一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，包括陶瓷外殼（1）、粘片膠（2）、硅片（3）、鍵合絲（4）和蓋板（5）；陶瓷外殼（1）包括陶瓷層（11）和金屬化層（12），所述陶瓷層（11）為腔體結構，硅片（3）通過粘片膠（2）安裝在所述腔體結構底部的粘芯區，陶瓷層（11）包括上陶瓷層（112）和下陶瓷層（111），金屬化層（12）包括封口環（125）和焊盤層（121），封口環（125）、上陶瓷層（112）、下陶瓷層（111）和焊盤層（121）從上往下依次設置，蓋板（5）設置在封口環（125）的頂部，下陶瓷層（111）的側壁設有半圓孔（1110），鍵合絲（4）用于連接硅片（3）與金屬化層（12）。本發明比現有氣密性無引線封裝的外形更小。
【專利說明】
一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構
技術領域
[0001]本發明涉及集成電路陶瓷封裝技術領域，特別是涉及一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構。
【背景技術】
[0002]在集成電路封裝技術領域，陶瓷封裝在力學性能、濕氣滲透和熱性能等方面優于塑料封裝。但是相對塑料封裝來說，因陶瓷封裝結構的原因，陶瓷封裝往往比塑料封裝的大。在部分應用場景，可采用高可靠性的塑料封裝也可采用陶瓷封裝，為降低產品生產成本，往往需要塑料封裝焊盤與陶瓷封裝焊盤兼容，從而共用一套PCB板。小型化封裝的主要代表為QFN，對應陶瓷封裝為CLCC封裝。
[0003]為實現小型化，我們常優化封口環的寬度W2，但需保證器件的氣密性，蓋板與封口環的重疊寬度不低于0.35mm;且封口環邊緣需有一焊料流淌區，其寬度W3約為蓋板的厚度，一般蓋板厚度為0.25mm，則w3為0.25mm;優化鍵合指的長度，為保證綁定的可行性，要求匹配鍵合指離封口環的距離與鍵合指長度Wl，這樣劈刀才能可靠的綁定金線。
[0004]如圖1所示，現有接地的作法為:在陶瓷底部安裝一散熱片，散熱片內嵌于下陶瓷中。接地時，將接地信號直接綁定到熱沉上。這樣要求硅片邊緣到粘芯區內壁的距離L為1.1-1.5mmο
[0005]常規氣密性封裝為:采用陶瓷外殼并使用金錫合金(Au80Sn20)將蓋板安裝在陶瓷外殼頂部。適用于高可靠陶封應用領域，如軍事領域，汽車電子領域。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，與現有氣密性無引線封裝相比，其外形更小，極大的克服了陶封與塑封的兼容問題。
[0007]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，包括陶瓷外殼、粘片膠、硅片、鍵合絲和蓋板;所述陶瓷外殼包括陶瓷層和金屬化層，所述陶瓷層為腔體結構，硅片通過粘片膠安裝在所述腔體結構底部的粘芯區，所述陶瓷層包括上陶瓷層和下陶瓷層，所述金屬化層包括封口環和焊盤層，所述封口環、上陶瓷層、下陶瓷層和焊盤層從上往下依次設置，蓋板設置在封口環的頂部，下陶瓷層的側壁設有半圓孔，鍵合絲用于連接硅片與金屬化層。
[0008]所述下陶瓷層包括從下往上依次設置的第一陶瓷層、第二陶瓷層和第三陶瓷層。
[0009]所述上陶瓷層和下陶瓷層的俯視圖均為矩形狀，下陶瓷層的長寬小于上陶瓷的長寬。
[0010]所述上陶瓷層底部設計有倒角結構。
[0011]所述金屬化層還包括鍵合指層和金屬過孔，鍵合指層包括接地鍵合指和信號鍵合指O
[0012]所述接地鍵合指通過鍵合絲與硅片連接。
[0013]所述焊盤層包括接地焊盤和信號焊盤，所述接地鍵合指通過金屬過孔與接地焊盤連接，所述信號鍵合指通過半圓孔與信號焊盤連接。
[0014]本發明的有益效果是:
(1)與常規氣密性無引線封裝相比，本發明的外形更小，外形尺寸可縮小3_左右，極大的提高了陶封與塑封的兼容問題，對于引腳節距(pith)為0.5mm的QFN封裝，最小可實現QFN24，外形4 X 4mm的完全兼容；
(2)本發明在外形很小的情況下，具有優良的板極安裝優勢，半圓孔可提高板極安裝可靠性。
【附圖說明】
[0015]圖1為現有陶瓷封裝結構軸測圖；
圖2為本發明小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構的示意圖；
圖3為焊盤層的示意圖；
圖4為圖3中焊盤層的剖視圖；
圖中，1-陶瓷外殼，2-粘片膠，3-硅片，4-鍵合絲，5-蓋板，11-陶瓷層，111-下陶瓷層，1110-半圓孔，1111-第一陶瓷層，1112-第二陶瓷層，1113-第三陶瓷層，112-上陶瓷層，1120-倒角結構，12-金屬化層，120-金屬過孔，121-焊盤層，1211-信號焊盤，1212-接地焊盤，122-第一金屬層，123-第二金屬層，124-鍵合指層，1241-信號鍵合指，1242-接地鍵合指，125-封口環。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。
[0017]如圖2、圖3和圖4所示，一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，包括陶瓷外殼1、粘片膠2、硅片3、鍵合絲4和蓋板5;所述陶瓷外殼I包括陶瓷層11和金屬化層12，所述陶瓷層11為腔體結構，硅片3通過粘片膠2安裝在所述腔體結構底部的粘芯區。
