封裝模組及其製作方法與流程

2023-09-21 22:32:20 2

本發明是關於一種封裝模組及其製作方法，且特別是關於一種外殼封裝的封裝模組及其製作方法。

背景技術：

高效率、高密度以及高可靠性一直是現今電子裝置的發展趨勢，以達到節能、降低成本、以及良好的使用壽命的目的。舉例而言，集成功率模組(Integrated Power Module,IPM)，將多個半導體器件集成在一個器件封裝裡，為提升封裝內的空間利用率提供了可能。

功率模塊的封裝形式種類繁多，如金屬封裝(Metal Packaging)、陶瓷封裝(Ceramic Packaging)、塑膠封裝(Plastic Packaging)等，其中塑膠封裝具有較高的性價比，因此在民用以及工業應用的領域被大規模使用。

塑膠封裝亦可再細分為塑封料(molding compound)封裝與外殼(housing)封裝兩大類。塑封料封裝是將塑封料包覆於元件以及基板以起到絕緣保護、環境保護、機械保護的功能。由於塑封料和其餘材料之間熱膨脹係數(CTE)不一致，故引起的熱應力也會相應增加。所以，通常此類封裝形式不易將尺寸做的非常大，從而在大功率領域應用被限制。

外殼封裝則是採用獨立的外殼實現元件的機械保護、電氣絕緣等，然而，此種類型的封裝組裝較為費時費力，亦不利於大規模生產。

技術實現要素：

因此，本發明便提出了一種封裝模組的製造方法，可以用以提升外殼封裝類型的封裝模組的組裝效率。

本發明的一實施方式提供了一種封裝模組的製作方法，包含放置具有多個引腳的一引腳架於一電路基板上；接合引腳與電路基板上所對應的接合區，使引腳連接於接合區；切除引腳架的一連接部；以及彎折引腳，使 引腳垂直於電路基板。

於一或多個實施例中，封裝模組的製作方法還包含組裝一外殼於電路基板，其中外殼具有多個穿孔，以供彎折的引腳穿過而外露於外殼。

於一或多個實施例中，封裝模組的製作方法還包含填充一保護膠於外殼內，使保護膠覆蓋電路基板。

於一或多個實施例中，封裝模組的製作方法還包含設置一焊料於電路基板的接合區上；以及加熱焊料。

於一或多個實施例中，封裝模組的製作方法還包含設置多個電子元件於電路基板；以及打線接合部分的電子元件的接點至部分的接合區。

於一或多個實施例中，封裝模組的製作方法還包含將引腳的彎折部進行變截面處理。變截面積處理包含將引腳的彎折部於厚度方向或寬度方向進行開槽、通孔或縮減。

本發明的另一實施方式提供了由上述方法所製作的封裝模組。

本發明的又一實施方式提供了一種封裝模組，包含一電路基板、一外殼以及多個引腳。電路基板具有多個接合區。外殼組裝於電路基板，外殼具有多個穿孔。引腳連接於接合區，其中每一引腳包含焊接部、引腳本體、以及彎折部。焊接部連接於接合區之一。引腳本體垂直於電路基板，且穿過穿孔之一。彎折部連接焊接部與引腳本體，其中至少部分的彎折部具有變化的截面積。

於一或多個實施例中，彎折部在沿厚度方向相較於焊接部具有縮減的厚度。

於一或多個實施例中，彎折部在沿寬度方向相較於焊接部具有縮減的寬度。

於一或多個實施例中，彎折部具有至少一凹陷部，凹陷部位於彎折部的內側或是外側，且凹陷部為三角形、矩形、弧形、鋸齒狀或不規則形狀凹槽。

本發明的外殼封裝類型的封裝模組與其製作方法，通過引腳架將引腳設置在電路基板對應的接合區上，而後再切除連接部與折彎引腳的設計，可以大幅縮短設置引腳所需要的時間以及人力，有效提升了封裝模組的組裝效率。

附圖說明

為讓本發明的上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的詳細說明如下：

圖1A至圖1F分別為本發明的封裝模組的製作方法的一實施例不同階段的示意圖；

圖2A與圖2B分別為應用於本發明的封裝模組的引腳的一實施例的正視圖與側視圖；

圖2C為圖2B中的引腳的局部放大圖；

圖3A至圖5B，其分別示出本發明的封裝模組中引腳的彎折部於折彎前後的多個實施例的局部側視圖；

圖6A至圖7B，其分別示出本發明的封裝模組中引腳的彎折部於折彎前後的多個實施例的局部正視圖。

其中，附圖標記說明如下：

110：電路基板

112：接合區

114：焊料

116：焊線

120：引腳架

130：引腳

132：焊接部

134：引腳本體

136：彎折部

138：凹陷部

140：外框架

150：連接部

160：電子元件

162：接點

170：外殼

172：穿孔

174：灌注口

180：保護膠

182：密封膠

D1、D2：方向

A-A、B-B：平面

具體實施方式

以下將以附圖及詳細說明清楚說明本發明的精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在了解本發明的較佳實施例後，當可由本發明所教示的技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明的精神與範圍。

