CN208923104U

CN208923104U - 基于qfn的芯片封装结构

Info

Publication number: CN208923104U
Application number: CN201821959369.5U
Authority: CN
Inventors: 马磊; 党鹏; 杨光; 彭小虎; 王新刚; 庞朋涛; 任斌; 王妙妙
Original assignee: Xi'an Hangsi Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Xi'an Hangsi Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2018-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2019-05-31
Anticipated expiration: 2028-11-27

Abstract

本实用新型公开一种基于QFN的芯片封装结构，包括位于环氧绝缘体中的散热焊盘、芯片和导电焊盘，所述导电焊盘和芯片通过一引线连接，所述散热焊盘的中央区开有一供芯片嵌入的沉槽，从而在散热焊盘的边缘区形成一围堰部，所述沉槽的底部和围堰部与芯片的下表面和侧壁之间均设置有银浆层，所述沉槽的底部开有若干个延伸至散热焊盘内的换热盲孔，所述换热盲孔中具有银浆填充部；所述散热焊盘远离芯片的一侧开有分隔槽，所述分隔槽将散热焊盘远离芯片的一侧等分分隔形成至少2块焊盘单体，所述分隔槽中填充有导热绝缘条。本实用新型不仅通过沉槽和换热盲孔的设置，改善了封装结构的散热效果，还通过分隔槽和导热绝缘条的设置，减小锡膏使用量，降低了短路的概率。

Description

基于QFN的芯片封装结构

技术领域

本实用新型涉及基于QFN的芯片封装结构，属于无引脚封装技术领域。

背景技术

QFN是一种无引脚封装，呈正方形或矩形，封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘用来导热，围绕大焊盘的封装***四周有实现电气连结的导电焊盘。由于QFN封装不像传统的SOIC与TSOP封装那样具有鸥翼状引线，内部引脚与焊盘之间的导电路径短，自感系数以及封装体内布线电阻很低，所以它能提供卓越的电性能，而得到广泛应用。

封装过程中，需要使用银浆将芯片粘结至导热焊盘上，这里，银浆不仅是作为粘结剂使用，其优越的导热性能能够将芯片产生的热量传递给导热焊盘，从而降低工作状态下的芯片温度，保护芯片；但是，由于芯片通过贴附的方式与银浆接触连接，接触面积较少，导致QFN封装半导体器件的散热效果有待改善。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供基于QFN的芯片封装结构，通过沉槽和换热盲孔的设置，增加了芯片和银浆、银浆和散热焊盘的接触面积，从而增大了单位时间内的散热量，进而改善了封装结构的散热效果，同时，其通过分隔槽和导热绝缘条的设置，不仅能够减小锡膏使用量，降低发生短路的概率，还能保证散热焊盘的散热效果不受影响。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：基于QFN的芯片封装结构，包括位于环氧绝缘体中的散热焊盘、芯片和导电焊盘，所述芯片位于散热焊盘上，位于散热焊盘周边设有若干个导电焊盘，所述导电焊盘和芯片通过一引线连接，所述散热焊盘的中央区开有一供芯片嵌入的沉槽，从而在散热焊盘的边缘区形成一围堰部，所述沉槽的底部和围堰部与芯片的下表面和侧壁之间均设置有银浆层，所述沉槽的底部开有若干个延伸至散热焊盘内的换热盲孔，所述换热盲孔中具有银浆填充部；所述散热焊盘远离芯片的一侧开有分隔槽，所述分隔槽宽度为0.1-0.3mm，所述分隔槽将散热焊盘远离芯片的一侧等分分隔形成至少2块焊盘单体，所述分隔槽中填充有导热绝缘条。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述沉槽深度不大于芯片厚度设置。

