專利名稱：具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子系統(tǒng)；尤其涉及具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)之封裝，且該復(fù)合基材系由電路板(circuit board)以及金屬框架(lead frame)所結(jié)合而構(gòu)成的復(fù)合基材。
背景技術(shù)：
如圖1所示，美國(guó)專利US6，212，086于2001年04月03日揭露了一個(gè)直流到直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(DC-to-DC converter system)，它包含了一個(gè)銅制基材110在系統(tǒng)底部提供均勻的散熱功能，也包含了安置在銅制基材110上面的電路板120，電子組件則包含了主變壓器 130、輸出電感140、同步整流器150、輸出電容器160、以及輸入電容器170，這些組件都安置在系統(tǒng)電路板120上面。一個(gè)獨(dú)立的輸出連接器在系統(tǒng)電路板120右邊，經(jīng)由軟性電路板耦合到系統(tǒng)電路板120。前述電子系統(tǒng)的缺點(diǎn)之一便是系統(tǒng)電路板120并非是一個(gè)良好的散熱體，無法將安裝在上面的電子組件120，130，140，150，160，以及170所產(chǎn)生的熱量有效地傳導(dǎo)至下方的銅制基材110散熱之。電路板有利于電路配置但是不利于熱量的傳導(dǎo)，相對(duì)地，銅制基材不利于電路配置卻有利于熱量的傳導(dǎo)。同一行業(yè)人士都積極研發(fā)，期望能有一種基材兼具兩者優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種同時(shí)具備金屬框架的優(yōu)良散熱性以及電路板的優(yōu)良布線性之具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)，包括金屬框架、 電路板和芯片，金屬框架具有一組金屬腳；電路板和芯片均安置于金屬框架上；芯片上具有電路，該電路電性耦合至電路板上的電路。優(yōu)選地，本發(fā)明上述電子系統(tǒng)為直流到直流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。優(yōu)選地，本發(fā)明上述電子系統(tǒng)中，電路板具有矩形開口，芯片安置在該矩形開口中。優(yōu)選地，本發(fā)明上述電子系統(tǒng)中，電路板具有U形開口，芯片安置在該U形開口中。優(yōu)選地，本發(fā)明上述電子系統(tǒng)中，電路板具有L形開口，芯片安置在該L形開口中。優(yōu)選地，本發(fā)明上述電子系統(tǒng)中，電路板具有線性邊緣，芯片安置在電路板的一個(gè)線性邊緣。優(yōu)選地，本發(fā)明上述電子系統(tǒng)還包括封裝膠體，該封裝膠體具有一個(gè)底面，該底面與金屬框架的底面切齊，形成一個(gè)平面底面的表面黏著封裝。優(yōu)選地，本發(fā)明上述電子系統(tǒng)還包括墊子，該墊子安置于芯片下方。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明揭露一個(gè)復(fù)合基材被使用在「直流到直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)」 (DC-to-DC converter system)，該復(fù)合基材由電路板安置在金屬框架上所構(gòu)成的。這種復(fù)合基材使得集成電路等高發(fā)熱的電子組件可以安置在金屬框架上，低發(fā)熱的電子組件則可以安置在電路板上，然后再用金屬線將集成電路電性耦合到電路板上的電路。采用這種復(fù)合基材的電子系統(tǒng)，可以兼具有電路板的布線優(yōu)點(diǎn)以及金屬框架的導(dǎo)熱優(yōu)點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A是本發(fā)明實(shí)施例1所使用的電路板頂面視圖。圖2B是圖2A的底面視圖。圖2C是本發(fā)明實(shí)施例1所使用的金屬框架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例1所使用的復(fù)合基材的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4A是本發(fā)明實(shí)施例1的頂面視圖。圖4B是圖4A的底面視圖。 圖4C是圖4A的AA，剖面放大圖。圖4D是圖4A的AA，剖面放大圖。圖5A是本發(fā)明實(shí)施例2所使用的電路板頂面視圖。圖5B是本發(fā)明實(shí)施例2所使用的金屬框架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5C是本發(fā)明實(shí)施例2所使用的復(fù)合基材的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5D是本發(fā)明實(shí)施例2的頂面視圖。圖6A是本發(fā)明實(shí)施例3所使用的電路板頂面視圖。圖6B是本發(fā)明實(shí)施例3的頂面視圖。圖7A是本發(fā)明實(shí)施例4所使用的電路板頂面視圖。圖7B是本發(fā)明實(shí)施例4的頂面視圖。