专利名称：一种具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及集成电路封装领域，具体地说是一种具有抗瞬间电气过载能力 的集成电路封装块，尤其是一种能抑制静电放电损害的集成电路封装块。
背景技术：
随着信息时代的到来，电子产品的总趋势是小型化，高频化。电路设计者采用 了复合的超大规模集成电路(VLSI)及新的IC技术。然而，使用这些技术使得电子设备 更易招受瞬间电气过载(EOS)的损伤，如静电放电(ESD)、电气快瞬变及闪电感应等。 上述这些对电子元件，特别是高密度集成块电子元件，有极大的威胁。由于瞬间电气过 载现象会导致局部热产生，高电流密度，高电场强度，以致会导致集成电路块失效，如 半导体元件烧毁，或者导致电子干扰，如失去转递和储存的数据等。其中，静电放电 (ESD)是电子产品在装配，使用过程中的一种最常见的瞬间电气过载现象。ESD是一 种快速，低能量，峰值压电极高的能量形式。对电子元件，特别是高密度集成块电子元 件，有极大的威胁。便携式电子产品尤其容易受到人体接触产生的ESD的损坏。静电 危害造成了相当严重的后果和损失。它曾造成全球电子工业每年的直接经济损失达上百 亿美元。而潜在的损失，如在航天工业，静电放电造成火箭和卫星发射失败，干扰航天 飞行器的运行，战场上电子设备失灵等，其损失则无可估量。当前，集成电路工业在对瞬间电气过载(EOS)，尤其是静电放电(ESD)的保护 方面仍然面临着巨大的挑战。主要表现在以下方面目前集成电路芯片上的ESD保护能力仅有2KV，主要是用于保护元件在装配过 程中免遭ESD攻击。而在电子设备的使用过程中，瞬间电气过载电压会远高于2kV，如 由人体产生的ESD电压会超过14KV。因此，具有集成电路(IC)芯片的抗瞬间电气过载 能力亟待提高。当今的电子产品中，大多用分立ESD保护元件(如TVS，MOV,齐纳二极管， EDS抑制器等)安装在电路板(PCB)上来保护集成电路芯片。分立ESD保护元件需占 用大量PCB的面积。不适应当今电子产品小型化发展趋势。因此，在集成电路芯片封 装电路中加入瞬间电气过载保护功能成为解决问题的理想途径。
发明内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术的不足之处，而提供一种具有抗 瞬间电气过载能力的集成电路封装块，其结构简单，使用方便，可用于保护集成电路芯 片免受瞬间电气过载(EOS)的破坏，尤其是能抑制静电放电的损害。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种具有抗瞬间电气过载能 力的集成电路封装块，包括引线框架，在引线框架上设置有抗瞬间电气过载部件，该部 件由电压敏感性材料层和导电层组成，所述电压敏感性材料层与引线框架上的每个引脚 相连，所述导电层与集成电路的地线相连。[0008]在上述技术方案中，所述抗瞬间电气过载部件由导电层和覆盖于导电层上的电 压敏感性材料层组成。在上述技术方案中，所述抗瞬间电气过载部件由导电层和覆盖于导电层上的电 压敏感性材料层及具有电绝缘性的粘性材料组成。在上述技术方案中，所述电压敏感性材料层具有非线性导电特性，即在低电压 状态，电阻率很高，是绝缘体；当瞬间电压达到高电压标准值时，电压敏感性材料层的 电阻率急剧降低，变成导电体，瞬间电压消失后，电压敏感性材料层又变成绝缘体。本实用新型在无瞬间电气过载的正常情况下，电压敏感性材料层为绝缘体，信 号电流经过引线框架通到集成电路的芯片电路。当集成电路封装块受到瞬间电气过载冲 击时，如ESD，瞬间快速电压，闪电等，电压敏感性材料层会变成导电体，由瞬间电气 过载所产生的强电流通过抗瞬间电气过载部件的电压敏感材料层和导电层流到地线，使 瞬间电气过载所产生的高能量通过地线释放，减轻对集成电路芯片内部电路的冲击。从 而保护了集成电路封装块中的集成电路芯片免受瞬间电气过载的损伤。瞬间电气过载产 生的高电压脉冲过后，电压敏感性材料又变成绝缘体。因此可对集成电路芯片进行多次 保护。本实用新型的有益效果是，不仅使集成电路封装块的抗瞬间电气过载的能力大 大提高，减少集成电路封装块在安装，储藏，运输和使用过程中的瞬间电气过载损伤， 还可减少分立保护元件的使用需求，从而节省了 PCB的板面占用面积，为电子器件的小 型化提供了机会。同时，由于简化了电子产品的安装工艺，有利于节省电子产品的制造 成本，提高生产效益。
图1本实用新型具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块的结构示意图。图2具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块中引线框架与抗瞬间电气过载 部件连接的(A-A)剖视结构示意图。图3具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块中瞬间电气过载保护电路原理 图。图4本实用新型中的抗瞬间电气过载部件应用实例1结构示意图。图5本实用新型中的抗瞬间电气过载部件应用实例2结构示意图。图6引线框架与应用实例2抗瞬间电气过载部件连接的(B-B)剖视结构示意图。图7本实用新型中的抗瞬间电气过载部件应用实例3结构示意图。图8引线框架与应用实例3抗瞬间电气过载部件连接的(A-A)剖视结构示意图。图9本实用新型中的抗瞬间电气过载部件应用实例4结构示意图。图10引线框架与应用实例4抗瞬间电气过载部件连接的(A-A)剖视结构示意 图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。