專利名稱：具金屬塊形電接觸端子電路組件的平片型封裝及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明大致有關于電路組件(circuit components)的封裝(package)，特別是有關于一種適于低成本高效率自動化大量生產，具有良好導電性質接觸端子(contact terminals)，具有良好散熱性質，適用于高功率電路組件的平片型封裝(Flat Package)。
背景技術：
諸如二極管(diode)，晶體管(transistor)，電阻(resistor)與電容(capacitor)等的主動及被動式電路組件(active and passive circuitcomponents)，乃是廣泛應用于電子電路中的電路組件。不論是小信號(signal)或較大功率(power)用途的，線性(linear)或數(shù)字(digital)性質的電路，皆需應用到這些不同性質的離散式電路組件。除了整合于集成電路中的二極管，電阻與電容之外，離散組件(discrete component)形式的二極管，電阻與電容組件，是使用量極大的電子零件。
離散式電路組件有多種型式的包裝(packaging)?；谛⌒突男枨?，表面黏著技術(SMT，surface-mount technology)型式的離散式組件，已逐漸變成微型化電子裝置所需采用的電路組件。以低成本進行高速率的大量生產，乃是制造此類離散式電路組件必要的作法。
與導線型包裝利用插入至印刷電路板上的零件接腳插孔吃錫而進行電路組件軟焊有所不同的是，SMT離散式電路組件的電接觸端子是利用其接觸端子的實質面積吃錫而將組件本身軟焊于印刷電路板上。SMT組件并無凸形插入于印刷電路板孔洞內的電接觸端子，因此必須依賴足夠大的吃錫面積才能夠穩(wěn)固地將組件焊固于印刷電路板的定位之上，并擁有良好的電接觸品質。
不過，現(xiàn)有技術的SMT型式離散式電路組件的電接觸端子焊錫面雖然具有足夠大的面積，但其連結至其內部晶粒的對應電接觸端子的電性連結通路并未具有最佳化的導電性質。例如，某些現(xiàn)有組件的內部電連結通路是彎曲而拉長的。雖然其導電通路的阻抗特性于小信號用途中足可應付，但卻無法適合于大功率的應用場合。若要使用于大功率用途中，其整體組件體積便必須成比例地放大，才足以符合大功率的大電流需求。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的即在于提供一種電路組件的平片型封裝及其制作方法，可適于自動化大量生產具有良好導電及散熱性質的電接觸端子，特別適用于高功率電路組件的用途。
為達到前述目的，本發(fā)明提供電路組件的一種無導接腳平片型封裝，其包含有一平片型封裝本體與至少二個電接觸端子。平片型封裝本體包含有水氣密封裝材料水氣密地包封該電路組件的至少一電路組件晶粒。電接觸端子分別電性地連接至該至少一電路組件晶粒的對應電路節(jié)點。每一個電接觸端子各包含有一水平焊錫表面露出于該封裝本體的焊接面的外表面上；且該水平焊錫表面可將該電接觸端子焊固于一印刷電路板的對應線路焊墊上，以將該封裝組裝于該印刷電路板上。其中這些電接觸端子分別由單一導電性材質制作成形。
本發(fā)明并提供于一導電性材質的基板上制作電路組件的無導接腳平片型封裝的一種方法，該基板的晶粒面上形成有一個矩陣復數(shù)個的組件晶粒面導電線路，每一個晶粒面導電線路各包含有實體上互相獨立的一第一導電段及一第二導電段；該制作方法的步驟包括有(a)在該晶粒面的晶粒導電線路的第一導電段上定置一組件晶粒，將該晶粒的第一電極電性地連結至該晶粒導電線路的第一導電段，并將該組件晶粒的第二電極電性地連結至該晶粒導電線路的該第二導電段；(b)以電性絕緣物質水氣密地完全包覆該基板該晶粒面上的這些組件晶粒及其所有這些導電線路；(c)于該基板反對于該晶粒面的焊接面上，實質位于該第一及第二導電段間的位置進行蝕刻，其蝕達到可使該第一及第二導電段互相電性分隔開的深度；與(d)切割該被水氣密封的基板，以將所有這些組件晶粒分割成為個體獨立的離散式電路組件。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下面結合優(yōu)選實施例并配合附圖進行詳細說明。


