一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了小型化气密性无引线陶瓷封装结构，包括陶瓷外壳（1）、粘片胶（2）、硅片（3）、键合丝（4）和盖板（5）；陶瓷外壳（1）包括陶瓷层（11）和金属化层（12），所述陶瓷层（11）为腔体结构，硅片（3）通过粘片胶（2）安装在所述腔体结构底部的粘芯区，陶瓷层（11）包括上陶瓷层（112）和下陶瓷层（111），金属化层（12）包括封口环（125）和焊盘层（121），封口环（125）、上陶瓷层（112）、下陶瓷层（111）和焊盘层（121）从上往下依次设置，盖板（5）设置在封口环（125）的顶部，下陶瓷层（111）的侧壁设有半圆孔（1110），键合丝（4）用于连接硅片（3）与金属化层（12）。本发明比现有气密性无引线封装的外形更小。
【专利说明】
一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构
技术领域
[0001]本发明涉及集成电路陶瓷封装技术领域，特别是涉及一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构。
【背景技术】
[0002]在集成电路封装技术领域，陶瓷封装在力学性能、湿气渗透和热性能等方面优于塑料封装。但是相对塑料封装来说，因陶瓷封装结构的原因，陶瓷封装往往比塑料封装的大。在部分应用场景，可采用高可靠性的塑料封装也可采用陶瓷封装，为降低产品生产成本，往往需要塑料封装焊盘与陶瓷封装焊盘兼容，从而共用一套PCB板。小型化封装的主要代表为QFN，对应陶瓷封装为CLCC封装。
[0003]为实现小型化，我们常优化封口环的宽度W2，但需保证器件的气密性，盖板与封口环的重叠宽度不低于0.35mm;且封口环边缘需有一焊料流淌区，其宽度W3约为盖板的厚度，一般盖板厚度为0.25mm，则w3为0.25mm;优化键合指的长度，为保证绑定的可行性，要求匹配键合指离封口环的距离与键合指长度Wl，这样劈刀才能可靠的绑定金线。
[0004]如图1所示，现有接地的作法为:在陶瓷底部安装一散热片，散热片内嵌于下陶瓷中。接地时，将接地信号直接绑定到热沉上。这样要求硅片边缘到粘芯区内壁的距离L为1.1-1.5mmο
[0005]常规气密性封装为:采用陶瓷外壳并使用金锡合金(Au80Sn20)将盖板安装在陶瓷外壳顶部。适用于高可靠陶封应用领域，如军事领域，汽车电子领域。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，与现有气密性无引线封装相比，其外形更小，极大的克服了陶封与塑封的兼容问题。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，包括陶瓷外壳、粘片胶、硅片、键合丝和盖板;所述陶瓷外壳包括陶瓷层和金属化层，所述陶瓷层为腔体结构，硅片通过粘片胶安装在所述腔体结构底部的粘芯区，所述陶瓷层包括上陶瓷层和下陶瓷层，所述金属化层包括封口环和焊盘层，所述封口环、上陶瓷层、下陶瓷层和焊盘层从上往下依次设置，盖板设置在封口环的顶部，下陶瓷层的侧壁设有半圆孔，键合丝用于连接硅片与金属化层。
[0008]所述下陶瓷层包括从下往上依次设置的第一陶瓷层、第二陶瓷层和第三陶瓷层。
[0009]所述上陶瓷层和下陶瓷层的俯视图均为矩形状，下陶瓷层的长宽小于上陶瓷的长宽。
[0010]所述上陶瓷层底部设计有倒角结构。
[0011]所述金属化层还包括键合指层和金属过孔，键合指层包括接地键合指和信号键合指O
[0012]所述接地键合指通过键合丝与硅片连接。
[0013]所述焊盘层包括接地焊盘和信号焊盘，所述接地键合指通过金属过孔与接地焊盘连接，所述信号键合指通过半圆孔与信号焊盘连接。
[0014]本发明的有益效果是:
(1)与常规气密性无引线封装相比，本发明的外形更小，外形尺寸可缩小3_左右，极大的提高了陶封与塑封的兼容问题，对于引脚节距(pith)为0.5mm的QFN封装，最小可实现QFN24，外形4 X 4mm的完全兼容；
(2)本发明在外形很小的情况下，具有优良的板极安装优势，半圆孔可提高板极安装可靠性。
【附图说明】
[0015]图1为现有陶瓷封装结构轴测图；
图2为本发明小型化气密性无引线陶瓷封装结构的示意图；
图3为焊盘层的示意图；
图4为图3中焊盘层的剖视图；
图中，1-陶瓷外壳，2-粘片胶，3-硅片，4-键合丝，5-盖板，11-陶瓷层，111-下陶瓷层，1110-半圆孔，1111-第一陶瓷层，1112-第二陶瓷层，1113-第三陶瓷层，112-上陶瓷层，1120-倒角结构，12-金属化层，120-金属过孔，121-焊盘层，1211-信号焊盘，1212-接地焊盘，122-第一金属层，123-第二金属层，124-键合指层，1241-信号键合指，1242-接地键合指，125-封口环。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0017]如图2、图3和图4所示，一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，包括陶瓷外壳1、粘片胶2、硅片3、键合丝4和盖板5;所述陶瓷外壳I包括陶瓷层11和金属化层12，所述陶瓷层11为腔体结构，硅片3通过粘片胶2安装在所述腔体结构底部的粘芯区。
