貼片式無源電子元件安裝結構的製作方法
2023-06-02 00:57:51
貼片式無源電子元件安裝結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及貼片式無源電子元件安裝結構。本實用新型的具有端子的貼片式無源電子元件的安裝結構包括：載體部；絕緣膠水，絕緣膠水將貼片式無源電子元件固定到載體部；以及鍵合絲，鍵合絲的一端鍵合到貼片式無源電子元件的端子之一上。採用本實用新型的安裝結構，可以實現高密度、高精度、高可造性的封裝結構。
【專利說明】貼片式無源電子元件安裝結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種貼片式(貼裝式)無源電子元件的安裝結構，尤其涉及用於MEMS (微機電系統)產品的貼片式無源電子元件的安裝結構。
【背景技術】
[0002]MEMS是指可批量製作的、集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等於一體的微型器件或系統。MEMS中需要集成大量貼片式無源電子元件。所謂無源電子元件是指那些在不需要外加電源的條件下就可以顯示其特性的電子元件。無源元件主要是電阻類、電感類和電容類電子元件，它的共同特點是在電路中無需加電源即可在有信號時工作。傳統地，通常使用回流焊技術來封裝這類貼片式無源電子元件。如圖5和6所示，傳統模式是將基板上的電路端子印刷錫膏，使用SMT (表面貼片技術)貼片機將貼片式無源電子元件30貼在端子處的錫膏80上，再經過回流焊技術使錫膏熔化將貼片式無源電子元件30的端子60焊接在相應端子上，實現電連接。例如，對於功率器件，貼片式無源電子元件30可以是貼片式熱敏電阻，用以對電路予以過載與過流保護。此夕卜，目前還存在如圖7所示的安裝結構，其中集成電路晶片40通過鍵合絲50電氣連接在基板22的一側，貼片式熱敏電阻30安裝在基板22的相對一側上，電通路70穿過基板，以便將集成電路晶片40與熱敏電阻30連接在一起。
[0003]隨著封裝集成度越來越高，這種傳統安裝貼片式無源電子元件的方法逐漸難以適應MEMS安裝平臺的高精度、高可靠性的封裝要求，且有如下缺陷難以解決:
[0004]a:電路端子間距受貼片式無源電子元件尺寸的影響，無法做到0.6mm以下，且電路端子尺寸必須與電子元件尺寸接近以便進行焊接；
[0005]b:錫膏回流後有助焊劑溢出沾汙問題，需要額外使用清洗工藝；
[0006]c:傳統SMT及回流焊設備無法適應長度在0.6_以下的貼片式無源電子元件的安裝與焊接，易產生元件端子間短路等問題，如圖5所示；另一方面，如果貼片式無源電子元件偏移出焊盤，則會出現斷路的問題，如圖6所示；
[0007]d:貼片式無源電子元件下方會存在細微的空隙90，灌封膠填充困難，易產生空洞分層等異常。
[0008]f:多種貼片式無源電子元件與集成電路晶片組合封裝時，貼片式無源電子元件不可以堆疊在其它電子元件或者晶片上，通常只能選用如圖7所示的安裝結構，同時多種電子元件組合時，電路端子受各種電子元件尺寸影響，設計排版困難；
[0009]g:在晶片級封裝中，貼片式熱敏電阻受尺寸以及焊接方式的影響，只可以通過電路端子與晶片實現電連接，無法緊貼晶片，導致電阻無法感應到晶片表面實際溫度，測量數據偏差較大。
[0010]由於以上這些問題，對於現有的貼片式無源電子元件，特別是對於用在MEMS產品中的貼片式熱敏電阻，其安裝結構和安裝方法仍待改進。實用新型內容
