本发明总体上涉及引线框，并且具体地，涉及引线框的下沉设置(downset)。
背景技术：
电路板包括引线框和通过导线电连接的一系列的电气部件。一旦组装和连接部件，则在电路板上包覆模制(overmold)电绝缘材料以形成最终产品并且保护其内的部件。
技术实现要素：
在一个示例中，用于包装在模具材料中的引线框包括多个互相连接的支承部件。管芯焊盘被连接至支承部件并且包括底部表面。管芯焊盘经配置以接收管芯。下沉设置被连接至管芯焊盘并且被放置在底部表面的下方。下沉设置包括限定内部体积的至少一个壁，该内部体积接收模具材料的流动以降低模具材料流动通过下沉设置的速度。
在另一个示例中，用于包装在模具材料中的电路板包括具有多个互相连接的支承部件的引线框。连接至支承部件的管芯焊盘包括底部表面。下沉设置被连接至管芯焊盘并且被放置在底部表面的下方。下沉设置包括限定内部体积的至少一个壁。管芯被固定至管芯焊盘。至少一个导线将管芯电连接至支承部件。下沉设置的内部体积接收模具材料的流动以降低模具材料围绕电路板流动的速度。
在另一个示例中，形成电路板的方法包括对引线框进行模制(mold)，该引线框具有多个互相连接的支承部件、连接至支承部件并且具有底部表面的管芯焊盘、以及连接至管芯焊盘并且被放置在底部表面下方的下沉设置，下沉设置具有限定内部体积的至少一个壁。将管芯固定至管芯焊盘。利用至少一个导线将管芯电连接至支承部件。利用电绝缘材料模具材料对电路板进行包覆模制，该模具材料在引线框上流动。下沉设置的内部体积接收模具材料的流动以降低模具材料流动通过下沉设置的速度。
在另一个示例中，封装件半导体装置包括具有多个互相连接的支承部件的引线框。管芯焊盘被连接至支承部件并且具有底部表面。被连接至管芯焊盘的下沉设置被放置在底部表面下方。下沉设置具有限定内部体积的至少一个壁。管芯被固定至管芯焊盘。至少一个导线将管芯电连接至支承部件。模具材料围绕引线框、管芯和至少一个导线进行包覆模制以与它们电绝缘。下沉设置的内部体积接收模具材料的流动以在包覆模制期间减小模具材料流动通过下沉设置的速度。
本发明的其它目的和优点和全面理解将参考以下详细描述和附图。
附图说明
图1例示用于电路板的示例引线框的顶部等轴视图。
图2例示图1的引线框的底部视图。
图3例示图2的部分的放大视图。
图4例示图1的引线框的前视图。
图5例示图1的随后制造的第二阶段的引线框。
图6例示图5的引线框沿线6-6的截面视图。
图7例示图1的随后制造的第三阶段的引线框。
图8a例示图7的引线框沿线8a-8a和在包覆模制的第一阶段期间的截面视图。
图8b例示图7的引线框在包覆模制的第二阶段期间的右侧视图。
图9例示从图1的引线框形成的电路板。
具体实施方式
本发明总体上涉及引线框，并且具体地，涉及引线框的下沉设置。图1-4例示用于电路板的一个示例引线框，例如，小外形集成电路(soic)。参照图1，引线框20通常在平面上从第一端22延伸至第二端24，并且包括一系列互相连接的支承部件26。支承部件26形成具有多个空间或间隙28的网络。引线框20由导电材料(例如，铜或铜合金)板形成，该导电材料被压印和/或刻蚀以限定所需配置中的支承部件26和空间28。
利用支承部件26整体形成的一对管芯焊盘32、40被提供在第一端22和第二端24之间。管芯焊盘32、40被例示为矩形但可以具有任何形状。管芯焊盘32、40彼此互相平行地延伸并且被通道(passage)或间隙33间隔开。虽然示出了两个管芯焊盘32、40，但是引线框20可以包括更多或较少的管芯焊盘。
如图1-3所示，第一管芯焊盘32包括顶部表面34和底部表面36。第二管芯焊盘40包括顶部表面42和底部表面44。管芯焊盘32、40驻留在与支承部件26相同平面中，即，顶部表面34、42是共面的并且在与支承部件的顶部表面相同的平面中。
