本發(fā)明總體上涉及電子電路系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于制造表面貼裝器件(smd)的方法。

背景技術(shù)：

表面貼裝器件(smd)由于其尺寸小而用在電子電路中。一般來說，smd包括嵌入在殼體材料(比如塑料或環(huán)氧樹脂)內(nèi)的核心器件。例如，具有電阻性質(zhì)的核心器件可以嵌入在殼體材料中以產(chǎn)生表面貼裝電阻器。

現(xiàn)有smd的一個缺點是，用于封裝核心器件的材料趨向于允許氧滲入到核心器件本身中。這對于某些核心器件可能是不利的。例如，如果允許氧進入正溫度系數(shù)核心器件，則該核心器件的電阻隨著時間趨向于增大。在一些情況下，基本電阻(baseresistance)可能增大五(5)倍，這可能使核心器件不合規(guī)格。

為了克服這些問題，核心器件可以被以低氧透過率(比如，2013年9月3日發(fā)布的美國專利no.8,525,635(navarro等人)和2011年1月20日公開的美國公開no.2011/0011533(golden等人)中所描述的氧阻擋材料)封裝。

目前用于制造smd的方法(比如上述那些方法)得到與smd的總體積相比具有相對較大體積的封裝劑的smd。例如，封裝劑的體積可能對應(yīng)于總體積的35-40％。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一個方面，一種制造表面貼裝器件的方法包括提供至少一個核心器件和至少一個引線框架。核心器件附連到引線框架。核心器件和引線框架被封裝在封裝劑內(nèi)。封裝劑包括液態(tài)環(huán)氧樹脂，該液態(tài)環(huán)氧樹脂當(dāng)被固化時具有小于大約0.4cm³·mm/m²·atm·day的氧透過率。

在第二方面，一種表面貼裝器件包括核心器件以及附連到核心器件的引線框架的一部分。封裝劑包圍核心器件的至少一部分和引線框架的一部分。封裝劑對應(yīng)于圍繞核心器件和引線框架注入的液態(tài)環(huán)氧樹脂的固化版本。封裝劑具有小于大約0.4cm³·mm/m²·atm·day的氧透過率。

在第三方面，一種制造表面貼裝器件的方法包括：從材料形成板坯；在板坯的頂表面和底表面上形成多個導(dǎo)電突出；并且在板坯的頂表面的至少一部分和底表面的至少一部分上方施加液態(tài)封裝劑。液態(tài)封裝劑被固化，并且當(dāng)被固化時，封裝劑具有小于大約0.4cm³·mm/m²·atm·day的氧透過率。該組裝件被切割以提供多個組件。在切割之后，每個組件的頂表面包括至少一個導(dǎo)電突出，每個組件的底表面包括至少一個導(dǎo)電突出，每個組件的頂表面和底表面包括固化的封裝劑，并且每個組件的核心包括所述材料。

在第四方面，一種表面貼裝器件(smd)包括由材料形成的核心、形成在核心的頂表面上的至少一個導(dǎo)電突出、形成在核心的底表面上的至少一個導(dǎo)電突出以及覆蓋核心的頂表面的至少一部分和底表面的至少一部分的封裝劑。封裝劑具有小于大約0.4cm³·mm/m²·atm·day的氧透過率。

