本發(fā)明涉及高密度功率系統(tǒng)封裝技術(shù)，尤其涉及應(yīng)用在高密光收發(fā)組件中的一種系統(tǒng)級封裝模塊。

背景技術(shù)：

在psip模塊(高密度表貼功率系統(tǒng)級封裝，控制ic、mosfet、電感電容等器件集成在同一封裝中)設(shè)計領(lǐng)域，電感即磁性器件一直是小型化集成的難點，傳統(tǒng)的方法是把電感平鋪在有源器件周邊。在對于高度沒有限制，但對于板上面積縮小有強烈需求的場合，特別是100g容量光收發(fā)組件，迫切需要一種縮小psip占地面積的解決方案。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用其引線框向上外延翻折，電感和引線框通過激光點焊，其框架設(shè)計難度提升、引線框成本過高，對注塑模具要求高，框架與電感之間只能通過激光電焊，長期可靠性無法保障?，F(xiàn)有技術(shù)再一種技術(shù)方案中，磁性器件與半導(dǎo)體器件布置在同一平面，整個方案占板面積大，導(dǎo)致整個封裝成本高。在又一種技術(shù)方案中，半導(dǎo)體器件放置在磁性器件上方，使得半導(dǎo)體器件散熱不佳，連接線過長，引線電阻較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種系統(tǒng)級封裝模塊，能夠減小整體占板面積，降低成本，提高散熱能力。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供了系統(tǒng)級封裝模塊，包括基板、半導(dǎo)體器件、金屬框及磁性器件，所述半導(dǎo)體器件貼裝于所述基板，所述基板、所述半導(dǎo)體器件及所述金屬框均封裝于封裝體中；在所述基板的厚度方向上，所述金屬框及所述半導(dǎo)體器件均位于所述基板與所述磁性器件之間；所述金屬框具有裸露在所述封裝體外的焊接面，所述磁性器件位于所述封裝體外，且焊接于所述焊接面。

在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述金屬框包括至少兩個引線框，所述引線框為折彎的凸臺狀，所述引線框包括兩個支撐臂及連接臂，所述連接臂的兩端分別與兩所述支撐臂連接，且三者一體折彎成型；所述焊接面形成在所述連接臂上；兩個所述支撐臂中，一所述支撐臂與所述基板或所述半導(dǎo)體器件電連接，另一所述支撐臂與所述基板固定連接。金屬框易于加工成型。

結(jié)合第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述引線框與所述基板連接呈梯形，所述連接臂的長度小于兩個所述支撐臂與所述基板連接處之間的長度。以提高引線框的結(jié)構(gòu)強度，且易于折彎成型。

結(jié)合第一種可能的實現(xiàn)方式，在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述連接臂平行于所述基板設(shè)置。以方便引線框與磁性器件之間的焊接。

結(jié)合第一種可能的實現(xiàn)方式，在第四種可能的實現(xiàn)方式中，其中一所述支撐臂呈傾斜狀，其靠近基板的一端朝遠(yuǎn)離另一所述支撐臂的方向延伸形成連接片，所述連接片與所述基板或所述半導(dǎo)體器件貼合連接。

結(jié)合第四種可能的實現(xiàn)方式，在第五種可能的實現(xiàn)方式中，另一所述支撐臂沿所述基板的厚度方向設(shè)置，且相對傾斜狀的支撐臂靠近所述封裝體的側(cè)表面。利用該支撐臂可以確定封裝體的尺寸范圍，以減小封裝體的占板面積。

結(jié)合第一至第五任一種可能的實現(xiàn)方式，在第六種可能的實現(xiàn)方式中，所述至少兩個引線框中包含第一引線框和第二引線框，所述第二引線框與所述基板電連接，所述第一引線框與所述半導(dǎo)體器件電連接。利用兩個引線框，使得磁性器件可以與基板及半導(dǎo)體器件電氣互聯(lián)。

