一种防锡材外溢组件的制作方法

1.本发明涉及芯片封装装置技术领域，特别涉及一种防锡材外溢组件。


背景技术：

2.如图8示，在传统的功率芯片封装过程中，芯片是通过锡材粘结物质与引线框的金属基岛相互连接键合，在理想状态下，锡材粘结物质所涂布的面积覆盖功率芯片的尺寸需要大于芯片面积，才能尽可能地降低芯片运作时其功率的传输、热量的传输的阻挠或损耗，进而达到很好的传输效能。由于芯片放置在金属引线框基岛上之后，尤其是搭配高功率大芯片的时，金属引线框基岛剩余的空间非常小，容易出现锡材外溢的情况；尤其是以下两种情况更会造成锡材外溢，从而外溢锡材将金属引线框基岛背面污染或是引起短路：
3.1、毛细或是表面张力扩张现象：
4.要达到锡材连结物质良好的键合连接于芯片与金属引线框，芯片背面与金属引线框基岛的表面需要有良好的润湿性能，但有了良好的润湿能力所带来的负面影响，就是锡材粘结物质在经过高温熔合过程后，由于金属引线框基岛表面有良好的润湿性能，锡材连结物质能很好的将芯片与金属引线框键合，但润湿性能同样也促使锡材具有良好的毛细或是表面张力扩张导致锡材外溢的现象，外溢的锡材会造成金属引线框基岛背面被锡材粘结物质所污染或是短路。
5.2、锡材粘结物质涂布过量，导致金属引线框基岛背面被锡材粘结物质所污染或是短路：
6.锡材粘结物质会因为涂布材料种类、芯片安装的压力、芯片安装的高度、涂布材料的粘度、湿度、涂布的时间、等多种原因，很难精准地控制锡材所涂布的用量，过量的锡材叠加毛细或是表面张力扩张现象造成锡材外溢，使得金属引线框基岛背面被锡材所污染或是短路。
7.因此，发明一种防锡材外溢组件来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种防锡材外溢组件，以解决芯片封装时锡材外溢，溢出的锡材与其它部件电性连接，易形成短路导致器件失效的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防锡材外溢组件，包括芯片、基岛以及连接芯片与基岛的锡材，防锡材外溢组件还包括阻隔部，阻隔部与基岛上壁连接，阻隔部将芯片和锡材包围，阻隔部为现有防焊材料制成的层膜，层膜与锡材之间的吸附力小于锡材本身的内聚力。
10.作为本发明优选的方案，所述阻隔部直接设置在基岛上壁。
11.作为本发明优选的方案，所述基岛上壁还开设凹槽，所述凹槽将所述芯片和所述锡材包围，所述凹槽位于所述阻隔部一侧，所述凹槽内形成富余空间。
12.作为本发明优选的方案，所述基岛上设置有将所述芯片与所述锡材包围的凸起
部，所述阻隔部涂覆在所述凸起部的各个外壁面上。
13.作为本发明优选的方案，所述基岛上还开设有将所述芯片与所述锡材包围的凹槽，所述凹槽位于所述凸起部一侧。
14.作为本发明优选的方案，所述阻隔部的材料为有机贴布。
15.作为本发明优选的方案，所述阻隔部的材料为有机油墨。
16.作为本发明优选的方案，所述阻隔部的材料为有机塑料薄膜。
17.本发明的有益效果：
18.1.当锡材外溢主要是因为锡材与基岛之间的毛细或是表面张力扩张引起时，本发明通过在基岛上直接设置阻隔部或者在设置阻隔部的同时在基岛上开设凹槽，凹槽内形成有富余空间，凹槽位于阻隔部的一侧，毛细或是表面张力扩张外溢的锡材接触到阻隔部时，基本会停止毛细或是表面张力扩张；凹槽会在外溢的锡材接触到阻隔部之前或者在外溢的锡材跨过阻隔部之后将其容纳，防止锡材流动到金属引线框基岛背面造成污染或是引起短路，使得器件失效。
19.2.当锡材外溢主要是毛细或是表面张力扩张叠加锡材过量导致时，通过在基岛上开设凸起部，且在凸起部的各个外壁涂上阻隔部，避免毛细或是表面张力扩张叠加锡材过量导致的外溢锡材流动到金属引线框基岛背面造成污染或是引起短路，使得器件失效；还可以通过在凸起部的一侧开设凹槽来容纳多余的外溢锡材，防止出现外溢的锡材量过大，凸起部无法完全阻挡锡材外溢的情况。