附圖說明

圖1是示例性表面貼裝器件(smd)的截面圖。

圖2例示說明了可以用于制造圖1的smd的一組示例性操作。

圖3例示說明了多個smd的組件部分。

圖4a和圖4b例示說明了用于封裝圖3所示的組件部分的成型系統(tǒng)。

圖5-圖8例示說明了可以經(jīng)由圖2所描述的制造操作制造的示例性smd實現(xiàn)。

圖9是另一示例性smd的截面圖。

圖10例示說明了可以用于制造圖9的smd的一組示例性操作。

圖11a例示說明了具有一組導(dǎo)電突出的板坯。

圖11b例示說明了圖11a的板坯的截面圖。

圖11c例示說明了具有封裝劑的頂層和底層的板坯蓋。

圖11d例示說明了圖11c的板坯和封裝劑層的截面圖。

圖11e例示說明了從板坯和封裝劑層切割的組件的截面圖。

圖11f例示說明了被填充封裝劑的組件之間的空間的截面圖。

圖11g例示說明了組件的截面圖，在該截面圖中，填充到組件之間的空間中的封裝劑被切割。

圖11h例示說明了具有添加到端部的導(dǎo)電層的組件的前視圖。

具體實施方式

為了克服上述問題，提供了一種用于制造smd的新穎方法。在一種實現(xiàn)中，該過程從提供液態(tài)環(huán)氧樹脂或其它形式的具有低氧透過率的封裝劑開始。一個或多個核心器件、限定用于核心器件的電觸件的引線框架以及作為最終smd的一部分的其它組件部分被插入到轉(zhuǎn)送成型系統(tǒng)的腔體中。封裝劑被插入到成型系統(tǒng)中，并且被圍繞各種組件注入。在固化之后，組裝件從成型系統(tǒng)移除，并且被切割以提供單個的smd。可以在smd分離之前或之后執(zhí)行各種精整操作(鍍敷、精整、拋光等)。使用該過程，可以制造形狀因數(shù)小于常規(guī)smd的smd。而且，制作成本低于與常規(guī)smd整體的制造相關(guān)聯(lián)的那些成本。

在另一實現(xiàn)中，形成以上核心器件的材料是在板坯中提供的。一組導(dǎo)電突出被施加到板坯的頂表面和底表面。絲網(wǎng)印刷過程被用于在頂表面和底表面上絲網(wǎng)印刷液體環(huán)氧樹脂。組裝件被固化，并且被分割成的組件。每個組件包括與原始板坯的一部分相對應(yīng)的核心、從核心的頂部延伸的至少一個導(dǎo)電突出以及從核心的底部延伸的至少一個導(dǎo)電突出。核心的暴露表面被覆蓋附加封裝劑以封裝整個核心。封裝的核心的端部覆蓋有第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層。這些導(dǎo)電層中的每個形成為與從核心的頂部延伸或從核心的底部延伸的導(dǎo)電突出中的一個電接觸。

上述封裝材料使得能夠產(chǎn)生表現(xiàn)出低氧透過率的表面貼裝器件或其它小型器件。例如，封裝劑便利于制造取決于形狀因數(shù)壁厚度在0.4密耳至14密耳之間的低氧透過率表面貼裝器件。

圖1是表面貼裝器件(smd)100的一種實現(xiàn)的截面圖。smd100限定大體矩形本體，該本體具有頂表面105a、底表面105b、第一端部110a、第二端部110b、第一接觸墊115a以及第二接觸墊115b。smd100進一步包括核心器件120和核心器件120嵌入在其中的絕緣體材料125。在一種實現(xiàn)中，第一端部110a和第二端部110b之間的距離可以約為3.0mm(0.118英寸)，smd100的寬度可以約為2.35mm(0.092英寸)，并且頂表面105a和底表面105b之間的距離可以約為0.5mm(0.019英寸)。

核心器件120包括頂表面120a、底表面120b、第一端部122a以及第二端部122b。核心器件120可以具有大體矩形形狀。第一端部122a和第二端部122b之間的距離可以約為3.0mm(0.118英寸)。頂表面120a和底表面120b之間的距離可以約為0.62mm(0.024英寸)。前表面和背表面之間的距離可以約為1.37mm(0.054英寸)。導(dǎo)電層124a和124b可以覆于核心器件120的頂表面120a和底表面120b上。例如，導(dǎo)電層124a和124b可以對應(yīng)于0.025mm(0.001英寸)厚的鎳(ni)層和/或0.025mm(0.001英寸)厚的銅(cu)層。導(dǎo)電材料可以覆蓋核心器件120的整個頂表面120a和底表面120b或者頂表面120a和底表面120b的較小部分。

在一種實現(xiàn)中，核心器件120對應(yīng)于在存在氧時具有劣化的性質(zhì)的器件。例如，核心器件120可以對應(yīng)于包括導(dǎo)電聚合物成分的低電阻正溫度系數(shù)(ptc)器件。導(dǎo)電聚合物成分的電性質(zhì)隨著時間的過去趨向于劣化。例如，在金屬填充的導(dǎo)電聚合物成分(例如，含有鎳的那些成分)中，當(dāng)該成分與周圍大氣接觸時，金屬顆粒的表面趨向于氧化，并且當(dāng)相互接觸時，所得氧化層使顆粒的導(dǎo)電率降低。眾多氧化的接觸點可以導(dǎo)致ptc器件的電阻增大5x或更大。這可能使ptc器件超過其原始規(guī)范限制。可以通過使該成分暴露于氧的暴露程度最小化來改進含有導(dǎo)電聚合物成分的器件的電性能。

