电子部件的制作方法

电子部件
1.通过合并引入任何优先权申请
2.本技术要求2020年6月2日提交的美国临时专利申请no.63/033,665的优先权，并且用于所有目的其全部内容通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种电子部件，尤其涉及一种具有部分绝缘的引线的电子部件，尤其是一种钉引线电感器，并且还涉及一种引入这种部件的封装体叠层(cop)布置。


背景技术：

4.通常在具有标准端子配置(例如，球栅阵列、直列插脚、表面安装引线等)的单个密封封装中提供集成电路或由分立部件形成的电路。然后通常将封装的端子与其他封装和部件一起焊接到印刷电路板上。封装设计中的相关因素可能包括例如尺寸、端子数量、散热、电流/电压要求以及电磁干扰问题。
5.对于某些应用，某些电子设备为电气互连提供了更高的功率和电流能力，并减少了安装电子设备的系统板上的占位面积。例如，美国专利公开号us 2017/0311447(2017年4月24日提交，以下称为
“‘
447公开”)；us 2019/0141834(2018年10月19日提交)；us 2019/0304865(2018年10月4日提交)和us 2020/0152614(于2019年11月12日提交；在下文中称为“614出版物”)提供了这种电子设备的各种示例，其每个的全部内容通过引用以其整体并出于所有目的并入本文。例如，一些类似于'447出版物中所述的封装，都采用了内部引线框架架构，该架构可用于在基板，内部零件和外部零件之间提供电气和热互连。其他电子设备也可以使用垂直互连，例如'614出版物中所述的垂直互连，以在底层封装的部件和基板之间提供大功率电气互连。然而，在部件和下面的基板之间形成可靠的电连接可能是具有挑战性的。因此，仍然持续需要在外部附接的(cop)部件和下面的基板之间的改进的电连接。


技术实现要素：

6.公开电子设备。在一个实施方案中，电子设备包括：集成器件封装，包括基板和位于所述基板上方的封装体、以及形成穿过所述封装体以暴露所述基板的导电焊盘的孔；部件，安装在所述封装体上，该部件包括部件主体和从该部件主体延伸穿过该孔的引线，该引线包括绝缘部分和远端暴露部分，所述绝缘部分包括导体和围绕所述导体布置的绝缘层，所述远端暴露部分未被所述绝缘层覆盖，使得所述导体在所述远端部分处暴露；和将所述远端暴露部分电连接到所述基板的导电焊盘的导电材料。
7.在一些实施方案中，所述远端暴露部分从所述引线的远端延伸到所述绝缘层的端子边缘，该端子边缘设置在所述部件主体的底表面处或上方。在一些实施方案中，所述端子边缘放置在所述部件主体的底表面上方0mm至2mm的范围内。在一些实施方案中，所述端子边缘设置在所述部件主体的底表面上方0mm至1.2mm的范围内。在一些实施方案中，所述绝缘部分从所述部件主体延伸到所述端子边缘。在一些实施方案中，部件包括电感器。在一些
实施方案中，所述电感器包括导电材料和其中包裹所述导电材料的铁氧体材料，所述绝缘层覆盖嵌入在所述铁氧体材料中的导电材料。在一些实施方案中，封装体包括模制化合物。在一些实施方案中，集成器件封装包括安装到所述基板的一个或多个集成器件管芯，所述集成器件管芯至少部分地嵌入所述模制化合物中。在一些实施方案中，所述导电材料包括焊料。一些实施方案中，部件通过粘合剂安装到封装体上。在一些实施方案中，所述引线的远端在所述导电焊盘上方间隔开，并且不与所述导电焊盘接触。在一些实施方案中，部件包括穿过封装体的第二孔和延伸穿过第二孔以电连接到基板的第二导电焊盘的第二引线。在一些实施方案中，第二引线包括涂覆有绝缘层的第二绝缘部分和第二相邻暴露部分，第二远端暴露部分未被绝缘层覆盖。第二引线包括涂覆有绝缘层的第二绝缘部分和第二远端暴露部分，第二远端暴露部分未被绝缘层覆盖。
8.在另外的实施方案中，电子部件包括：部件主体；导体，包括：连续地延伸穿过所述部件主体的水平电极部分；从所述水平电极部分沿所述部件主体的第一侧向下延伸的第一引线；和从所述水平电极部分沿所述部件主体的第二侧向下延伸的第一引线；和沿着所述导体的长度的至少一部分围绕所述导体布置的绝缘层。
