一种框架及器件的制作方法

本技术涉及到集成电路板焊接，具体涉及到一种框架及器件。

背景技术：

1、第三代半导体由于其宽禁带、高击穿电场、高电子饱和率等一系列优点而在高电压、大功率等电子电力器件中表现出巨大的应用潜力。而随着电子电力器件的工作电压，功率的逐步增大，对芯片封装产品的散热性也提出了更高的要求，依据文献报道，器件的芯片结温每升高10℃，寿命就会降低一半。在大功率器件中由于器件整体或芯片局部结温过高而导致的失效情况时有发生。

2、具体的，芯片的主要散热通道为芯片、焊料、基板、散热板。其中，由于焊料在烘烤过程中，焊料中有机成分的挥发，产生的气体如果不能有效排出，会在焊料中形成空洞，极大的影响器件整体的可靠性能与导热性能。

3、焊料中的空洞对整体器件的影响主要体现在热与应力两个方面，其中，空洞中的成分为空气，空气在标准温度下的导热系数为0.0241w/(m·k)，远远低于其他材料，因而在工作过程中，因空洞中的空气存在，会导致散热通道的散热效率大大降低，引起器件结温升高。

4、另外，由于空气的热膨胀系数远大于其他材料，随着温度的升高，空洞中空气膨胀，对芯片施加的应力增加，会使器件的寿命降低。

技术实现思路

1、为了降低空洞对芯片器件的影响，本实用新型提供了一种框架及器件，通过在框架的焊接面上加工出封闭轮廓的闭环沟槽，可使得空洞产生的区域受控，以降低空洞对芯片的性能影响和寿命影响。

2、相应的，本实用新型还提供了一种框架，所述框架为基于金属材料制成的板状结构，

3、所述框架的其中一个平面表面为焊接面；

4、所述焊接面上设置有若干个沟槽组，每一组所述沟槽组包括若干条闭环沟槽，所述闭环沟槽为包围所述焊接面中心点设置的凹槽结构，任意两条闭环沟槽之间不相交；

5、在所有所述沟槽组中，其中一组所述沟槽组为第一沟槽组；

6、在所述焊接面上，过所述焊接面中心点构造参考直线；

7、在每一条参考直线上，所述第一沟槽组中的所有闭环沟槽的总长度为最大值。

8、可选的实施方式，在所述沟槽组的数量为两组以上时，在每一条参考直线上，从所述第一沟槽组至所述焊接面中心点的方向，每一组沟槽组内的所有闭环沟槽的总长度逐渐减小；

9、和/或在所述沟槽组的数量为两组以上时，在每一条参考直线上，从所述第一沟槽组至所述焊接面边缘的方向，所述沟槽组内的所有闭环沟槽的长度逐渐减小。

10、可选的实施方式，在所述沟槽组的数量为两组以上时，在每一条参考直线上，从所述第一沟槽组至所述焊接面中心点的方向，相邻的两个所述沟槽组之间的间距逐渐增大；

11、和/或在所述沟槽组的数量为两组以上时，在每一条参考直线上，从所述第一沟槽组至所述焊接面边缘的方向，相邻的两个所述沟槽组之间的间距逐渐增大。

12、可选的实施方式，在所述沟槽组的数量为两组以上时，在所述任意一条参考直线上，任意两组相邻的沟槽组之间的距离相等。

13、可选的实施方式，在每一条参考直线上，所有闭环沟槽的总槽宽相等。

14、可选的实施方式，在每一条参考直线上，所述焊接面中心点至所述焊接面边缘的距离为a，所述第一沟槽组设置区域的轴线至所述焊接面中心点之间的距离取值范围为[a/2，2a/3]。

15、可选的实施方式，所述闭环沟槽的轴线轮廓为圆形或正多边形。

16、可选的实施方式，所述框架的制作材料为铜、金或银。

17、可选的实施方式，所述框架在所述焊接面上还设置有连接沟槽；

18、至少有两条相邻的闭环沟槽基于所述连接沟槽连接。

19、相应的，本发明还提供了一种器件，包括芯片和所述的框架；

20、所述芯片基于焊料键合在所述焊接面的中心位置上。

21、综上，本实用新型提供了一种框架及器件，基于试验数据出发，通过设置闭环沟槽，可使焊料定型时所形成的空洞位置及形状可控，降低空洞对芯片应用时的影响，提高使用该框架的芯片器件的使用可靠性。基于该框架加工得到的器件具有结温低、使用寿命高、芯片内应力低、故障率低等特点。

技术特征：

1.一种框架，其特征在于，所述框架为基于金属材料制成的板状结构，

2.如权利要求1所述的框架，其特征在于，在所述沟槽组的数量为两组以上时，在每一条参考直线上，从所述第一沟槽组至所述焊接面中心点的方向，每一组沟槽组内的所有闭环沟槽的总长度逐渐减小；

3.如权利要求1所述的框架，其特征在于，在所述沟槽组的数量为两组以上时，在每一条参考直线上，从所述第一沟槽组至所述焊接面中心点的方向，相邻的两个所述沟槽组之间的间距逐渐增大；

4.如权利要求1所述的框架，其特征在于，在所述沟槽组的数量为两组以上时，在每一条参考直线上，任意两组相邻的沟槽组之间的距离相等。

5.如权利要求1所述的框架，其特征在于，在每一条参考直线上，所有闭环沟槽的总长度相等。

6.如权利要求1所述的框架，其特征在于，在每一条参考直线上，所述焊接面中心点至所述焊接面边缘的距离为a，所述第一沟槽组设置区域的轴线至所述焊接面中心点之间的距离取值范围为[a/2，2a/3]。

7.如权利要求1所述的框架，其特征在于，所述闭环沟槽的轴线轮廓为圆形或正多边形。

8.如权利要求1所述的框架，其特征在于，所述框架的制作材料为铜、金或银。

9.如权利要求1所述的框架，其特征在于，所述框架在所述焊接面上还设置有连接沟槽；

10.一种器件，其特征在于，包括芯片和权利要求1至9任一项所述的框架；

技术总结
本技术提供了一种框架及器件，所述框架为基于金属材料制成的板状结构，所述框架的其中一个平面表面为焊接面；所述焊接面上设置有若干个沟槽组，每一组所述沟槽组包括若干条闭环沟槽，所述闭环沟槽为包围所述焊接面中心点设置的凹槽结构，任意两条闭环沟槽之间不相交；在所有所述沟槽组中，其中一组所述沟槽组为第一沟槽组；在所述焊接面上，过所述焊接面中心点构造参考直线；在每一条参考直线上，所述第一沟槽组中的所有闭环沟槽的总长度为最大值。通过在框架的焊接面上加工出封闭轮廓的闭环沟槽，可使得空洞产生的区域受控，降低空洞对芯片的性能影响和寿命影响。

技术研发人员：袁海龙,袁毅凯,詹洪桂,郑银玲,陈晓仪,高文健
受保护的技术使用者：佛山市国星光电股份有限公司
技术研发日：20220531
技术公布日：2024/1/12