一种功率器件及集成电路板的制作方法

1.本技术总体来说涉及电力电子技术领域，具体而言，公开了一种功率器件及集成电路板。


背景技术：

2.引线框架主要功能是电路连接、散热、机械支撑，散热片是引线框架必不可少的一部分，其在支撑芯片，散热和电路连接发挥重要作用。引线框架是半导体元件和集成电路封装的主要材料，要求具有优良的电性、导热性和高强度。在生产过程中，较难控制焊锡量的大小，焊锡量的波动会影响产品的性能和外观，在焊锡量过多时，焊锡可能会流淌至引线框架的外部，造成外观不良；在焊锡量过少时，会影响到产品的散热，影响产品的可靠性。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中的难以控制焊锡量的技术问题，本技术提供一种功率器件及集成电路板。
4.为实现上述实用新型目的，本技术采用如下技术方案：
5.根据本技术的第一个方面，提供了一种功率器件，包括：
6.散热片，所述散热片上设置有凹槽；以及
7.芯片，设置于所述凹槽内，且所述芯片的至少一侧壁与所述凹槽的对应侧壁之间存在间隙。
8.根据本技术的一实施方式，其中所述芯片的多个侧壁与所述凹槽的多个侧边之间分别存在所述间隙。
9.根据本技术的一实施方式，其中所述芯片的中心与所述凹槽的中心对齐。
10.根据本技术的一实施方式，其中在第一方向上，所述芯片的长度与所述凹槽的长度的比值为0.96-0.98。
11.根据本技术的一实施方式，其中在第二方向上，所述芯片的长度与所述凹槽的长度的比值为0.96-0.98，所述第二方向与所述第一方向相垂直。
12.根据本技术的一实施方式，其中所述凹槽的槽深小于所述芯片的厚度。
13.根据本技术的一实施方式，其中所述凹槽的槽深与所述芯片的厚度的比值为0.5-0.9。
14.根据本技术的一实施方式，其中所述功率器件还包括引线框架，所述引线框架上设置有管脚；所述散热片设置于所述引线框架上。
15.根据本技术的一实施方式，其中所述功率器件还包括封装体，所述封装体用于将所述引线框架、所述芯片和所述散热片封装，且所述管脚突出所述封装体。
16.根据本技术实施例的第二个方面，提供了一种集成电路板，包括前述所述的功率器件。
17.由上述技术方案可知，本技术的一种功率器件及集成电路板的优点和积极效果在
于：本技术提供了一种功率器件及集成电路板，该功率器件包括芯片以及散热片，所述散热片上设置有用于放置所述芯片的凹槽，所述芯片的至少一侧壁与所述凹槽的对应侧壁之间存在间隙。综上所述，通过凹槽的设置，使得在将芯片贴装于散热件上时，可以通过向凹槽内填充焊锡，焊锡会在凹槽内进行流动，便于控制凹槽内焊锡的质量，同时还可以避免焊锡肆意流淌的情况，保障产品的外观。此外，通过凹槽的周侧还可以对芯片进行限位，避免芯片在液态的焊锡中出现旋转和偏移的问题，通过间隙的设置可以避免由于焊锡过多导致芯片表面沾锡的风险。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
19.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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是根据一示例性实施方式示出的一种功率器件的整体结构示意图。
21.图2是根据一示例性实施方式示出的一种功率器件的图1中a-a方向剖视的局部图，主要用于体现间隙。
22.其中，附图标记说明如下：
23.1、芯片；2、散热片；3、凹槽；4、间隙；5、引线框架；6、引脚；7、焊锡。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
26.而且，术语“包括”、“包含”和“具有”以及他们的任何变形或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
27.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特
征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
28.参照图1-图2，本公开实施例公开了一种功率器件，该功率器件包括芯片1以及散热片2，散热片2上设置有凹槽3，芯片1设置于凹槽3内，所述芯片1的至少一侧壁与所述凹槽3的对应侧壁之间存在间隙4。
