CN117855109A - 一种封装制备系统和封装制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种封装制备系统和封装制备方法，其中所述系统包括支撑装置，配置为支撑封装框架；推杆，配置为使所述封装框架沿水平方向相对所述支撑装置移动；挡杆，配置为阻止所述封装框架的移动；带有开孔的网状结构，所述开孔的位置与封装框架引脚的连接部分对准，配置为在涂覆导电导热胶水的过程中，利用所述开孔来限定所述封装框架的被刷胶的区域；刮刀，配置为沿网状结构的平面移动以去除所述网状结构表面的胶水，而保留所述开孔中的胶水。通过采用高导电导热的胶水作为电连接金属夹片与封装框架引脚的介质，使得封装框架引脚的连接部分的尺寸更小，从而预留了更多的空间或面积用于容纳芯片。
Description
技术领域
本发明涉及芯片封装技术领域，特别地涉及一种封装制备系统和封装制备方法。
背景技术
在对包括功率晶体管的芯片进行封装的时候，由于流经功率晶体管的电流较大，因此会产生较大的热量，因此散热对于这种类型的芯片及其封装来说都是非常重要的考虑因素。考虑到包括功率晶体管的芯片的发热情况，采用打线方式进行电连接芯片的热阻相对较高。有鉴于此，可以采用金属夹片作为芯片中功率晶体管的电极（例如SGT晶体管的源极）与引脚框架（引脚连接部分）之间的电连接。金属夹片例如铜夹片相较于金属打线具有更大的尺寸和厚度，可以在保证电连接效果的同时实现更好散热作用。
但是目前采用金属夹片和焊锡与封装框架进行电连接所形成的结构在封装体中占据的空间比较大，留给芯片的面积比较小。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本申请公开了一种封装制备系统，包括支撑装置，配置为支撑封装框架；推杆，配置为使所述封装框架沿水平方向相对所述支撑装置移动；挡杆，配置为阻止所述封装框架的移动；带有开孔的网状结构，所述开孔的位置与封装框架引脚的连接部分对准，配置为在涂覆导电导热胶水的过程中，利用所述开孔来限定所述封装框架的被刷胶的区域；刮刀，配置为沿网状结构的平面移动以去除所述网状结构表面的胶水，而保留所述开孔中的胶水。
特别的，所述导电导热胶水为烧结银。
特别的，所述封装框架包括引脚和散热板，所述引脚在竖直方向高于所述散热板；所述支撑装置包括，沿水平方向延伸的凹槽，所述凹槽的底面包括支撑所述散热板底面的第一支撑面，所述凹槽以外的所述支撑装置的顶面包括所述引脚底面的第二支撑面。
特别的，所述第一支撑面的宽度大于所述散热板底面的宽度。
特别的，所述凹槽的数量不少于两个，多个凹槽沿水平方向并排设置。
特别的，所述凹槽的深度与所述框架引脚的底面和所述散热板的底面高度差相对应。
特性的，所述开孔的宽度小于等于0.5mm。
本申请还提供了一种封装制备方法，包括将封装框架放置在支撑装置上，所述封装框架包括引脚、引脚连接部分和散热板，所述引脚在竖直方向高于所述散热板；所述支撑装置包括，沿水平方向延伸的凹槽，所述凹槽的底面包括支撑所述散热板底面的第一支撑面，所述凹槽以外的所述支撑装置的顶面包括支撑所述引脚底面的第二支撑面，将所述散热板置于所述支撑装置的凹槽中；利用推杆将封装框架移动到预设的位置；将带有开口的网状结构放置在所述封装框架的上方，其中所述开口与所述封装框架引脚的连接部分对准；在所述网状结构上方和开口中涂覆导热导电胶水；利用刮刀将所述网状结构上的胶水去除仅保留开口中且位于所述封装框架引脚连接部分上的胶水；将所述网状结构与所述封装框架剥离；以及利用所述封装框架引脚连接部分上的胶水与金属夹片形成电连接。
特别的，所述方法还包括，利用挡杆阻挡封装框架发生移动。
特别的，所述方法还包括，利用加压烘烤对所述胶水进行烧结。