[0011]為滿足MEMS生產平臺的需求，克服現有技術中存在的不足，根據本實用新型的第一個方面，提供了一種貼片式無源電子元件的安裝結構，其中貼片式無源電子元件具有至少兩個端子，其中，安裝結構包括:載體部；絕緣膠水，絕緣膠水將貼片式無源電子元件固定到載體部；以及鍵合絲，鍵合絲的一端鍵合連接到貼片式無源電子元件的端子之一上。
[0012]根據本實用新型的另一個方面，載體部為基板，貼片式無源電子元件通過絕緣膠水直接固定到基板的一側上。
[0013]根據本實用新型的另一個方面，載體部為另一電子元件。該另一電子元件可以為貼片式電子元件並通過絕緣膠水固定到基板上。較佳地，該另一電子元件具有凹槽，貼片式無源電子元件通過絕緣膠水固定在所述凹槽中。並且，該另一電子元件可以是集成電路晶片。電子元件上的凹槽的深度最好大於貼片式無源電子元件的高度。
[0014]根據本實用新型的又一個方面，貼片式無源電子元件為貼片式熱敏電阻，而絕緣膠水為導熱絕緣膠水。
[0015]根據本實用新型的又一個方面，貼片式無源電子元件為貼片式電容或電感。
[0016]根據本實用新型的又一個方面，鍵合絲的另一端與載體部上的端子電氣連接。
[0017]以上安裝結構較佳地用於MEMS產品。
[0018]採用根據本實用新型的安裝結構，可以靈活安裝貼片式無源電子元件，安裝後的無源電子元件不易出現短路或斷路的現象，從而可以達到高密度、高精度、高可靠性的晶片級封裝要求。
[0019]此外，適於本實用新型的貼片式無源電子元件的尺寸範圍寬，設計電路端子排布不受電子元件尺寸影響，端子間距可以縮小至60um，並且可以沿垂直於載體部的方向堆疊安裝，從而實現立體封裝。
[0020]當對貼片式熱敏電阻採用根據本實用新型的安裝結構，通過高導熱絕緣膠水的使用，可以完全消除電阻和載體部之間的空隙，熱敏電阻能夠準確及時地感測到載體部的熱量，提聞廣品的精度和可罪性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1A和圖1B為示出了根據本實用新型第一實施例的安裝結構在兩個不同安裝階段的示意圖。
[0022]圖2為示出了根據本實用新型第一實施例的安裝結構的俯視示意圖。
[0023]圖3為示出了根據本實用新型第二實施例的安裝結構的示意圖。
[0024]圖4為示出了根據本實用新型第三實施例的安裝結構的示意圖。
[0025]圖5和圖6示出了採用傳統SMT和回流焊工藝的電阻安裝結構的示意圖。
[0026]圖7示出了傳統的包括集成電路晶片和電阻的安裝結構的示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節以便於充分理解本實用新型，但是本實用新型顯然能夠以多種不同於此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下根據實際應用情況作類似推廣、演繹，因此不應以此具體實施例的內容限制本實用新型的保護範圍。
[0028]第一實施例
[0029]以下，參照圖1A、圖1B和圖2說明根據本實用新型第一實施例的安裝結構，其中圖1A和圖1B為安裝結構在不同製造階段時的示意圖，圖2為該安裝結構的俯視圖。本實用新型的第一實施例是將貼片式熱敏電阻3作為無源電子元件安裝在基板I上的安裝結構。
[0030]如圖1A所示，提供一基板I作為載體部，在基板I上首先點上高導熱絕緣膠水2，接著，如圖1B所示，將貼片式熱敏電阻3粘貼到高導熱絕緣膠水2上，並使絕緣膠水2固定。點膠量可以根據貼片式熱敏電阻3的尺寸設定，高導熱絕緣膠水2最好能夠完全填滿熱敏電阻3和基板I之間的空間，不留任何空隙，從而使導熱效果最優且連接強度最大。高導熱絕緣膠水2例如可以採用漢高型號為8025D/84-3J的高導熱絕緣膠水。