附图说明
20.图1为直接在基岛上设置阻隔部结构侧面示意图；
21.图2为基岛上设置阻隔部结构俯视示意图；
22.图3为阻隔部外侧设置凹槽结构侧面示意图；
23.图4为阻隔部内侧设置凹槽结构侧面示意图；
24.图5为阻隔部涂覆在凸起部外壁结构侧面示意图；
25.图6为凹槽设置在凸起部内侧结构侧面示意图；
26.图7为凹槽设置在凸起部外侧结构侧面示意图；
27.图8为未设置阻隔部整体结构的侧面示意图。
28.图中：1、芯片；2、基岛；3、锡材；4、阻隔部；5、凹槽；6、凸起部；501、富余空间。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例一
31.如图1-7所示，一种防锡材外溢组件，包括芯片1、基岛2以及锡材3，在芯片1封装中，芯片1通过锡材3连接在金属引线框的基岛2上，锡材3 粘结物质的涂布方式可以是金属导电锡线点状涂布于基岛2上方、金属导电锡线图形涂布于基岛2上方、金属导电锡片置放
黏贴于基岛2上方，亦可以是金属导电锡珠膏状图形涂布于基岛2上方，再经过高温锡珠融合烧结与降温固化，充分的利用了锡材3粘结物质，达到将基岛2与功率芯片1粘合。
32.理想状态下，锡材3粘结物质所涂布的面积覆盖功率芯片1的尺寸需要大于芯片1的面积，才能尽可能地降低芯片1运作时其功率的传输、热量的传输的阻挠或损耗，进而达到很好的传输效能；但是，在实际封装的过程中，由于芯片1放置在基岛2上之后，尤其是搭配高功率大芯片1时，基岛2剩余的空间是非常小，容易出现锡材3外溢的情况。
33.尤其是，为了达到锡材3连结物质良好的键合于连接芯片1与金属引线框，芯片1背面与基岛2的表面需要有良好的润湿性能，但有了良好的润湿能力也带来的负面影响，促使锡材3与基岛2之间的吸附力大于锡材3本身的内聚力形成毛细或是表面张力扩张，毛细或是表面张力扩张现象引起锡材的3外溢，外溢锡材3易造成基岛2背面被锡材3粘结物质所污染或是引起短路。
34.另外，若锡材3量过多也会引起锡材3外溢，当芯片1压在锡材3上时，过量的锡材3叠加毛细或是表面张力扩张现象更易导致锡材3摊平外溢，锡材3流动到基岛2背面造成污染或是引起短路，使得器件失效；
35.如图1-7所示，通过在基岛2上设置阻隔部4，阻隔部4厚度在20μm左右，具体可根据实际锡材3量的多少，适当减少或增加阻隔部4的厚度，阻隔部4将芯片1和锡材3包围，根据实际需求将阻隔部4设计成闭合圆形环、闭合矩形环等形式，阻隔部4由与锡材3之间的吸附力小于锡材3本身的内聚力的现有材料制成的层膜，如有机防焊油墨、有机塑料薄膜、有机贴布等，在采用有机塑料薄膜时，采用耐高温有机塑料薄膜，耐受的温度高于后续回流焊的温度即可，如聚酰亚胺薄膜；封装时，即使锡材3在外溢到阻隔部4 时，阻隔部4对锡材3进行阻挡，将锡材3限制在合理的部位，避免锡材3 流到基岛2背面造成污染或是引起短路，即使有少量的锡材3进入到阻隔部4 上，在后续回流焊时，锡材3也不会与阻隔部4结合，在回流焊结束后的清洗工序中可以方便的对溢出的锡材3进行清洗。
36.实施例二
37.如图1、2所示，在实施例一的基础上，在锡材3的添加量合适的情况下，锡材3的外溢主要是由于毛细或是表面张力扩张现象，即芯片1通过锡材3 与基岛2连接时，锡材3与基岛2之间的吸附力大于锡材3本身的内聚力，使得锡材3会沿着基岛2扩散，产生锡材3外溢；可将阻隔部4直接设置在基岛2上，外溢的锡材3接触到阻隔部4时，由于阻隔部4与锡材3之间的吸附力小于锡材3本身的内聚力，锡材3会停止毛细或是表面张力扩张现象，进而将锡材3阻隔，避免锡材3外溢到基岛2背面造成污染或是引起短路。
38.实施例三