封裝劑125可以對應(yīng)于氧阻擋材料，比如具有與2013年9月3日發(fā)布的美國專利no.8,525,635(navarro等人)和2011年1月20日公開的美國公開no.2011/0011533(golden等人)中所描述的那些特性類似的特性的氧阻擋材料，這些文獻的公開內(nèi)容通過引用并入本文。這樣的材料可以防止氧滲入到核心器件120中，從而防止核心器件120的性質(zhì)劣化。例如，氧阻擋材料可以具有小于大約0.4cm³·mm/m²·atm·day(1cm³·mil/100in²·atm·day)的氧透過率，氧透過率是以在一平方米的面積內(nèi)滲透通過厚度為1毫米的樣本的氧的立方厘米數(shù)來測量的。透過率是在24小時時間段內(nèi)、在0％相對濕度下、在23^°溫度下、在一個大氣壓的部分壓差下測量的。氧透過率可以使用具有由美國明尼蘇達州明尼阿波里斯市(minneapolis,minnesota,usa)的mocon,inc.供應(yīng)的裝備的astmf-1927來測量。

在一種實現(xiàn)中，封裝劑125對應(yīng)于固化的熱固性環(huán)氧樹脂，該熱固性環(huán)氧樹脂在固化之前擁有大約1500cps和70,000cps之間的粘度以及以重量計5％至95％的填料含量。

從核心器件120的頂表面120a到smd100的頂表面105a的封裝劑125的厚度可以在0.01至0.125mm(0.0004至0.005英寸)的范圍中，例如大約0.056mm(0.0022英寸)。從核心器件125的第一端部110a和第二端部110b分別到smd100的第一端部122a和第二端部122b的封裝劑125的厚度可以在0.025至0.63mm(0.001至0.025英寸)的范圍中，例如大約0.056mm(0.0022英寸)。

第一接觸墊115a和第二接觸墊115b布置在smd100的底表面105b上。第一接觸墊115a電耦接到核心器件120的底表面105b。第二接觸墊115b經(jīng)由環(huán)繞核心器件120的一側(cè)的導(dǎo)電夾具112、楔形接合、導(dǎo)線接合等電耦接到核心器件120的頂表面120a，從而將核心器件120的頂表面120耦接到第二接觸墊115b。

第一接觸墊115a和第二接觸墊115b用于將smd100緊固到印刷電路板或基板(未示出)。例如，smd100可以經(jīng)由第一接觸墊115a和第二接觸墊115b被焊接到印刷電路板和/或基板上的墊。每個接觸墊115a和115b可以被鍍敷有導(dǎo)電材料，比如銅。鍍敷可以提供從smd100的外部到核心器件120的電路徑。

圖2例示說明了可以用于制造圖1所描述的smd100的一組示例性操作。圖1所示的操作參照圖3和圖4進行描述。

在方框200處，可以提供一個或多個核心器件。參照圖3，可以提供數(shù)個核心器件305。核心器件305可以對應(yīng)于上述ptc器件或不同器件。為了獲得ptc器件，可以首先將ptc材料擠到板坯上，然后使其固化。可以經(jīng)由常規(guī)過程將鍍銅或鍍鎳施加到已固化的材料的某些部分以限定接觸墊和/或互連。然后可以使用常規(guī)過程(即，鋸子、激光等)切割ptc材料以從該材料分離ptc器件。在一些實現(xiàn)中，可以在分離之后向每個ptc器件的某些部分施加導(dǎo)電環(huán)氧樹脂或不同類型的精整。

在方框205處，可以將核心器件305緊固到引線框架310。例如，核心器件305可以被放置在引線框架310上方。核心器件305可以用手、經(jīng)由拾取和放置機械和/或經(jīng)由不同的過程被緊固。

