一种数模转换器封装结构及其封装方法与流程

1.本技术涉及电子、物联网、照明以及智能控制等领域，尤其涉及一种数模转换器封装结构及其封装方法。


背景技术：

2.在传统的数模转换领域，都是单一的数字转换集成电路，通过数字电路对进行pwm信号进行转换，设计往往较为复杂，需要投入较大的开发成本，当然也可以对pwm信号进行rc模拟采样就相当简单，但需要外置较大较多的外围电容来实现，但在集成电路半导体芯片领域一个电容的体积即使是500pf也占用半导体芯片面积约为1平方毫米，实际需求往往是1nf甚至到10uf，并且需要多只数量，为此大规模集成电路半导体芯片内部集成制作电容具有很大的困难。
3.在物联网，照明以及智能控制等众多领域中需要用到更小体积和低成本的的pwm数字信号转模拟电压来适用实际需要，为此传统市面上数字数模转换器件和采用模拟数模转换电路搭载外围元件的工艺，不具有体积小、成本低的特点比较难以适应物联网智能控制设备以及智能照明控制等设备的市场需求。


技术实现要素：

4.为此本发明人结合rc积分采样的模拟数模转换器的低成本特点结合集成电路引线支架特点以及电阻、电容值以及封装尺寸等的特点，采用一种全新的支架线路板工艺，将模拟数模转换器外围元件都塑封在集成电路器件内部的工艺技术，制作成一种全新数模转换器件，具有体积小，容易规模生产，性能稳定，成本低，应用方便等特点来充分满足市场需要。
5.本发明实物结构图见图1（数模转换器封装结构示意图），封装流程图见图2（数模转换器封装流程图），主要涉及到的数模转换器原理图见图3（一种数模转换的模拟转换电路原理图)，涉及到的物料集成电路引线框架见图4（sop8引线框架图），以及具体的控制cpu芯片、电阻、电容元件；电阻、电容、控制cpu芯片结合图3电路原理图的特点，通过一定的排列布局在本发明所述的引线框架上面，然后进行元件焊接，半导体芯片固晶焊线，模压、切割成型、测试等，最终形成一个全新的具有数模转换功能数模转换芯片。
6.本发明所述一种数模转换器，其特征在于：典型电路功能特征为输入3.3v0-100%pwm数字信号输出0-5v或者0-10v模拟电压功能元件（通过功能脚短接或者断开进行选择），且不需要其他任何外部元件即可完成该功能，在封装制作时选择不同的采样电阻电容值将产生不同的数模转换输入输出功能效果。
7.结合集成电路引线框架脚位数，通过不同的电子元件组合，本数模转换器可以是一路输入一路输出，也可以是两路输入两路同时输出。
8.本发明所述集成电路引线框架，其特征在于：为典型集成电路引线框架如：sop8， dip8等或者具有印制线路板功能的集成电路引线框架结构或者具有引线框架结构的印制
线路板，所述集成电路引线框架的引线脚以及基岛除具备半导体芯片绑定外还具备压焊线和放置电子元件的电极作用；所述集成电路引线框架的引线脚之间或者引脚与其基岛之间的尺寸能够承载01005、0201、0402、0603等封装元件在上面放置特别是半导体芯片无法集成的电容元件；同时满足足以用以放置本发明电路原理图涉及到所有电子元件。
9.进一步进行说明：传统半导体芯片支架仅仅具有装配焊线的功能，发明人结合传统pcb制版工艺将pcb制版工艺应用于芯片支架上，在芯片支架的基岛上进行绝缘、铺铜等常规pcb工艺制作，需要特别指出的是，本发明利用了传统引线支架的引线脚作为了电路板的基本组成部分（相对来讲也就是将pcb工艺进行细化，将pcb制作成具有引线和绑定功能的芯片支架），引线支架的引脚除用来压线之外，其主要当成电子元件的印制线路板作用来使用，本发明将无源器件电阻、电容均置放于引线支架的引脚上面且进行焊接加固（见图1），既可以有效导热也具有优异的电性能，使得引线框架的引线脚在整个电路中得以充分利用，构成有机结合，同理引线框架上的半导体芯片基岛除了具有上述普通印制线路板功能外还具有芯片的装配，绑定等功能。
10.本发明所述控制cpu芯片是为集成运算放大器芯片，或者其他具有类似的功能控制芯片，本芯片可以是单路集成运算放大器芯片，也可以是双路集成运算放大器芯片。
11.本发明的数模转换器电路原理图见图3，采用两级rc积分电路来完成pwm数字信号的采样工作，输入连接至正向运算放大cpu来进行模拟电压放大从而达到pwm数字信号转换成需要的模拟电压，电路一共涉及到多个无源电子元件特别是无法集成的大容量电容元件以及一路运算放大cpu芯片来完成转换工作，本电路除了基本的一路转换还可以通过引脚连接实现不同档位模拟电压的转换，本发明主要应用封装为sop8引线支架，支架内部共8只引线脚和独立的基岛，基岛面积目前市场主流的有60milx60mil，80milx80mil，90milx90mil，95milx90mil，95milx130mil等尺寸，塑封体内部有效可以利用的面积为3mmx4mm,无源电子元件主要用于采样实际功耗较低，为此可以选用01005,、0201、0402、0603封装的电容元件，其容量值可以达10uf以上，本发明用例选用0201的封装元件，其体积为0.6mmx0.3mm，选用的运算放大cpu芯片尺寸为1mmx0.8mm，本发明将按照该尺寸进行详细的布局连接，其布局在实际塑封体内部的实物布局比例见图1，通过布局可以得出，塑封体内部可以至少集成12个以上的0201封装无源器件，空间的可利用效率大大增加，仅仅只能用于焊线的传统引线脚位得到了充分的利用，有效的节约了线路板成本。