圖8A是本發(fā)明實(shí)施例1-4具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)封膠以后的側(cè)面視圖。圖8B是本發(fā)明實(shí)施例1-4具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)封膠以后的底面視圖。其中20，203，202，201為電路板；20B為電路板底面；21為矩形開口 ；213為U形開口 ；212為L(zhǎng)形開口 ；213為U形開口 ；211為平的邊緣；22，223，222，221為金屬焊墊；24， 243，242，241為開口的邊緣；25，253，252，251為底面金屬接點(diǎn)；26為金屬框架；26C，26C3 為復(fù)合基材；261S為金屬表面；262為外圍金屬腳；27為厚度調(diào)整片；30，30B, 303，302，301 為芯片；32為金屬線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等效變化和修飾同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。實(shí)施例1如圖2A顯示電路板20具有一個(gè) 矩形開口 21，一組金屬焊墊22圍繞在矩形開口 21的四個(gè)邊緣24。金屬焊墊22是電路板20上的電路的一部分，金屬焊墊22經(jīng)由金屬線 23電性耦合至電路板20上的電路(圖中未表示)。如圖2B所示，一組底面金屬接點(diǎn)25安置在電路板20的底面20B，金屬接點(diǎn)25后續(xù)將電性耦合到電路板20上面的對(duì)應(yīng)之金屬腳262。如圖2C所示，一片金屬框架26具有數(shù)個(gè)大塊金屬261，大塊金屬261可以承載高發(fā)熱的電子組件；金屬框架26且具有一組外圍金屬腳262分布在金屬框架26的周邊，后續(xù)以封裝膠體封裝以后，外圍金屬腳262作為電子系統(tǒng)的輸出/輸入腳。電路板20后續(xù)將被安置在金屬框架26上，構(gòu)成本發(fā)明所使用之復(fù)合基材。如圖3所示，圖2A的電路板20被安置在圖2C的金屬框架26上面，構(gòu)成復(fù)合式基材26C。電路板20的底面20B具有底面金屬接點(diǎn)25，底面金屬接點(diǎn)25分別電性耦合到對(duì)應(yīng)的周邊金屬腳262。電路板20的矩形開口 21曝露出金屬表面261S，金屬表面261S是大塊金屬261的局部表面。如圖4A所示，芯片30安置在曝露在電路板20的矩形開口 21內(nèi)的金屬表面261S 上，芯片30內(nèi)部的電路(圖中未顯示)經(jīng)由芯片30上面的金屬接點(diǎn)，以導(dǎo)線32電性耦合至電路板20上的金屬焊墊22。矩形開口 21具有四個(gè)平邊24與芯片30的四個(gè)平邊相鄰， 此一安排可以提供芯片30與電路板20之間有四邊電性耦合的容量。如圖4B所示，圖4A復(fù)合基材26C的底面26CB設(shè)置狀況，顯示大塊金屬261的底面以及外圍金屬腳262的底面呈共平面(coplanar)安置。如圖4C所示，芯片30安置在金屬框架26中的一塊大塊金屬261的金屬表面26IS 上面，芯片30具有厚度Tl，厚度Tl相等或是接近于電路板20的厚度T3。這種高度約略相近的設(shè)計(jì)，可以方便金屬線32將芯片30的頂面接點(diǎn)(圖中未表示)電性耦合至電路板20 上面的金屬焊墊22。 如圖4D所示，芯片30B安置在一片高度調(diào)整墊子27上面，以當(dāng)芯片30B的厚度T2 顯著小于電路板20的厚度T3的時(shí)候，便可以使用高度調(diào)整墊子27于下方，以便使得芯片 30B的上表面可以約略共平面于電路板20的上表面。這種高度約略相近的設(shè)計(jì)，可以方便金屬線32將芯片30B的頂面接點(diǎn)電性耦合至電路板20上面的金屬焊墊22。實(shí)施例2如圖5A所示，電路板203邊緣具有一個(gè)U形開口 213，一組金屬焊墊223安置在U 形開口 213的三個(gè)邊緣243旁邊。金屬焊墊223是電路板203上面的電路的一部分電路，金屬焊墊223以金屬線233電性耦合至電路板203上面的電路(圖中未表示)。電路板203 底面設(shè)置有一組金屬接點(diǎn)253，作為電路板203上的電路之輸出入接點(diǎn)。如圖5B所示，金屬框架26具有多個(gè)大塊金屬261，大塊金屬261適合于承載如芯片…等高發(fā)熱性電子組件；一組外圍金屬腳262安置在金屬框架26的周邊，作為后續(xù)整個(gè)電子系統(tǒng)的輸出入接點(diǎn)。后續(xù)，電路板203將被安置在金屬框架26上面。如圖5C所示，圖5A所示的電路板203被安置在如圖5B所示的金屬框架26上面， 構(gòu)成本發(fā)明的第二復(fù)合基材26C3。電路板203下方的底面金屬接點(diǎn)253分別電性耦合至金屬框架26的對(duì)應(yīng)的周邊金屬腳262。電路板203的U形開口 213曝露出大塊金屬261的部分金屬表面261S。如圖5D所示，一片芯片303，安置在電路板203的U形開口 213中的金屬表面261S 上面。芯片303內(nèi)部電路經(jīng)由金屬線323電性耦合至電路板203上面的電路。圖中顯示金屬線323將電路板203的金屬焊墊223電性耦合至芯片303頂面的金屬接點(diǎn)。U形開口 213 具有三個(gè)邊緣分別鄰接于芯片303的三個(gè)邊緣，這種安排使得芯片303與電路板203之間具有三邊電性耦合的容量。