封装结构及其制备方法与流程

1.本发明涉及半导体领域，具体涉及封装结构及其制备方法。


背景技术：

2.电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责。电源管理芯片对电子系统而言是不可或缺的，其性能的优劣对整机的性能也有着直接的影响。
3.传统的电源管理芯片，为缩小封装体积，采用芯片ecp(embedded chip package,也称为嵌入式芯片封装,是指将芯片或器件嵌入基板内)的封装方式，然后在基板上贴装电感，现有技术中，带有电感的芯片封装结构，在长时间的使用中，电感和芯片工作产生的热能较大，由于芯片嵌入基板内，其散热性能差，散热的速度低，很容易造成芯片损坏或老化的问题，大大降低芯片的使用寿命


技术实现要素：

4.本发明针对上述问题，提出了封装结构及其制备方法。
5.本发明采取的技术方案如下：
6.一种封装结构，包括：
7.基板，所述基板具有第一表面和第二表面；
8.绕组，设于所述基板的第一表面，且与基板电性连接；
9.芯片，设于所述基板的第一表面，且与基板电性连接；
10.元件，设于所述基板的第一表面，且与基板电性连接；
11.磁性包封层，设于所述基板的第一表面，将所述绕组、芯片和元件包覆住。
12.磁性包封层中包含软磁性金属粉末，导热能力强，磁性包封层直接包裹芯片，可以很好的将热量传导出来；绕组和磁性包封层形成电感结构，实现芯片和电感一体封装，芯片和电感间的距离更小，可以实现更好的电源管理性能，且具有更低的封装成本。
13.在一些实施例中，所述基板的第一表面具有第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘，所述绕组与第一焊盘连接，所述芯片与第二焊盘连接，所述元件与第三焊盘连接。
14.绕组、芯片和元件可以通过多种方式实现与对应焊盘的连接，比如通过在相应连接区域涂覆、印刷锡膏、助焊剂等材料，然后通过多种焊接工艺进行焊接，比如回流焊接。
15.在一些实施例中，所述芯片和基板之间填充有胶料。
16.芯片和基板之间填充胶料能够使结构更加牢固，可靠性更强。
17.在一些实施例中，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部与基板电性连接，所述芯片和所述元件中，至少有一个位于所述螺旋部形成的空间中。
18.在一些实施例中，所述芯片和所述元件均位于所述螺旋部形成的空间中。
19.这样设置可以缩小产品封装尺寸，可以增加产品设计空间。芯片和绕组间的距离更小，可以实现更好的电源管理性能。
20.在一些实施例，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部包括相互连接的竖直部分和水平部分，连接部通过所述水平部分与所述基板电性连接。
21.连接部即绕阻的管脚，其通过折弯90度形成了水平部分，该水平部分用于增加管脚站立投影面积，增加绕阻贴装的作业性。
22.在一些实施例中，所述螺旋部的外径为r，所述水平部分的长度为l，1/4r≤l≤r。
23.本技术还公开了一种封装结构的制备方法，包括以下步骤：
24.s1、提供基板，所述基板具有第一表面和第二表面，所述基板的第一表面具有第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘；
25.s2、提供绕组、芯片和元件，将所述绕组与所述第一焊盘连接，将所述芯片与第二焊盘连接，将所述元件与第三焊盘连接；
26.s3、将绝缘导磁材料设于基板的第一表面，使绝缘导磁材料将绕组、芯片和元件包覆住，形成磁性包封层。
27.在一些实施例中，绝缘导磁材料可以为粉末或液体，可以通过模压、灌封或者其他包封方式形成。
28.在一些实施例中，所述步骤s2中，还包括将胶料填充于所述芯片和基板之间的操作。
29.在一些实施例中，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部与所述第一焊盘电性连接，所述芯片和所述元件中，至少有一个位于所述螺旋部形成的空间中。
30.在一些实施例中，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部包括相互连接的竖直部分和水平部分，连接部通过所述水平部分与所述第一焊盘电性连接。
31.在一些实施例中，所述螺旋部的外径为r，所述水平部分的长度为l，1/4r≤l≤r。
