電氣組件封裝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電氣組件封裝。該封裝具有連接引線結(jié)構(gòu)，其中，連接引線或每個連接引線具有在封裝內(nèi)的連接區(qū)域，用于連接導(dǎo)線連接器。沒有連接引線材料的區(qū)域被直接提供在在連接區(qū)域和相鄰的腔體的鄰近外邊緣之間。這為流動互連材料提供誘捕。
【專利說明】電氣組件封裝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電氣組件封裝，特別是用于容納集成電路或組件的氣腔封裝。

【背景技術(shù)】
[0002] 在射頻功率應(yīng)用中，功率放大器產(chǎn)品通常在氣腔封裝中封裝。氣腔封裝通常由一 堆不同的材料構(gòu)成，例如散熱層，介電環(huán)，互連層，導(dǎo)線和蓋板。該封裝將半導(dǎo)體管芯，內(nèi)部 布線和氣腔封進內(nèi)部。
[0003] 圖1示出了傳統(tǒng)的氣腔封裝。該結(jié)構(gòu)的基板包括散熱片10,在其上設(shè)置互連層12 和介電環(huán)14。該環(huán)包圍內(nèi)部腔體。引線框架16的引線提供氣腔的外部到內(nèi)部的互連，以及 蓋板18密封腔體。
[0004] 當(dāng)將引線連到介電環(huán)14時，所有的引線都在一個框架中連接。當(dāng)將引線框架連到 介電環(huán)后或在將產(chǎn)品包括管芯、電線、蓋板全部集成后的隨后的產(chǎn)品集成工藝中，引線立刻 與所連接的框架分離。
[0005] 界面層是在蓋板18和引線框架16之間，它通常是用于焊接蓋板的環(huán)氧樹脂層。蓋 板和介電環(huán)通常由相似的陶瓷材料制成。
[0006] 這些氣腔封裝經(jīng)受可能由于應(yīng)用封裝的焊接過程中的熱漂移所引起的高熱應(yīng)力。 高應(yīng)力通常集中在封裝的角上，可以在以后導(dǎo)致弱界面的分層，從而產(chǎn)生總泄漏故障和損 壞導(dǎo)線，最終導(dǎo)致非功能性器件。
[0007] -個特有的問題是樹脂界面層的流動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電氣元件的封裝及封裝的組件。
[0009] 在一個方面，本發(fā)明提供了一種用于電氣元件的氣腔封裝，封裝包括基板，第一組 層，所述第一組層形成外殼，連接引線結(jié)構(gòu)，所述連接引線結(jié)構(gòu)形成于第一組層上用于連接 到該封裝內(nèi)的組件并且連接引線結(jié)構(gòu)在封裝外部具有連接端，位于連接引線結(jié)構(gòu)上的焊接 層和位于焊接層上的蓋板，其中蓋板的內(nèi)表面限定氣腔的界線，
[0010] 其中，所述連接引線結(jié)構(gòu)包括至少一個連接引線，所述連接引線具有位于封裝內(nèi) 的連接區(qū)域用于連接導(dǎo)線連接器，其中沒有連接引線材料的區(qū)域被直接提供在連接區(qū)域和 通過所述蓋板限定的氣腔的相鄰的外邊緣之間。
[0011] 沒有連接引線結(jié)構(gòu)的區(qū)域可以是封裝內(nèi)的狹槽或壩，并用于通過引入鎖定機制提 高界面粘合性以及防止粘接劑到達導(dǎo)線連接器。特別是，沒有連接引線材料的區(qū)域被定位 成使得所述焊接層可以流入該區(qū)域，并由此執(zhí)行互鎖功能。
[0012] 沒有連接引線材料的區(qū)域可以被策略性地放置，以使它不會影響器件的RF性能。
[0013] 連接引線可以包括蓋板下方并到腔體內(nèi)部的腿區(qū)，該腿區(qū)平行于所述蓋板的邊緣 的局部方向。此腿區(qū)從而為外部端子與內(nèi)部連接區(qū)域之間的接口。
[0014] 在第一例子中，腿區(qū)包括開口狹槽，該開口狹槽平行于蓋板的邊緣的局部方向，而 連接區(qū)域（53)到槽（50)的側(cè)面并面向腔體。通過狹槽提供了與腔體的邊緣的最近的部分 間隔的連接區(qū)域。該槽狹是在氣腔內(nèi)，并由此可以捕獲到腔壁（由蓋板所定義）內(nèi)部的焊 接層材料。
[0015] 在第二個例子中，槽是閉合的。
[0016] 在第三個例子中，腿區(qū)包括與蓋板的邊緣的局部方向平行的連接區(qū)域和在連接區(qū) 域的邊緣與封裝外的連接端口之間的耦合部分。在這種情況下，連接區(qū)域是隔離的指狀物， 并且在指狀物附近沒有引線框材料。耦合部件提供穿過蓋板的耦合，并且它是在指狀物的 一端。因此，連接區(qū)域和耦合部分可以形成L型結(jié)構(gòu)。