[0031]隨後，利於鍵合絲11進行電氣連接，如圖2所示，鍵合絲11有兩根。具體而言，將鍵合絲11的一端鍵合連接到熱敏電阻3的一個端子6上，而該鍵合絲11的另一端鍵合連接到基板I上的電路端子10之一上，從而將熱敏電阻3電氣連接到電路中。
[0032]需說明的是，文中的「鍵合」或「鍵合連接」是指採用鍵合工藝將兩個部件或部分連接在一起。鍵合連接可以採用超聲冷壓鍵合、熱壓鍵合或熱超聲鍵合等工藝。用於連接貼片式熱敏電阻3的鍵合絲11可以是金絲、銅絲或鋁絲。
[0033]從圖2中可以完整地看到根據本實用新型第一實施例的完成的安裝結構，該安裝結構包括作為載體部的基板1、將貼片式熱敏電阻3固定到基板I的高導熱絕緣膠水2以及將貼片式熱敏電阻3和基板I電氣連接的鍵合絲11，鍵合絲11的一端鍵合到熱敏電阻30的端子6上。
[0034]採用根據實用新型的安裝結構，由於貼片式無源電子元件使用絕緣膠水2固定並使用鍵合線11進行電氣連接，因此不會產生傳統SMT及回流焊工藝中使用錫膏導致的電子元件端子產生短路的現象。另一方面，電子元件也不易偏移，又可避免斷路現象的出現。
[0035]此外，如圖2所示，基板I上的電路端子10的位置無須與電阻3的端子6對應設置，而是可以任意設置，較佳地，基板電路端子10的間距可以設計為縮小至35um。在上述安裝結構和方法使用的貼片式無源電子元件的尺寸可以較小，例如電子元件的長度可以小於
0.6mmο
[0036]第二實施例
[0037]圖3示出了根據本實用新型第二實施例的安裝結構的示意圖。與第一實施例的不同之處在於，第二實施例的安裝結構中增設了一個作為載體部的電子元件4，該電子元件4可以是有源電子元件，如集成電路晶片，也可以是另一個貼片式無源電子元件，如電阻、電感或電容。作為載體部的電子元件4的一個表面通過絕緣膠水7粘貼到基板I上，貼片式熱敏電阻3通過高導熱絕緣膠水2粘貼到作為載體部的電子元件4的另一個表面上，通常是在第二電子元件4的上表面上。
[0038]此外，第二實施例的安裝結構同樣也包括用於電氣連接的鍵合絲11。具體而言，該安裝結構包括兩根鍵合絲11，這兩根鍵合絲11各自有一端鍵合到熱敏電阻3的兩個端子6上，兩根鍵合絲11的另一端分別鍵合到基板11和電子元件4的端子上。鍵合絲11的具體連接位置和順序不僅限定圖示方案，也可以根據安裝結構所應用的場合作其它變化。
[0039]在本實用新型的第二實施例中，較佳地，安裝在基板I上的作為載體部的電子元件4的體積比安裝在該電子元件4上方的貼片式無源電子元件(此處為熱敏電阻3)的體積稍大，這樣能使安裝結構更穩固，同時也便於使用鍵合絲11連接上下兩個電子元件。
[0040]採用第二實施例的安裝結構，在安裝時首先在基板I上點上絕緣膠水7，接著將作為載體部的電子元件4粘貼到基板I上，然後，在作為載體部的電子元件4的一個向外的表面上點上高導熱絕緣膠水2，接著，將貼片式熱敏電阻3粘貼到電子元件4上，粘貼完成後使絕緣膠水2、7固化，最後，將鍵合絲11採用鍵合工藝連接到熱敏電阻3的端子6上。
[0041]圖3所示的第二實施例的安裝結構僅包括一個作為載體部的電子元件4，但也可以設置沿垂直於基板方向彼此堆疊的多個電子元件，貼片式無源電子元件可以在垂直於基板I的方向中堆疊在多個電子元件的最上部的一個電子元件上，並且通過鍵合絲11可以任意地選擇連接位置，從而實現立體封裝。