[0018]所述陶瓷层11包括上陶瓷层112和下陶瓷层111，所述下陶瓷层111为多层陶瓷结构，下陶瓷层111包括从下往上依次设置的第一陶瓷层1111、第二陶瓷层1112和第三陶瓷层1113ο
[0019]所述金属化层12包括焊盘层121、第一金属层122、第二金属层123、键合指层124、封口环125和金属过孔120，所述键合指层124包括接地键合指1242和信号键合指1241。
[0020]所述封口环125、上陶瓷层112、下陶瓷层111和焊盘层121从上往下依次设置，盖板5设置在封口环125的顶部，下陶瓷层111的侧壁设有半圆孔(半月槽城堡结构)1110，键合丝4用于连接硅片3与金属化层12。
[0021]所述上陶瓷层112和下陶瓷层111的俯视图均为矩形状，下陶瓷层111的长宽小于上陶瓷的长宽。
[0022]所述上陶瓷层112底部设计有倒角结构1120。
[0023]所述接地键合指1242键合指层124通过键合丝4与硅片3连接。
[0024]所述第一金属层位于第一陶瓷层和第二陶瓷层之间，第二金属层位于第二陶瓷层和第三陶瓷层之间。
[0025]所述焊盘层121包括接地焊盘1212焊盘层121和信号焊盘1211，所述接地键合指 1242通过金属过孔120与接地焊盘1212连接，所述信号键合指1241通过半圆孔1110与信号焊盘1211连接。
[0026]本发明中半圆孔1110不贯穿整个陶瓷外壳1(降低半圆孔1110的高度)，并将下陶瓷层111向封装中心内移W，这样焊盘层121的信号焊盘1211可内移，缩小板极安装的焊盘尺寸;陶瓷外壳1顶部无半圆孔1110后，这样可以缩小封口环125宽度《2,充分利用封口环125。 下陶瓷层111可向封装中心内移0.2-0.5_，从而可以使得板极安装焊盘外形X与Y缩小1_。 [〇〇27]本发明接地的方法为:将内部的地信号绑定到接地键合指1242,接地键合指1242 通过金属过孔120连接到封装背面的接地焊盘1212,这样可以提高粘芯区的利用率。采用本发明的做法时，只需要求硅片3边缘到粘芯区内壁的距离L为0.2mm以上，这样封装体外形X 与Y可缩小2mm。[〇〇28] 综上所述，本发明的外形尺寸可缩小3mm以上，CLCC24可实现与QFN24的焊盘可实现无缝兼容。
[0029]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，其特征在于:包括陶瓷外壳(I)、粘片胶(2)、硅片(3)、键合丝(4)和盖板(5);所述陶瓷外壳(I)包括陶瓷层(11)和金属化层(12)，所述陶瓷层(11)为腔体结构，硅片(3)通过粘片胶(2)安装在所述腔体结构底部的粘芯区，所述陶瓷层(11)包括上陶瓷层(112)和下陶瓷层(111)，所述金属化层(12)包括封口环(125)和焊盘层(121)，所述封口环(125)、上陶瓷层(112)、下陶瓷层(111)和焊盘层(121)从上往下依次设置，盖板(5)设置在封口环(125)的顶部，下陶瓷层(I 11)的侧壁设有半圆孔(1110)，键合丝(4)用于连接硅片(3)与金属化层(12)。2.根据权利要求1所述的一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，其特征在于:所述下陶瓷层(111)包括从下往上依次设置的第一陶瓷层(1111)、第二陶瓷层(1112)和第三陶瓷层(1113)。3.根据权利要求1所述的一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，其特征在于:所述上陶瓷层(112)和下陶瓷层(111)的俯视图均为矩形状，下陶瓷层(111)的长宽小于上陶瓷的长宽。4.根据权利要求1所述的一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，其特征在于:所述上陶瓷层(112)底部设计有倒角结构(1120)。5.根据权利要求1所述的一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，其特征在于:所述金属化层(12)还包括键合指层(124)和金属过孔(120)，键合指层(124)包括接地键合指(1242)和信号键合指(1241)。6.根据权利要求5所述的一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，其特征在于:所述接地键合指(I 242)通过键合丝(4)与硅片(3)连接。7.根据权利要求5所述的一种小型化气密性无引线陶瓷封装结构，其特征在于:所述焊盘层(121)包括接地焊盘(1212)和信号焊盘(1211)，所述接地键合指(1242)通过金属过孔(120)与接地焊盘(1212)连接，所述信号键合指(1241)通过半圆孔(1110)与信号焊盘(1211)连接。
【文档编号】H01L23/08GK105977216SQ201610535293
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月8日
【发明人】周平
【申请人】成都振芯科技股份有限公司