9.在一些实施方案中，所述导体在所述部件主体内不包括任何线圈或匝。在一些实施方案中，所述第一和第二引线中的每个都包括被所述绝缘层覆盖的绝缘部分和未被所述绝缘层覆盖的远端暴露部分，使得所述导体在所述远端部分处暴露。在一些实施方案中，所述远端暴露部分从每个引线的远端延伸到所述绝缘层的端子边缘，该端子边缘设置在所述部件主体的底表面处或上方。在一些实施方案中，所述端子边缘放置在所述部件主体的底表面上方0mm至2mm的范围内。在一些实施方案中，所述端子边缘设置在所述部件主体的底表面上方0mm至1.2mm的范围内。在一些实施方案中，所述远端暴露部分镀有可焊接材料。在一些实施方案中，封装体包括铁氧体材料。在一些实施方案中，所述绝缘层覆盖所述水平电极部分。在一些实施方案中，第一侧与第二侧相对。
10.而且，公开一种形成具有封装结构的电子设备的方法。在一个实施方案中，该方法包括：提供具有顶表面的基板；在所述基板的顶表面上安装封装体；通过所述封装体形成孔以暴露所述基板的导电焊盘；在所述封装体上安装部件，其中该部件包括部件主体和从所述部件主体延伸穿过该孔的引线，并且该引线包括绝缘部分和远端暴露部分，该绝缘部分包括导体和围绕所述导体设置的绝缘层；和通过导电材料将所述远端暴露部分电连接到所述基板的导电焊盘。
11.在一些实施方案中，该方法还包括未覆盖所述远端暴露部分，使得所述导体在所述远端部分处暴露，其中未覆盖远端暴露部分包括未覆盖远端暴露部分，使得所述远端暴露部分从所述引线的远端延伸到所述绝缘层的端子边缘，并且所述端子边缘设置在所述部件主体的底表面处或上方。在一些实施方案中，未覆盖远端暴露部分包括未覆盖所述远端暴露部分，使得所述端子边缘放置在所述部件主体的底表面上方0mm至2mm的范围内。在一些实施方案中，未覆盖远端暴露部分包括未覆盖所述远端暴露部分，使得所述端子边缘设置在所述部件主体的底表面上方0mm至1.2mm的范围内。在一些实施方案中，未覆盖远端暴露部分包括未覆盖远端暴露部分使得所述绝缘部分从所述部件主体延伸到所述端子边缘。在一些实施方案中，安装部件包括安装电感器。在一些实施方案中，电感器包括导电材料和铁氧体材料，其中包裹有导电材料，使得绝缘层覆盖嵌入在铁氧体材料中的导电材料。在一
些实施方案中，封装体包括模制化合物。在一些实施方案中，集成器件封装包括安装到基板上的一个或多个集成器件管芯，使得集成器件管芯至少部分地嵌入模制化合物中。在一些实施方案中，通过导电材料将远端暴露部分电连接到基板的导电焊盘包括通过焊料电连接。在一些实施方案中，安装部件包括通过粘合剂将部件安装到封装体。在一些实施方案中，安装部件包括安装部件，使得所述引线的远端在所述导电焊盘上方间隔开，并且不与所述导电焊盘接触。在一些实施方案中，该方法还包括：形成通过封装体的第二孔；和安装所述部件，使得所述部件的第二引线延伸穿过所述第二孔，以电连接至所述基板的第二导电焊盘。在一些实施方案中，第二引线包括涂覆有绝缘层的第二绝缘部分和第二远端暴露部分，第二远端暴露部分未被绝缘层覆盖。在一些实施方案中，该方法还包括用可焊接材料镀覆远端暴露部分。在一些实施方案中，封装体包括铁氧体材料。在一些实施方案中，引线设置在部件的第一侧，并且第二引线设置在部件的第二侧，其中第一侧与第二侧相对。
附图说明
12.图1是包括安装在包装上的部件的电子设备的示意性透视图。
13.图2是具有模制化合物的图1的电子设备的示意性透视图。
14.图3是根据一个实施例的电子设备的示意性侧视截面图。
15.图4是根据一个实施例的包括可以在图3的电子设备中使用的电感器的部件的示意性端视图。
16.图5是根据另一实施例的包括安装在包装上的部件的电子设备的示意性透视图。
17.图6是根据实施例的包括安装在封装上的多个部件的电子设备的示意性透视图。
具体实施方式
18.图1是包括安装在封装44上的部件40的电子设备1的示意性透视图。图2是图1的电子设备1的示意性透视图，为了易于说明，模制化合物41被显示为透明的。在所示的实施例中，部件40包括用于开关调节器的高功率电感器。封装44可以包括集成器件封装，该集成器件封装具有一个或多个安装到基板48上的集成器件管芯14。