[0017] 在連接區(qū)域不同于耦合部分的另一端可以有返回部分，因此，連接區(qū)域、耦合部分 和返回部分形成C型結(jié)構(gòu)。
[0018] 焊接層可以是環(huán)氧樹脂。
[0019] 本發(fā)明還提供了一種封裝的組件，包括
[0020] 本發(fā)明的封裝；
[0021] 在氣腔中的組件；以及
[0022] 連接引線的連接區(qū)域和組件之間的導(dǎo)線連接器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1示出了一種已知的氣腔封裝；
[0024] 圖2示出了兩種類型的封裝截面；
[0025] 圖3示出了焊接蓋板的樹脂層的損害所造成的問題；
[0026] 圖4示出了第一種已知類型的封裝，并通過本發(fā)明解決其問題；
[0027] 圖5示出了本發(fā)明封裝的第一種兩個設(shè)計；和
[0028] 圖6示出本發(fā)明封裝的第二種兩個設(shè)計。

【具體實施方式】
[0029] 本發(fā)明提供了一種用于組件的氣腔封裝。該封裝具有連接引線結(jié)構(gòu)，其中該（或 每個）連接引線在封裝內(nèi)具有連接區(qū)域用于接收導(dǎo)線連接器。沒有連接引線材料的區(qū)域被 直接提供在連接區(qū)域和鄰近的腔體外邊緣之間。這為流動的互連材料提供誘捕。
[0030] 在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，引線必須用焊料焊接到PCB上，封裝被安裝在該PCB上。散 熱片10必須通過焊料預(yù)制片或焊料的方法被焊接到冷卻塊上，該冷卻塊通過在電路板中 的開口是接入的。
[0031] 圖2示出了兩種類型的連接引線結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖2(a)示出了直引線封裝和圖 2(b)示出了鷗翼引線封裝。在鷗翼引線封裝中，引線以固定高度步長15形成，把引線框16 的引線下拉到基準(zhǔn)水平（如，散熱片10的基底）。步長的高度示出為h 15。
[0032] 圖中示出了兩個互連層12a、12b，介電環(huán)14夾在互連層12a和12b之間。第三互 連層12c在蓋板18和引線框架16之間。
[0033] 互連層可以由焊料或粘接劑構(gòu)成。在介電環(huán)由模塑料構(gòu)成，并且它本身黏附到散 熱片10和引線的情況下，可以不需要互連層12a、12b。本申請?zhí)貏e涉及與第三層12c相關(guān)聯(lián) 的問題，這是用于焊接蓋板，最典型的蓋板包括環(huán)氧樹脂層。這在下面被描述為"焊接層"。
[0034] 這些氣腔封裝可能經(jīng)受由于應(yīng)用封裝的焊接過程中的熱漂移所引起的高熱應(yīng)力。 高應(yīng)力通常集中在封裝的角上，可以在以后導(dǎo)致弱界面的分層，從而產(chǎn)生總泄漏故障和損 壞導(dǎo)線，最終導(dǎo)致非功能性器件。在引線框架金屬（通常為金）上的環(huán)氧樹脂層的粘合強 度不足以承受:商應(yīng)力。
[0035] 圖3示出了內(nèi)部和外部故障。
[0036] 分層的問題示意性地示出為30。接合線32提供了從引線到芯片內(nèi)部的連接，其可 能會在位置34處被損壞。
[0037] 圖3(a)示出了外部的環(huán)氧分層和圖3(b)示出了外部分層到達接合線32,這是內(nèi) 部電互連。
[0038] 圖4(a)和4(b)分別示出了已知的封裝設(shè)計的平面圖和截面圖，其中去掉了蓋板。
[0039] 兩個引線16a、16b被示出為連接到內(nèi)部接合線32(如僅在截面圖示出）。
[0040] 每個引線16a、6b具有外部連接部分和內(nèi)部腿40。蓋板18位于內(nèi)部腿40的上方。 蓋板18延伸超出這些腿40的外邊緣，而腿向內(nèi)延伸到封裝內(nèi)超出蓋板內(nèi)部的部分。因此， 在封裝內(nèi)部的腿的部分提供用于接合線32接合的區(qū)域，并且該區(qū)域可以被描述為連接區(qū) 域。圖4(b)是通過線41的截面圖，并且它示出了腿40如何既在蓋板的下方，又向內(nèi)延伸 到氣腔封裝內(nèi)部。