2. 上述方案中，所述换热盲孔为锥形盲孔，所述换热盲孔靠近芯片一端端口的孔径大于换热盲孔远离芯片一端端口的孔径。

3. 上述方案中，所述围堰部内侧上开有阶梯部。

4. 上述方案中，所述导热绝缘条厚度小于分隔槽槽深。

5 上述方案中，所述焊盘单体的面积不小于0.3*0.3mm²。

6. 上述方案中，所述导电焊盘和散热焊盘的间距为0.3mm。

7. 上述方案中，所述导电焊盘为T型块。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型基于QFN的芯片封装结构，其在散热焊盘的中部开设与芯片匹配的沉槽，从而使得在贴装芯片时，工作人员将银浆置于沉槽中，并将对应的芯片安装进沉槽即可；此时，芯片下部嵌于沉槽中，不仅其底部能够通过形成的银浆层与沉槽底部粘结，芯片下部的侧壁也能与沉槽外部的围堰部的内壁通过银浆层相互粘结，不仅芯片与银浆层的接触面积有所增加，而且银浆层与散热焊盘的接触面积也有所增加，从而使得单位时间内，更多的热量在芯片与银浆层之间、银浆层与散热焊盘之间传导，进而改善QFN封装半导体器件的散热效果；同时，在远离芯片一侧的散热焊盘表面上开设分隔槽，通过不同形状的分隔槽将散热焊盘远离芯片的一部分等分分割成至少两块焊盘单体，在划分成多个焊盘单体后，焊盘单体远离芯片一侧的表面积小于原散热焊盘远离芯片一侧的表面积，从而减少锡膏的使用量，进而有效控制散热焊盘和导电焊盘之间的短路现象；而在分隔槽中填充设置上导热绝缘条后，分隔槽部分不会填充上导热效果较差的环氧绝缘树脂，以保证散热焊盘部分的散热功能不受影响；另外，随着锡膏使用量的减少，还能降低贴片成本。

2、本实用新型基于QFN的芯片封装结构，在沉槽底部开设换热盲孔，并将换热盲孔设置为锥形盲孔，一方面，换热盲孔的设置能够容纳部分银浆，避免多余的银浆溢出沉槽，另一方面，待换热盲孔中具有银浆填充部后，银浆与散热焊盘的接触面积进一步增加，封装散热效果得到进一步的提升，并且，随着换热盲孔数量的提高，封装结构散热效果逐步提高。

3、本实用新型基于QFN的芯片封装结构，在围堰部内侧开设上阶梯部后，芯片嵌入沉槽时，围堰部内壁和芯片下部侧壁之间多余的部分银浆能够进入阶梯部，从而避免多余的银浆在挤压过程中蔓延至芯片上表面，而影响到芯片的正常工作。

4、本实用新型基于QFN的芯片封装结构，将导热绝缘条的厚度设置为小于分隔槽槽深，使得导热绝缘条不能充满分隔槽，从而在导热绝缘条远离芯片的一侧预留部分空间，此时，在进行贴片操作时，多余的部分锡膏能够进入分隔槽中，从而避免多余的锡膏向散热焊盘四周蔓延，而接触到导电焊盘，引起短路。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1的基于QFN的芯片封装结构的结构示意图；

附图2为本实用新型实施例2的基于QFN的芯片封装结构的结构示意图。

以上附图中：1、散热焊盘；11、沉槽；12、围堰部；121、阶梯部；13、换热盲孔；14、分隔槽；141、导热绝缘条；15、焊盘单体；2、银浆层；21、银浆填充部；3、芯片；4、导电焊盘；5、引线；6、环氧绝缘体。

具体实施方式

实施例1：基于QFN的芯片封装结构，参照附图1，包括位于环氧绝缘体6中的散热焊盘1、芯片3和导电焊盘4，所述芯片3位于散热焊盘1上，位于散热焊盘1周边设有若干个导电焊盘4，所述导电焊盘4和芯片3通过一引线5连接，所述散热焊盘1的中央区开有一供芯片3嵌入的沉槽11，从而在散热焊盘1的边缘区形成一围堰部12，所述沉槽11的底部和围堰部12与芯片3的下表面和侧壁之间均设置有银浆层2，所述沉槽11的底部开有若干个延伸至散热焊盘1内的换热盲孔13，所述换热盲孔13中具有银浆填充部21；所述散热焊盘1远离芯片3的一侧开有分隔槽14，所述分隔槽14宽度为0.1-0.3mm，所述分隔槽14将散热焊盘1远离芯片3的一侧等分分隔形成至少2块焊盘单体15，所述分隔槽14中填充有导热绝缘条141。

上述沉槽11深度不大于芯片3厚度设置；上述换热盲孔13为锥形盲孔，上述换热盲孔13靠近芯片3一端端口的孔径大于换热盲孔13远离芯片3一端端口的孔径；上述围堰部12内侧上开有阶梯部121。

上述导热绝缘条141厚度小于分隔槽14槽深；上述焊盘单体15的面积不小于0.3*0.3mm²，优选为0.3*0.3mm²；

上述导电焊盘4和散热焊盘1的间距为0.3mm；上述导电焊盘4为T型块。

实施例2：基于QFN的芯片封装结构，参照附图2，包括位于环氧绝缘体6中的散热焊盘1、芯片3和导电焊盘4，所述芯片3位于散热焊盘1上，位于散热焊盘1周边设有若干个导电焊盘4，所述导电焊盘4和芯片3通过一引线5连接，所述散热焊盘1的中央区开有一供芯片3嵌入的沉槽11，从而在散热焊盘1的边缘区形成一围堰部12，所述沉槽11的底部和围堰部12与芯片3的下表面和侧壁之间均设置有银浆层2，所述沉槽11的底部开有若干个延伸至散热焊盘1内的换热盲孔13，所述换热盲孔13中具有银浆填充部21；所述散热焊盘1远离芯片3的一侧开有分隔槽14，所述分隔槽14宽度为0.1-0.3mm，所述分隔槽14将散热焊盘1远离芯片3的一侧等分分隔形成至少2块焊盘单体15，所述分隔槽14中填充有导热绝缘条141。

