專利名稱：具有cob封裝功率器件的電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有功率器件的電路板，尤其是涉及一種通過C0B(chip on board)方式將功率器件封裝于其上的電路板。
背景技術(shù)：
集成電路技術(shù)的發(fā)展使得在人們的生活越來越方便，而不斷提高的對(duì)于集成電路的集成化要求，使得電子產(chǎn)品在單位面積電路板上的器件越來越多，且功率也要求越來越大。電子器件設(shè)置于電路板上，已經(jīng)出現(xiàn)了多種不同的封裝方式，不同的器件使用不同的封裝以滿足其需求。電子封裝(electronic packaging)是集成電路芯片生產(chǎn)完成后不可缺少的一道工序，是器件到系統(tǒng)的橋梁。封裝最初的定義是保護(hù)電路芯片免受周圍環(huán)境的影響(包括物理、化學(xué)的影響)。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，尤其是芯片鈍化層技術(shù)的不斷改進(jìn)，封裝的功能也在慢慢異化。通常認(rèn)為，封裝主要有四大功能，即功率分配、信號(hào)分配、散熱及包裝保護(hù)，它的作用是從集成電路器件到系統(tǒng)之間的連接，包括電學(xué)連接和物理連接。電子封裝的種類是多種多樣的，而且需要專業(yè)的精密儀器通過較復(fù)雜的步驟實(shí)現(xiàn)。在一些可靠性要求并不那么高，芯片的輸入/輸出端數(shù)目也并不太多，但特別強(qiáng)調(diào)器件尺寸大小的情況下，出現(xiàn)了 COB的封裝形式。所謂C0B，就是將裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在互連基板上，然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電連接。如果裸芯片直接暴露在空氣中，易受污染或人為損壞，影響或破壞芯片功能，于是就用膠把芯片和鍵合引線包封起來。人們也稱這種封裝形式為軟包封。用COB技術(shù)封裝的裸芯片是芯片主體和I/O端子在晶體上方，在焊接時(shí)將此裸芯片用導(dǎo)電/導(dǎo)熱膠粘接在PCB上，凝固后，用Bonder機(jī)將金屬絲在超聲、熱壓的作用下，分別連接在芯片的I/ 0端子焊區(qū)和PCB相對(duì)應(yīng)的焊盤上，測(cè)試合格后，再封上樹脂膠。與傳統(tǒng)封裝技術(shù)相比，COB技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)價(jià)格低廉；節(jié)約空間；工藝成熟。COB封裝的IC模組廣泛使用在消費(fèi)類領(lǐng)域的產(chǎn)品上，雖然有低成本的優(yōu)點(diǎn)，但散熱系數(shù)比較低，無法及時(shí)地將封裝內(nèi)部產(chǎn)生的熱量導(dǎo)出，當(dāng)封裝內(nèi)部溫度超出芯片的可工作溫度范圍時(shí)，芯片會(huì)進(jìn)入過熱保護(hù)狀態(tài)，使得模組無法正常工作。目前，音頻功放普遍采用傳統(tǒng)的封裝方式，封裝的尺寸各式各樣，但傳統(tǒng)的電子封裝時(shí)間和成本都較高。由于音頻功放屬于功率型器件，并且需要長(zhǎng)時(shí)間的工作，工作時(shí)的熱量偏高，COB封裝雖然成本較低，并且封裝時(shí)間節(jié)約，但是很難解決音頻功放長(zhǎng)時(shí)間工作的散熱等可靠性問題?，F(xiàn)有功率級(jí)放大器主要采用半導(dǎo)體元器件封裝形式，依靠引線框架散熱、電路連接和機(jī)械支撐。引線框架的主要材料是銅合金，從外觀來看，就像是一個(gè)小的厚銅塊。做為功率級(jí)的音頻放大器，當(dāng)使用COB封裝時(shí)，PCB系統(tǒng)無法提供類似厚銅塊的引線框架芯片散熱結(jié)構(gòu)，局限了音頻器COB封裝技術(shù)的推廣使用。因此，需要解決功率器件，尤其是音頻器件在使用COB封裝于電路板上容易產(chǎn)生