參照圖1A至圖1F，其分別為本發明的封裝模組的製作方法一實施例不同階段的示意圖。圖1A為提供電路基板110，電路基板110具有多個接合區112。接合區112可以包含絕緣部分和電性連接部分，每個接合區112可具有多個不同的電性連接部分，但本發明並不以此為限。電路基板110可以為單層或多層的印刷電路板、敷銅陶瓷基板或是導線架等，本發明並不以此為限。本實施例中是以印刷電路板進行說明。

圖1A中還包含將焊料114，如錫膏，設置在電路基板110的接合區112上，例如電性連接部分。焊料114可以通過如印刷的方式塗布在電路基板110上的接合區112，但本發明並不以此為限。

接著，於圖1B中，將引腳架120放置在電路基板110上。引腳架120包含有多個引腳130、外框架140以及連接引腳130與外框架140的連接部150。引腳130的位置為對應於至少部分的接合區112。換言之，引腳130的一端與電路基板110的接合區112接觸，並且焊料114可以位於接合區112與引腳130之間，但本發明並不以此為限。引腳130的另一端則是通過連接部150與外框架140連接。

如此一來，當要將引腳130放置在電路基板110上時，由於引腳130已經通過連接部150一體固定於外框架140上，因此，只需要一次作業即可將所有的引腳130放置到對應的接合區112上。相較於傳統需要一個一個放置引腳130的工序，本發明可以一次將所有的引腳130放置到電路基 板110上的預定位置，大幅縮短了組裝引腳130所需要的時間。

圖1B中還包含將電子元件160，例如半導體晶片，放置在電路基板110上，其中電子元件160可與部分的接合區112接合，以讓焊料114連接接合區112與電子元件160，但本發明並不以此為限。引腳130可以圍繞在電路基板110的邊緣設置。

電路基板110與其上的電子元件160及引腳架120可以送入加熱裝置，例如回焊爐中，以加熱焊料114，讓焊料114接合引腳130與對應的接合區112，以及接合電子元件160與對應的接合區112等。如此一來，電子元件160以及引腳130便通過焊料114固定於電路基板110上。

接著參照圖1C，電子元件160上可以具有多個接點162，部分的電子元件160的接點162可以通過焊線116連接至電路基板110的接合區112，或是連接至另一電子元件160的接點162等。如此一來，便可以讓電子元件160通過電路基板110以及引腳130與外部溝通，但本發明並不以此為限。

接著，切除引腳架120的連接部150，讓引腳架120的外框架140以及連接部150與引腳130分離，讓引腳130繼續保留在電路基板110上，如圖1D所示。

接著，如圖1E所示，將引腳130彎折，使得引腳130的一端垂直於電路基板110。為了便於彎折引腳130，可將引腳130的結構進行變截面處理，此部分將於後續的實施例中進行說明。

而後，圖1F為將外殼170組裝於電路基板110上，其中外殼170可以為塑膠外殼，但本發明並不以此為限。外殼170可以通過如射出成型的方式製作而成。外殼170上具有多個穿孔172，穿孔172的位置對應於引腳130，以供引腳130穿過而外露於外殼170。

圖1F中還包含填充保護膠180於外殼170之中，使得保護膠180覆蓋於電路基板110、電子元件160、以及部分的引腳130。保護膠180可由外殼170上的灌注口174填入外殼170內，但本發明並不以此為限。保護膠180除了用以保護電子元件160與其上的焊線116，亦可以用以電性隔離相鄰的引腳130。保護膠180材料，舉例而言，可以為具有流動性的膠體，如矽膠。

將外殼170組裝於電路基板110上的步驟還包含有在外殼170與電路基板110之間的縫隙處塗上密封膠182，以通過密封膠182連接外殼170與電路基板110，並且隔離外界的水氣。

綜上所述，本發明的封裝模組的製作方法可以利用引腳架將所有的引腳設置在電路基板的對應的接合區上，待引腳通過焊料固定於接合區上之後，再將引腳架的連接部切除，並彎折引腳。相較於傳統需要一個一個組裝引腳的方式，本方法則可以大幅提升封裝模組的組裝效率。

