CN210956666U

CN210956666U - 一种qfn封装芯片

Info

Publication number: CN210956666U
Application number: CN202020098492.3U
Authority: CN
Inventors: 向涛; 曾伟志; 刘孝臣
Original assignee: Shenzhen Leineng Hybrid Integrated Circuit Co ltd
Current assignee: Shenzhen Leineng Hybrid Integrated Circuit Co ltd
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2030-01-16

Abstract

本实用新型提供一种QFN封装芯片，包括：PCB板；表贴在所述PCB板上的电子元器件；金属外壳，所述金属外壳为开口结构，用于包覆所述电子元器件，所述金属外壳的开口位置与所述PCB板之间固定连接，解决了现有技术中，QFN封装芯片的成本高，工艺复杂，可靠性不易控制的问题。

Description

一种QFN封装芯片

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，具体涉及一种QFN封装芯片。

背景技术

QFN(Quad Flat No-lead Package，方形扁平无引脚封装)，QFN封装是表面贴装型封装之一。QFN封装具有体积小、重量轻、和优秀的电性能和热性能等特点，这种封装特别适对尺寸、重量和性能都有要求的DC-DC电源。

现有技术中，在制作QFN芯片时，需要先制作QFN芯片的引线框架，所述QFN芯片的引线框架如图1所示，然后再在所述引线框架表贴焊接器件，此时，所述QFN芯片的结构如图2a和图2b所示，其中图2a为俯视图，图2b为主视图，然后再进行注塑封装，注塑封装后的QFN芯片的结构如图3a和图3b所示，图3a为俯视图，图3b为主视图，最后，将所述QFN芯片分板成单个芯片，其成品结构如图4a、图4b和图4c所示，其中，所述图4a为单个芯片的俯视图，图4b为单个芯片的主视图，图4c为单个芯片的仰视图。

申请人经研究发现，现有的QFN芯片的封装过程存在如下缺点：

①、制作引线框架需要开发高精度的冲压或蚀刻模具，制作成本高周期长。引线框架在生产、加工使用过程易变形、存储要求高。

②、在引线框架上焊接器件需要使用高温焊料，高温焊料一般为铅或银胶，需要独立的生产线，高温焊料不满足无铅的要求。高温下器件易受热损坏，影响框架易桥接短路。

③、注塑封装过程需要专用的注塑设备和注塑模具，成本较高，工艺复杂。且注塑过程中，器件易受射流冲击而受损伤。

④、分板过程需要开发分板模具，成本高。分板过程中引线框架易受应力，进而导致器件受应力可靠性降低。

⑤、现有封装工艺使用塑封材料导热率低，散热性能不好。

综上所述，现有的QFN电源的封装工艺，成本高，工艺复杂，可靠性不易控制，设备模具费用投入较大等缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种QFN封装芯片，以解决现有技术中QFN电源的封装工艺，成本高，工艺复杂，可靠性不易控制，设备模具费用投入较大的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种QFN封装芯片，包括：

PCB板；

表贴在所述PCB板上的电子元器件；

金属外壳，所述金属外壳为开口结构，用于包覆所述电子元器件，所述金属外壳的开口位置与所述PCB板之间固定连接。

可选的，上述QFN封装芯片中，所述金属外壳的材质为铝、铜合金或钢材质。

可选的，上述QFN封装芯片中，所述金属外壳的开口位置与所述PCB板之间通过粘接的方式实现固定连接。

可选的，上述QFN封装芯片中，所述金属外壳的开口位置与所述PCB板之间通过红胶工艺实现固定连接。

可选的，上述QFN封装芯片中，所述QFN封装芯片具体为QFN DC-DC电源封装芯片。

基于上述技术方案，本实用新型实施例提供的上述方案，采用常规的PCB板代替现有技术中的引线框架，制作PCB的周期短，不需要开模节省模具费，在PCB上表贴焊接器件和一般电源PCB表面焊接器件工艺一样，属于成熟工艺，不需要使用高温焊料，可完全实现无铅工艺，并且其相较于引线框架而言，结构稳定、耐高温，并且，通过金属外壳封装的形式代替现有技术中的注塑封装，封装过程中不会对芯片中的器件造成损伤，并且新封装所用的金属外壳仅需一般的五金模具即可，一般五金厂即可开模生产，生产升本低，并且，在分板时，使用现有PCB分板设备即可，不需而额外分板模具。分板过程中，器件受应力影响小。其在生产过程中，生产工艺可以大量使用成熟工艺，不需要专门设备和新开大量模具，投资较小，无论是小批量或是大规模生产均适合使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中QFN芯片的引线框架结构示意图；