开口60从顶部表面34完全地延伸通过第一管芯焊盘32至底部表面36。由第一管芯焊盘32的内部表面38限定开口60。开口62从顶部表面42完全地延伸通过第二管芯焊盘40至底部表面44。由第二管芯焊盘40的内部表面46限定开口62。开口60、62是矩形但可以具有任何其它形状。
参照图2-4，如将描述的，引线框20包括用于控制通过和围绕引线框的模具材料的流动的至少一个下沉设置。至少一个下沉设置70从第一管芯焊盘32的内部表面38延伸并且离开顶部表面34至底部表面36下方的位置(如图1-3所示)。如图所示，单个下沉设置70与第一管芯焊盘32相关联。下沉设置70可以另选地从支承部件26延伸或从底部表面36(未示出)延伸至底部表面下方的相同位置。在任何情况下，每个下沉设置70与第一管芯焊盘32中的开口60对齐。
从至少一个壁形成下沉设置70(图3)。如图所示，下沉设置70包括通过底部或端壁73连接的一对侧壁72。侧壁72从内部表面38朝向彼此向下延伸。底壁73大体上与第一管芯焊盘32平行延伸。如图所示，壁72、73配合以形成大体上三角形的下沉设置70。另选地，至少一个壁可以限定圆形或多边形的下沉设置70(未示出)。
壁72、73和第一管芯焊盘32的底部表面36配合以限定空白空间(emptyspace)的内部体积74。内部空间74的相对端处的支架(leg)72之间的一对横向开口86将内部体积流体连接至下沉设置70外部和底部表面36下方的周围环境。一个或两个横向开口86能够由附加壁(未示出)封闭(close)。在任何情况下，第一管芯焊盘32中的开口60与内部体积74流体连通。
开口80通过每个侧壁72完全延伸至内部体积74。每个开口80能够是矩形的(如图所示)或具有圆形或任何多边形形状。另选地或附加地，底壁73能够包括具有任何形状的开口(未示出)。此外，全部的壁72、73能够没有开口。无论如何，开口80和横向开口86二者都经由内部体积74与第一管芯焊盘32中的开口60流体连通。
至少一个下沉设置90从第二管芯焊盘40的内部表面46延伸并且离开顶部表面42至底部表面44下方的位置(如图1-3所示)。如图所示，单个下沉设置90与第二管芯焊盘40相关联。下沉设置90可以另选地从支承部件26延伸或从底部表面46(未示出)延伸至底部表面下方的相同位置。在任何情况下，每个下沉设置90与第二管芯焊盘40中的开口62对齐。
下沉设置90由至少一个壁形成(图3)。如图所示，下沉设置90包括通过底部或端壁93连接的一对侧壁92。侧壁92从内部表面46朝向彼此向下延伸。底壁93大体上与第二管芯盘40平行地延伸。如图所示，侧壁92、93配合以形成大体上三角形的下沉设置90。另选地，至少一个壁可以限定圆形或多边形下沉设置90(未示出)。
壁92、93和第二管芯焊盘40的底部表面44配合以限定空白空间的内部体积94。在内部空间94的相对端处的支架92之间的一对横向开口106将内部体积流体连接至下沉设置90的外部和底部表面44下方的周围环境。一个或两个横向开口106能够由附加壁(未示出)封闭。在任何情况下，第二管芯焊盘40中的开口62与内部体积94流体连通。
在制造期间，首先形成包括支承部件26、管芯焊盘32、40和下沉设置70、90的引线框20(图1-4)。构成膜或糊剂(paste)的粘合剂56被施加至第一管芯焊盘32的顶部表面34和第二管芯焊盘40的顶部表面42。粘合剂56围绕开口60的周界和围绕开口62的周界延伸。第一管芯50和第二管芯52被固定至第一管芯焊盘32上的粘合剂56。第三管芯54被固定至第二管芯焊盘40上的粘合剂56。每个管芯50、52、54构成半导体材料的块，例如，电子级硅或砷化镓，其中提供了一个或更多个功能电路(未示出)。另选地或附加地，能够将热散器或其它封装件安装至管芯焊盘32、40中的任何一个或两个(未示出)。