結(jié)合第六種可能的實現(xiàn)方式，在第七種可能的實現(xiàn)方式中，所述第二引線框的連接片與所述基板貼合連接，所述第一引線框的連接片與所述半導(dǎo)體器件的上表面貼合連接?？梢蕴岣甙雽?dǎo)體器件與第一引線框之間的連接強度，同時方便利于對半導(dǎo)體器件進(jìn)行散熱。

結(jié)合第六種可能的實現(xiàn)方式，在第八種可能的實現(xiàn)方式中，所述第一引線框和所述第二引線框分別位于所述半導(dǎo)體器件的兩側(cè)?？梢愿臃€(wěn)固地將磁性器件支撐在半導(dǎo)體器件的上方

結(jié)合第一種可能的實現(xiàn)方式，在第九種可能的實現(xiàn)方式中，所述系統(tǒng)級封裝模塊還包括封裝在所述封裝體內(nèi)的電子元件，所述電子元件安裝于所述基板，且位于所述引線框的兩個所述支撐臂之間。電子元件封裝在封裝體內(nèi)，可以以充分利用封裝體內(nèi)的空間，減小占板面積。

本發(fā)明提供的系統(tǒng)級封裝模塊，半導(dǎo)體器件與磁性器件沿基板的厚度方向排布，僅增加封裝模塊整體的高度，減小了封裝模塊整體的占板面積；磁性器件堆疊在封裝體外，可以減小封裝體的尺寸，降低封裝成本；金屬框可以實現(xiàn)磁性器件與封裝體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電氣互聯(lián)，方便磁性器件的電氣互聯(lián)；同時金屬框的焊接面裸露在封裝體外，加強散熱；金屬框易于加工，可以降低系統(tǒng)電氣連接的成本，同時金屬框下方為中空結(jié)構(gòu)，可以放置有源、無源器件，進(jìn)一步減小系統(tǒng)的占板面積。同時金屬框的中空結(jié)構(gòu)，有利于金屬框與封裝體的結(jié)合緊密，防止封裝體的塑封內(nèi)部發(fā)生分層；同時金屬框的折疊結(jié)構(gòu)，有利于減少磁性器件焊接時，磁性器件施加到半導(dǎo)體器件上的應(yīng)力；同時金屬框的折疊結(jié)構(gòu)，有助于在金屬框焊接面打磨過程中，減少施加到半導(dǎo)體器件上的應(yīng)力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或背景技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例或背景技術(shù)中所需要使用的附圖進(jìn)行說明。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例提供的系統(tǒng)級封裝模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖對本發(fā)明實施例進(jìn)行描述。

參見圖1，為本發(fā)明中優(yōu)選實施例提供的一種系統(tǒng)級封裝模塊，包括基板1、半導(dǎo)體器件2、金屬框3及磁性器件4，半導(dǎo)體器件2貼裝于基板1，基板1、半導(dǎo)體器件2及金屬框3均封裝于封裝體5中。在基板1的厚度方向上，金屬框3及半導(dǎo)體器件2均位于基板1與磁性器件4之間。金屬框3具有裸露在封裝體5外的焊接面30，磁性器件4位于封裝體5外，且焊接于焊接面30。

磁性器件4可以為電感或變壓器。半導(dǎo)體器件2與磁性器件4沿基板1的厚度方向排布，可以減小占用基板1的表面積，僅增加封裝模塊整體的高度，從而減小了封裝模塊整體的占板面積。磁性器件4堆疊在封裝體5外，可以減小封裝體5的尺寸，降低封裝成本。金屬框3可以實現(xiàn)磁性器件4與封裝體5內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電氣互聯(lián)，方便磁性器件4的電氣互聯(lián)；同時金屬框3的焊接面30裸露在封裝體5外，加強散熱。

金屬框3用于磁性器件4與實現(xiàn)系統(tǒng)級封裝模塊內(nèi)部的電導(dǎo)通，例如磁性器件4與半導(dǎo)體器件2之間的電氣互聯(lián)、磁性器件4與基板1之間的電氣互聯(lián)。