[0041] 在圖3的實施例中，焊接層12c中可以流過引線框架的頂表面，并且如圖所示，它 可以達到接合線32附著的位置。如上所述，焊接層12c (通常為樹脂）和引線框架16的材 料之間的粘合性可能不耐受加工溫度，并且如圖所示如果流量達到接合線32,粘合性也可 以被損壞。
[0042] 本發(fā)明提供了一種裝置，減少了這個問題，并且還提供了引線，該引線具有封裝內(nèi) 的連接區(qū)域用于接收導(dǎo)線連接器。然而，在連接區(qū)域和鄰近的氣腔外邊緣之間直接提供沒 有連接引線材料的區(qū)域。這為流動互連材料提供誘捕。
[0043] 通過"在......之間直接"的意思是，如果從連接區(qū)域到蓋板的內(nèi)邊緣的最接近 的部分取出一條直線，沿著這條線會有空隙，使得引線框架下的層被暴露。這個空隙起到互 鎖功能的作用，因為它提供焊接層12c和介電層14或介電層上的界面層12b (如果有的話） 之間的連接。
[0044] 圖5和圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的4種可能的設(shè)計。四個設(shè)計產(chǎn)生兩個截面圖，如 圖5(c)和圖6(c)所示。
[0045] 在每種情況下，引線16a、16b的腿區(qū)40,在腿的連接區(qū)之間具有狹槽或開口布置 (其中腿最遠進入氣腔和接合線在其中連接），以及引線框的區(qū)域，該引線框位于蓋板的下 方。這意味著在蓋板的內(nèi)部邊緣和接合線32之間具有開口，該開口在引線框架中。
[0046] 當(dāng)焊接層12c流入該開口它形成錨，然后形成了屏障，以防止互連材料流到接合 線接觸。
[0047] 因此，狹槽或開口改善粘合性以及環(huán)氧樹脂焊接層12c的流量控制。
[0048] 本發(fā)明可以通過增加開口狹槽或閉合狹槽，或引線的其它整形來實現(xiàn)。
[0049] 圖5(a)示出了具有開口狹槽50的腿區(qū)。狹槽平行地延伸到蓋板與腿區(qū)重疊的區(qū) 域。因此，該狹槽平行于該腿的長度。狹槽被放置由蓋板所限定的氣腔區(qū)域的內(nèi)部，所以在 蓋板的內(nèi)部的焊接層12c的材料可以進入到狹槽內(nèi)以提供錨并控制流量。
[0050] 狹槽在一側(cè)的材料限定連接區(qū)域53用于接合線，以及另一側(cè)的材料將在蓋板下 面。
[0051] 圖5(b)用閉合狹槽52示出了腿區(qū)域。該槽再次在蓋板與腿部重疊的區(qū)域與蓋板 平行。該狹槽再次被放置在由蓋板所限定的氣腔區(qū)域的內(nèi)部，所以在蓋板的內(nèi)部的焊接層 12c的材料可以進入到狹槽內(nèi)以提供錨并控制流量。
[0052] 圖6(a)示出了具有薄翼區(qū)域54的腿區(qū)，接合線連接到該腿區(qū)。薄翼區(qū)域54限定 了連接區(qū)域和被放置在由蓋板限定的氣腔內(nèi)部，因此在蓋板內(nèi)側(cè)的焊接層12c的材料可以 再一次到薄翼區(qū)域外部的區(qū)域以提供錨并控制流量。以這種方式，在薄翼區(qū)域54和腔體的 邊緣之間限定間隔56。
[0053] 薄翼區(qū)域因而在蓋板下面沒有材料，當(dāng)然連接需要跨過蓋板到達外部終端。耦合 部件58連接在薄翼區(qū)域54的端部和封裝外部的連接端之間。
[0054] 薄翼區(qū)域54 (其定義了連接區(qū)域）和耦合部分58從而限定了 L形的單元。
[0055] 在圖6(b)中，薄翼區(qū)域54是"L"形，其具有第一部分54a，第一部分54a與局部蓋 板周邊平行（這定義了連接區(qū)域）和第二返回部分54b，第二返回部分54b沿著與蓋板邊緣 垂直的方向延伸。第二返回部分54b延伸到所述蓋板下方的區(qū)域，以提供蓋板的支撐。該 L形薄翼區(qū)域54a、54b和耦合部分58 -起限定了 C形的單元。
[0056] 在這些設(shè)計中，狹槽或間隔可以被策略性地只放置于集中了高應(yīng)力的引線上，或 者所有的引線可以以這種方式設(shè)計。例如，離封裝的每一個角最近的一個或兩個引線可以 提供狹槽或間隔的設(shè)計。
[0057] 狹槽設(shè)計增加了陶瓷層的表面面積，在其下方是暴露的，并降低了引線框金屬 (如金）的表面面積，執(zhí)行鎖定機制，以提高黏附力。該狹槽設(shè)計也可以作為壩，該壩防止環(huán) 氧樹脂流到達引線上的內(nèi)部電氣互連。
[0058] 在上面的例子中，連接區(qū)域包括引線的細長部分，該細長部分平行于局部蓋板形 狀。因此，引線只需要投射少量進入氣腔，留下大部分用于組件的容納。
