导热焊盘及具有其的qfp芯片的封装结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及芯片封装领域，具体而言，涉及一种导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构。
【背景技术】
[0002]现代电子封装器件正向高密度、高集成和小型化方向发展，而QFP封装(Quad FlatPackage，四面扁平封装)在芯片封装技术中占主流地位。目前一些高集成度的QFP封装芯片，例如TI公司生产的TMS320F28377，为了有良好散热与接地效果，在芯片的底部会有一个用于散热与接地的焊盘。焊盘的作用是实现芯片与外电路之间、元器件之间的电气连接与机械连接，所以其可靠性尤为重要。芯片功率循环引起的热应力与交变循环将导致焊盘的热疲劳，从而使焊点的性能退化，可靠性降低，甚至造成芯片失效。
[0003]因此，选用QFP封装芯片的高密度印刷电路板，芯片的散热特性影响产品长期运行的可靠性;芯片的接地阻抗则影响产品的性能，当芯片的接地阻抗过大，将会出现上电初始化出错、程序跑飞等现象。
[0004]现在市场主流的芯片厂家，如TI公司、Altera公司等都推出了带导热焊盘的芯片，带导热焊盘的QFP封装芯片可以提升芯片的接地阻抗特性、散热性能，从而提高产品性能及可靠性。图1是TI公司的一款带导热焊盘的DSP芯片的导热焊盘的结构示意图，其导热焊盘的焊盘区域I’整体为焊盘部12’。
[0005]如图2所示是QFP封装芯片贴装工艺流程。QFP封装的芯片生产贴装时，需要先涂上锡膏，而锡膏中含有助焊剂。在高温过程中，助焊剂里的有机物裂解产生气体，所以在PCB板过回流焊时，面积较大的焊盘上常会出现气泡，气泡的存在会使芯片散热面积不够，增大了芯片对地阻抗，这就会影响到焊接的可靠性和产品的性能。
【发明内容】
[0006]本发明的主要目的在于提供一种导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构，以解决现有技术中导热焊盘的导热效果差的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种导热焊盘，该导热焊盘包括焊盘区域和外围区域，焊盘区域设置有呈阵列布置的多个焊盘部，焊盘部之间具有间隙。
[0008]进一步地，上述沿第一方向依次排列的多个焊盘部形成的焊盘单元，且各焊盘单元沿第二方向依次排列，第一方向与第二方向垂直。
[0009]进一步地，上述各焊盘部为四边形焊盘部，优选为菱形焊盘部或正方形焊盘部。
[0010]进一步地，上述焊盘单元中各焊盘部的沿第一方向的边在同一条直线上。
[0011 ] 进一步地，上述焊盘单元中各焊盘部的对应对角线在同一条直线上。
[0012]进一步地，上述导热焊盘还包括多个透气孔，多个透气孔围绕焊盘区域设置在外围区域中。
[0013]进一步地，上述各透气孔对应与其相邻的焊盘部的间隙设置。
[0014]进一步地，上述各焊盘部的边长为40?60mi Is。
[0015]进一步地，上述相邻焊盘部之间的间距为15?25mils。
[0016]进一步地，靠近上述焊盘区域的焊盘部与外围区域接触，透气孔与焊盘区域的最短距离为15?25mils。
[00?7] 进一步地，上述透气孔为圆形透气孔，透气孔的直径为20?40mi Is。
[0018]根据本发明的另一方面，提供了一种QFP芯片的封装结构，具有导热焊盘和导电焊盘，该导热焊盘为上述的导热焊盘。
[0019]应用本发明的技术方案，将导热焊盘的焊盘区域由原来的整体焊盘改为呈阵列布置的相互隔离的多个焊盘部，各焊盘部的面积相对于原来焊盘区域整体为焊盘部的面积大大减小，一方面使高温焊接过程中锡膏中的助焊剂裂解产生的气体逸出的路径缩短，另一方面相邻的焊盘部之间具有间隙，该间隙为气体逸出提供了通道，进而使该气体能够及时逸出，从而有效减少了气泡的面积和数量，保证了芯片具有足够的散热面积，改善了其散热效果。同时，根据导体材料电阻定律，公式为R = PL/S，其中P:导体材料的电阻率，L:导体长度，S:导体横截面积，由于减少了气泡的面积，使得焊盘形成导体的有效面积增加，因此利用该导热焊盘降低了芯片的接地阻抗，进而提高了芯片的可靠性。进一步地，经过检测，本申请的导热焊盘的焊接效果也较原有整体焊盘部的结构有所改善，这是由于焊盘部的气泡减少，使得各焊盘部致密性得到改善，进而保证了各焊盘的实际焊接效果，弥补了由于焊盘区域面积的减小导致的焊接效果降低的缺陷，避免芯片的过度上浮，从而提高其四周引脚焊接可靠性。