12.本封装结构其特征在于，所述数模转换器封装结构包括：集成电路引线框架、控制cpu芯片、电阻、电容元件、金属连接引线、塑封体；所述电阻、电容放置在集成电路引线框架的引脚和基岛上面，所述控制cpu芯片放置在引线框架基岛上面，电阻、电容的两端的电极分别连接于集成电路引线框架不同引脚和基岛上面；所述金属连接引线从控制cpu芯片焊线脚焊出分别焊接在所述集成电路引线框架的引脚和基岛上面；所述无源元器件以及半导体芯片均通过焊料进行绑定焊接固定成型，所述塑封体将上述所有器件除集成电路引线框架引出脚部分裸露外的其他结构体全部塑封在内部。
13.本发明所述数模转换器封装方法为：第一步制做引线框架线路板201或者采用可用于承载无源器件的传统引线框架支架，第二步在上述引线框架线路板上印刷固定导电膏202，第三步将电阻、电容通过贴片的方式贴片固定在所述集成电路引线框架的引脚和基岛上面，然后在进行高温烘烤固定成型203，第四步再进行控制cpu芯片固晶焊线204，最后进
行塑封、引脚成型、测试后出成品205。
附图说明
14.图1为本技术实施例提供的数模转换器封装结构示意图。
15.图2为本技术实施例提供的数模转换器封装流程图。
16.图3为本技术实施例提供的一种数模转换器电路原理图。
17.图4为本技术实施例提供的一种sop8引线框架图。
具体实施方式
18.本实施例提供了一种数模转换器封装结构及其封装方法，可以利用集成电路引线框架的结构将传统数模转换器外围电子元件集成在集成电路内部，除了有效提升集成电路的内部可利用空间节约线路板外，还能有效进行热量传输，同时便于工业化集中大规模生产，大大简化了设计师的工作。
19.结合图3为本技术实施例提供的一种数模转换器电路原理图，本电路选择选择集成电路引线框架sop8-90x90封装支架(见图4)，集成运算放大器半导体芯片u1，0201封装电阻元件r1、r2、r3、r4、r5，0201封装电容c1、c2元件，元件的规格参数依据实际需要进行选用参数，本实例选用了3.3v(0-100%)pwm信号转换成0-5v/0-10v的原理参数，首先经过电子电子仿真确认原理没有问题，在进行封装等动作，其中r1放置连接在集成电路引线框架2、3脚之间，r2放置连接在集成电路引线框架1、2脚之间，r3放置连接在集成电路引线框架7脚和集成电路引线框架基岛107之间，r4放置连接在集成电路引线框架6、7脚之间，r5放置连接在集成电路引线框架8脚和集成电路引线框架基岛107之间，电容c1放置连接在集成电路引线框架2脚和集成电路引线框架基岛107之间，电容c2放置连接在集成电路引线框架1脚和集成电路引线框架基岛107之间，集成运算放大器芯片u1放置在集成电路引线框架基岛107上，其中电阻电容均采用焊锡膏焊接固定，集成运算放大器半导体芯片u1采用导电胶水进行固定，集成运算放大器半导体芯片u1的供电脚通过金属连接线103连接在集成电路引线框架4脚，集成运算放大器半导体芯片u1的接地脚通过金属连接线103连接在集成电路引线框架基岛107上，集成电路引线框架基岛107与，集成电路引线框架5脚通过金属线103进行连接，集成电路引线框架1脚通过金属线103连接在集成运算放大器半导体芯片u1的输入+端，集成电路引线框架7脚通过金属线103连接在集成运算放大器半导体芯片u1的输入-端，集成电路引线框架6脚通过金属线103连接在集成运算放大器半导体芯片u1的输出端通过以上连接构成完整的电路结构组织，然后通过注塑成型形成塑封体106将上诉元件塑封在内部，最后进行引线切割去除不必要的边角料和支撑料最终形成标准的sop8封装数模转换器，实物布局结构见图1。
20.对本数模转换器进行测试，在集成电路引线框架4脚接入12v直流电，集成电路引线框架5脚接地，集成电路引线框架3脚输入3.3v(0-100%)pwm信号，集成电路引线框架6脚可以测试输出电压为0-5v，将集成电路引线框架7、8脚进行短路，在集成电路引线框架6脚可以测试输出电压为0-10v，从而得到一个全新的具有两档功能的数模转换器件，通过设置不同的采样电阻电容值输入输出将随之变化，但原理一致，在封装工艺时也可以将部分器件外置，便于封装也是在本发明的具体实施范围内。
21.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限与此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。