通过采用高导电导热的胶水作为电连接金属夹片与封装框架引脚的介质，使得封装框架引脚的连接部分的尺寸更小，从而预留了更多的空间或面积用于容纳芯片。利用本申请所提供的封装系统，可以实现在封装框架引脚上准确的涂覆高导电导热的胶水，并且由于系统中的支撑装置的支撑作用可以在实现在封装操作过程中对封装框架的准确定位同时避免带来不必要的损害。
附图说明
下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
图1所示为采用翼型引脚的芯片封装体外部结构俯视立体示意图和仰视立体示意图；
图2所示为根据本申请一个实施例的采用翼型引脚的封装体的内部部分结构示意图；
图3所示为根据本申请一个实施例的封装框架的部分示意图；
图4为根据本申请一个实施例的封装框架的支撑装置的侧剖结构示意图；
图5所示为根据本申请一个实施例的封装框架与其支撑装置的立体示意图；
图6所示为根据本申请一个实施例的封装制备系统的部分示意图；
图7所示为根据本申请一个实施例的封装制备系统的部分示意图；
图8所示为根据本申请一个实施例的封装制备系统的部分示意图；
图9所示为根据本申请一个实施例的封装制备效果示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。对于附图中的各单元之间的连线，仅仅是为了便于说明，其表示至少连线两端的单元是相互通信的，并非旨在限制未连线的单元之间无法通信。另外，两个单元之间线条的数目旨在表示该两个单元之间通信至少所涉及的信号数或至少具备的输出端，并非用于限定该两个单元之间只能如图中所示的信号来进行通信。
图1所示为采用翼型引脚的芯片封装体外部结构示意图。根据一个实施例，在芯片封装体中可以包括，封装材料，翼型框架引脚，散热板或称框架垫片，设置在散热板上的包括功率晶体管的芯片，以及与芯片中功率晶体管的电极部分和框架引脚连接部分电连接的金属夹片，以及用于实现电连接的高导电高导热的胶水，例如烧结银。根据不同的实施例，封装体中可以包括不止一个功率晶体管，因此也可以包括不止一个金属夹片。根据一个实施例，封装体中还可以包括其他类型的芯片。
其中与芯片电连接的引脚的第一部分高于与外部电路板连接的引脚的第二部分。这样的翼型引脚可以实现对引脚的四面爬锡，焊接可靠性更高。
图2所示为根据本申请一个实施例的采用翼型引脚的封装体的内部部分结构示意图。
如图2所示，可以采用金属夹片作为芯片中功率晶体管的电极（例如SGT晶体管的源极）与引脚框架（引脚连接部分）之间的电连接。金属夹片例如铜夹片相较于金属打线具有更大的尺寸和厚度，可以在保证电连接效果的同时实现更好散热作用。如图3所示，包括功率晶体管的芯片可以设置在散热板上，散热板的高度可以低于与芯片电连接的引脚的高度，因此金属夹片中与引脚耦合的一端也高于其与芯片耦合的一端。
根据一个实施例，散热板上表面到引脚下表面的高度差可以大于等于0.17mm。
由于翼型引脚与散热板之间的高度差，导致无法通过传统的印刷的方式涂覆焊锡，因此只能通过点胶的方式进行锡膏分配。但是点胶方式要求的框架引脚连接部分最小尺寸（宽度）不低于0.5mm，现在如采用点胶方式，这样会导致焊锡溢出到引脚的侧壁，影响后续封装效果。并且，在电连接芯片与铜夹的时候采用焊锡也可能由于焊锡的飞溅影响打线部分的质量。
因此，根据本申请一个实施例，可以采用高导电高导热的胶水，例如烧结银作为电连接的介质，由于烧结银是低温烧结，烧结过程中不会飞溅，所以对打线部分没有影响。根据一个实施例，金属夹片与引脚之间，金属夹片和芯片之间，芯片和散热板之间的电连接都可以采用高导电高导热的胶水。
根据一个实施例，可以通过例如印刷的方式将胶水涂覆到引脚连接部分上，并且可以形成小于0.5mm的尺寸的胶水，例如大于胶水覆盖区域的宽度可以小于0.5mm，例如0.2mm。这样一来，与金属夹片电连接的引脚的连接部分的宽度就可以缩小到例如0.25mm或者更小例如0.2mm，从而在保证引脚与散热板最小间距的前提下（例如在散热板和引脚之间的距离可以保持大概0.2mm的距离），预留更多的空间给散热板用于容纳更大面积的芯片。