29.在实际使用过程中，通过凹槽3的设置，使得在将芯片1贴装于散热件上时，可以通过向凹槽3内填充焊锡7，焊锡7会在凹槽3内进行流动，便于控制凹槽3内焊锡7的质量，同时还可以避免焊锡7肆意流淌的情况，保障产品的外观。此外，通过凹槽3的周侧还可以对芯片1进行限位，避免芯片1在液态的焊锡7中出现旋转和偏移的问题，通过间隙4的设置可以避免由于焊锡7过多导致芯片1表面沾锡的风险。
30.功率器件to封装类型的产品通常都是采用简单的铜框架，其结构简单加工容易，但是此产品难以满足日益复杂和精密的半导体封装要求，其原因在于此产品在生产应用中会遇到较多难点。举例来说，此产品在生产大芯片1时对设备下焊锡7系统控制要求非常高，焊锡7量的波动会影响产品的性能和外观。工作人员在作业过程中，为了防止焊锡7量过多使得焊锡7溢流到散热片2背部的情况，通常工作人员会控制散热片2焊锡7的锡量，当焊锡7量过少时，会影响到产品的散热，同时较少的焊锡7其上贴装芯片1后，焊锡7可能会存在空洞现象，影响产品的可靠性。此外，较薄的焊锡7的缓冲作用较低，生产过程中还可能会导致芯片1出现裂纹的问题。然而，当散热片2上的焊锡7量较多时，焊锡7在高温的轨道中会变成液态，液态的焊锡7可能会流淌至散热片2的侧边或者背面的区域，造成产品的外观不良，并且芯片1在液态的焊锡7中会出现浮水效应，此时芯片1会出现旋转和偏移的问题。
31.在一个具体的实施例中，所述散热片2的材质为金属，通过金属材质的散热片2的设置可以保证功率器件的散热效果。作为示例，本公开实施例中的散热片2采用铜材质，在实际使用过程中，本领域技术人员还可以采用其他的金属或者合金的材质，本实施例中在此不一一列举。
32.在一个可选的实施例中，所述芯片1的多个侧壁与所述凹槽3的多个侧边之间分别存在所述间隙4。通过将芯片1的周侧和凹槽3的周侧均设置有间隙4，可以避免因为设备误差导致芯片1无法完全放置于凹槽3内的情况，可以允许贴装设备有一定的误差率。此外，当芯片1采用耐高温的橡胶吸嘴吸取芯片1进行贴装作业时，芯片1可以在凹槽3内进行一定的偏转，吸嘴可以将芯片1向下按压，使得芯片1与焊锡7的接触更加可靠。故通过将芯片1的周侧与凹槽3的周侧均设置有间隙4，使得芯片1被吸取之后其底部可以完全与焊锡7接触上，可以保证芯片1贴装的可靠性。避免芯片1底部在未与焊锡7接触时就松开芯片1，使得芯片1在重力的作用下掉入凹槽3中，此时芯片1底部的焊锡7存在不均匀的设置于凹槽3内，芯片1贴装的可靠性难以保证。
33.在一个具体的实施例中，所述芯片1的中心与所述凹槽3的中心对齐。通过将芯片1的中心与凹槽3的中心对齐设置，使得芯片1长度方向的两侧与凹槽3之间的间隙4的距离相
同，芯片1的宽度方向的两侧与凹槽3之间的间隙4的距离也相同，在芯片1贴装于凹槽3内之后，凹槽3内的焊锡7会受到芯片1的压力作用而朝向间隙4流动，并且多余的焊锡7会顺着间隙4的厚度方向蔓延。通过将芯片1的相对两侧的间隙4相等设置，使得对于的焊锡7会均匀的流向各个间隙4，可以有效避免焊锡7溢出至芯片1表面的情况。
34.在一个可选的实施例中，在第一方向上，所述芯片1的长度与所述凹槽3的长度的比值为0.96-0.98。在本技术中，第一方向即为芯片1的长度方向。通过限制在长度方向上芯片1的尺寸和凹槽3的尺寸，使得凹槽3可以为芯片1提供放置的空间，并且通过将凹槽3的尺寸设置的稍大芯片1一点点，还可以便于工作人员了解到芯片1应该如何贴装于凹槽3内，避免芯片1反装的情况。此外，若将凹槽3的长度设置的较长，作为示例，在凹槽3的长度是芯片1长度的1倍或者2倍时，芯片1在液态的焊锡7的中会出现浮水效应，可能会出现沿着凹槽3的长度方向上进行移动，导致生产完成后的产品的芯片1位置偏移较大，产生不良品。
35.在一个可选的实施例中，在第二方向上，所述芯片1的长度与所述凹槽3的长度的比值为0.96-0.98，所述第二方向与所述第一方向相垂直。在本技术中，第二方向即为芯片1的宽度方向。通过限制在宽度方向上芯片1的尺寸和凹槽3的尺寸，使得凹槽3可以为芯片1提供放置的空间，并且通过将凹槽3的尺寸设置的稍大芯片1一点点，还可以便于工作人员了解到芯片1应该如何贴装于凹槽3内，避免芯片1反装的情况。此外，若将凹槽3的宽度设置的较长时，作为示例，在凹槽3的宽度是芯片1长度的1倍或者2倍时，芯片1在液态的焊锡7的中会出现浮水效应，可能会出现沿着凹槽3的宽度方向上进行移动，导致生产完成后的产品的芯片1位置偏移较大，产生不良品。
