垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的ic元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及IC(集成電路)元件領(lǐng)域，具體涉及的是一種垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的IC元件。
【背景技術(shù)】
[0002]IC芯片經(jīng)過封裝，就成為元件，可以焊接在PCB(Printed circuit board，印制電路板)上使用?，F(xiàn)在一般采用的封裝結(jié)構(gòu)是S0P(small Out-Line Package，小外形封裝)。先用金屬材料加工制成電極引腳;然后把IC芯片通過銀膠綁定在電極引腳上，并焊好電連接線;接著進(jìn)行模壓工藝，用熱塑性環(huán)氧樹脂將電極引腳中包含IC芯片的部分包裹成型，再將電極引腳切開分離，形成元件;整個(gè)過程叫封裝。
[0003]SOP封裝結(jié)構(gòu)的IC元件在使用功率和環(huán)境上都有較為嚴(yán)重的缺陷，如在空間比較小而且散熱條件不足的照明光源中，例如是A60球泡燈，整燈功率一般小于5W，而且對(duì)外殼的散熱要求很高，一般要求IC元件的外部環(huán)境的溫度不能超過50°C。事實(shí)上，現(xiàn)在的球泡燈外殼盡量不考慮采用散熱較好的金屬結(jié)構(gòu)，而是采用以金屬為框架且外部包裹塑膠的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使得防觸電的安全性有保障，而且成本大大降低，但是散熱條件變差了，因此，SOP封裝結(jié)構(gòu)的IC元件無法適用到此類照明光源中。
[0004]此外，現(xiàn)在的IC元件大多采用SOP方式封裝，該封裝結(jié)構(gòu)的元件(熱阻*面積)高達(dá)20K*mm2/W以上，限制了 IC元件的應(yīng)用領(lǐng)域，一是小體積的燈不能用，因?yàn)樯釛l件不夠;二是超過5W的燈不能用，因?yàn)镮C元件的發(fā)熱量太大;三是因?yàn)镮C元件的耗散功率同輸入電壓有關(guān)，而許多國(guó)家和地區(qū)的市電電壓變化范圍很大，使得IC元件的耗散功率太大，無法正常工作?，F(xiàn)有SOP封裝技術(shù)不適合用于線性驅(qū)動(dòng)IC元件，因?yàn)樵摲庋b結(jié)構(gòu)使得IC元件熱阻高(50-100K/ffi0.5mm2裸芯)而且體積大，而這種IC裸芯的特點(diǎn)就是體積小而且耗散功率大，一般面積只有0.5-1.0_2，厚度不超過0.5_，而耗散功率可以高到2-4W。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的IC元件，可以減小IC元件的熱阻，適用于更小體積更高功率的應(yīng)用場(chǎng)合，增加IC芯片可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，制作工藝簡(jiǎn)單。
[0006]此外，本發(fā)明提供的垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的IC元件可以用于線性恒流驅(qū)動(dòng)IC芯片封裝形成元件，線性恒流驅(qū)動(dòng)IC元件適用于更小體積更高功率的燈，在IC元件耗散功率較大情況下燈仍能正常工作。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提出一種垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的IC元件，包括:一具有一凹槽的塑框;一固定到所述凹槽的底面的導(dǎo)熱基板;至少一安裝到所述導(dǎo)熱基板上的IC芯片；至少一設(shè)置在所述凹槽內(nèi)、并將所述IC芯片和所述塑框的位于凹槽之外的電極觸點(diǎn)電連接的連接部；以及填充在所述塑框的凹槽內(nèi)的膠部。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述連接部包括:固定到所述凹槽的底面的導(dǎo)電片;連接所述IC芯片的電極觸點(diǎn)和所述導(dǎo)電片的電極觸點(diǎn)的連接導(dǎo)線;及從所述導(dǎo)電片引出并連接到所述塑框的電極觸點(diǎn)的引出導(dǎo)線。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)電片為銅片。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述導(dǎo)熱基板包括固定到所述凹槽的底面的銅片及覆設(shè)在所述銅片上的銀膜;所述IC芯片通過銀膠安裝到所述導(dǎo)熱基板上。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述銅片為純銅或銅的合金，銅片的厚度范圍為0.1-0.3mm ο
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述銀膠為合金化的銀膠。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述膠部的基材為熱固性樹脂。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述膠部的基材為環(huán)氧樹脂或硅樹脂或硅樹脂雜化的耐尚溫樹脂。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述IC芯片為線性恒流驅(qū)動(dòng)IC芯片。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述IC元件的熱阻范圍為2-10K*mm2/W。