金屬框3包括至少兩個引線框31、32。本實施例中，金屬框3包括兩個引線框31、32，為了便于描述，兩個引線框31、32分別為第一引線框31和第二引線框32。第一引線框31用于實現(xiàn)磁性器件4與半導(dǎo)體器件2之間的電氣互聯(lián)，第二金屬框3用于實現(xiàn)磁性器件4與基板1之間的電氣互聯(lián)。

第一引線框31為折彎的凸臺狀，其包括兩個支撐臂311、312及連接臂313，連接臂313的兩端分別與兩所述支撐臂311、312連接，且三者一體折彎成型，以便于加工成型第一引線框31。焊接面30形成在連接臂313上，磁性器件4可以與該連接臂313進(jìn)行焊接。兩個支撐臂311、312中，一支撐臂311與半導(dǎo)體器件2電連接，另一支撐臂312與基板1固定連接。將磁性器件4與連接臂313的焊接面30焊接后，即可實現(xiàn)與半導(dǎo)體器件2之間的電氣互聯(lián)。

利用凸臺狀的第一引線框31，可以將磁性器件4在基板1上支撐于一定高度中，從而使得半導(dǎo)體器件2與磁性器件4可以沿基板1的厚度方向排布。利用兩個支撐臂311、312分別半導(dǎo)體器件2與基板1連接，可以提高金屬框3與基板1、半導(dǎo)體器件2連接的結(jié)構(gòu)強度，同時可以利于傳導(dǎo)半導(dǎo)體器件2及基板1上的熱量，提高散熱性能。

第一引線框31與基板1連接呈梯形，所述連接臂313的長度小于兩個所述支撐臂311、312與所述基板1連接處之間的長度?？梢允沟靡€框31、32的頂部尺寸小于其底部尺寸，利用梯形結(jié)構(gòu)可以提高第一引線框31的結(jié)構(gòu)強度，同時便于利用金屬片折彎成型，例如可以通過沖壓形成凸臺狀的第一引線框31。第一引線框31呈現(xiàn)為梯形中空結(jié)構(gòu)，可在中空結(jié)構(gòu)下放置有源、無源器件。同時第一引線框31為中空結(jié)構(gòu)，可以保證引線框內(nèi)部被塑封料充分填充，保證金屬框與塑封料的結(jié)合力。

所述連接臂313平行于所述基板1設(shè)置，可以使得連接臂313的上表面即焊接面30平行于基板1，從而方便與磁性器件4之間的焊接。連接臂313的一表面裸露在封裝體5外，從而形成焊接面30。磁性器件4的金屬腳可以焊接在該焊接面30上。連接臂313可以僅焊接面30裸露在封裝體5外，也可以是連接臂313的部分或者整體突出于封裝體5的上表面，形成凸臺結(jié)構(gòu)，可以方便第一連接臂313與磁性器件4之間的焊接。焊接面30平行于封裝體5的上表面設(shè)置，從而利于第一引線框31與磁性器件4之間的焊接。

兩支撐臂311、312中，其中一支撐臂311呈傾斜狀，以使得第一引線框31為梯形。該支撐臂311靠近基板1的一端朝遠(yuǎn)離另一所述支撐臂312的方向延伸形成連接片314，連接片314與半導(dǎo)體器件2貼合連接。利用連接片314可以提高半導(dǎo)體器件2與第一引線框31之間的連接強度，同時方便利于對半導(dǎo)體器件2進(jìn)行散熱。同時連接片314與支撐臂311呈傾斜結(jié)構(gòu)，有利于緩解從焊接面30傳導(dǎo)來的外加應(yīng)力，防止半導(dǎo)體器件2因為外部應(yīng)力而產(chǎn)生破裂。

另一支撐臂312沿基板1的厚度方向設(shè)置，且相對傾斜狀的支撐臂312靠近封裝體5的側(cè)表面?？梢允沟迷撝伪?12位于靠近封裝體5的外側(cè)處，從而充分利用封裝體5內(nèi)的空間。該支撐臂312可以沿基板1的厚度方向設(shè)置，即使得支撐臂312垂直或者近似垂直固定于基板1。