3較多熱量從而工作不穩(wěn)定的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種具有COB封裝功率器件的電路板，可以提供較好的散熱。本發(fā)明的上述目的可以用以下方式實(shí)現(xiàn)具有COB封裝功率器件的電路板，包括基板，在該基板設(shè)置有使用COB技術(shù)封裝于所述基板之上的功率器件，其中所述基板的表面設(shè)置有用于散熱的散熱金屬層，在所述散熱金屬層上具有鎳金層及軟金層，所述功率器件的下方具有貫穿所述基板、所述散熱金屬層、所述鎳金層及所述軟金層的導(dǎo)熱設(shè)置。本發(fā)明還具有以下特征所述散熱金屬層設(shè)置于基板的正反兩面，所述導(dǎo)熱設(shè)置具有多個(gè)，所述散熱金屬層的面積稍大于所述功率器件的面積，處于所述功率器件的范圍外的散熱金屬層上具有導(dǎo)熱設(shè)置，所述設(shè)置于功率器件范圍外的散熱金屬層上的導(dǎo)熱設(shè)置為在功率器件的兩2側(cè)各有4個(gè)，所述功率器件的接腳使用金線連接至所述軟金層，所述 COB封裝采用高導(dǎo)熱的封裝黑膠，所述散熱金屬層為散熱銅層，所述導(dǎo)熱設(shè)置為導(dǎo)熱金屬體，所述導(dǎo)熱設(shè)置為通孔，所述通孔的內(nèi)壁上具有導(dǎo)熱金屬層，所述導(dǎo)熱金屬層與所述散熱金屬層接觸，所述導(dǎo)熱金屬層為導(dǎo)熱銅層。通過上述設(shè)置，本發(fā)明的具有COB封裝功率器件的電路板，可以通過所述散熱金屬層將功率器件產(chǎn)生的高熱進(jìn)行有效傳導(dǎo)。另外，導(dǎo)熱設(shè)置的使用可以使傳導(dǎo)至散熱金屬層的熱量通過對(duì)流或傳導(dǎo)傳至電路板的另一面，從而提供較好的散熱效果。

圖1為本發(fā)明具有COB封裝功率器件的電路板的立體剖面視圖，用以顯示功率器件及電路板間的各層結(jié)構(gòu)。圖2為本發(fā)明具有COB封裝功率器件的電路板的一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)置于散熱銅層上的通孔的分布示意圖。實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明具有COB封裝功率器件的電路板包括基板1，在基板1的正反兩面具有散熱金屬層，在本實(shí)施例中，該散熱金屬層使用銅材質(zhì)，形成散熱銅層2。雖然本實(shí)施例中使用銅材質(zhì)，對(duì)于本專業(yè)的技術(shù)人員來說，根據(jù)一般的技術(shù)知識(shí)，結(jié)合本發(fā)明的目的可知，使用其它的金屬材質(zhì)也可以，較好的當(dāng)然是熱的良導(dǎo)體。另外，該散熱銅層2也可以僅設(shè)置于基板1的任何一個(gè)側(cè)面。只是正反兩面均設(shè)置有散熱銅層2是一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式。在該散熱銅層2上，可以進(jìn)一步設(shè)置有鎳金層3及軟金層5。功率器件4即設(shè)置在該軟金層5上，并通過銀漿9將功率器件4的背面與軟金層5連接起來。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1所示，在散熱銅層2形成的散熱區(qū)域具有多個(gè)貫穿前述基板1、散熱銅層2、鎳金層3及軟金層5的導(dǎo)熱設(shè)置，該導(dǎo)熱設(shè)置在本實(shí)施例中為通孔6，當(dāng)然不僅僅是通孔6，只要能進(jìn)行有效導(dǎo)熱的設(shè)置在這里均可起作用，例如作為熱的良導(dǎo)體的導(dǎo)熱金屬體也可以，只是本實(shí)施例中以通孔6為例進(jìn)行說明。在通孔6的孔壁內(nèi)側(cè)覆蓋有導(dǎo)熱金屬， 在本實(shí)施例中，該導(dǎo)熱金屬采用銅材質(zhì)，形成導(dǎo)熱銅61，該導(dǎo)熱銅61連接上述設(shè)置于基板1正反面的散熱銅層2。另，上述通孔6中有一部分設(shè)置于所述功率器件4的下方，抵達(dá)銀漿 9的位置。在功率器件4的接腳通過金線8連接至基板1，用以傳輸電信號(hào)。請(qǐng)結(jié)合參閱圖1及圖2所示，顯示散熱銅層2上的通孔6的分布。散熱銅層2上共設(shè)置10個(gè)通孔6，其中中間位置設(shè)置2個(gè)，而在兩端的位置各設(shè)置4個(gè)。