引線框架310可以限定多個接觸墊315a和315b。接觸墊315a和315b可以對應(yīng)于圖1所示的第一接觸墊115a和第二接觸墊115b。核心器件305可以被緊固到引線框架310上限定的接觸墊315a和315b。例如，核心器件305的底表面可以焊接到接觸墊315a和315b的頂表面。

在方框210處，可以將夾具互連300緊固到核心器件305和引線框架310。夾具互連300的水平部分可以緊固到核心器件305的頂表面，并且夾具互連300的相對端部可以緊固到接觸墊315a中的一個。例如，夾具互連300可以被焊接到核心器件305的頂表面和接觸墊315a。

在方框215處，如圖4a和圖4b所示，可以將核心器件305、互連300以及引線框架310的頂部封裝在封裝劑中。

參照圖4a，可以經(jīng)由轉(zhuǎn)送成型過程施加封裝材料407。就這一點而言，可以提供包括上模具410a和下模具410b的模具系統(tǒng)400。腔體418形成在上模具410a和下模具410b之間以使封裝劑407圍繞一個或多個核心器件、互連和引線框架成形。通風(fēng)孔可以設(shè)在下模具中以允許空氣逸出。通風(fēng)孔不應(yīng)高于20μm，并且可以位于腔體中，例如在腔體的任何一個拐角處。上模具410a包括封裝劑407被添加到其中的轉(zhuǎn)送罐體408。封裝劑407可以為具有大約1500cps和70,000cps之間的粘度的液態(tài)成型熱固性環(huán)氧樹脂的形式。在一些實現(xiàn)中，環(huán)氧樹脂可以包括以重量計的5％到95％填料含量。

如圖4b所示，模具系統(tǒng)400的柱塞405被按壓到上模具410中以迫使封裝劑407通過澆口407進入到腔體418中。轉(zhuǎn)送罐體408可以在插入柱塞之前被加熱到大約20℃-30℃的溫度以使封裝劑407的粘度降低?？梢韵蛑?05施加大約150psi和300psi之間的轉(zhuǎn)送壓力。

返回到圖2，在方框220處，可以使封裝劑407部分地或整個地固化。例如，封裝劑407可以被留在模具系統(tǒng)400中大約1-5分鐘以允許封裝劑407固化。在一些實現(xiàn)中，轉(zhuǎn)送罐體(模具)408可以被加熱到大約120-180℃以使固化加速。

在方框225處，打開模具系統(tǒng)400的上模具410a和下模具410b。模具系統(tǒng)400的推桿415可以被按壓到腔體的下側(cè)中以將組裝件推出模具系統(tǒng)400。在移除之后，可以向組裝件的部分施加鎳合金和/或銅末道漆(finish)，并且smd可以從組裝件分離。例如，可以用鋸子、激光或其它工具從固化的構(gòu)造切割smd?？梢詧?zhí)行附加的精整和/或拋光步驟以產(chǎn)生smd的最終版本。例如，可以在分離之后施加可焊接鎳合金末道漆。(參見圖8。)

圖5-圖8例示說明了可以經(jīng)由以上過程或者其變型制造的各種替代smd實現(xiàn)。參照圖5，smd500可以包括封裝在封裝劑125內(nèi)的核心器件120，封裝劑125可以對應(yīng)于上述封裝劑。在該實現(xiàn)中，未利用互連。相反，第一銅板505a和第二銅板505b可以施加到核心器件120的相對端部?？梢杂每珊附渔嚭辖鹉┑榔?比如nisn或niau)使銅板505a和505b精整。銅板可以在封裝之前施加到(一個或多個)核心器件120。

參照圖6，smd700可以包括封裝在封裝劑125內(nèi)的核心器件120，封裝劑125可以對應(yīng)于上述封裝劑。第一導(dǎo)電環(huán)氧樹脂涂層605a和第二導(dǎo)電環(huán)氧樹脂涂層605b可以在封裝之前被施加到核心器件120的相應(yīng)端部。通孔607a和607b可以形成在smd600的下側(cè)中、低于核心器件120的每個端部并且被鍍敷有導(dǎo)電材料以便利于從smd100外部與核心器件120的電接觸?？梢試@smd600的底側(cè)中的貫穿開口形成可焊接鎳合金精整的墊609a和609b末道漆。