第二引線框32與第一引線框31的結(jié)構(gòu)形狀大致相同，其不同之處在于，第二引線框32的支撐臂321與基板1固定連接，即第二引線框32的兩個支撐臂321、322均與基板1連接。第二引線框32的兩個支撐臂321、322中任意一個與基板1電連接即可，方便第二引線框32與基板1之間的連接。第二引線框32的連接臂323與磁性器件4焊接后，即可使得磁性器件4與基板1電氣互聯(lián)。第二引線框32的一支撐臂321呈傾斜狀，其靠近基板1的一端朝向遠(yuǎn)離另一支撐臂322的方向延伸形成連接片324，該連接片324與基板1貼合連接。從而提高第二引線框32與基板1之間的連接強度。

所述第一引線框31和所述第二引線框32分別位于所述半導(dǎo)體器件2的兩側(cè)，可以更加穩(wěn)固地將磁性器件4支撐在半導(dǎo)體器件2的上方。第一引線框31豎直設(shè)置的支撐臂312與第二引線框32豎直設(shè)置的支撐臂322分別封裝體5兩相對的側(cè)面處，從而可以利用兩個豎直設(shè)置的支撐臂312、322確定封裝體5的大致尺寸，以使得封裝體5的尺寸最小化。

系統(tǒng)級封裝模塊還包括電子元件6，電子元件6設(shè)置在引線框31、32內(nèi)。電子元件6可以為有源器件或者無源器件，例如控制ic、電容、mosfet等等，這些電子元件6安裝于基板1，以實現(xiàn)與基板1的電氣連接，其設(shè)置在第一引線框31和/或第二引線框32內(nèi)，位于引線框31、32的兩個支撐臂311、312之間，可以充分利用引線框31、32所占用的基板1表面進(jìn)行其他電子元件6的排布設(shè)置，以減小整個封裝體5的體積，以及占板面積。

在上述實施方式中，金屬框3包括兩個引線框31、32，第一引線框31和第二引線框32，第一引線框31和第二引線框32分別與半導(dǎo)體器件2及基板1電氣互聯(lián)。當(dāng)然，在其他實施方式中，引線框31、32的數(shù)目并不局限于此，其也可以為一個，或者三個以上，根據(jù)其上方磁性器件4的電氣互聯(lián)關(guān)系，可以將引線框31、32與基板1、或者半導(dǎo)體器件2、或者其他電子元件6電氣連接。

本發(fā)明提供的系統(tǒng)級封裝模塊，通過新的互聯(lián)方式方便實現(xiàn)了磁性器件4與半導(dǎo)體器件2的堆疊，節(jié)約了封裝模塊的占板面積。通過金屬框3實現(xiàn)了半導(dǎo)體器件2與磁性器件4的便捷電氣互聯(lián)。金屬框3的引線框31、32可以預(yù)制成型，并在頂部形成用于焊接磁性器件4的焊接面30，即利用連接臂313、323形成磁性器件4的焊盤設(shè)計，縮短了封裝模塊的工藝流程。磁性器件4的焊盤即焊接面30裸露在封裝體5外，利用金屬框3可以用于散熱，從而加強系統(tǒng)級封裝模塊的散熱性能。通過將磁性器件4堆疊在封裝體5表面，減小了封裝體5的尺寸，減小了封裝成本。本發(fā)明提供的系統(tǒng)級封裝模塊中，金屬框3易于加工，可以降低系統(tǒng)電氣連接的成本，同時金屬框3下方為中空結(jié)構(gòu)，可以放置有源、無源器件，進(jìn)一步減小系統(tǒng)的占板面積。同時金屬框3的中空結(jié)構(gòu)，有利于金屬框3與封裝體5的塑封材料的結(jié)合緊密，防止封裝體5的塑封內(nèi)部發(fā)生分層；同時金屬框3的折疊結(jié)構(gòu)，有利于減少磁性器件4焊接時，磁性器件4施加到半導(dǎo)體器件2上的應(yīng)力；同時金屬框3的折疊結(jié)構(gòu)，有助于在金屬框3焊接面打磨過程中，減少施加到半導(dǎo)體器件2上的應(yīng)力。