圖1是用于制作本發(fā)明電路組件的平片型封裝優(yōu)選實施例電路組件的基板晶粒面的立體圖；圖2是圖1的局部放大圖，顯示基板晶粒面的初始導電線路的構形細節(jié)；圖3是圖1基板的橫截面圖；圖4的橫截面圖顯示一離散式電路組件晶粒被定置于基板的晶粒面上，并形成組件電極的電性連結；圖5的橫截面圖顯示圖4的離散式電路組件被水氣密性材料包覆；圖6的橫截面圖顯示圖5基板的焊接面進行蝕刻處理后的構造；圖7是圖6基板的焊接面的立體圖；圖8的橫截面圖顯示圖6基板的焊接面進行絕緣材料填補處理后的構造；圖9的橫截面圖顯示圖8的基板構造被切割成分離的離散式電路組件；圖10是本發(fā)明平片型離散式電路組件封裝的橫截面圖，其中顯示兩電接觸端子的凹陷側面；圖11是根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例制造完成并經切割分離的一電路組件，其單體構造的后視立體圖；圖12是圖11組件單體構造的焊接面的立體圖；圖13及圖14分別是本發(fā)明另一電路組件單體構造的背面及焊接面的立體圖，其具有四個電接觸端子；圖15及圖16分別是本發(fā)明又一電路組件單體構造的背面及焊接面的立體圖，其具有雙排各四個電接觸端子；圖17是本發(fā)明另一電路組件單體構造的焊接面的立體圖；與圖18是本發(fā)明另一電路組件單體構造的焊接面的立體圖，其具有四面排列的多個電接觸端子。
具體實施例方式
圖1顯示用于制作本發(fā)明電路組件平片型封裝優(yōu)選實施例電路組件的基板晶粒面的立體圖。如圖所示，用以承載整個矩陣排列的，典型多達數(shù)百個離散式電路組件的基板100，其晶粒面110的表面上有多組成對的離散式電路組件的初始導電線路111A，111B，112A，112B，...及116A，116B等，其排列于如圖中所顯示的，一個二維正交的矩陣之中。注意到基板100本身，在此制作過程早期階段，亦被使用作為本發(fā)明整批制作，數(shù)量眾多的電路組件的基礎承載片板用途。
圖1所顯示的基板，作為本發(fā)明離散式電路組件的基礎，其基板整片為具有良好導電性的板材，其可以是，例如銅質片材所制作形成的板材。圖1中所顯示基板100其上的所有導電線路，可以利用諸如顯影蝕刻之類的技術(photolithography)制作而成。
圖2是圖1的局部放大圖，其顯示基板晶粒面的初始導電線路的構形細節(jié)。圖1及2之中，每一個以虛線所圍繞的矩形區(qū)域，如同后面所將說明的，是代表一個離散電路組件的實體范圍。例如圖2所示，虛線124所標示的范圍是本發(fā)明一個完整離散式電路組件的實體范圍，其中，在范圍124內大致中心之處，如虛線區(qū)域154所標示的位置，是組件晶粒所將定置的位置。
注意到如圖2的立體圖中所顯示的，導電線路在基板100晶粒面110上沿其長軸方向(圖中的水平方向)的不對稱圖形。依據(jù)本發(fā)明離散式電路組件的一優(yōu)選實施例，其導電線路于圖2中所顯示一個別組件的組件個體腳印(component footprint)范圍122內，沿其短軸方向(圖中的垂直方向)，導電線路112A與112B實質上是呈現(xiàn)大致對稱的圖形。
導電線路112A與112B，實質上，是屬實體互相獨立的兩導電圖形。導電線路112A與112B兩者各具有一段朝向組件中心延伸的導電線段。兩導電線路其中的一朝向組件中心，即組件晶粒所將定置的定位延伸，另一導電線路則未依相當幅度向中心延伸，以便兩者實體互不接觸。
在圖2所顯示的實施例中，右側的導電線路112A是向組件中心延伸較多的導電線路段落。不過，如同本領域普通技術人員所可以理解的，若安排左側的導電線路延伸到達組件中心，也同樣是可行的作法。
