CN114760756B - 高频集成封装模块及其封装方法 - Google Patents

Abstract

一种高频集成封装模块及其封装方法，模块包括TO‑220/TO‑263框架，其一面设有一粘片区，另一面的平面层作为公共地；PCB板，其背面为公共地连接层，背面粘接于粘片区，粘片区与框架的中间引脚导通；PCB板上焊有第一IC、第二IC、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容。封装方法包括回流焊、划片、清洗、粘片、焊线、塑封、后固化、电镀、打印、冲筋、测试等步骤。本申请通过TO‑220/TO‑263封装形式内焊一个封装有两个IC和多个电阻电容的PCB板，获得高度集成的高频封装模块，通过一个TO‑220/TO‑263封装模块即可实现高频信号的保真输出，极大缩小了实现高频模块功能所需器件体积。

Description

高频集成封装模块及其封装方法

技术领域

本申请涉及集成电路技术，尤其涉及一种高频集成封装模块及其封装方法。

背景技术

现有的，在通讯器件中，要实现某些射频通信功能，需要采用多个独立封装的元器件组合才能实现，比如在5G通信基站中，需要高频信号的产生，目前的实现方式需要分别采购不同的器件，且这些器件体积均较大，造成了在应用时的布局麻烦，使得整体实现功能时的器件总体所占的体积庞大，不利于通讯器件在小型化微型化方面的发展。因此，有必要进行改进。

发明内容

为了解决上述现有技术缺陷，本申请提供一种高频集成封装模块及其封装方法，通过TO-220/TO-263封装形式内焊一个封装有两个IC和多个电阻电容的PCB板，获得高度集成的高频封装模块，通过一个TO-220/TO-263封装模块即可实现高频信号的保真输出，极大地缩小了实现高频模块功能所需器件体积。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种高频集成封装模块，以TO-220/TO-263形式封装于一体，模块包括：

TO型框架，为TO-220/TO-263框架，其一面设有一粘片区，另一面的平面层作为所述模块的公共地；

PCB板，其背面为公共地连接层，背面直接粘接于所述粘片区，所述粘片区与所述TO型框架的中间引脚导通；

其中，所述PCB板上设有第一IC、第二IC、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容；

第一IC为控制芯片，用于控制所述模块的工作，其控制端输出引脚A连接第二电阻一端，控制端输出引脚B连接第二电阻另一端，输出引脚C连接第一电容一端，输入引脚E和输入引脚F连接TO型框架的左侧引脚，输入引脚G悬空或连接公共地连接层，用于作为第一IC的公共地端；

第二IC为射频芯片，用于产生高频信号，其输入引脚H连接第一电阻一端，第一电阻另一端连接到第二电阻一端，第二IC的输入引脚G连接第一电容另一端，输出引脚I连接第二电容一端以及TO型框架的右侧引脚，第二电容另一端连接到公共地连接层，用于消除杂波对输出高频信号的干扰。

一种高频集成封装模块的封装方法，包括如下步骤：

S100，通过回流焊方式将第一IC、第二IC、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容设置于大块的电路板；

S200，对大块的电路板进行划片，获得多个所述PCB板；

S300，对PCB板表面进行清洗；

S400，粘片，将PCB板设置于引线框架上，这里所指的引线框架上阵列排布有多个TO型框架，引线框架上的各个TO型框架的粘片区分别对应粘接一个PCB板；

S500，进行焊线，对于每个PCB板和对应的TO型框架，利用引线键合方式通过键合引线将输入引脚E和输入引脚F的连接处与TO型框架的左侧引脚连接，将输出引脚I与TO型框架的右侧引脚连接；

S600，对引线框架进行塑封，将PCB板及其所在区域的TO型框架塑封到塑封体内；

S700，进行后固化、电镀，然后在塑封体上打印标识；

S800，对引线框架进行冲筋，将各个TO型框架分离，得到高频集成封装模块；

S900，进行电性能测试和外观检验，合格后进行包装。

本发明有益效果在于：

1、通过TO-220/TO-263封装形式内焊一个封装有两个IC和多个电阻电容的PCB板，获得高度集成的高频封装模块，通过一个TO-220/TO-263封装模块即可实现高频信号的保真输出，极大地缩小了实现高频模块功能所需器件体积；