第一管芯50和第二管芯52被固定至第一管芯焊盘32，使得空间或间隙82在第一和第二管芯之间延伸。由于这个配置，第一管芯50和第二管芯52覆盖或阻隔开口60的部分。另选地，由第一管芯50和第二管芯52阻隔整个开口60(未示出)。第三管芯54被固定至第二管芯焊盘40，使得阻隔整个开口62。另选地，第三管芯54仅阻隔开口62的部分(未示出)。
参照图7，一个或更多个导电导线或导线环110被固定至管芯50、52、54和支承部件26，以将管芯电连接至支承部件。在一个示例中，导线110是金导线并且通过热超声键合将导线的端部固定至相应的管芯50、52、54和支承部件26。夹具114能够被用于将引线框20固定在适当位置中，而且导线110被键合至管芯50、52、54和支承部件26。
如图8a-8b所示，在将导线110固定至管芯50、52、54和支承部件26之后，利用诸如塑料的电绝缘模具材料120对整个引线框进行包覆模制。模具材料120通过和围绕引线框20在重力的影响下向下流至支承部件26之间的空间28中，并且围绕支承部件、管芯50、52、54和导线110。
参照图8a和8b，模具材料120在引线框20下方聚集，并且模具材料从模具的底部的高度在大致由箭头a指示的朝向下沉设置70的方向上增加。根据这点，模具材料120能够沿着若干路径流动通过下沉设置70。更具体地，模具材料120能够流入开口80、86中的一个或更多个中，并且流出开口80、86的一个或更多个。
如图所示，模具材料120大致沿着p1处指示的流动路径向右流动，通过在最左壁72中的开口80，进入下沉设置70的内部体积74，并且然后通过最右壁72中的开口80横向流出内部体积。模具材料120还能够通过大致沿着p3处指示的流动路径横向流动通过一个或两个横向开口86而离开内部体积74(图8b)。
在另一个实例中，模具材料120横向流动通过两个开口80至内部体积74中，并且然后通过一个或两个横向开口86横向流出内部体积(未示出)。在另外一个实例中，模具材料120横向流动通过一个或两个横向开口86，至内部体积74中，并且然后通过一个或两个开口80横向流出内部体积(未示出)。在任何情况下，由于第一管芯50和第二管芯52被间隙82间隔开，所以模具材料120还大致沿着p3处指示的流动路径从下沉设置70的内部体积74向上流动，通过第一管芯焊盘32中的开口60并且通过间隙82。
无论模具材料120如何进入和离开内部体积74，流动的模具材料接合(engage)下沉设置70的壁72、73并且在下沉设置70内累积/聚集，从而相对于畅通无阻通过和围绕引线框20流动的模具材料减慢其速度。换言之，通过开口80、86使模具材料120的流动被放缓/阻碍，其充当流动约束。
参照图8b，当这个发生时，模具材料120还在朝向下沉设置90的方向a上上升。根据这点，模具材料120能够沿着若干路径流动通过下沉设置90。更具体地，模具材料120能够流入和流出一个或更多个开口106。
如图所示，模具材料120大致沿着p4处指示的流动路径向右流动通过壁92、93之间的最左边开口106，进入至下沉设置90的内部体积94，并且然后通过壁92、93之间的最右边开口106横向流出内部体积。在另一个示例中，模具材料120流过通过壁92、93之间的最右边开口106，进入至内部体积94，并且然后通过壁92、93之间的最左边开口106横向流出内部体积(未示出)。在另外一个实例中，模具材料120横向流动通过两个开口106并且进入内部体积94(未示出)。在任一种情况中，模具材料能够通过两个开口106横向流出内部体积94(未示出)。