上述导热绝缘条141厚度小于分隔槽14槽深；

上述焊盘单体15的面积不小于0.3*0.3mm²，优选为0.3*0.3mm²；

上述导电焊盘4和散热焊盘1的间距为0.3mm。

采用上述QFN封装结构时，其通过沉槽11和换热盲孔13的设置，在增加芯片3和银浆接触面积的同时，增加银浆和散热焊盘1的接触面积，从而增加单位时间内，芯片3和银浆、银浆和散热焊盘1的换热量，从而改善QFN封装结构的散热效果；同时，通过分隔槽14的设置，使散热焊盘1远离芯片3的一侧表面等分分隔形成多块焊盘单体15，减少了散热焊盘1部分贴片时与PCB的接触面积，从而减少了锡膏的使用量；随着锡膏使用量的减少，一方面，降低了锡膏从散热焊盘1蔓延到导电焊盘4的概率，有效的控制了焊盘单体15与导电焊盘4之间的短路现象，另一方面，还能降低贴装成本。

另外，沉槽11的设置还能方便工作人员精确安装芯片3，并配合银浆稳定嵌入沉槽11的芯片3，提高芯片3安装的稳定性，从而提高芯片3封装质量。

而由于分隔槽14的设置，在注塑封装时，环氧绝缘树脂会填充进分隔槽14中，导致散热焊盘1与PCB的接触导热面积缩小，而影响到其导热效果，因此，通过导热绝缘条141的设置，在保证散热焊盘1导热效果的同时，还能利用预留的分隔槽14部分容纳多余的部分锡膏，进一步降低发生短路的概率，改善贴片质量。

其中，将导电焊盘4设置为T型块时，在利用环氧绝缘树脂塑封时，T型块能够更好的与环氧绝缘体6结合，提高封装质量。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于QFN的芯片封装结构，包括位于环氧绝缘体（6）中的散热焊盘（1）、芯片（3）和导电焊盘（4），所述芯片（3）位于散热焊盘（1）上，位于散热焊盘（1）周边设有若干个导电焊盘（4），所述导电焊盘（4）和芯片（3）通过一引线（5）连接，其特征在于：所述散热焊盘（1）的中央区开有一供芯片（3）嵌入的沉槽（11），从而在散热焊盘（1）的边缘区形成一围堰部（12），所述沉槽（11）的底部和围堰部（12）与芯片（3）的下表面和侧壁之间均设置有银浆层（2），所述沉槽（11）的底部开有若干个延伸至散热焊盘（1）内的换热盲孔（13），所述换热盲孔（13）中具有银浆填充部（21）；所述散热焊盘（1）远离芯片（3）的一侧开有分隔槽（14），所述分隔槽（14）宽度为0.1-0.3mm，所述分隔槽（14）将散热焊盘（1）远离芯片（3）的一侧等分分隔形成至少2块焊盘单体（15），所述分隔槽（14）中填充有导热绝缘条（141）。

2.根据权利要求1所述的基于QFN的芯片封装结构，其特征在于：所述沉槽（11）深度不大于芯片（3）厚度设置。

3.根据权利要求2所述的基于QFN的芯片封装结构，其特征在于：所述换热盲孔（13）为锥形盲孔，所述换热盲孔（13）靠近芯片（3）一端端口的孔径大于换热盲孔（13）远离芯片（3）一端端口的孔径。

4.根据权利要求3所述的基于QFN的芯片封装结构，其特征在于：所述围堰部（12）内侧上开有阶梯部（121）。

5.根据权利要求1所述的基于QFN的芯片封装结构，其特征在于：所述导热绝缘条（141）厚度小于分隔槽（14）槽深。

6.根据权利要求1所述的基于QFN的芯片封装结构，其特征在于：所述焊盘单体（15）的面积不小于0.3*0.3mm²。

7.根据权利要求6所述的基于QFN的芯片封装结构，其特征在于：所述导电焊盘（4）和散热焊盘（1）的间距为0.3mm。

8.根据权利要求1所述的基于QFN的芯片封装结构，其特征在于：所述导电焊盘（4）为T型块。