圖3是圖1及2基板的橫截面圖，其是沿著圖1及2中的導電線路113A，113B，114A及114B等的長軸方向所截取的橫截面圖。注意到圖3的橫截面圖顯示，基板100及其晶粒面110上的所有導電線路全皆是由單一片諸如銅質的導電片材制作出來的。
接著便可以將離散式電路組件的晶粒定置于圖3所示的定位上。例如，圖中的一組件單位124的范圍內，一組件晶粒即會被定置于位置154上。圖4的橫截面圖即顯示一離散式電路組件的晶粒414被定置于基板100的晶粒面110上。組件晶粒414的電極，并且與基板100上的晶粒面110上導電線路114A電性地連結。
晶粒414與導電線路114A的電性接合可以利用，例如，以電氣爐加熱，使預先形成于晶粒414下表面與/或導電線路154位置上的焊錫熔化，冷卻后將晶粒414焊著于導電線路114A的定位154上。若為了大功率的需求，晶粒414下表面與導線路114A之間的永久性電性結合可以，例如，形成共晶(eutectic)，以便承受大電流通過。
當電路組件晶粒414下表面的電極與晶粒面上的導電線路114A達成穩(wěn)固電性接合后，晶粒414另一端，亦即，頂端上的另一電極，便可以如圖4所示利用諸如跳接線434而與基板100晶粒面110上的另一導電線路114B，透過導線434而電性地接合。
當完成圖4所示的架構之后，各組件晶粒的電極便已電性地連結到其各自基板范圍(圖1及2中以虛線所標示出來的組件范圍)內的對應軟焊接觸端子上。此時，各組件的電性結構已建構完成，但仍排列于矩陣中的各個離散式電路組件，便可以進行水氣密封(hermetic seal)的處理。圖5的橫截面圖即顯示圖4的離散式電路組件晶粒被水氣密性材料500包覆的情形。此種密封包覆可以，例如，利用模鑄的方式進行。只需利用模具在基板100的晶粒面110上方形成一個高度適宜的空間，便可以利用，例如，將熔融(軟化)的水氣密封材質注入該空間內，而可以方便而容易地制成水氣密封裝500，以將晶粒413，414等保護于其中。
之后，如圖6的橫截面圖所顯示的，此時可以進行基板100焊接面的處理?；旧?，基板100的焊接面可利用微影技術進行受控的蝕刻處理，將基板焊接面上指定位置處的導電材質蝕入設定的深度。此受控的蝕刻處理可以將每一組件單元的個別電極對應導電線路電性地分離開，即如圖6的橫截面圖所顯示的構造。以圖6中的組件晶粒414所屬的電路組件為例，已經水氣密封裝層500所保護住的晶粒414，其底面電極的導電線路114A與其頂面電極的導電線路114B，兩者之間經此蝕刻處理即如圖6的橫截面圖所顯示的，便可以電性地隔絕開來。
同樣的，圖6中的受控蝕刻處理，亦可以將相鄰兩組件單元之間的相鄰導電線路電性地隔絕分離。例如，圖中晶粒414及413兩者各自的底面電極導電線路114A及頂面電極導電線路113B亦已被電性地隔絕分開。注意到如圖6所顯示的，此時在基板100的焊接面的各相鄰導電線路之間所露出是為封裝材料500。
圖7為圖6基板的焊接面的立體圖，其中顯示了基板100在此制造過程階段中其焊接面的構造細節(jié)。注意到基板100底面210此時所露出，凸浮出于基板大致平坦的平面之上的，是前述各晶粒導電線路所形成的組件電極。例如，圖中虛線范圍123內包含了組件電極123A及123B。
接著，如圖8的橫截面圖所顯示的，基板100焊接面210表面所露出的各電極之間，此時即可以填入絕緣性的材質。此填補處理可以增補組件的整體機械強度。例如，組件晶粒414于基板焊接面的兩電極124A及124B之間，可以填入絕緣物質814。填補物質可使用任何適當?shù)慕^緣材料，但優(yōu)選者應為與封裝500所使用者相同的物質。
圖8的基板構造此時即可加以切割成分離的離散式電路組件。注意到兩相鄰組件之間的切割，實質上可以對準兩組件間的間隔中心線而進行切割。如圖9所示，切割圖中組件914即須沿切割道944與945進行切割。此外，如同可以理解的，沿著圖中所未標示，實質上垂直于切割道944與945的方向，亦須進行二道切割，才能完整地將組件914分離出來。
