CN115939090A - 一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构及其封装方法。本发明将芯片上的第一焊盘与印制电路板或者基板上的第二焊盘直接通过焊锡连接，构建了一种直连型封装结构。本发明相对于传统的引线键合的封装方式，能够大幅度减少寄生电感、寄生电阻，提高传输效率及工作频率，从而应用于大电流电源芯片的封装；相对于倒装芯片封装方式，加工简单、加工成本大幅度降低。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构及其封装方法。
背景技术
电源芯片的设计正往大电流、高频率的方向发展。传统的封装方式(COB封装)为利用导电胶或绝缘胶将芯片粘连在基板上，用引线键合实现电气连接。
但是引线存在很大的寄生电感和寄生电阻。一方面，引线的粗细和长度会限制引线的过流能力。另一方面，在大电流的情况下，寄生电阻会带来不可忽略的功耗，降低效率。再者，在工作频率比较高时，快速变化的电流会使寄生电感两端的电压快速跳变，有可能有几伏的电压波动，对芯片内部电路带来干扰甚至烧毁。如何减少寄生电阻和寄生电感是设计高频、大电流电源芯片的关键问题。
发明内容
本发明提供了一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构及其封装方法，通过设置印制电路板或基板上焊盘与芯片上的焊盘在位置上一致，利用焊锡将芯片上的焊盘与印制电路板或基板上的焊盘直接贴合焊接，实现电气连接，不再使用引线键合，大大减少寄生参数、提高过流能力、加工简单、成本较低。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构，包括设置有若干个第一焊盘的芯片和设置在芯片下方的芯片承载板；所述芯片的第一焊盘设置在芯片与芯片承载板贴合一侧的表面上；所述芯片承载板与芯片贴合一侧的表面上设置有与芯片的第一焊盘在位置上一一对应的第二焊盘，所述芯片上的第一焊盘和芯片承载板上的第二焊盘通过焊锡直接实现电气连接。
作为本发明优选，所述的芯片承载板为印制电路板或基板。
本发明还提供一种所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，包括以下步骤：
1)根据具体电路要求，在芯片上设置若干个具有一定大小的第一焊盘；
2)在芯片承载板的表面加工设计与芯片上的第一焊盘在位置上相对应的第二焊盘，使芯片承载板上的第二焊盘与芯片上的第一焊盘可以对应贴合；
3)按照芯片上的第一焊盘以及芯片承载板上的第二焊盘位置，将芯片贴合在芯片承载板的表面，并通过焊锡直接将芯片承载板上的第二焊盘与芯片上的第一焊盘进行焊接。
作为本发明的优选方案，步骤1)中芯片上的第一焊盘大小大于等于120um*120um。芯片上的两个不同电位的第一焊盘中心之间的距离大于等于240um。芯片上的两个不同电位的第一焊盘边缘之间的距离大于等于120um。
作为本发明的优选方案，步骤2)中芯片承载板上第二焊盘的大小大于等于芯片上对应的第一焊盘的大小。芯片承载板上两个不同电位的第二焊盘中心到中心之间的距离大于等于240um。芯片承载板上两个不同电位的第二焊盘边缘到边缘之间的距离大于等于120um。
基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明芯片上的第一焊盘与印制电路板或基板上的第二焊盘直接通过焊锡连接，相对于传统的引线键合的封装方式，能够大幅度减少寄生电感、寄生电阻，大幅度提高过流能力，从而提高传输效率及工作频率，更加适用于大电流电源芯片的封装；倒装芯片封装方式在芯片的第一焊盘上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合，寄生参数小、封装密度性能好。但是沉积锡铅球成本很高、有一定的加工难度等。相对来说，本发明有加工简单、生产周期短、加工成本大幅度降低等优势。
附图说明
图1为传统利用引线键合实现的COB封装结构的剖面图；
图2为本发明一实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的立体图；
图3为本发明一实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的剖面图；
图4为本发明一实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构剖面；
图5为本发明一实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构剖面图。
图中：1、表示芯片；2、芯片承载板；3、第一焊盘；4、第二焊盘；5、焊锡；6、金属丝。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。所述实施例仅是本公开内容的示范且不圈定限制范围。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
图2为本发明一实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的立体图，包括设置有若干个第一焊盘的芯片；设置有若干个第二焊盘的印制电路板或基板；印制电路板或基板上的第二焊盘需要与芯片上的第一焊盘在位置上一致；所述芯片内的第一焊盘和印制电路板或基板的第二焊盘通过焊锡直接实现电气连接。
在本发明中，第一焊盘和第二焊盘大小是可以不同的,只要满足最小的大小要求；如果第一焊盘或第二焊盘不同焊盘表示同一个电位,那么它们可以不用满足距离要求
为了更加清楚地描述本发明应用于大电流电源芯片的直连型封装结构，还提供了一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，包括以下步骤：
1)根据具体电路要求，在芯片上设置若干个具有一定大小的第一焊盘；
2)在印制电路板或基板的表面加工设计与芯片上的第一焊盘在位置上相对应的第二焊盘，使印制电路板或基板上的第二焊盘与芯片上的第一焊盘可以对应贴合；
3)按照芯片、印制电路板或基板上的第二焊盘位置，将芯片贴合在印制电路板或基板的表面，并通过焊锡直接将印制电路板或基板上的第二焊盘与芯片上的第一焊盘进行焊接。