[0059] 本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施本發(fā)明所保護的技術(shù)方案時，通過研究附圖，公開內(nèi)容和 所附的權(quán)利要求可以理解和實現(xiàn)所披露的實施例的其它變化。在權(quán)利要求中，詞語"包括" 不排除其他元件或步驟。事實上，在不同的從屬權(quán)利要求中記載的相互不同的特定手段并 不表示這些手段的組合不能被有利地使用。在權(quán)利要求書中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋 為限制其范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于電氣組件的氣腔封裝，其特征在于，所述封裝包括基板（10)，第一組層 (12 &、14、1213)，所述第一組層（12&、14、1213)形成外殼，連接引線結(jié)構(gòu)（16)，所述連接引線 結(jié)構(gòu)（16)形成于第一組層（12a、14、12b)上用于連接到該封裝內(nèi)的組件并且所述連接引線 結(jié)構(gòu)（16)在封裝外部具有連接端，位于連接引線結(jié)構(gòu)（16)上的焊接層（12c)和位于焊接 層（12c)上的蓋板（18)，其中蓋板的內(nèi)表面限定氣腔的界線， 其中，所述連接引線結(jié)構(gòu)包括至少一個連接引線，所述連接引線具有位于封裝內(nèi)的連 接區(qū)域（53, 54, 54A)用于連接導(dǎo)線連接器（32)，其中沒有連接引線材料的區(qū)域（50, 52, 56) 被直接提供在連接區(qū)域（53, 54, 54a)和通過所述蓋板（18)限定的氣腔的相鄰的外邊緣之 間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的封裝，其特征在于，所述連接引線包括蓋板下面和到達腔體 內(nèi)部的腿區(qū)（40)，該腿區(qū)平行于所述蓋板的邊緣的局部方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝，其特征在于，所述腿區(qū)包括開口狹槽（50)，所述開口狹 槽（50)平行于所述蓋板的邊緣的局部方向，而連接區(qū)域（53)到達狹槽（50)的側(cè)面并面向 腔體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝，其特征在于，所述腿區(qū)包括閉合狹槽（52)，所述封閉的 槽（52)平行于所述蓋板的邊緣的局部方向，而連接區(qū)域（53)到達狹槽（50)的側(cè)面并面向 腔體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的封裝，其特征在于，所述腿區(qū)包括平行于所述蓋板的邊緣的 局部方向的連接區(qū)域（54)，和連接在連接區(qū)域（54)的端子和封裝外部的連接端之間的耦 合部分（58)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝，其特征在于，連接區(qū)域（54)和耦合部分（58)形成L形 結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的封裝，其特征在于，所述封裝包括返回部分（54b)，所述返回 部分（54b)在不同于耦合部分（58)的連接區(qū)域（54a)的另一端，其中所述連接區(qū)域（54a)、 連接部分（58)和返回部分（54b)形成C形結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的封裝，其特征在于，焊接層（12c)是環(huán)氧樹脂。
9. 一種封裝的組件，其特征在于，包括 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的封裝； 在氣腔中的組件；以及 在連接引線的連接區(qū)域和組件之間的導(dǎo)線連接器（32)。
【文檔編號】H01L23/495GK104124214SQ201410104360
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】邁克爾·阿塞斯, 埃爾伯塔斯·雷杰斯, 特尼森·諾提, 肖安 申請人:Nxp股份有限公司