如图1所示，本实用新型具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块1由引线框架2，连接导线3，集成电路芯片4，包封材料5和抗瞬间电气过载部件6组成。抗瞬间 电气过载部件6安装在引线框架2上。如图2所示，所述抗瞬间电气过载部件6包括导电层9和电压敏感性材料层7。 抗瞬间电气过载部件6中的电压敏感性材料层7与引线框架2中的每个引脚材料8通过封 装外壳的包封材料5的定位产生紧密接触。抗瞬间电气过载部件6的导电层9与集成电 路的地线相连，从而在集成电路封装块1的每条引脚上形成保护电路。电压敏感性材料 可以是无机硅，金属氧化物压敏材料，也可为聚合物电压诱变材料。电压敏感性材料具 有非线性导电特性，在低电压状态，电压敏感性材料的电阻率很高，为绝缘体；当电压 达到某一高电压值，临界电压时，电压敏感性材料的电阻率急剧降低，变成导电体。导 电层9可由任何导电材料构成，如金属箔，导电胶，电镀金属等。如图3所示，为具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块等效保护电路原理 图。在正常情况下，电压敏感性材料层7为绝缘体。来自印刷电路板电路(PCB)的电 流经过引线框架2通到集成电路的芯片电路(IC)。当电路遭遇电气过载冲击时，产生瞬 间高电压，电压敏感性材料层7的电阻急剧降低，变成导体。由瞬间电气过载所产生的 电流，从集成电路引脚通过电压敏感性材料层7流经导电层9，将瞬间电气过载所产生的 高能量通过地线释放，从而使集成电路芯片免受瞬间电气过载的损害。如图4所示，为抗瞬间电气过载部件应用实例1结构示意图，其抗瞬间电气过载 部件10是由导电层9、电压敏感性材料层7组成。电压敏感性材料层7覆盖在导电层9 上。电压敏感性材料层7的厚度与保护电路的电路特性有关。如图5所示，为抗瞬间电气过载部件应用实例2结构示意图，其抗瞬间电气过载 部件11是由导电层9、电压敏感性材料层7和粘性材料12组成。电压敏感性材料层7沿 导电层9的平行于长边连续地覆盖在导电层9的一部分表面上，导电层9剩下的部分表面 被粘性材料12覆盖。粘性材料12为电绝缘体，可以使抗瞬间电气过载部件11固定在引 脚材料8上。如图6所示，抗瞬间电气过载部件11通过粘性材料12在集成电路的引线框架固 定，再通过封装外壳的包封材料5的挤压，使抗瞬间电气过载部件11中的电压敏感性材 料层7与引脚材料8产生紧密接触。如图7所示，为抗瞬间电气过载部件应用实例3结构示意图，其抗瞬间电气过载 部件13是由导电层9、电压敏感性材料层7和粘性材料12组成。电压敏感性材料层7以 分离的块状覆盖在导电层9的中部，其位置与引脚框架材料的位置相对应，电压敏感性 材料的周围的导电层9为粘性材料12覆盖。分离的电压敏感性材料块的面积可调节保护 电路的寄生电容。如图8所示，抗瞬间电气过载部件13中的电压敏感性材料层7与引线框架2中 的每个引脚材料8的位置相对齐，抗瞬间电气过载部件13通过粘性材料12在集成电路的 引线框架2上固定，再通过封装外壳的包封材料5的挤压，使抗瞬间电气过载部件13中 的电压敏感性材料层7与引脚材料8产生紧密接触。如图9所示，为抗瞬间电气过载部件应用实例4结构示意图，其抗瞬间电气过载 部件14是由导电层9、电压敏感性材料7和粘性材料12组成。电压敏感性材料层7以分 离的块状覆盖在导电层9的中部，其位置与引脚框架材料的位置相对应。粘性材料12覆盖在电压敏感性材料块两侧靠近抗瞬间电气过载部件边缘的导电层9表面，电压敏感性 材料块之间的导电层没有被任何材料覆盖。分离的电压敏感性材料块的面积可调节保护 电路的寄生电容。 如图10所示，抗瞬间电气过载部件14的电压敏感性材料层7与引线框架2中的 每个引脚材料8的位置相对齐，抗瞬间电气过载部件14通过粘性材料12在集成电路的引 线框架上固定，再通过封装外壳的包封材料5的挤压，使抗瞬间电气过载的部件14中的 电压敏感性材料7与引脚材料8产生紧密接触。
权利要求1.一种具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块，包括引线框架，其特征在于 在引线框架上设置有抗瞬间电气过载部件，该部件由电压敏感性材料层和导电层组成， 所述电压敏感性材料层与引线框架上的每个引脚相连，所述导电层与集成电路的地线相 连。
2.根据权利要求1所述的具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块，其特征在于 所述抗瞬间电气过载部件由导电层和覆盖于导电层上的电压敏感性材料层组成。
3.根据权利要求1所述的具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块，其特征在于 所述抗瞬间电气过载部件由导电层和覆盖于导电层上的电压敏感性材料层及具有电绝缘 性的粘性材料组成。
专利摘要本实用新型涉及集成电路封装技术领域，提供一种具有抗瞬间电气过载能力的集成电路封装块，它是在引线框架上设置抗瞬间电气过载部件，该部件由电压敏感性材料层和导电层组成，所述电压敏感性材料层与引线框架上的每个引脚相连，所述导电层与集成电路的地线相连。本实用新型在瞬间电气过载发生时，可增强集成电路封装块中的芯片抵抗瞬间电气过载损伤的能力，还可减少分立保护元件的使用需求，节省PCB的板面占用面积，为电子器件的小型化提供了机会。同时，由于简化了电子产品的安装工艺，有利于节省电子产品的制造成本，提高生产效益。
文档编号H01L23/60GK201796883SQ20102016690
公开日2011年4月13日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者曾昭华, 蔡峰, 雷华敏 申请人:武汉普力玛新材料技术有限责任公司