图3为图2一实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的剖面图，通过焊锡将芯片上的第一焊盘和印制电路板或基板上的第二焊盘一一对应贴合焊接，实现电气连接。
图4为实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的剖面图之一，包括芯片上的四个第一焊盘，四个第一焊盘的电位互不相同。按照相应的加工要求，本实施例芯片上的第一焊盘的大小a1*a1为120um*120um，两个不同电位的第一焊盘中心到中心之间的距离b1为240um，两个不同电位的第一焊盘边缘到边缘之间的距离c1为120um。
图5为实施例的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的剖面图之一，包括印制电路板或基板上的四个第二焊盘，四个第二焊盘的电位互不相同。为了与芯片上的焊盘更好地贴合，印制电路板或基板上第二焊盘的大小应大于等于芯片上对应的第一焊盘的大小。按照相应的加工要求，本实施例芯片上的第一焊盘的大小a2*a2为140um*140um，两个不同电位的第一焊盘中心到中心之间的距离b2为260um，两个不同电位的焊盘边缘到边缘之间的距离c2为120um。
现以图2所示实施例为例，说明本发明的益处。传统的封装方式，如图1所示，传统的封装方式利用金属线实现芯片上的第一焊盘和印制电路板上的第二焊盘之间的电气连接。但是金属线上存在寄生电阻及寄生电感，金属线上的寄生参数与其自身的材质、长度、粗细密切相关。上述的寄生参数限制了电源芯片的效率、工作频率。金属线的粗细与其过流能力密切相关，这一因素将限制电源芯片的电流大小。通过设置印制电路板或基板上的第二焊盘与芯片上的第一焊盘在位置上一致，利用焊锡将芯片上的第一焊盘和印制电路板或基板上的第二焊盘一一贴合焊接，实现电气连接，能够大幅减少寄生电阻及寄生电感，从而更加适用于大电流的电源芯片封装。而相对于寄生参数小、过流能力强的倒装芯片封装方式，本发明有加工简单、生产周期短、加工成本大幅度降低等优势。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构，其特征在于，包括设置有若干个第一焊盘的芯片和设置在芯片下方的芯片承载板；所述芯片的第一焊盘设置在芯片与芯片承载板贴合一侧的表面上；所述芯片承载板与芯片贴合一侧的表面上设置有与芯片的第一焊盘在位置上一一对应的第二焊盘，所述芯片上的第一焊盘和芯片承载板上的第二焊盘通过焊锡直接实现电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构，其特征在于，所述的芯片承载板为印制电路板或基板。
3.一种如权利要求1所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)根据具体电路要求，在芯片上设置若干个具有一定大小的第一焊盘；
2)在芯片承载板的表面加工设计与芯片上的第一焊盘在位置上相对应的第二焊盘，使芯片承载板上的第二焊盘与芯片上的第一焊盘能够直接对应贴合；
3)按照芯片上的第一焊盘以及芯片承载板上的第二焊盘位置，将芯片贴合在芯片承载板的表面，并通过焊锡直接将芯片承载板上的第二焊盘与芯片上的第一焊盘进行焊接。
4.根据权利要求3所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，其特征在于，步骤1)中芯片上的第一焊盘大小大于等于120um*120um。
5.根据权利要求3所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，其特征在于，步骤1)中芯片上的两个不同电位的第一焊盘中心之间的距离大于等于240um。
6.根据权利要求3所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，其特征在于，步骤1)中芯片上的两个不同电位的第一焊盘边缘之间的距离大于等于120um。
7.根据权利要求3所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，其特征在于，步骤2)中芯片承载板上第二焊盘的大小大于等于芯片上对应的焊盘的大小。
8.根据权利要求3所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，其特征在于，步骤2)中芯片承载板上两个不同电位的第二焊盘中心到中心之间的距离大于等于240um。
9.根据权利要求3所述的应用于大电流电源芯片的直连型封装结构的封装方法，其特征在于，步骤2)中芯片承载板上两个不同电位的第二焊盘边缘到边缘之间的距离大于等于120um。
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| CN202211613526.8A CN115939090A (zh) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | 一种应用于大电流电源芯片的直连型封装结构及其封装方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116544127A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-04 | 赛晶亚太半导体科技(浙江)有限公司 | 一种具有大电流的功率器件的制备方法及连接结构 |
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2022
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| CN116544127A (zh) * | 2023-07-07 | 2023-08-04 | 赛晶亚太半导体科技(浙江)有限公司 | 一种具有大电流的功率器件的制备方法及连接结构 |
| CN116544127B (zh) * | 2023-07-07 | 2023-09-22 | 赛晶亚太半导体科技(浙江)有限公司 | 一种具有大电流的功率器件的制备方法及连接结构 |
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