2、可以在划片步骤中对正面的贴片器件进行保护，防止划片中的飞溅废屑对贴片器件造成损伤；同时，也方便对整板的多个PCB板进行转移以便于清洗，提高转移及清洗效率。

附图说明

图1是本申请实施例的高频集成封装模块结构示意图；

图2是本申请实施例的TO型框架结构示意图；

图3是本申请实施例的电路连接关系图；

图4是本申请实施例的PCB板示例图；

图5是本申请实施例的高频集成封装模块示例图；

图6是本申请实施例的粘贴膜上料去除装置立体图；

图7是本申请实施例的粘贴膜上料去除装置侧视图；

附图标记说明：TO型框架-1、粘片区-11、PCB板-2、第一IC-3、第二IC-4、键合引线-5、第一电阻-R1、第二电阻-R2、第一电容-C1、第二电容-C2、左侧引脚-A1、中间引脚-A2、右侧引脚-A3、基座-50、承载台-51、粘胶膜-52、气动夹手-53、直线机构-54、热风机-55、出风嘴-56。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请实施例的一个方面，提供一种高频集成封装模块，如图1~图3所示，以TO-220/TO-263形式封装于一体，模块包括TO型框架1、PCB板2、第一IC3、第二IC4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2。

TO型框架1为TO-220/TO-263框架，其一面设有一粘片区11，另一面的平面层作为所述模块的公共地；PCB板2背面为公共地连接层，背面直接粘接于所述粘片区11，所述粘片区11与所述TO型框架1的中间引脚A2导通。

第一IC 3、第二IC 4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2设在PCB板2上。

其中，第一IC3为控制芯片/MCU芯片，用于控制所述模块的工作，其控制端输出引脚A连接第二电阻R2一端，控制端输出引脚B连接第二电阻R2另一端，输出引脚C连接第一电容C1一端，输入引脚E和输入引脚F连接TO型框架1的左侧引脚A1，输入引脚G悬空或连接公共地连接层，用于作为第一IC3的公共地端。

其中，第二IC 4为射频芯片，用于产生高频信号，其输入引脚H连接第一电阻R1一端，第一电阻R1另一端连接到第二电阻R2一端，第二IC 4的输入引脚G连接第一电容C1另一端，输出引脚I连接第二电容C2一端以及TO型框架1的右侧引脚A3，第二电容C2另一端连接到公共地连接层，用于消除杂波对输出高频信号的干扰。

具体的，第一IC 3、第二IC 4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2均采用贴片器件，通过回流焊设置于PCB板2上。

具体的，第一IC 3与第二电阻R2、第一电容C1之间，第二IC 4与第一电阻R1、第一电容C1之间，第一电阻R1与第二电阻R2之间，第一IC 3的输入引脚G与公共地连接层之间，第二电容C2另一端与公共地连接层之间，均分别通过PCB板2上预制的线路连接导通。

具体的，输入引脚E和输入引脚F通过PCB板2上预制的线路连接在一起，并通过键合引线5连接TO型框架1的左侧引脚A1，输出引脚I通过键合引线5连接TO型框架1的右侧引脚A3。

本实例的高频封装模块的工作方式为：

信号从左侧引脚A1流入，使MCU芯片，即第一IC 3工作，通过第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1进行整流、滤波后，信号输入到射频芯片，即第二IC4，通过射频芯片的控制，得到需要的高频信号，并通过右侧引脚A3进行输出。中间引脚A2与TO型框架1载体相连，防止粘片区11对右侧引脚A3输出的高频信号有干扰，并通过第二电容C2滤波，从而实现高频信号的保真输出。

本申请实施例的另一个方面，提供一种高频集成封装模块的封装方法，用于封装实施例所述高频集成封装模块，包括如下步骤：

S100，通过回流焊方式将第一IC 3、第二IC 4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2设置于大块的电路板；大块的电路板上阵列排布有多个PCB板2，相邻PCB板2之间具有预划线，便于后续进行划片分离；

S200，对大块的电路板进行划片，获得多个所述PCB板2，如图4所示；

S300，对PCB板2表面进行清洗；

S400，粘片，将PCB板2设置于引线框架上，这里所指的引线框架上阵列排布有多个TO型框架1，引线框架上的各个TO型框架1的粘片区11分别对应粘接一个PCB板2；

S500，进行焊线，对于每个PCB板2和对应的TO型框架1，利用引线键合方式通过键合引线5将输入引脚E和输入引脚F的连接处与TO型框架1的左侧引脚A1连接，将输出引脚I与TO型框架1的右侧引脚A3连接；