图2a为现有技术中引线框架表贴焊接器件后的QFN芯片的俯视图；

图2b为现有技术中引线框架表贴焊接器件后的QFN芯片的主视图；

图3a为现有技术中注塑封装后的QFN芯片的俯视图；

图3b为现有技术中注塑封装后的QFN芯片的主视图；

图4a为现有技术中单个成品QFN芯片的俯视图；

图4b为现有技术中单个成品QFN芯片的主视图；

图4c为现有技术中单个成品QFN芯片的仰视图；

图5为本申请实施例公开的用于构成QFN芯片的PCB板的结构示意图；

图6为本申请实施例公开的用于封装电子元器件的金属外壳的结构示意图；

图7为本申请实施例通的在PCB板上表贴电子元器件后的QFN芯片的结构示意图；

图8为本申请实施例通的采用金属外壳封装电子元器件后的QFN芯片的结构示意图；

图9为本申请实施例通的单个成品QFN芯片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

针对于现有技术中，引线框架容易变形以及注塑过程中，器件易受射流冲击而受损伤的问题，本申请公开了一种QFN封装芯片，参见图5-图9，该封装芯片可以包括：

PCB板100、电子元器件200以及金属外壳300；

其中，所述电子元器件表贴在所述PCB板上，所述电子元器件200的外部采用开口结构的金属外壳300，所述金属外壳300的开口与所述PCB板100固定相连。所述金属外壳300的大小依据单个成品芯片的尺寸而定，即，所述金属外壳300用于包覆单个成品芯片所包含的所有的电子元器件。

其中表面是一种芯片安装技术，简称SMT，作为新一代电子装联技术已经渗透到各个领域，SMT产品具有结构紧凑、体积小、耐振动、抗冲击，高频特性好、生产效率高等优点。SMT在电路板装联工艺中已占据了领先地位。

在上述QFN封装芯片的结构中，采用常规的PCB板代替现有技术中的引线框架，制作PCB的周期短，不需要开模节省模具费，在PCB上表贴焊接器件和一般电源PCB表面焊接器件工艺一样，属于成熟工艺，不需要使用高温焊料，可完全实现无铅工艺，并且其相较于引线框架而言，结构稳定、耐高温，并且，通过金属外壳封装的形式代替现有技术中的注塑封装，封装过程中不会对芯片中的器件造成损伤，并且新封装所用的金属外壳仅需一般的五金模具即可，一般五金厂即可开模生产，生产升本低，并且，在分板时，使用现有PCB分板设备即可，不需而额外分板模具。分板过程中，器件受应力影响小。

进一步的，本申请上述实施例公开的技术方案中，所述金属外壳的材质可以依据用户需求自行选择，例如，其材质可以选择为铝、铜合金或钢材质。

进一步的，考虑到现有技术中，客户在使用QFN电源芯片时，由于引线框架是铜材质，极易导热，易形成二次融锡。二次熔锡后由于塑封材料和焊锡之间没有空隙容纳焊锡膨胀，会导致熔锡从塑封材料表面挤出，形成锡珠。在本申请实施例公开的技术方案中，所述金属外壳的开口与所述PCB板之间可以采用胶水粘接。

所述金属外壳的开口位置与所述PCB板之间通过粘接的方式实现固定连接。具体的，在通过胶水将述金属外壳的开口粘接在PCB板上时，可以采用现有技术中的红胶工艺，红胶是一种聚烯化合物，与锡膏不同的是其受热后便固化，其凝固点温度为150℃，这时，红胶开始由膏状体直接变成固体。红胶属于SMT材料。采用红胶工艺固定铝合金的外壳是常见成熟工艺，不需要专用设备和模具，器件不受应力影响，成本低，效果好。

并且，在芯片制作完成后，进行分板时，分板过程其实是PCB分割过程，使用现有PCB分板设备即可，不需而额外分板模具，成本低。并且分板过程中，器件受应力影响小。由于使用金属外壳封装电子元器件，相比注塑外壳而言，散热性能更好。

本申请实施例公开的所述QFN封装芯片可以应用于实现现有技术中任意一种类型的芯片，例如，其可以为DC-DC芯片，此时，所述QFN封装芯片具体为QFN DC-DC电源封装芯片。

综上所述，新的QFN封装芯片，在生产过程中，生产工艺可以大量使用成熟工艺，不需要专门设备和新开大量模具，投资较小，无论是小批量或是大规模生产均适合使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种QFN封装芯片，其特征在于，包括：

PCB板；

表贴在所述PCB板上的电子元器件；

2.根据权利要求1所述的QFN封装芯片，其特征在于，所述金属外壳的材质为铝、铜合金或钢材质。

3.根据权利要求1所述的QFN封装芯片，其特征在于，所述金属外壳的开口位置与所述PCB板之间通过粘接的方式实现固定连接。

4.根据权利要求2所述的QFN封装芯片，其特征在于，所述金属外壳的开口位置与所述PCB板之间通过红胶工艺实现固定连接。

5.根据权利要求1所述的QFN封装芯片，其特征在于，所述QFN封装芯片具体为QFN DC-DC电源封装芯片。