19.基板48可以包括任何合适类型的封装基板，例如，印刷电路板(pcb)、引线框架、陶瓷基板等。集成器件管芯14可以包括任何合适类型的电子芯片，并且可以电连接到基板48。例如，在各种实施例中，集成器件管芯14可以例如通过焊球倒装芯片安装到基板48。在其他实施例中，可以将集成器件管芯14粘附并且引线键合至基板48。应当理解，一种或多种其他类型的部件(诸如诸如电阻器、电容器、电感器之类的无源电子设备等)可以另外地或可替代地安装并电连接至基板48。
20.模制化合物41可包括绝缘密封剂，例如环氧树脂，其施加在管芯14和基板48的上表面上。模制化合物41可用于保护管芯14和安装在基板48上的其他部件。如图所示，部件40的底表面可以使用例如环氧树脂47安装(例如，用环氧树脂粘附)到底部封装44的模制化合物41的顶表面(请参见图3)。部件40可通过穿过模制化合物41提供的相应的一个或多个孔43而电连接到封装44的基板48上的一个或多个导电焊盘46。例如，在所示的实施例中，孔43可包括通过用激光照射模制化合物41以暴露基板48上的导电焊盘46而形成的激光钻孔。在所示的实施例中，孔43包括细长的槽，该槽可以具有矩形形状。在其他布置中，可以穿过其
他绝缘材料(例如fr4绝缘层)提供类似的孔，例如，以将部件40直接安装到系统板上的接收槽中。
21.部件40可以包括一个或多个从部件40向下延伸并穿过孔43的引线42。在所示的实施例中，引线42可以包括钉引线，例如，细而宽的引线是高电流和高热量的良好导体。在一个实施例中，部件40可以包括被包裹在高导热的铁氧体材料中的电感器。在其他实施例中，部件40可包括变压器或其他合适类型的电气部件。在示出的实施例中，沿着电子设备1的一侧示出了两个钉引线42，但是应当理解，电子设备1的相对侧还可以包括另外的两个引线42(在图1
‑
2中未示出)。所示实施例的四个引线42代表具有共同铁氧体的两个钉引线电感器，但是本领域技术人员将理解，本文教导的原理和优点适用于具有2、4、6、8或任何偶数个钉引线的部件。(例如，请参见此处讨论的图5
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6。)引线42可以延伸穿过底部封装44中的孔43，并且可以或可以不邻接形成在底部封装44的基板48上的金属焊盘46。在图2和图3的实施例中，引线42不直接接触金属焊盘46；而是通过中间的导电粘合剂进行电接触。例如，孔43可以部分地填充有导电材料45(例如，焊料)，该导电材料45回流并粘附到焊盘46和引线42，以在部件40和焊盘46之间提供电、热和机械连接。在所示的实施例中，导电材料45还在部件和封装44的基板48之间提供电、热和机械连接。
22.在图1和2所示的电子设备1中，引线42可以沿引线42的整个长度包括导电材料。当将图1和2的引线42焊接到基板48的导电焊盘46上时，导电材料45(例如，焊料)会沿着引线42的导电材料向上芯吸。过多的向上导电性会导致导电材料45在引线42和焊盘46之间垂直扩散并使导电材料45变薄，从而降低所得焊点的可靠性。
23.图3是根据一个实施例的电子设备1的示意性侧视截面图。图4是部件40的示意性端视图，该部件40包括可以在图3的电子设备1中使用的电感器，示出为与基板48分离。除非另有说明，否则图3的部件可以与图1
‑
2中相同编号的部件相同或大致相似。例如，电子设备1可以包括集成器件封装44和例如通过粘合剂47安装到集成器件封装44的部件40。尽管在图3中未示出，但是封装44可以包括一个或多个设备，例如安装到基板48上的集成器件管芯14(图2)。可以在管芯14和基板48的上表面的一部分上提供模制化合物41。模制化合物41可以至少部分地限定封装体。如上所述，可以在封装体(例如，模制化合物41)上形成孔43。在其他实施例中，孔43可以形成为穿过接收载体的任何绝缘材料，例如系统板，以暴露出接触焊盘，以被部件引线接触。