參照圖2A與圖2B，其分別為應用於本發明的封裝模組的引腳一實施例的正視圖與側視圖。引腳130包含有焊接部132、引腳本體134以及彎折部136。焊接部132可以為平行於電路基板110，且通過焊料114焊接於電路基板110上的接合區。引腳本體134則是垂直於電路基板110，用以穿過如圖1F中的外殼170的穿孔172，彎折部136則是連接引腳本體134以及焊接部132。

如前所述，為了讓引腳130更容易被折彎，引腳130的彎折部136可進行變截面處理，以讓部分的彎折部136便於彎折。舉例而言，此變截面處理包含，但不限於，將引腳130的彎折部136於其厚度方向D1或是寬度方向D2進行開槽、通孔或是縮減等，以減少局部的彎折部136的寬度和/或厚度(例如相較於焊接部132)等，讓引腳130可以較為輕易地被彎折，但本發明並不以此為限。

接著參照圖2A至圖2C，其中圖2C為圖2B中的引腳130的局部放大圖。更具體地說，引腳本體134可以垂直於電路基板110，焊接部132可以平行於電路基板110。彎折部136可以為平面A-A與平面B-B之間彎折的部分，但本發明並不以此為限。

前述的將彎折部136進行變截面處理的設計，可以使至少部分的彎折部136具有變化的截面積，例如，彎折部136內可以存在截面積小於平面A-A或是平面B-B位置處的截面積的區域。彎折部136的變截面設計可在製作引腳架110(見圖1)時一併完成，舉例而言，可以利用蝕刻或是機械加工等方式，將彎折部136沿其厚度方向D1或是寬度方向D2進行開槽、通孔或是縮減等，以減少局部的彎折部136的截面積，但本發明並不以此為限，彎折部136包含變化的截面積即可。

接著，請參照圖3A至圖5B，其分別示出本發明的封裝模組中引腳的彎折部於折彎前後的多個實施例的局部側視圖。圖3A、圖4A與圖5A為彎折部136被折彎前的側視圖，而圖3B、圖4B與圖5B則是彎折部136被折彎之後的側視圖。具體而言，圖3A至圖5B中的彎折部136的截面積為沿著厚度方向D1變化，彎折部136上可以具有至少一個凹陷部138，凹陷部138可以位於彎折部136的內側或是外側，凹陷部138的深度較佳為不超過彎折部136的厚度的一半，以維持足夠的機械強度，但本發明並不以此為限。

凹陷部138的形狀可以為如圖3A所示的三角形，如圖4A所示的矩形，如圖5A所示的鋸齒狀，或者在其他的實施例變化中，凹陷部138的形狀可以為弧形或是其他的規則或不規則形狀的凹槽。通過凹陷部138的設置，可以減少彎折部136於折彎時的應力，讓彎折部136更容易被彎折。

請參照圖6A至圖7B，其分別示出本發明的封裝模組中引腳的彎折部於折彎前後的多個實施例的局部正視圖。圖6A與圖7A為彎折部136被折彎前的正視圖，而圖6B與圖7B則是彎折部136被折彎之後的正視圖。具體而言，圖6A至圖7B中的彎折部136的截面積為沿著寬度方向D2變化，彎折部136上可以具有至少一個凹陷部138，凹陷部138可以位於彎折部136的左右兩側，凹陷部138的寬度總和較佳為不超過彎折部136的寬度的一半，以維持足夠的機械強度，但本發明並不以此為限。

凹陷部138的形狀可以為如圖6A所示的矩形，如圖7A所示的弧狀，或者在其他的實施例變化中，凹陷部138的形狀可以為三角形、鋸齒狀或是其他的規則或不規則形狀。

在部分的實施例中，彎折部136的截面積變化可不限於只沿厚度方向D1或是沿寬度方向D2作變化，而是可以同時沿厚度方向D1與寬度方向D2變化，本技術領域人員更可以按照不同的設計需求變更彎折部136中的凹陷部138的位置、數量與形狀，不應以前述實施例為限，變截面設計亦可以通過設置通孔、縮減等方式實現，本發明並不以此為限。

本發明提出了一種外殼封裝類型的封裝模組與其製作方法，通過引腳架將引腳設置在電路基板對應的接合區上，而後再切除連接部並折彎引腳，可以大幅縮短設置引腳所需要的時間以及人力，有效提升了封裝模組 的組裝效率。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。