根据一个实施例，上述芯片中的温度传感器可以设置在没有被金属夹片覆盖的区域，从而可以扩大功率晶体管的面积。
图3所示为根据本申请一个实施例的封装框架的部分示意图。其中封装框架可以包括承载芯片的散热板22或衬垫，引脚21，引脚连接部分23。图4为根据本申请一个实施例的封装框架的支撑装置的侧剖结构示意图。
但是由于引脚21与散热板22之间存在高度差，因此在刷胶的过程中，需要设置一个支撑装置1来支撑封装框架，从而避免封装框架在受到压力的情况下产生变形、异位或者断裂。根据一个实施例，在刷胶过程中可以利用带有开口31的钢网3放置在引脚21的上方，并暴露出引脚连接部分23的上表面，从而可以将胶水涂覆在引脚连接部分23的上表面。可以看到钢网3与散热板22的上表面之间是存在着空隙的。
如图4所示，本申请提供的用于支撑封装框架的支撑装置1，用于刷胶时支撑所述封装框架。该支撑装置1包括沿水平方向延伸的凹槽，所述凹槽的底面形成用于支撑散热板22底面的第一支撑面11，所述凹槽以外的支撑装置的顶面形成用于支撑引脚21的第二支撑面12。
根据一个实施例，所述凹槽的侧壁13垂直于所述第一支撑面11，封装框架2在水平方向移动时，可减小散热板22触碰凹槽侧壁13的概率。
可以理解，本申请对凹槽侧壁13的形状设置不进行限制，比如所述凹槽的侧壁13还可以呈倾斜状设置。
根据一个实施例，封装框架在水平方向移动时，为防止凹槽侧壁13阻碍封装框架移动，所述凹槽的侧壁13与散热板22或衬垫侧壁的距离大于等于0.05mm。
图5所示为根据本申请一个实施例的封装框架与其支撑装置的立体示意图。由图可见，支撑装置中包括的凹槽的数量可以不少于两个，多个凹槽沿水平方向并排设置，可以同时对多处引脚连接部分进行刷胶。
当然，根据其他的实施例，封装框架中的衬垫可以不低于引脚，这样支撑装置也就不需要包括凹槽，但是封装系统仍然可以利用网状结构实现将高导热导电胶水涂覆在引脚连接部分上。同样可以实现本申请的技术效果。
图6所示为根据本申请一个实施例的封装制备系统的部分示意图。
根据一个实施例，该封装制备系统可以包括封装框架的支撑装置。具体可以包括如上所述的各实施例，在此不再赘述。
根据一个实施例，该系统还可以包括推杆，配置为将由支撑装置支撑的封装框架沿着水平方向推送。该系统还可以包括挡杆，配置为阻止封装框架的移动。
图7所示为根据本申请一个实施例的封装制备系统的部分示意图。
根据一个实施例，该系统还可以包括带有开孔的网状结构，例如钢网，其被放置在封装框架上方，其开孔位置与封装框架引脚的连接部分对准，配置为在涂覆导电导热胶水的过程中，利用开孔来限定封装框架的被刷胶的区域。
图8所示为根据本申请一个实施例的封装制备系统的部分示意图。
根据一个实施例，该系统还可以包括刮刀，配置为沿网状结构的平面移动以去除网表面的胶水，而保留开孔中的胶水。
图9所示为根据本申请一个实施例的封装制备效果示意图。其中示出了在封装框架引脚连接部分上形成的胶水层，例如烧结银层。
根据一个实施例，本申请还提供了一种封装制备方法。
将封装框架放置在支撑装置上，其中封装框架至少包括衬垫或散热板，引脚以及引脚连接部分。关于封装框架和支撑装置的实施例，可以类似上述介绍的内容，在此不再赘述。
根据一个实施例，在放置封装框架的时候，可以将其衬垫置于支撑装置的凹槽中，例如衬垫的侧壁可以分别与凹槽的侧壁保持一定的距离。根据一个实施例，可以设有对准结构，以便可以将封装框架准确的置于支撑装置上，并保持上述侧壁之间的距离。
根据一个实施例，可以利用推杆将封装框架移动到预设的位置，并且利用挡杆阻挡封装框架发生移动。
根据一个实施例，可以将带有开口的网状结构放置在所述封装框架的上方，其中所述开口与所述封装框架引脚的连接部分对准。