圖10為本發(fā)明平片型離散式電路組件封裝的橫截面圖，其中顯示組件封裝914的兩電接觸端子，即電極124A及124B各皆具有凹陷的側面。例如，電極端子124A外側側壁有凹陷1024及1025，其內側側壁則有凹陷1026及1022，而電極端子124B外側側壁有凹陷1027及1028，其內側側壁則有凹陷1029及1023。這些電極垂直側壁上的凹陷部份，可以利用控制前述導電段進行蝕刻時的蝕刻時間長度而達成。這些凹陷區(qū)的存在有助于封裝材質穩(wěn)固地抓固兩導電接觸端子。
圖11顯示依據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例，應用本發(fā)明電路組件的平片型封裝制作方法而制造完成并經切割分離的一電路組件，其單體構造的背面的立體圖。圖12則顯示圖11組件單體構造的焊接面的立體圖。
圖13及14分別顯示本發(fā)明另一電路組件單體構造的背面及焊接面的立體圖。此電路組件可為兩個類如圖11及12中組件單體的連結，其具有四個電接觸端子。注意到圖中組件1300的電接觸端子1311，1313等，與圖11中組件1100的端子1111相類似的，是具有露出于組件本體表面以外的大面積導電接面。
圖15及16則分別顯示本發(fā)明又一電路組件單體構造的背面及焊接面的立體圖，其可為四個類如圖11中的組件單體的連結，具有雙排各四個電接觸端子。圖中組件1500的電接觸端子1511，1513等，與圖11中組件1100的端子1111相類似。圖13至16所顯示的多電接觸端子電路組件可適用于，例如，排二極管等的整合式主動或被動電路組件。
另一方面，圖17顯示本發(fā)明另一電路組件單體構造的焊接面的立體圖。此電路組件1700的三個電接觸端子1711，1713及1712是依不對稱形態(tài)安排的，可適用于諸如需要使用三個接腳的晶體管等離散式電路組件的需求。
圖18還顯示本發(fā)明另一電路組件單體構造的焊接面的立體圖，其具有四面排列的多個電接觸端子。注意到圖中的電路組件1800在其兩較寬側面各具有四個電接觸端子(1811，1813，1815及1817與1812，1814，1816及1818)，而其較窄側面則各只有一個電接觸端子1821與1822。電路組件1800的此種電接觸端子安排同樣可適用于，例如，排二極管或排晶體管等的整合式主動或被動電路組件。在一種典型的組件接腳分派方式之中，寬側的電接觸端子可以為組件1800所內含多個個別離散式電路組件的信號接腳，例如二極管的正負極接腳，而其窄側的電接觸端子則可供諸如接地，或諸如共陽或共陰排二極管的共同電源或共同接地端。
如同本領域普通技術人員所可以理解的，雖然圖中的電路組件1800，其實質上位于左右兩側的組件側面只具有單一個電接觸端子，但其亦可以安排多于一個的電接觸端子，以適合于不同的組件的需要。
雖然前面的說明文字已以本發(fā)明優(yōu)選實施例的一個完整的說明，但其各種的修改變化，變動的構造及等效者的應用仍是可能的。例如，雖然前述實施例的詳細說明中只廣泛地以離散式電路組件來說明本發(fā)明，但如同本領域普通技術人員所可以理解者，SMT型式下，EIA標準芯片的各種尺寸的離散式二極管，諸如Zener，Schottky等，或者離散式電容，無論是有否極性，或者離散式電阻，甚至是主動或集成電路本質，不論是需使用二電性接頭或多于二電性接頭的電路組件，皆是可以適用于本發(fā)明所揭示的制作方法。此外，本發(fā)明不但適用于常見的1310，1306，以及0805等SMT型EIA標準芯片尺寸，其還特別適于更為小型的SMT型離散式電路組件。再例如，該板的焊接面上的這些導電線路上還可覆有一鎳層與或一金層。此外，雖然本發(fā)明說明文字段落中強調了高功率的應用，但如同本領域普通技術人員所可以理解的，本發(fā)明的平片型封裝同樣亦可適用于非高功率，諸如信號組件的用途。因此，前面的描述說明即不應被拿來限定本發(fā)明，而其保護范圍應以權利要求來加以界定。
權利要求