32.本发明的有益效果是：磁性包封层中包含软磁性金属粉末，一般包封料的填充剂为二氧化硅，软磁性金属粉末的导热系数是二氧化硅的5倍以上，因此磁性包封层导热能力强，其直接包裹芯片，可以很好的将热量传导出来；绕组和磁性包封层形成电感结构，实现芯片和电感一体封装，芯片和电感间的距离更小，可以实现更好的电源管理性能，且具有更低的封装成本。
附图说明
33.图1是封装结构的剖视图；
34.图2是去除磁性包封层后封装结构的俯视图；
35.图3是绕组的俯视图；
36.图4是图3中a-a剖视图；
37.图5是绕组的侧视图；
38.图6是绕组另一角度的侧视图；
39.图7是基板的示意图；
40.图8是绕组、芯片和元件贴装在基本的第一表面后的示意图；
41.图9是芯片和基板之间填充胶料后的示意图。
42.图中各附图标记为：
43.1、基板；11、第一表面；12、第二表面；13、第一焊盘；14、第二焊盘；15、第三焊盘；2、绕组；21、螺旋部；22、连接部；221、竖直部分；222、水平部分；3、芯片；4、元件；5、磁性包封层；6、胶料。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
45.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
48.如图1所示，一种封装结构，包括：
49.基板1，基板1具有第一表面11和第二表面12；
50.绕组2，设于基板1的第一表面11，且与基板1电性连接；
51.芯片3，设于基板1的第一表面11，且与基板1电性连接；
52.元件4，设于基板1的第一表面11，且与基板1电性连接；
53.磁性包封层5，设于基板1的第一表面11，将绕组2、芯片3和元件4包覆住。
54.在一些实施例中，绕组2和磁性包封层5形成一电感结构。
55.在一些实施例中，芯片可以包括电源管理芯片。
56.在一些实施例中，绕组可为一般的金属线圈，或可为涂布有绝缘漆的漆包线。
57.在一些实施例中，磁性包封层中包含软磁性金属粉末，铁磁性材料常见有铁(fe)、钴(co)、镍(ni)，或其合金组合。
58.如图1所示，在一些实施例中，基板1的第一表面11具有第一焊盘13、第二焊盘14和第三焊盘15，绕组2与第一焊盘13连接，芯片3与第二焊盘14连接，元件4与第三焊盘15连接。
59.绕组2、芯片3和元件4可以通过多种方式实现与对应焊盘的连接，比如通过在相应连接区域涂覆、印刷锡膏、助焊剂等材料，然后通过多种焊接工艺进行焊接，比如回流焊接。
60.如图1所示，在一些实施例中，芯片3和基板1之间填充有胶料6。芯片3和基板1之间填充胶料6能够使结构更加牢固，可靠性更强。
61.如图1所示，在一些实施例中，绕组2具有螺旋部21以及与螺旋部21连接的连接部22，连接部22与基板1电性连接。
62.在一些实施例中，芯片3和元件4中至少有一个位于螺旋部21形成的空间中。
63.如图1和2所示，在一些实施例中，芯片3和元件4均位于螺旋部21形成的空间中。这样设置可以缩小产品封装尺寸，可以增加产品设计空间。芯片3和绕组2间的距离更小，可以实现更好的电源管理性能。
64.如图1、2、3、4、5和6所示，在一些实施例，绕组2具有螺旋部21以及与螺旋部21连接的连接部22，连接部22包括相互连接的竖直部分221和水平部分222，连接部22通过水平部分222与基板1电性连接。连接部22即绕阻的管脚，其通过折弯90度形成了水平部分222，该水平部分222用于增加管脚站立投影面积，增加绕阻贴装的作业性。
65.如图5所示，在一些实施例中，螺旋部21的外径为r，水平部分222的长度为l，1/4r≤l≤r，该设计能保证绕组功能的同时不会增加绕组尺寸，并能较好的让绕组站立，保持稳定。
66.本实施例还公开了一种封装结构的制备方法，包括以下步骤：
67.s1、见图7，提供基板1，基板1具有第一表面11和第二表面12，基板1的第一表面11具有第一焊盘13、第二焊盘14和第三焊盘15；
68.s2、见图8，提供绕组2、芯片3和元件4，将绕组2与第一焊盘13连接，将芯片3与第二焊盘14连接，将元件4与第三焊盘15连接；
69.s3、见图1，将绝缘导磁材料设于基板1的第一表面11，使绝缘导磁材料将绕组2、芯片3和元件4包覆住，形成磁性包封层5。
70.在一些实施例中，绝缘导磁材料可以为粉料或液体，可以通过模压、灌封或者其他包封方式形成。