參照圖7，smd700可以包括封裝在封裝劑125內(nèi)的核心器件120?？梢詫?yīng)于上述封裝劑的封裝劑125被設(shè)在smd700的相應(yīng)端部上。間隙705形成在導(dǎo)電層124a和124b中，導(dǎo)電層124a和124b覆蓋核心器件120的頂表面和底表面。

參照圖8，smd800可以包括封裝在封裝劑125內(nèi)的核心器件120，封裝劑125可以對應(yīng)于上述封裝劑。第一導(dǎo)電環(huán)氧樹脂涂層805a和第二導(dǎo)電環(huán)氧樹脂涂層805b可以在封裝之前被施加到核心器件120的相應(yīng)端部?？梢栽诘谝粚?dǎo)電環(huán)氧樹脂涂層805a和第二導(dǎo)電環(huán)氧樹脂涂層805b上方設(shè)置可焊接鎳合金末道漆810a和810b。

如所示出的，所述新穎的制造方法能夠產(chǎn)生各種構(gòu)造的smd。而且，該方法能夠產(chǎn)生形狀因數(shù)小于使用常規(guī)過程制造的那些smd的smd。雖然已經(jīng)參照某些實施例對smd及其制造方法進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本申請的權(quán)利要求的范圍的情況下，可以進行各種改變，并且可以替換等同物。可以做出許多其它的修改來使特定情況或材料適應(yīng)本教導(dǎo)而不脫離權(quán)利要求的范圍。因此，意圖是，smd及其制造方法不限于所公開的特定實施例，而是限于落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的任何實施例。

圖9是可以經(jīng)由圖10所描述的操作形成的示例性表面貼裝器件(smd)900的截面圖。smd900限定大體矩形本體，并且包括核心器件920以及分別電連接到核心器件920的頂表面和底表面的頂部導(dǎo)電突出915a和底部導(dǎo)電突出915b。封裝劑925圍繞核心器件920形成。導(dǎo)電突出915a和導(dǎo)電突出915b延伸通過封裝劑925。第一導(dǎo)電端部910a和第二導(dǎo)電端部910b形成在核心器件920的被封裝端部上方。第一導(dǎo)電端部910a和第二導(dǎo)電端部910b均與頂部和底部導(dǎo)電突出915中的一個至少部分重疊，使第一導(dǎo)電端部910a和第二導(dǎo)電端部910b與頂部和底部導(dǎo)電突出915電接觸。在一種實現(xiàn)中，smd900的邊界限定長度約為3.0mm(.118英寸)、高度約為0.5mm(.019英寸)、深度約為2.35mm(0.092英寸)的矩形體積。

核心器件920包括與上述核心器件120相同的特征中的許多個特征。例如，導(dǎo)電層(為清晰起見未示出)可以覆于核心器件920的頂表面和底表面上，在這種情況下，頂部導(dǎo)電突出915a和底部導(dǎo)電突出915b耦接到導(dǎo)電層。核心器件920可以擁有上述核心器件120的材料性質(zhì)。

封裝劑924可以擁有上述封裝劑925的材料性質(zhì)。然而，在這種情況下，封裝劑125可以對應(yīng)于固化的熱固性環(huán)氧樹脂，該環(huán)氧樹脂在固化之前擁有大約1500cps和70,000cps之間的粘度以及以重量計5％到95％的填料含量。

封裝劑125的厚度或壁厚度可以在大約0.4密耳至14密耳之間。壁厚度可以在所有側(cè)面上都是一致的，或者是不同的。

圖10例示說明了可以用于制造圖9所描述的smd900的示例性操作。參照圖11a-圖11h最好地理解圖10所示的操作。

在方框1000處，可以提供ptc板坯。例如，ptc材料可以被擠壓通過模具以形成具有期望截面的ptc材料片材，如圖11a和圖11b所示的ptc板坯1105所示那樣。