由于第二管芯焊盘40中的开口62完全被第三管芯54阻隔，模具材料120不能够通过开口62朝着第三管芯向上流动。无论模具材料120如何进入和离开内部体积94，流动的模具材料接合下沉设置90的壁92、93并且积累/聚集在下沉设置94内，从而相对于畅通无阻通过和围绕引线框20流动的模具材料减慢其速度。换言之，通过开口106使模具材料120流动被放缓/阻碍，其充当流动约束。
由于模具材料120从模具内的自底部向上聚集和固化，所以当模具材料流过引线框20、管芯50、52、54和导线110的上方时，能够以精确的方式有利地控制模具材料的流动速度。为此目的，能够设定支架72、73的尺寸、形状和数量，以提供具有所需形状和体积的内部空间74。能够设定开口80和横向开口86的尺寸、形状、和数量，以提供沿着路径p1流入和流出内部空间74的所需流动速率。能够设定第一管芯50和第二管芯52的尺寸和位置，以设定第一管芯焊盘32中的开口60的部分的尺寸和形状，该第一管芯焊盘32中的开口60的部分是畅通无阻的(包括完全地阻隔)，从而控制沿着路径p3向上并且流出内部空间74的流动速率。
同样地，能够设定支架92、93的尺寸、形状、和数量，以提供具有所需形状和体积的内部空间94。能够设定横向开口106的尺寸、形状和数量，以提供沿着路径p4流入和流出内部空间94的所需流动速率。能够设定第三管芯54的尺寸和位置，以设定第二管芯焊盘33中的开口62的部分的尺寸和形状，该第二管芯焊盘33中的开口62的部分是畅通无阻的，从而控制流入和流出内部空间94的流动速率。
在一个示例中，具体设计了本文中描述的下沉设置70、90以使模具材料120在引线框20下方模具的底部处的流动变得缓慢，并且帮助生成通过引线框和固定在此的部件/在引线框和固定在此的部件上方的更均质流动。具体地，当模具材料120与下沉设置70、90互相作用时，使模具材料120流动缓慢，因为下沉设置比在省略下沉设置的情况下创造出模具材料的更曲折的流动路径。这允许模具材料120流动以有利的方式被精确地控制。
具体地，下沉设置70、90具体地被配置以使模具材料120流动速度变慢至预定量以帮助消除最终模具中的外部空隙(void)的形成。内部体积74、94和开口80、86、106因此被配置为在模具的底部(引线框20的下方)处产生通过此的所需模流(moldflow)并且降低模流速度至一速度，该速度更接近或大体上等于模具的顶部(在引线框上方)处的模流。为此目的，任何数量(包括零)和配置的下沉设置能够被提供用于每个管芯焊盘32、40。能够将下沉设置70、90流体连接至对应管芯焊盘32、40中的开口60、62，例如，固定至第一管芯焊盘的下沉设置，或充当在管芯焊盘下方提供的附加材料储液槽(reservoir)，例如，固定至第二管芯焊盘的下沉设置。
参照图9，在模具中供应模具材料120直到形成诸如集成电路板200的封装件半导体装置，其包括利用模具材料120包覆模制的引线框20。电路板200具有带有模具形成的凹陷122的外部表面124，其给出了模制过程完成的视觉指示。
与模具顶部相比，模具能够在模具的底部更快速地流动。结果，能够出现赛马(racehorse)效应，其能够导致最终模具封装件中可见的外部空隙。该空隙能够是足够重要的以导致可见的和机械的质量控制问题，导致不合需要的产品。
另外，由于本文中描述的下沉设置控制模流，同时维持管芯焊盘与支承部件的共面关系，所以在不牺牲导线键合产量、生产率或可靠性的情况下，下沉设置解决了封装件外部空隙问题。此外，管芯焊盘中的开口减小了每个管芯和相关联的管芯焊盘之间的接触表面面积。结果，将管芯固定至管芯焊盘所需的粘合剂的量能够降低高达50％，从而有利地降低装配电路板的成本。
上面已经描述的是本发明的示例。当然，为了说明本发明，不可能描述每一个可想到的部件或方法的组合，但是所属领域的普通技术人员将发现，本发明的许多进一步的组合和排列是可能的。因此，本发明旨在包括落入在所附权利要求的精神和范围内的全部的这种改变、修改和变化。