實(shí)施例3如圖 6A所示，電路板202邊緣具有一個(gè)L形開口 212，一組金屬焊墊222安置在 L形開口 212的兩個(gè)邊緣242的旁邊。金屬焊墊222是電路板202上面的電路的一部分電路，金屬焊墊222以金屬線232電性耦合至電路板202上面的電路。電路板202底面設(shè)置有一組金屬接點(diǎn)252，作為電路板202上的電路之輸出入接點(diǎn)。如圖6B所示，本實(shí)施例的基本觀念與實(shí)施例1-2相同，唯一不同在于電路板具有的開口形狀不同。圖6A顯示電路板202具有L形開口 212，芯片302安置在開口 212所曝露之金屬表面261S上面。芯片302內(nèi)的電路經(jīng)由金屬線322電性耦合至電路板202上面的電路，金屬線322系將電路板202上面的金屬焊墊222電性耦合到芯片302頂面的金屬接點(diǎn)。L形開口 212具有兩個(gè)邊緣242分別鄰接于芯片302的兩個(gè)邊緣，這種安排使得芯片 302與電路板202之間具有兩邊電性耦合的容量。實(shí)施例4如圖7A所示，一片電路板201具有一個(gè)線性邊緣211，一組金屬焊墊221安置于線性邊緣211旁邊。金屬焊墊221是電路板201上的電路的一部分，金屬焊墊221以金屬線 231電性耦合至電路板201上的電路(圖中未顯示)。一組底面金屬接點(diǎn)251設(shè)置于電路板201的底面，作為電路板201上的電路的輸出入接點(diǎn)。如圖7B所示，本實(shí)施例的基本觀念與實(shí)施例1-2 —樣，唯一不同的是本實(shí)施例所使用的電路板201具有一個(gè)線性邊緣241。一個(gè)集成電路芯片301安置在靠近線性邊緣241 的曝露的金屬表面261S上面。芯片301內(nèi)的電路(圖中未顯示)經(jīng)由金屬線321電性耦合至電路板201上的電路(圖中未顯示)，金屬線321系將電路板201上的金屬焊墊221電性耦合到芯片301上面的金屬接點(diǎn)。電路板201的線性邊緣241靠近芯片301的線性邊緣， 這種設(shè)計(jì)使得芯片301與電路板201之間具有單邊電性耦合之容量。如8A所示，前述實(shí)施例1-4之圖4A，圖5D，圖6B以及圖7B所示之具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)，以封裝膠體51加以封裝保護(hù)起來。周邊金屬腳262凸出封裝膠體51，且金屬腳的262的底面與封裝膠體51的底面切齊或是稱之為共平面。如圖8B所示，封裝膠體51的底面與金屬框架的底面齊平，裸露金屬框架的底面便于散熱，換句話說，整個(gè)底面是平面的，形成一個(gè)底面為平面的封裝，構(gòu)成一個(gè)表面黏著式組件。
權(quán)利要求
1.一種具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)，其特征是，該電子系統(tǒng)包括金屬框架、電路板和芯片，金屬框架具有一組金屬腳；電路板和芯片均安置于金屬框架上；芯片上具有電路，該電路電性耦合至電路板上的電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征是，該電子系統(tǒng)為直流到直流的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征是，電路板具有矩形開口，芯片安置在該矩形開口中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征是，電路板具有U形開口，芯片安置在該U 形開口中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征是，電路板具有L形開口，芯片安置在該L 形開口中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子系統(tǒng)，其特征是，電路板具有線性邊緣，芯片安置在電路板的一個(gè)線性邊緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的電子系統(tǒng)，其特征是，該電子系統(tǒng)還包括封裝膠體，該封裝膠體具有一個(gè)底面，該底面與金屬框架的底面切齊，形成一個(gè)平面底面的表面黏著封裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的電子系統(tǒng)，其特征是，該電子系統(tǒng)還包括墊子， 該墊子安置于芯片下方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有復(fù)合基材的電子系統(tǒng)。該電子系統(tǒng)由電路板安置在金屬框架上所構(gòu)成，高發(fā)熱的電子組件安置在金屬框架上，低發(fā)熱的電子組件安置在電路板上；芯片中的電路以金屬線電性耦合至電路板上的電路。整個(gè)電子系統(tǒng)使用膠體封裝以后，將金屬框架的底面裸露出來提供散熱用，使用本發(fā)明電子系統(tǒng)可以同時(shí)獲得金屬框架的優(yōu)良散熱性以及電路板的優(yōu)良布線性。
文檔編號(hào)H01L23/498GK102157482SQ201010208379
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者施坤宏, 李正人, 李翰祥 申請(qǐng)人:乾坤科技股份有限公司