在方框1005處，在板坯的頂表面和底表面上方形成導(dǎo)電表面。導(dǎo)電表面可以是銅或不同導(dǎo)電材料。

在方框1010處，可以在板坯1105的頂表面和底表面上、板坯1105的最終將被分割成單顆的核心的部分處形成導(dǎo)電突出(1110，圖11a和圖11b)。導(dǎo)電突出1110可以在導(dǎo)電表面形成在板坯的頂表面和底表面上之后形成?？商娲兀诜娇?105形成的導(dǎo)電表面的初始厚度可以被選為與導(dǎo)電突出1110的期望高度相同。然后，可以經(jīng)由減薄過程(比如化學(xué)和/或機械過程)使導(dǎo)電表面的厚度在部分中減小，使其它部分不受影響。不受影響的區(qū)域?qū)?yīng)于導(dǎo)電突出1110。

在方框1015處，如圖11c和圖11d所示那樣在封裝劑1115中封裝板坯，并且使得封裝劑可以固化。封裝劑1115可以經(jīng)由絲網(wǎng)印刷過程被施加在板坯上方，由此封裝劑被以液態(tài)形式提供并且被擠壓通過絲網(wǎng)并到達板坯1105的頂表面和底表面上。液態(tài)形式的封裝劑可以具有大約1500和70,000cps之間的粘度。絲網(wǎng)具有液態(tài)封裝劑流過的開口部分以及阻擋液態(tài)封裝劑到達板坯的關(guān)閉部分。所述部分可以被構(gòu)造為使得封裝劑覆蓋板坯1105的除了導(dǎo)電突出1110之外的整個表面區(qū)域。在其它實現(xiàn)中，導(dǎo)電突出1110可以被液態(tài)封裝劑覆蓋，隨后在封裝劑已經(jīng)固化之后通過磨削封裝劑而被暴露。

在方框1020c處，可以在從板坯1105的底部延伸的導(dǎo)電突出1110上方施加帶層1125。如圖11e所示，板坯1105然后被切割以將板坯1105分割成部分1120a-c?？梢允褂贸Ｒ?guī)過程(即，鋸子、激光等)對板坯1105進行切割以將板坯分割成單獨的組件1120a-c。每個組件1120a-c具有在核心1105a的頂表面和底表面上的封裝劑層以及延伸通過封裝劑的至少一對導(dǎo)電突出1110，一個導(dǎo)電突出在1105a的頂表面上，另一個導(dǎo)電突出在核心1105a的底表面上。帶層1125用于將組件1120a-c保持在一起以用于后續(xù)處理操作。

在方框1025處，如圖11f所示，將封裝劑填料1130插入到形成在分割的組件1120a-c之間的切口中以覆蓋組件1120a-c內(nèi)的核心1105a的通過切割暴露的那些表面。在封裝劑填料1130已經(jīng)固化之后，如圖11g所示，封裝劑填料1130被切割，并且?guī)?125被移除。以在組件1120a-c的核心1105a的先前暴露的側(cè)壁上方留下封裝劑的一部分這樣的方式切割封裝劑填料1130。

在方框1030處，可以對分割的組件1120a-c的端部進行鍍敷以提供上述第一導(dǎo)電端部910a和第二導(dǎo)電端部910b。例如，導(dǎo)電環(huán)氧樹脂層1130a和1130b可以被施加在分割的組件1120a-c的端部上方。導(dǎo)電環(huán)氧樹脂層1130a和1130b可以覆蓋導(dǎo)電突出1110的一部分或全部。在一些實現(xiàn)中，可以在導(dǎo)電環(huán)氧樹脂層1130a和1130b上方設(shè)置可焊接鎳合金末道漆。

如所示，新穎的制造方法能夠產(chǎn)生各種構(gòu)造的smd。而且，這些方法能夠產(chǎn)生與使用常規(guī)過程制造的那些smd相比形狀因數(shù)更小并能夠保持更高保持電流的smd。例如，圖10所描述的操作可以略作改動以制造出比如圖7和圖8所示的那些smd的smd。雖然已經(jīng)參照某些實施例對smd及其制造方法進行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本申請的權(quán)利要求的范圍的情況下，可以進行各種改變，并且可以替換等同物?？梢宰龀鲈S多其它的修改來使特定情況或材料適應(yīng)本教導(dǎo)而不脫離權(quán)利要求的范圍。因此，意圖是，smd及其制造方法不限于所公開的特定實施例，而是限于落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)的任何實施例。