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0021 ]图1示出了根据现有技术提供的一种导热焊盘的结构示意图；
[0022]图2示出了现有技术中QFP封装芯片贴装工艺流程示意图；
[0023]图3示出了根据本申请一种优选实施例提供的导热焊盘的结构示意图，其中示出了导电焊盘的结构；
[0024]图4示出了根据本申请另一种优选实施例提供的导热焊盘的结构示意图，其中示出了导电焊盘的结构；
[0025]图5示出了根据本申请又一种优选实施例提供的QFP芯片的封装结构的结构示意图；
[0026]图6示出了本申请实施例1的部分导热焊盘的X射线透视图；以及
[0027]图7示出了本申请对比例I的部分导热焊盘的X射线透视图。
[0028]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0029]I’、焊盘区域；12’、焊盘部；1、焊盘区域；11、焊盘部;2、外围区域;21、透气孔;100、导热焊盘;200、导电焊盘。
【具体实施方式】
[0030]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0031]如【背景技术】所描述的，现有技术中的导热焊盘由于存在气泡，导致芯片的散热面积不够，且影响了芯片的可靠性，为了解决该问题，本申请提供了一种导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构。
[0032]在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种导热焊盘，如图3所示，该导热焊盘包括焊盘区域I和外围区域2，焊盘区域I具有呈阵列布置的多个焊盘部11，各焊盘部11之间具有间隙。
[0033]将导热焊盘的焊盘区域I由原来的整体焊盘改为呈阵列布置的相互隔离的多个焊盘部，各焊盘部11的面积相对于原来焊盘区域I整体为焊盘部11的面积大大减小，一方面使高温焊接过程中锡膏中的助焊剂裂解产生的气体逸出的路径缩短，另一方面相邻的焊盘部11之间具有间隙，该间隙为气体逸出提供了通道，进而使该气体能够及时逸出，从而有效减少了气泡的面积和数量，保证了芯片具有足够的散热面积，改善了其散热效果。同时，根据导体材料电阻定律，公式为R = PL/S，其中P:导体材料的电阻率，L:导体长度，S:导体横截面积，由于减少了气泡的面积，使得焊盘形成导体的有效面积增加，因此利用该导热焊盘降低了芯片的接地阻抗，进而提高了芯片的可靠性。进一步地，经过检测，本申请的导热焊盘的焊接效果也较原有整体焊盘部11的结构有所改善，这是由于焊盘部11的气泡减少，使得各焊盘部11致密性得到改善，进而保证了各焊盘的实际焊接效果，弥补了由于焊盘区域I面积的减小导致的焊接效果降低的缺陷，避免芯片的过度上浮，从而提高其四周引脚焊接可靠性。
[0034]在制作上述导热焊盘的焊盘区域I时，可以按照图2所示的流程进行，在QFP芯片在贴装前，PCB板上要涂敷锡膏，而锡膏只涂敷在欲形成导热焊盘的焊盘部11的区域，贴装上QFP芯片后，芯片与PCB板之间在没有锡膏的区域就有了间隙，有锡膏的区域就形成焊盘部
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[0035]本申请的焊盘部11的排列方式可以有多种，为了使得焊盘区域I的散热和焊接效果均匀，优选如图3所示，沿第一方向依次排列的多个焊盘部11形成的焊盘单元，且各焊盘单元沿第二方向依次排列，第一方向与第二方向垂直。将焊盘部11设置成上述阵列的方式，使得焊盘区域I中焊盘部11的分布相对均匀，进而使得各焊盘区域I的散热和焊接效果较为均匀。
[0036]为了使得各焊盘部11易于制作，优选上述各焊盘部11为四边形焊盘部，该四边形可以为矩形、正方形、菱形、平行四边形等，进一步优选为矩形或正方形。当然本申请焊盘部11的形状也可以为圆形、椭圆形、三角形等其他多边形。
[0037]当采用上述阵列式分布时，其焊盘部11的分布优选采用以下两种方式，如图3所示，上述焊盘单元中各焊盘部11的沿第一方向的边在同一条直线上。或者如图4所示，焊盘单元中各焊盘部11的对应对角线在同一条直线上。
[0038]为了进一步促进气体排出，优选如图3和4所示，上述外围区域2中设置有多个透气孔21，该多个透气孔21围绕焊盘区域I设置。透气孔21的设置可以明显加快气体的排出。在PCB制板时，注意制作透气孔的位置是不能沉铜且不能被绿油塞孔的。
[0039]如图3和4所示，进一