24.部件40可包括部件主体55和从部件主体55延伸穿过孔43的引线42。在所示的实施例中，引线42可以在图3中标为“s&t线”的线下方包括绝缘部分49和远端暴露部分50。绝缘部分49可以包括导体56和设置在导体56周围的绝缘层57。如图所示，远端暴露部分50可以被绝缘层57覆盖，使得导体56暴露在远端部分。导电材料45(例如，焊料)可以将远端暴露部分50(例如，导体56)电连接至基板48的导电焊盘46。在图3中，导电材料45被示出为处于回流状态(例如，在焊料回流工艺之后)。
25.在各种实施例中，绝缘层57可以包括涂层，特别是聚合物层，例如聚酰亚胺，尽管可以使用其他绝缘材料。在一些实施例中，与天然绝缘材料相反，绝缘层57可以作为涂层沉积在导体56上。绝缘层57可以具有任何合适的厚度，以起到防止过度芯吸而不干扰导体56的电功能(例如，电感)的作用。例如，绝缘层57的厚度可以在约0.01mm与0.10mm之间，更特别地在约0.06mm与0.09mm之间。在将水平电极部分58(参见图4)嵌入(例如通过模制)到部
件主体55中之前，在导体56上形成绝缘层57，该导体包括导体56的水平电极部分58(未示出)和导体56的垂直引线42部分两者，其是用于所示电感器实施例的铁氧体材料。如图4所示，绝缘导线42在导线42的顶部向内旋转约90
°
，以形成水平感应电极58，该电极连续延伸穿过部件主体55(进入图3中的页面)，并向下弯曲约90
°
，以在部件主体55的另一侧形成相似的引线42。因此，与常规电感器不同，所示实施例的钉引线电感器在铁氧体内部不包括任何线圈或线圈。
26.导体56可以包括任何合适的金属。例如，在各种实施例中，导体56可以包括铜。如图所示，可以通过剥去绝缘层57的远端部分以暴露导体56来形成远端暴露部分50。可以将绝缘层57剥离到绝缘层57的其余部分的端子边缘53(在图3中也称为“带状和镀锡线”或“s&t线”)。在一些实施例中，导体56可以在涂覆有绝缘层57之前镀有可焊接材料(例如，锡)。在所示的实施例中，在剥去绝缘层57的远端部分之后，将导体56的远端暴露部分50镀上可焊接材料(或“镀锡”)。
27.如图3所示，在回流过程中，可以在回流之前在孔43中将导电材料提供到焊膏填充线45
′
。在回流之后，升高的温度可能导致助焊剂，溶剂和其他材料蒸发，并且导电材料45可以在孔43内基本上在填充线45'下方的位置处硬化。在回流期间，如果将绝缘层57的端子边缘53相对于焊料填充线45'放置得太高，则焊料可能沿着导体56向上芯吸，并且存在用于引线42和焊盘46之间的电、机械和热连接的材料不足的风险。相反，如果将绝缘层57的端子边缘53相对于填充线45'放置得太低，则焊料可能与绝缘层57的绝缘材料反应以产生焊珠51。焊珠51可能在回流过程中或在回流过程之后迁移，并产生电子设备1的可靠性问题。例如，焊珠51可能会导致电子设备1的导电部件之间短路，产生串扰或其他问题。
28.绝缘层57的端子边缘53可以定位在相对于部件主体55的底表面54和焊料填充线45'的高度处，该高度足够低以防止导电材料45在回流期间向上芯吸以及与芯吸相关的伴随的可靠性问题。而且，绝缘层57的端子边缘53可以相对于部件主体55的底表面54和焊料填充线45'足够高地放置，以防止在回流期间由绝缘层57和导电材料45之间的反应引起的焊珠51的形成。
29.在所示的实施例中，优选地也是镀锡的引线的远端暴露部分50从引线42的远端52延伸到绝缘层57的端子边缘53。绝缘部分49可以从部件主体55延伸到端子边缘53，但是绝缘套或绝缘层57也覆盖电极从引线42穿过部件主体的延伸并覆盖在部件主体55另一侧上的引线42。端子边缘53可以布置在部件主体55的底表面54处或上方。例如，端子边缘53可以设置在部件主体55的底表面54上方0mm至2mm范围内的距离处，例如，距部件主体55的底表面54上方0毫米至1.2毫米范围内、距部件主体55的底表面54上方0.1毫米至1.2毫米范围内、在部件主体55的底表面54上方0.25mm至1.2mm的范围内，或在部件主体55的底表面54上方0.5mm至1.2mm的范围内。