1.電路組件的一種無導接腳平片型封裝，其包含有一平片型封裝本體，包含有水氣密封裝材料水氣密地包封該電路組件的至少一電路組件晶粒；與至少二個電接觸端子，分別電性地連接至所述至少一電路組件晶粒的對應電路節(jié)點；每一個所述電接觸端子分別包含有一水平焊錫表面露出于所述封裝本體的焊接面的外表面上；且所述水平焊錫表面可將所述電接觸端子焊固于一印刷電路板的對應線路焊墊上，以將所述封裝組裝于所述印刷電路板上；其中所述電接觸端子分別由單一導電性材質制作成形。
2.如權利要求1所述的無導接腳平片型封裝，其中所述至少一電路組件晶粒為二極管晶粒。
3.如權利要求1所述的無導接腳平片型封裝，其中所述至少一電路組件晶粒為晶體管晶粒。
4.如權利要求1所述的無導接腳平片型封裝，其中所述至少一電路組件晶粒為電容晶粒。
5.如權利要求1所述的無導接腳平片型封裝，其中所述至少一電路組件晶粒為電阻晶粒。
6.如權利要求1所述的無導接腳平片型封裝，其中所述至少一電路組件晶粒為包含有主動與被動電路組件的晶粒。
7.電路組件的一種無導接腳平片型封裝，其包含有一平片型封裝本體，包含有水氣密封裝材料水氣密地包封所述電路組件的一電路組件晶粒；與二個電接觸端子，分別電性地連接至所述電路組件晶粒的對應電路節(jié)點；每一個所述電接觸端子分別包含有一水平焊錫表面露出于所述封裝本體的焊接面的外表面上；所述水平焊錫表面可將所述電接觸端子焊固于印刷電路板的對應線路焊墊上，以將所述封裝組裝于所述印刷電路板上；其中所述電接觸端子分別由單一導電性材質制作成形。
8.于一導電性材質的基板上制作電路組件的無導接腳平片型封裝的一種方法，所述基板的晶粒面上形成有一個矩陣復數(shù)個的組件晶粒面導電線路，每一個所述晶粒面導電線路分別包含有實體上互相獨立的一第一導電段及一第二導電段；所述制作方法其步驟包含有(a)在所述晶粒面的晶粒導電線路的第一導電段上定置一組件晶粒，將所述晶粒的第一電極電性地連結至所述晶粒導電線路的第一導電段，并將所述組件晶粒的第二電極電性地連結至該晶粒導電線路的所述第二導電段；(b)以電性絕緣物質水氣密地完全包覆所述基板所述晶粒面上的所述組件晶粒及其所有所述導電線路；(c)于所述基板反對于所述晶粒面的焊接面上，實質位于所述第一及第二導電段間位置進行蝕刻，其蝕達到可使所述第一及第二導電段互相電性分隔開的深度；與(d)切割所述被水氣密封的基板，以將所有所述組件晶粒分割成為個體獨立的離散式電路組件。
9.如權利要求8所述的暫時性埋孔離散式電路組件制作方法，于所述步驟(c)之后還包含有在所述蝕刻處內填補絕緣物質的步驟。
10.如權利要求8所述的暫時性埋孔離散式電路組件制作方法，其中所述電路組件晶粒是二極管晶粒。
11.如權利要求8所述的暫時性埋孔離散式電路組件制作方法，其中所述電路組件晶粒是晶體管晶粒。
12.如權利要求8所述的暫時性埋孔離散式電路組件制作方法，其中所述電路組件晶粒是電容晶粒。
13.如權利要求8所述的暫時性埋孔離散式電路組件制作方法，其中所述電路組件晶粒是電阻晶粒。
14.如權利要求8所述的暫時性埋孔離散式電路組件制作方法，其中所述電路組件晶粒是包含有主動與被動電路組件的晶粒。
全文摘要
本發(fā)明揭示電路組件的一種無導接腳平片型封裝，特別適用于高功率電路組件的用途，其包含有一平片型封裝本體與至少二個電接觸端子。平片型封裝本體包含有水氣密封裝材料水氣密地包封該電路組件的至少一電路組件晶粒。電接觸端子分別電性地連接至該至少一電路組件晶粒的對應電路節(jié)點。每一個電接觸端子各包含有一水平焊錫表面露出于該封裝本體的焊接面的外表面上；且該水平焊錫表面可將該電接觸端子焊固于一印刷電路板的對應線路焊墊上，以將該封裝組裝于該印刷電路板上。其中這些電接觸端子各由單一導電性材質制作成形。
文檔編號H05K1/18GK1700844SQ20041003833
公開日2005年11月23日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權日2004年5月19日
發(fā)明者陳文隆, 胡志良, 陳炳南, 梁明忠 申請人:典琦科技股份有限公司