71.见图9，在一些实施例中，步骤s2中，还包括将胶料6填充于芯片3和基板1之间的操作。
72.在一些实施例中，封装结构的制备方法用于加工出图1的封装结构。
73.本技术的封装结构，磁性包封层5中包含软磁性金属粉末，导热能力强，磁性包封层5直接包裹芯片3，可以很好的将热量传导出来；绕组2和磁性包封层5形成电感结构，实现芯片3和电感一体封装，芯片和电感间的距离更小，可以实现更好的电源管理性能，且具有更低的封装成本。
74.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种封装结构，其特征在于，包括：基板，所述基板具有第一表面和第二表面；绕组，设于所述基板的第一表面，且与基板电性连接；芯片，设于所述基板的第一表面，且与基板电性连接；元件，设于所述基板的第一表面，且与基板电性连接；磁性包封层，设于所述基板的第一表面，将所述绕组、芯片和元件包覆住。2.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述基板的第一表面具有第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘，所述绕组与第一焊盘连接，所述芯片与第二焊盘连接，所述元件与第三焊盘连接。3.如权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述绕组和磁性包封层形成电感结构。4.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部与基板电性连接，所述芯片和所述元件中，至少有一个位于所述螺旋部形成的空间中。5.如权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述芯片和所述元件均位于所述螺旋部形成的空间中。6.如权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部包括相互连接的竖直部分和水平部分，连接部通过所述水平部分与所述基板电性连接。7.如权利要求6所述的封装结构，其特征在于，所述螺旋部的外径为r，所述水平部分的长度为l，1/4r≤l≤r。8.一种封装结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、提供基板，所述基板具有第一表面和第二表面，所述基板的第一表面具有第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘；s2、提供绕组、芯片和元件，将所述绕组与所述第一焊盘连接，将所述芯片与第二焊盘连接，将所述元件与第三焊盘连接；s3、将绝缘导磁材料设于基板的第一表面，使绝缘导磁材料将绕组、芯片和元件包覆住，形成磁性包封层。9.如权利要求8所述的封装结构的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，还包括将胶料填充于所述芯片和基板之间的操作。10.如权利要求8所述的封装结构的制备方法，其特征在于，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部与所述第一焊盘电性连接，所述芯片和所述元件中，至少有一个位于所述螺旋部形成的空间中。11.如权利要求8所述的封装结构的制备方法，其特征在于，所述绕组具有螺旋部以及与螺旋部连接的连接部，所述连接部包括相互连接的竖直部分和水平部分，连接部通过所述水平部分与所述第一焊盘电性连接。12.如权利要求8所述的封装结构的制备方法，其特征在于，所述螺旋部的外径为r，所述水平部分的长度为l，1/4r≤l≤r。

技术总结
本申请公开了封装结构及其制备方法，其中，封装结构包括：基板，基板具有第一表面和第二表面；绕组，设于基板的第一表面，且与基板电性连接；芯片，设于基板的第一表面，且与基板电性连接；元件，设于基板的第一表面，且与基板电性连接；磁性包封层，设于基板的第一表面，将绕组、芯片和元件包覆住。磁性包封层导热能力强，磁性包封层直接包裹芯片，可以很好的将热量传导出来；芯片、元件和绕组为一体封装结构，可以实现更低的封装成本，更短加工周期。更短加工周期。更短加工周期。


技术研发人员：张江华 杨先方
受保护的技术使用者：江苏长电科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.14
技术公布日：2023/9/22