S600，对引线框架进行塑封，将PCB板2及其所在区域的TO型框架1塑封到塑封体内；

S700，进行后固化、电镀，然后在塑封体上打印标识；

S800，对引线框架进行冲筋，将各个TO型框架1分离，得到如图5所示的高频集成封装模块；

S900，进行电性能测试和外观检验，合格后进行包装。

其中，在步骤S400的粘片时，可采用导热锡膏进行，在PCB板2背面和/或粘片区11涂覆导热锡膏，然后将PCB板2粘于粘片区11后，再在热风回流焊（IR Reflow）设备中完成回流固化。也可以采用导热银胶进行，在PCB板2背面和/或粘片区11涂覆导热银胶，然后将PCB板2粘于粘片区11后，在175℃的烘箱内进行固化。

作为一种优选的方式，在步骤S100和步骤S200之间还有步骤110，在电路板的正面和背面分别贴合一层保护膜，其中正面的保护膜的粘性远小背面的保护膜的粘性，从而通过正面的保护膜可以在划片过程中保护正面的贴片器件，背面的保护膜用于在划分分切后保持PCB板2粘附在一起；而后进行的步骤S200中，划片从电路板正面进行，划片仅划穿正面的保护膜及电路板，不伤及背面的保护膜，划片完成，从电路板上将各PCB板2分离，同时正面的保护膜也被分离，正面的保护膜阻挡了划片中飞溅的废屑，但此时各PCB板2仍然粘附于背面的保护膜上；而此时正面的保护膜也一并被分切，要将单个保护膜一一去除较为麻烦，可继续在电路板/各PCB板2正面再贴一层粘胶膜52，以使粘胶膜52与正面的保护膜粘结，而后通过去除粘胶膜52，将与粘胶膜52贴覆在一起的正面的保护膜全部一起去除。

然后，可将背面的保护膜一起去除，对单个PCB板2进行清洗；或者是保留背面的保护膜，方便进行整板清洗，在步骤S300完成清洗后，再将背面的保护膜去除。

通过上述优选的实施步骤，可以在划片步骤中对正面的贴片器件进行保护，防止划片中的飞溅废屑对贴片器件造成损伤；同时，也方便对整板的多个PCB板2进行转移以便于清洗，提高转移及清洗效率。

更进一步的优选方式，通过如图6~图7所示的粘胶膜上料去除装置完成粘胶膜的贴覆和去除，这里采用的粘胶膜上料去除装置包括基座50、设于基座50上的承载台51、设于基座50上且位于承载台51一端处的粘胶膜52卷筒、位于承载台51上方一定距离处的一对直线机构54、设于直线机构54移动端的气动夹手53、位于一对直线机构54之间的热风机55、热风机55的底面阵列设置有多个朝向承载台51的出风嘴56，两个直线机构54上的气动夹手53相对设置，用于从夹持粘胶膜52。这里直线机构54可以采用直线丝杠。粘胶膜52卷筒通过支架安装于基座50上。

应用时，在完成划片分切后，将背面的保护膜及粘附于其上各PCB板2一起转移到承载台51上，使背面的保护膜与承载台51接触；利用气动夹手53夹持粘胶膜52，并在直线机构54作用下，承载台51朝向粘胶膜52卷筒的一端向承载台51另一端移动，气动夹手53夹持高度略高于PCB板2，当粘胶膜52被拉出并且投影覆盖到一定区域的PCB板2时，对应区域上方的出风嘴56开启，对这些区域的粘胶膜52进行热风吹气，使粘胶膜52向下粘结于PCB板2表面，并与PCB板2上的正面保护膜相粘，随着气动夹手53的不断移动，不断开启对应的出风嘴56，直到气动夹手53到达另一端，所有的PCB板2上均被粘胶膜52粘附；当然也可以是，在气动夹手53先移动到另一端时，再统一开启所有的出风嘴56进行吹气，使粘胶膜52粘附到PCB板2；这里采用了热风，可以更快的粘结，并使粘胶膜52快速与正面保护膜粘结稳定；而后，将背面的保护膜进行固定，比如利用气动机构将其定位，也可以是人工按压背部的保护膜，使其保持与承载台51的贴合，然后利用直线机构54驱动气动夹手53反向运动，由于气动夹手53夹持高度略高于PCB板2，在反向运动中，粘胶膜52被斯起，同时一并将粘结的正面保护膜一起带起，直到运动到将粘胶膜52全部撕起，也就完成了正面保护膜的去除；而后，将此段粘胶膜52减掉。

通过这种方式进行操作，可以方便通过一次行程完成粘胶膜52向正面的保护膜的上料粘结，也方便通过一次返程完成粘胶膜52的去除和正面的保护膜的一并去除，提高了工作效率，方便操作人员工作。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种高频集成封装模块，其特征在于，所述模块以TO-220/TO-263形式封装于一体，所述模块包括：