中間的兩個(gè)通孔 6設(shè)置于功率器件4的下方。而兩端的各4個(gè)通孔6設(shè)置于功率器件4覆蓋范圍之外。另外，在功率器件4的外圍，使用高導(dǎo)熱的封裝黑膠7進(jìn)行COB封裝，可以進(jìn)一步增加對(duì)于功率器件4的散熱效果。通過上述設(shè)置，本發(fā)明的具有COB封裝功率器件的電路板可以有效降低封裝內(nèi)部的功率器件的溫度，防止功率器件損壞或者在達(dá)到一定溫度后的過熱保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種具有COB封裝功率器件的電路板，包括基板，在該基板設(shè)置有使用COB技術(shù)封裝于所述基板之上的功率器件，其特征在于所述基板的表面設(shè)置有用于散熱的散熱金屬層，在所述散熱金屬層上具有鎳金層及軟金層，所述功率器件的下方具有貫穿所述基板、所述散熱金屬層、所述鎳金層及所述軟金層的導(dǎo)熱設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述散熱金屬層設(shè)置于基板的正反兩面。
3.如權(quán)利要求1所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述導(dǎo)熱設(shè)置具有多個(gè)。
4.如權(quán)利要求3所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述散熱金屬層的面積稍大于所述功率器件的面積，處于所述功率器件的范圍外的散熱金屬層上具有導(dǎo)熱設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述設(shè)置于功率器件范圍外的散熱金屬層上的導(dǎo)熱設(shè)置為在功率器件的兩2側(cè)各有4個(gè)。
6.如權(quán)利要求1所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述功率器件的接腳使用金線連接至所述軟金層。
7.如權(quán)利要求1所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述COB封裝采用高導(dǎo)熱的封裝黑膠。
8.如權(quán)利要求1所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述散熱金屬層為散熱銅層。
9.如權(quán)利要求1至8中任何一個(gè)所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于 所述導(dǎo)熱設(shè)置為導(dǎo)熱金屬體。
10.如權(quán)利要求1至8中任何一個(gè)所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述導(dǎo)熱設(shè)置為通孔。
11.如權(quán)利要求10中任何一個(gè)所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于 所述通孔的內(nèi)壁上具有導(dǎo)熱金屬層，所述導(dǎo)熱金屬層與所述散熱金屬層接觸。
12.如權(quán)利要求11所述的具有COB封裝功率器件的電路板，其特征在于所述導(dǎo)熱金屬層為導(dǎo)熱銅層。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種具有COB封裝功率器件的電路板，包括基板，在該基板設(shè)置有使用COB技術(shù)封裝于所述基板之上的功率器件，其中所述基板的表面設(shè)置有用于散熱的散熱金屬層，在所述散熱金屬層上具有鎳金層及軟金層，所述功率器件的下方具有貫穿所述基板、所述散熱金屬層、所述鎳金層及所述軟金層的通孔。使用上述方式，可以使因COB封裝的功率器件所產(chǎn)生的大量的熱量通過通孔、散熱金屬層進(jìn)行有效散熱，解決功率器件溫度過高影響使用的問題。
文檔編號(hào)H01L23/36GK102339811SQ20101023824
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者于冰冰, 周春東, 程琦 申請(qǐng)人:埃派克森微電子(上海)股份有限公司, 埃派克森微電子有限公司