[0018]所述陶瓷層11包括上陶瓷層112和下陶瓷層111，所述下陶瓷層111為多層陶瓷結構，下陶瓷層111包括從下往上依次設置的第一陶瓷層1111、第二陶瓷層1112和第三陶瓷層1113ο
[0019]所述金屬化層12包括焊盤層121、第一金屬層122、第二金屬層123、鍵合指層124、封口環125和金屬過孔120，所述鍵合指層124包括接地鍵合指1242和信號鍵合指1241。
[0020]所述封口環125、上陶瓷層112、下陶瓷層111和焊盤層121從上往下依次設置，蓋板5設置在封口環125的頂部，下陶瓷層111的側壁設有半圓孔(半月槽城堡結構)1110，鍵合絲4用于連接硅片3與金屬化層12。
[0021]所述上陶瓷層112和下陶瓷層111的俯視圖均為矩形狀，下陶瓷層111的長寬小于上陶瓷的長寬。
[0022]所述上陶瓷層112底部設計有倒角結構1120。
[0023]所述接地鍵合指1242鍵合指層124通過鍵合絲4與硅片3連接。
[0024]所述第一金屬層位于第一陶瓷層和第二陶瓷層之間，第二金屬層位于第二陶瓷層和第三陶瓷層之間。
[0025]所述焊盤層121包括接地焊盤1212焊盤層121和信號焊盤1211，所述接地鍵合指 1242通過金屬過孔120與接地焊盤1212連接，所述信號鍵合指1241通過半圓孔1110與信號焊盤1211連接。
[0026]本發明中半圓孔1110不貫穿整個陶瓷外殼1(降低半圓孔1110的高度)，并將下陶瓷層111向封裝中心內移W，這樣焊盤層121的信號焊盤1211可內移，縮小板極安裝的焊盤尺寸;陶瓷外殼1頂部無半圓孔1110后，這樣可以縮小封口環125寬度《2,充分利用封口環125。 下陶瓷層111可向封裝中心內移0.2-0.5_，從而可以使得板極安裝焊盤外形X與Y縮小1_。 [〇〇27]本發明接地的方法為:將內部的地信號綁定到接地鍵合指1242,接地鍵合指1242 通過金屬過孔120連接到封裝背面的接地焊盤1212,這樣可以提高粘芯區的利用率。采用本發明的做法時，只需要求硅片3邊緣到粘芯區內壁的距離L為0.2mm以上，這樣封裝體外形X 與Y可縮小2mm。[〇〇28] 綜上所述，本發明的外形尺寸可縮小3mm以上，CLCC24可實現與QFN24的焊盤可實現無縫兼容。
[0029]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當理解本發明并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和范圍，則都應在本發明所附權利要求的保護范圍內。
【主權項】
1.一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，其特征在于:包括陶瓷外殼(I)、粘片膠(2)、硅片(3)、鍵合絲(4)和蓋板(5);所述陶瓷外殼(I)包括陶瓷層(11)和金屬化層(12)，所述陶瓷層(11)為腔體結構，硅片(3)通過粘片膠(2)安裝在所述腔體結構底部的粘芯區，所述陶瓷層(11)包括上陶瓷層(112)和下陶瓷層(111)，所述金屬化層(12)包括封口環(125)和焊盤層(121)，所述封口環(125)、上陶瓷層(112)、下陶瓷層(111)和焊盤層(121)從上往下依次設置，蓋板(5)設置在封口環(125)的頂部，下陶瓷層(I 11)的側壁設有半圓孔(1110)，鍵合絲(4)用于連接硅片(3)與金屬化層(12)。2.根據權利要求1所述的一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，其特征在于:所述下陶瓷層(111)包括從下往上依次設置的第一陶瓷層(1111)、第二陶瓷層(1112)和第三陶瓷層(1113)。3.根據權利要求1所述的一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，其特征在于:所述上陶瓷層(112)和下陶瓷層(111)的俯視圖均為矩形狀，下陶瓷層(111)的長寬小于上陶瓷的長寬。4.根據權利要求1所述的一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，其特征在于:所述上陶瓷層(112)底部設計有倒角結構(1120)。5.根據權利要求1所述的一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，其特征在于:所述金屬化層(12)還包括鍵合指層(124)和金屬過孔(120)，鍵合指層(124)包括接地鍵合指(1242)和信號鍵合指(1241)。6.根據權利要求5所述的一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，其特征在于:所述接地鍵合指(I 242)通過鍵合絲(4)與硅片(3)連接。7.根據權利要求5所述的一種小型化氣密性無引線陶瓷封裝結構，其特征在于:所述焊盤層(121)包括接地焊盤(1212)和信號焊盤(1211)，所述接地鍵合指(1242)通過金屬過孔(120)與接地焊盤(1212)連接，所述信號鍵合指(1241)通過半圓孔(1110)與信號焊盤(1211)連接。
【文檔編號】H01L23/08GK105977216SQ201610535293
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】周平
【申請人】成都振芯科技股份有限公司