TO型框架（1），为TO-220/TO-263框架，其一面设有一粘片区（11），另一面的平面层作为所述模块的公共地；

PCB板（2），其背面为公共地连接层，背面直接粘接于所述粘片区（11），所述粘片区（11）与所述TO型框架（1）的中间引脚（A2）导通；

其中，所述PCB板（2）上设有第一IC（3）、第二IC（4）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）；

第一IC（3）为控制芯片，用于控制所述模块的工作，其控制端输出引脚A连接第二电阻（R2）一端，控制端输出引脚B连接第二电阻（R2）另一端，输出引脚C连接第一电容（C1）一端，输入引脚E和输入引脚F连接TO型框架（1）的左侧引脚（A1），输入引脚G悬空或连接公共地连接层，用于作为第一IC（3）的公共地端；

第二IC（4）为射频芯片，用于产生高频信号，其输入引脚H连接第一电阻（R1）一端，第一电阻（R1）另一端连接到第二电阻（R2）一端，第二IC（4）的输入引脚G连接第一电容（C1）另一端，输出引脚I连接第二电容（C2）一端以及TO型框架（1）的右侧引脚（A3），第二电容（C2）另一端连接到公共地连接层，用于消除杂波对输出高频信号的干扰。

2.根据权利要求1所述的高频集成封装模块，其特征在于，所述第一IC（3）、第二IC（4）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）均采用贴片器件，通过回流焊设置于PCB板（2）上。

3.根据权利要求1所述的高频集成封装模块，其特征在于，第一IC（3）与第二电阻（R2）、第一电容（C1）之间，第二IC（4）与第一电阻（R1）、第一电容（C1）之间，第一电阻（R1）与第二电阻（R2）之间，第一IC（3）的输入引脚G与公共地连接层之间，第二电容（C2）另一端与公共地连接层之间，均是通过PCB板（2）上预制的线路连接导通。

4.根据权利要求1所述的高频集成封装模块，其特征在于，第一IC（3）的输入引脚E和输入引脚F通过PCB板（2）上预制的线路连接在一起，并通过键合引线（5）连接TO型框架（1）的左侧引脚（A1），第二IC（4）的输出引脚I通过键合引线（5）连接TO型框架（1）的右侧引脚（A3）。

5.一种高频集成封装模块的封装方法，用于封装如权利要求1~4中任意一项所述的高频集成封装模块，其特征在于，包括步骤：

S100，通过回流焊方式将第一IC（3）、第二IC（4）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）设置于大块的电路板；

S200，对大块的电路板进行划片，获得多个所述PCB板（2）；

S300，对PCB板（2）表面进行清洗；

S400，粘片，将PCB板（2）设置于引线框架上，引线框架上的各个TO型框架（1）的粘片区（11）分别对应粘接一个PCB板（2）；

S500，进行焊线，对于每个PCB板（2）和对应的TO型框架（1），利用引线键合方式通过键合引线（5）将第一IC（3）的输入引脚E和输入引脚F的连接处与TO型框架（1）的左侧引脚（A1）连接，将第二IC（4）的输出引脚I与TO型框架（1）的右侧引脚（A3）连接；

S600，对引线框架进行塑封，将PCB板（2）及其所在区域的TO型框架（1）塑封到塑封体内；

S700，进行后固化、电镀，然后在塑封体上打印标识；

S800，对引线框架进行冲筋，将各个TO型框架（1）分离；

S900，进行电性能测试和外观检验，合格后进行包装。

6.根据权利要求5所述的高频集成封装模块的封装方法，其特征在于，步骤S400的粘片，采用导热锡膏进行，在PCB板（2）背面和/或粘片区（11）涂覆导热锡膏，然后将PCB板（2）粘于粘片区（11）后，再在热风回流焊设备中完成回流固化。

7.根据权利要求5所述的高频集成封装模块的封装方法，其特征在于，步骤S400的粘片，采用导热银胶进行，在PCB板（2）背面和/或粘片区（11）涂覆导热银胶，然后将PCB板（2）粘于粘片区（11）后，在175℃的烘箱内进行固化。

8.根据权利要求5所述的高频集成封装模块的封装方法，其特征在于，在步骤S100和步骤S200之间还有步骤110，在电路板的正面和背面分别贴合一层保护膜；步骤S200中，划片从电路板正面进行，划片仅划穿正面的保护膜及电路板，而后继续在电路板正面再贴一层粘胶膜，以使粘胶膜与正面的保护膜粘结，而后通过去除粘胶膜，将正面的保护膜一起去除。

9.根据权利要求8所述的高频集成封装模块的封装方法，其特征在于，在步骤S300完成清洗后，再将背面的保护膜去除。

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