[0042]需說明的是，上述安裝結構中使用的絕緣膠水2和7可以是相同的也可以是不同的，例如絕緣膠水2可以採用高導熱絕緣膠水，以確保熱敏電阻3的感熱的精確性，而絕緣膠水7可以採用非導熱性的絕緣膠水，從而相對基板I隔絕電子元件4的熱量。
[0043]第三實施例
[0044]圖4示出了根據本實用新型第三實施例的安裝結構的示意圖。第三實施例的安裝結構採用集成電路晶片5作為貼片式熱敏電阻3的載體部。特別地是，此處集成電路晶片
5構造成具有一個凹槽20，貼片式熱敏電阻3通過高導熱絕緣膠水2固定在凹槽20中。凹槽20可以採用蝕刻方法形成在集成電路晶片5中，較佳地，凹槽20的深度可設置成比熱敏電阻3的高度大，從而使得熱敏電阻3完全容納在凹槽20中而不突出於集成電路晶片5的上表面。熱敏電阻3的兩個端子6通過鍵合絲11連接到集成電路晶片5上的作為端子的壓焊塊12上。
[0045]第三實施例的安裝結構的安裝方法與上述的類同，此處不再贅述。
[0046]在該實施例中，凹槽20的設置是特別有利的，它不但使安裝結構整體更為緊湊，且貼片熱敏電阻3基本位於集成電路晶片5內部，感溫效果更好，精度更高。
[0047]以上的實施例都是以貼片式熱敏電阻3作為被安裝的無源電子元件來描述的，但本實用新型不僅限於此，安裝結構中也可以包括其它貼片式無源電子元件，例如電感或電容，此時，絕緣膠水也替換為其它低導熱性或非導熱的絕緣膠水，以便隔熱，防止熱量對被連接的貼片式無源電子元件造成損害。
[0048]以上這些安裝結構和方法優選地應用於MEMS產品中的貼片式無源電子元件，從而提升MEMS產品集成度、精度和可靠性。
[0049]本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何修改，都未脫離本實用新型技術方案的內容。
【權利要求】
1.一種貼片式無源電子元件的安裝結構，所述貼片式無源電子元件具有至少兩個端子，其特徵在於，所述安裝結構包括: 載體部； 絕緣膠水，所述絕緣膠水將所述貼片式無源電子元件固定到載體部；以及 鍵合絲，所述鍵合絲的一端鍵合連接到所述貼片式無源電子元件的所述端子之一上。
2.如權利要求1所述的安裝結構，其特徵在於，所述載體部為基板，所述貼片式無源電子元件通過所述絕緣膠水直接固定到所述基板的一側上。
3.如權利要求1所述的安裝結構，其特徵在於，所述載體部為另一電子元件。
4.如權利要求3所述的安裝結構，其特徵在於，所述另一電子元件為貼片式電子元件並通過絕緣膠水固定到基板上。
5.如權利要求3所述的安裝結構，其特徵在於，所述另一電子元件具有凹槽，所述貼片式無源電子元件通過所述絕緣膠水固定在所述凹槽中。
6.如權利要求5所述的安裝結構，其特徵在於，所述另一電子元件為集成電路晶片。
7.如權利要求5所述的安裝結構，其特徵在於，所述凹槽的深度大於所述貼片式無源電子元件的高度。
8.如權利要求1-7中任一項所述的安裝結構，其特徵在於，所述貼片式無源電子元件為貼片式熱敏電阻，所述絕緣膠水為導熱絕緣膠水。
9.如權利要求1-7中任一項所述的安裝結構，其特徵在於，所述貼片式無源電子元件為貼片式電容或電感。
10.如權利要求1所述的安裝結構，其特徵在於，所述鍵合絲的另一端與載體部上的端子電氣連接。
【文檔編號】H01C7/00GK203552830SQ201320754152
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】李學敏, 丁立國, 周潤寶 申請人:杭州士蘭集成電路有限公司