[0017]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果:將IC芯片安裝到導(dǎo)熱基板的一表面上，不同于現(xiàn)有SOP封裝橫向傳遞熱量，導(dǎo)熱基板可以進(jìn)行垂直方向的導(dǎo)熱，更有利于散熱，降低封裝結(jié)構(gòu)的熱阻，且用具有凹槽的塑框作為支撐，將導(dǎo)熱基板、芯片及相應(yīng)連接部?jī)?nèi)置在凹槽中，凹槽可以承接住流動(dòng)性的膠，點(diǎn)膠固定后IC元件完成封裝;使得IC元件的(熱阻*面積)降至2-10K*mm2/W，因而使得這種IC元件的耗散功率可以加大到2-4W，整個(gè)電路回路(若用于燈中則為整燈)的功率可以升至20W以上，而且在電壓波動(dòng)很大的情況下還能保持輸出電流的穩(wěn)定性;又由于熱阻降低，在工作狀態(tài)下IC芯片的溫度降低，所以該芯片的可靠性也增加了，壽命可以長(zhǎng)至10萬小時(shí)。
[0018]此外，將現(xiàn)行恒流驅(qū)動(dòng)IC元件采用本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)，可以使得元件體積較小，能夠塞進(jìn)很小的燈里，如蠟燭燈;散熱效果優(yōu)良，能夠用到較大功率的燈中，發(fā)熱量不影響整燈功能;可以保證在IC元件耗散功率較大情況下仍能正常工作，滿足市場(chǎng)需求。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的IC元件未設(shè)膠部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的IC元件的點(diǎn)膠示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的IC元件封裝的熱阻計(jì)算結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。
[0023]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
[0024]參看圖1和圖2，本實(shí)施例的垂直導(dǎo)熱封裝結(jié)構(gòu)的IC元件，包括塑框1、導(dǎo)熱基板2、IC芯片3、連接部(41和42)和膠部5。其中，塑框I作為導(dǎo)熱基板2的支撐，塑框I具有凹槽(圖中未標(biāo)記)，導(dǎo)熱基板2、IC芯片3和連接部均內(nèi)置在凹槽中，膠部5填充在凹槽中，膠部5優(yōu)選的可以填平凹槽，可以理解，膠部5是在導(dǎo)熱基板2、IC芯片3和連接部均內(nèi)置在凹槽中之后再形成的。
[0025]導(dǎo)熱基板2固定在凹槽的底面上，在導(dǎo)熱基板2上安裝IC芯片3，IC芯片3顆數(shù)不作為限定，可以為一顆或以上，在IC芯片3為多顆時(shí)，封裝后的結(jié)構(gòu)也可以做進(jìn)一步的分割，以形成多顆IC元件。在凹槽內(nèi)還設(shè)置有連接部，連接部將IC芯片3和塑框I的位于凹槽之外的電極觸點(diǎn)電連接起來，用于IC芯片3正負(fù)電極和信號(hào)電極與外部裝置或部件的電性連接。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，連接部包括導(dǎo)電片41、連接導(dǎo)線42和引出導(dǎo)線(圖中未示出)。導(dǎo)電片41固定在凹槽的底面上，導(dǎo)電片41的固定區(qū)域與導(dǎo)熱基板2的固定區(qū)域不重疊。連接導(dǎo)線一端連接IC芯片3的電極觸點(diǎn)，另一端連接導(dǎo)電片41的電極觸點(diǎn)，連接導(dǎo)線42的數(shù)目可以根據(jù)芯片電極觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)而確定。引用導(dǎo)線從導(dǎo)電片41引出來，引出端連接到塑框I的電極觸點(diǎn)。連接導(dǎo)線42和引出導(dǎo)線可以在導(dǎo)電片41中電性連接，也可以為同一根導(dǎo)線。
[0027]在較佳的實(shí)施例中，導(dǎo)電片41可選為銅片，導(dǎo)熱基板2同樣可選為銅片。擇優(yōu)采用導(dǎo)熱系數(shù)較高而且抗氧化的厚度在0.1-0.3_之間金屬銅片，銅片可以為純銅或銅的合金。
[0028]首先將一整塊銅片沖壓成所需形狀，該形狀里包含所需電極以及面積相對(duì)較大導(dǎo)熱極，電極作為導(dǎo)電片41，導(dǎo)熱極作為導(dǎo)熱基板2，當(dāng)然一塊大面積銅片里可以重復(fù)電極和導(dǎo)熱極的設(shè)計(jì)，即一塊銅片可以具有多組電極和導(dǎo)熱極，用來置放一百至幾百粒IC裸芯(IC芯片)，整體封裝成一百至幾百粒IC元件。
[0029]接著通過注塑工藝將銅片用塑膠包裹形成塑框1，塑框I具有凹槽，所需的導(dǎo)熱極、電極裸露，塑框I的材料例如為PPA塑膠(聚鄰苯二甲酰胺)或PCT塑膠(聚對(duì)苯二甲酸環(huán)乙酯)。
[0030]然后用銀膠將IC裸芯3綁定在導(dǎo)熱極上，通過金線或合金線將連接IC芯片的正負(fù)電極、信號(hào)電極與銅片上的電極(導(dǎo)電片41)相連，再通過