30.如图所示，引线42的远端52可以在导电焊盘46上方间隔开，使得远端52不接触导电焊盘46。导电焊盘46和引线42的远端52之间的间隔可以由部件40本身的设计(包括部件主体55和引线42的几何形状)控制，在其中形成孔43的封装模制化合物41或其他绝缘层的厚度，以及在部件40和下面的封装44或其他载体之间的粘合剂(环氧树脂47)的厚度。在一些实施例中，这种间隔可以在安装之后改善部件40的平面度。导电材料45可以跨越间隙以电、机械和热地连接导体56和焊盘46。
31.如上所述，在所示的实施例中，部件40包括电感器。电感器可以包括导电材料和其中包裹有导电材料的铁氧体材料。此外，电感器可以包括在铁氧体部件主体55内具有直电极的钉书钉式电感器(即，在一些实施例中，没有线圈，表示单匝)。钉式电感器的引线42可以足够宽，以便为大功率应用输送大量电流。例如，在一些实施例中，部件40可以在高电流和低电流下操作，例如在0.1a至250a范围内的电流，例如在5a至100a范围内(例如，至少1a或至少5a)的电流。电感器可以具有任何合适的电感，例如，在10μh至100mh范围内的电感。部件40也可以具有任何合适的尺寸。在各种实施例中，部件40可具有在1mm至20mm的范围内或在3mm至9mm的范围内的垂直高度。
32.图3示出了一条引线42，但是应当理解，部件40(例如，电感器)可以包括多个引线42(例如，2、4、6、8或更多)，如图4所示。在一些实施例中，封装44或其他载体可以包括第二孔43(未示出)，并且部件40包括第二引线42(如图4所示)，该第二引线42延伸到第二孔43中以电连接到基板48的第二导电焊盘46(未示出)。第二引线42可以与图3所示的引线42相同或大致相似，并可以从嵌入在部件主体55中的导体的水平电极部分58的相对端延伸。例如，第二引线42可包括绝缘部分49和第二远端暴露部分50。绝缘部分49可包括导体56的一部分和设置在导体56周围的绝缘层57。第二远端暴露部分50可以被绝缘层57覆盖。
33.图5
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6分别示出了图1所示的电子设备1的另一实施例。前述的引线设计结构可以应用于但不限于具有多根引线的外部附接的部件(图5)。此外，前述结构不仅限于电感器设计，还可以包括变压器，其他无源部件，有源dfn和/或qfn功率封装，以及外部部件(如散热器，rf屏蔽结构)以及任何带有引线的东西，这些引线可插入模塑料过孔中，以与基板焊盘进行电气和热连接。如图5所示，电子设备1包括具有八(8)根引线42(引线42中的四根未示出)的部件40。图5中的电子设备1的其他对应部分可以与本文关于图1
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4所述的那些部分相同或大致相似。此外，前述设计不限于仅由一个外部附接设备组成的设备，而是还可应用于具有多个附接部件且具有多个引线布置(例如，并排，端对端，端接等)(请参见图6)。如图6所示，电子设备1包括两个(2)部件40，每个部件具有四(4)根引线42(每个部件的引线42中的两个未示出)。图6中的电子设备1的其他对应部分也可以与在此相对于图1
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4所描述的那些部分相同或大致相似。
34.尽管是在某些实施例和示例的上下文中公开的，但是本领域技术人员将理解，本发明超出了具体公开的实施例的范围，扩展到其他替代实施例和/或用途及其明显的修改和等同物。此外，除非另有说明，否则图示的部件可以与一个或多个不同图示的相同编号的部件相同或大致相似。另外，尽管已经示出并详细描述了几种变型，但是基于本公开，对于本领域技术人员而言，在本公开范围内的其他修改对于本领域技术人员将是显而易见的。还可以预期的是，可以对实施例的特定特征和方面进行各种组合或子组合，并且仍然落入本公开的范围内。应当理解，所公开的实施例的各种特征和方面可以彼此组合或替代，以形成所公开的发明的各种模式。因此，意图是本文所公开的本发明的范围不应受到上述特定公开的实施方案的限制，而应仅由对所附权利要求的公正阅读来确定。