根据一个实施例，可以在网状结构上方和开口中涂覆导热导电胶水。例如可以利用加压烘烤进行烧结，形成例如烧结银。
根据一个实施例，可以利用刮刀将网状结构上的胶水去除仅保留开口中位于封装框架引脚连接部分上的胶水。
根据一个实施例，可以将网状结构与封装框架剥离。
根据一个实施例，可以利用封装框架引脚连接部分上的胶水与金属夹片形成电连接。
采用本申请实施例提供的方案，通过采用高导电导热的胶水作为电连接金属夹片与封装框架引脚的介质，使得封装框架引脚的连接部分的尺寸更小，从而预留了更多的空间或面积用于容纳芯片。
上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。
Claims (10)
1.一种封装制备系统，其特征在于，包括:
支撑装置，配置为支撑封装框架，所述封装框架包括引脚、引脚连接部分和散热板；
推杆，配置为使所述封装框架沿水平方向相对所述支撑装置移动；
挡杆，配置为阻止所述封装框架的移动；
带有开孔的网状结构，所述开孔的位置配置为与封装框架引脚的连接部分对准，配置为在涂覆导电导热胶水的过程中，利用所述开孔来限定所述封装框架的被刷胶的区域；
刮刀，配置为沿网状结构的平面移动以去除所述网状结构表面的胶水，而保留所述开孔中的胶水。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导电导热胶水为烧结银。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述引脚在竖直方向高于所述散热板；所述支撑装置包括沿水平方向延伸的凹槽，所述凹槽的底面包括支撑所述散热板底面的第一支撑面，所述凹槽以外的所述支撑装置的顶面包括支撑所述引脚底面的第二支撑面。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一支撑面的宽度大于所述散热板底面的宽度。
5.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述凹槽的数量不少于两个，多个凹槽沿水平方向并排设置。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述凹槽的深度与所述框架引脚的底面和所述散热板的底面高度差相对应。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开孔的宽度小于等于0.5mm。
8.一种封装制备方法，其特征在于，包括:
将封装框架放置在支撑装置上，所述封装框架包括引脚、引脚连接部分和散热板，所述引脚在竖直方向高于所述散热板；所述支撑装置包括，沿水平方向延伸的凹槽，所述凹槽的底面包括支撑所述散热板底面的第一支撑面，所述凹槽以外的所述支撑装置的顶面包括支撑所述引脚底面的第二支撑面，将所述散热板置于所述支撑装置的凹槽中；
利用推杆将封装框架移动到预设的位置；
将带有开口的网状结构放置在所述封装框架的上方，其中所述开口与所述封装框架引脚的连接部分对准；
在所述网状结构上方和开口中涂覆导热导电胶水；
利用刮刀将所述网状结构上的胶水去除仅保留开口中且位于所述封装框架引脚连接部分上的胶水；
将所述网状结构与所述封装框架剥离；以及利用所述封装框架引脚连接部分上的胶水与金属夹片形成电连接。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括，利用挡杆阻挡封装框架发生移动。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括，利用加压烘烤对所述胶水进行烧结。
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