36.作为示例，本实施例中提供的芯片1在第一方向上的长度为3150um，在第一方向上，芯片1与凹槽3之间的间隙4为50um，故凹槽3在第一方向上的长度为3250um。芯片1在第二方向上的长度为3200um，芯片1与凹槽3之间的间隙4为50um，故凹槽3在第二方向上的长度为3300um。通过这种设置方式，工作人员将芯片1贴装于散热片2上之后，芯片1位置的偏差小于50um，可以达到芯片1的贴装工艺要求。
37.本公开实施例中，通过同时限制凹槽3在第一方向上的尺寸以及凹槽3在第二方向上的尺寸，使得凹槽3的整体尺寸略大于芯片1的尺寸，可以避免因为设备误差导致芯片1无法完全放置于凹槽3内，同时还可以限制芯片1在凹槽3内的移动范围，使得芯片1安装之后的偏差可以在工艺要求的范围内，保证产品的生产良率。
38.在一个具体的实施例中，所述凹槽3的槽深小于所述芯片1的厚度。通过将凹槽3的高度设置于低于芯片1的高度，使得在凹槽3中的焊锡7的质量过多时，在芯片1放置于凹槽3中之后，过多的焊锡7会使的多余焊锡7顺着间隙4向上溢出，直至溢出至散热片2的表面，且会沿着散热片2的表面均匀流淌。此时，由于芯片1的高度高于凹槽3的高度，即在芯片1安装于凹槽3内之后，芯片1的表面会高于散热片2的表面，使得芯片1的表面不会发生沾锡的可能性。若芯片1的厚度小于或者等于凹槽3的槽深时，那么当凹槽3中的焊锡7过多时，多余的焊锡7溢出就可能会流淌至芯片1的表面，进而影响芯片1的性能。
39.在一个可选的实施例中，所述凹槽3的槽深与所述芯片1的厚度的比值为0.5-0.9。通过将芯片1的高度高于凹槽3的槽深设置，可以避免焊锡7流至芯片1的表面。同时通过限制凹槽3的设置高度，还可以方便在散热片2上开设凹槽3，有效避免凹槽3的槽深过浅导致凹槽3加工困难，或者因为凹槽3的槽深过深导致在凹槽3开设过程中发生凹槽3贯穿散热片
2的情况。
40.通过上述设置方式，本实施例在实际使用过程中，工作人员在散热片2用于贴装芯片1的表面冲压凹槽3，根据芯片1的尺寸确定冲压的凹槽3的尺寸，随后散热片2经过设备的高温轨道。并朝下凹槽3内进行点焊锡7，用模具按压焊锡7使得焊锡7在凹槽3内均匀铺满，由于有凹槽3集中储存焊锡7，可以保证因焊锡7量的波动不会产生过多的不良品，并且还可以保证不会因为焊锡7量的波动导致焊锡7流淌至散热片2的边缘或者底部。随后通过设备对芯片1进行抓取，并将抓取后的芯片1放置在散热片2的凹槽3中，由于设备的轨道温度较高，本实施例中产品在生产过程中的轨道温度在480摄氏度左右，焊锡7在高温的情况下会变成液体的焊料，位于焊锡7上的芯片1会出现浮水效应，芯片1会跟随着焊锡7的流动而发生位移，由于在凹槽3的限制下，芯片1的位移会小于50um，满足芯片1贴装的工艺要求，从而保证芯片1的贴装良率。此外，由于芯片1下方有足够的焊锡7，在散热片2运动出设备的轨道后，散热片2的环境温度会降低，凝固的焊锡7可以减少产品的应力。
41.在一个具体的实施例中，所述功率器件还包括引线框架5，所述引线框架5上设置有管脚；所述散热片2设置于所述引线框架5上。芯片1贴装于散热片2上，散热片2设置于引线框架5上，芯片1与管脚引线连接，通过管脚与外部电路连接，从而实现芯片1对外部电路的控制等。
42.在一个具体的实施例中，所述功率器件还包括封装体，所述封装体用于将所述引线框架5、所述芯片1和所述散热片2封装，且所述管脚突出所述封装体设置。通过封装体可以对芯片1起到保护的作用，此外，通过封装体的设置还可以将功率器件封装成相应的规格，从而适用于不同的应用环境中，提高功率器件适用的广泛性。
43.参照图1-图2，本公开实施例还提供了一种集成电路板，该集成电路板包括前述所述的功率器件。该集成电路板中关于功率器件的技术特征可以参考前文描述，在此不再赘述。本技术实施例所公开的集成电路板由于包括上述实施例中提供的功率器件，因此具有该功率器件的集成电路板同样具有上述所有的技术效果，在此不再一一赘述。集成电路板的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。
44.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改和变化对本领域的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技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。因此，本技术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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。