131与横向部133分别以平面面向电子元件120。

或者，于其他的实施例中，如图14所示，支架130还包含有连接于竖直部131内表面的凸出物135，凸出物135可与竖直部131一体成形地制作，且凸出物135与电子元件120之间亦形成间隙g的至少一部分。凸出物135可以为凸条、凸柱、凸块或是凸点等，此时，间隙g的最小距离可以出现在凸出物135与电子元件120之间，间隙g的最小距离较佳为不大于1毫米，但本发明并不以此为限。于其他的实施例中，凸出物135亦可以设置在支架130的横向部133上，如图15所示。

又或者，支架130的竖直部131上可具有通洞137，如图16所示，以减少支架130本身所需要的材料。通洞137的尺寸以及其所占竖直部131的比例可以控制在一定的范围内，以确保在电子元件120上的密封区不会外露于胶体。而在其他的实施例中，支架130可以由多个L形的片体136所组成，如图17所示，每一个片体136包含有相连或相近的竖直部131以及横向部133，而相邻的两片体136之间的距离d2较佳为不大于1.5毫米，但本发明并不以此为限。

综上所述，本发明提供了一种外壳封装形式的封装模块，其可通过在电子元件的至少一侧设置支架，并让胶体填补于支架与电子元件之间的间隙，以达到让覆盖电子元件的胶体的高度局部高于其他部分的胶体，如覆盖于电路基板上的胶体的高度，以达到节约胶体用量的目的。

虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求请求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种封装模块，包含：

一电路基板；

一电子元件，设置于该电路基板上；

一支架，设置于该电子元件的至少一侧，且该支架与该电子元件之间形成一间隙；以及

一胶体，包含覆盖该电路基板的至少一部分的一第一部分，以及填充于该间隙的至少一部分的一第二部分，该第一部分相对于该电路基板具有一第一高度，该第二部分相对于该电路基板具有一第二高度，其中该第二高度大于该第一高度。

2.如权利要求1所述的封装模块，其中该支架的底端与该电路基板之间的距离不大于该第一高度。

3.如权利要求1所述的封装模块，还包含一外壳，该电子元件、该支架与该胶体位于该外壳内。

4.如权利要求3所述的封装模块，其中该外壳具有一灌胶口，该灌胶口于该电路基板的垂直投影与该电子元件重叠，且该支架的底端与该电路基板之间的距离大于该第一高度。

5.如权利要求3所述的封装模块，其中该支架与该外壳或该电路基板连接。

6.如权利要求1所述的封装模块，其中该支架包含一竖直部，该竖直部与该电子元件形成该间隙的至少一部分。

7.如权利要求6所述的封装模块，还包含至少一凸出物连接于该竖直部，该凸出物与该电子元件形成该间隙的至少一部分。

8.如权利要求7所述的封装模块，其中该凸出物为凸条、凸柱、凸块或凸点。

9.如权利要求6所述的封装模块，其中该竖直部具有至少一通洞。

10.如权利要求1所述的封装模块，其中该支架包含一横向部，该横向部与该电子元件形成该间隙的至少一部分。

11.如权利要求10所述的封装模块，还包含至少一凸出物连接于该横向部，该凸出物与该电子元件形成该间隙的至少一部分。

12.如权利要求1所述的封装模块，其中该支架具有匹配该电子元件的表面的形状，以形成该间隙。

13.如权利要求1所述的封装模块，其中该电子元件为电容、电阻、电感、芯片、变压器、开关管或绑定线，该胶体为有机硅凝胶或环氧树脂。

14.如权利要求1所述的封装模块，其中该间隙的最小距离不大于2毫米。

15.一种如权利要求1-14的任一项所述的封装模块的封装方法，包含：

将该电子元件设置于该电路基板；

将该支架设置于该电子元件的至少一侧，以在该支架与该电子元件之间形成该间隙；以及

填入该胶体，使部分的该胶体覆盖该电路基板的至少一部分而作为该第一部分，以及使部分的该胶体填充于该间隙的至少一部分而作为该第二部分。

16.如权利要求15所述的封装模块的封装方法，其中该胶体灌注于该电路基板上并利用毛细作用由该间隙的底部进入该间隙。

17.如权利要求15所述的封装模块的封装方法，其中该胶体灌注于该电子元件上，并流经该间隙而覆盖于该电路基板上。