39.如图3、4所示，在实施例二的基础上，在基岛2上开设凹槽5，凹槽5 将芯片1和锡材3包围，根据实际需求，凹槽5可开设成圆形环、矩形环等形式，凹槽5的开设方式可选用蚀刻的方式，凹槽5的横截面可选用三角形、矩形或梯形等，凹槽5位于阻隔部4一侧；如图3所示，凹槽5位于阻隔部4 外侧，外溢的锡材3会先被凹槽5的富余空间501容纳；如图4所示，凹槽5 位于阻隔部4内侧，外溢的锡材3会接触到阻隔部4时，由于阻隔部4与锡材3之间的吸附力小于锡材3本身的内聚力，锡材3会停止毛细或是表面张力扩张现象，即使锡材3越过阻隔部4也会再进入凹槽5的富余空间501内，避免锡材3继续外溢造成基岛2背面污染或是引起短路。
40.实施例四
41.如图5，在实施例一的基础上，在锡材3的添加量过多时，锡材3外溢主要是锡材3过量叠加毛细或是表面张力扩张现象导致，可在基岛2上设置凸起部6，凸起部6将芯片1和锡材3包围，根据实际需求，凸起部6可设置成圆形环、矩形环等形式，凸起部6的断面可选用三角形、矩形或梯形等，凸起部6可在基岛2预先生产的过程中，利用挤压的方式形成，凸起部6高度在5μm-20μm左右，具体根据实际锡材3量的多少，适当调整凸起部6的高度，阻隔部4涂覆在凸起部6的各个外壁面上，包裹住凸起部6，工作过程中，凸起部6将外溢的锡材3阻隔在凸起部6包围的范围内，阻止过量锡材3溢出造成基岛2背面造成污染或是引起短路。
42.实施例五
43.如图6、7，在实施例四的基础上，在凸起部6的一侧设置凹槽5；如图6，凹槽5设置在凸起部6的外侧，如图8，凹槽5设置在凸起部6的内侧，本实施例通过凹槽5与凸起部6相结合的方式，可以在锡材3量过多的情况下，充分对锡材3进行阻挡，防止锡材3溢出到基岛2背面造成污染或是引起短路，使得器件失效。
44.本发明的工作原理：
45.参照说明书附图，使用本发明时，在基岛2上设置将芯片1和锡材3包围的阻隔部4，阻隔部4由与锡材3之间的吸附力小于锡材3本身的内聚力的现有防焊材料制成的层膜；
46.在锡材3的添加量合适，锡材3外溢主要是由于毛细或是表面张力扩张引起时：
47.通过在基岛2上直接设置高度在20μm左右的阻隔部4，或者同时在基岛 2上开设将芯片1和锡材3包围的凹槽5，凹槽5位于阻隔部4一侧，当凹槽 5位于阻隔部4外侧，外溢的锡材3会先被凹槽5的富余空间501容纳；凹槽5位于阻隔部4内侧，外溢的锡材3会接触到阻隔部4时，由于阻隔部4与锡材3之间的吸附力小于锡材3本身的内聚力，锡材3会停止毛细或是表面张力扩张，即使锡材3越过阻隔部4也会再进入凹槽5的富余空间501内，有效避免锡材3继续外溢流到基岛2背面造成污染或是引起短路。
48.在锡材3的添加量过多，锡材3外溢主要是锡材3过量叠加毛细或是表面张力扩张导致时：
49.在基岛2上设置凸起部6，凸起部6将芯片1和锡材3包围，阻隔部4涂覆在凸起部6的各个外壁面上，包裹住凸起部6，工作过程中，凸起部6将外溢的锡材3留在凸起部6包围的范围内，阻止过量锡材3溢出流到基岛2背面造成污染或是引起短路；
50.在基岛2上共同设置凹槽5与凸起部6，将凹槽5设置在凸起部6的外侧或者将凹槽5设置在凸起部6的内侧，在锡材3的量过多，出现大量外溢的情况时，外溢的锡材3流入凹槽5内的富余空间501，同时凸起部6也可以对外溢的锡材3进行阻挡，通过凹槽5和凸起部6的共同作用，达到更好的防锡材3外溢的效果。
51.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
52.在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，还可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。