导热焊盘及具有其的qfp芯片的封装结构的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型提供了导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构。该导热焊盘包括焊盘区域和外围区域，焊盘区域设置有呈阵列布置的多个焊盘部，焊盘部之间具有间隙。将导热焊盘的焊盘部呈阵列布置且相互隔离，使焊盘部的面积大大减小，一方面使高温焊接过程中锡膏中的助焊剂裂解产生的气体逸出的路径缩短，另一方面相邻的焊盘部之间的间隙为气体逸出提供了通道，进而使该气体能够及时逸出，从而有效减少了气泡的面积和数量，保证了芯片具有足够的散热面积，改善了其散热效果。同时使得焊盘形成导体的有效面积增加，因此降低了芯片的接地阻抗，进而提高了芯片的可靠性。导热焊盘的焊接效果有所改善，避免芯片的过度上浮，从而提高其四周引脚焊接可靠性。
【专利说明】
导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及芯片封装领域，具体而言，涉及一种导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构。
【背景技术】
[0002]现代电子封装器件正向高密度、高集成和小型化方向发展，而QFP封装(Quad FlatPackage，四面扁平封装)在芯片封装技术中占主流地位。目前一些高集成度的QFP封装芯片，例如TI公司生产的TMS320F28377，为了有良好散热与接地效果，在芯片的底部会有一个用于散热与接地的焊盘。焊盘的作用是实现芯片与外电路之间、元器件之间的电气连接与机械连接，所以其可靠性尤为重要。芯片功率循环引起的热应力与交变循环将导致焊盘的热疲劳，从而使焊点的性能退化，可靠性降低，甚至造成芯片失效。
[0003]因此，选用QFP封装芯片的高密度印刷电路板，芯片的散热特性影响产品长期运行的可靠性;芯片的接地阻抗则影响产品的性能，当芯片的接地阻抗过大，将会出现上电初始化出错、程序跑飞等现象。
[0004]现在市场主流的芯片厂家，如TI公司、Altera公司等都推出了带导热焊盘的芯片，带导热焊盘的QFP封装芯片可以提升芯片的接地阻抗特性、散热性能，从而提高产品性能及可靠性。图1是TI公司的一款带导热焊盘的DSP芯片的导热焊盘的结构示意图，其导热焊盘的焊盘区域I’整体为焊盘部12’。
[0005]如图2所示是QFP封装芯片贴装工艺流程。QFP封装的芯片生产贴装时，需要先涂上锡膏，而锡膏中含有助焊剂。在高温过程中，助焊剂里的有机物裂解产生气体，所以在PCB板过回流焊时，面积较大的焊盘上常会出现气泡，气泡的存在会使芯片散热面积不够，增大了芯片对地阻抗，这就会影响到焊接的可靠性和产品的性能。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的主要目的在于提供一种导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构，以解决现有技术中导热焊盘的导热效果差的问题。
[0007]为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种导热焊盘，该导热焊盘包括焊盘区域和外围区域，焊盘区域设置有呈阵列布置的多个焊盘部，焊盘部之间具有间隙。
[0008]进一步地，上述沿第一方向依次排列的多个焊盘部形成焊盘单元，且各焊盘单元沿第二方向依次排列，第一方向与第二方向垂直。
[0009]进一步地，上述各焊盘部为四边形焊盘部。
[0010]进一步地，上述四边形焊盘部为菱形焊盘部或正方形焊盘部。
[0011 ]进一步地，上述焊盘单元中各焊盘部的沿第一方向的边在同一条直线上。
[0012 ] 进一步地，上述焊盘单元中各焊盘部的对应对角线在同一条直线上。
[0013]进一步地，上述导热焊盘还包括多个透气孔，多个透气孔围绕焊盘区域设置在外围区域中。
[0014]进一步地，上述各透气孔对应与其相邻的焊盘部的间隙设置。
[0015]进一步地，上述各焊盘部的边长为40?60mi Is。
[0016]进一步地，上述相邻焊盘部之间的间距为15?25mils。
[0017]进一步地，靠近上述焊盘区域的焊盘部与外围区域接触，透气孔与焊盘区域的最短距离为15?25mils。
[00? 8] 进一步地，上述透气孔为圆形透气孔，透气孔的直径为20?40mi Is。
[0019]根据本实用新型的另一方面，提供了一种QFP芯片的封装结构，具有导热焊盘和导电焊盘，该导热焊盘为上述的导热焊盘。
[0020]应用本实用新型的技术方案，将导热焊盘的焊盘区域由原来的整体焊盘改为呈阵列布置的相互隔离的多个焊盘部，各焊盘部的面积相对于原来焊盘区域整体为焊盘部的面积大大减小，一方面使高温焊接过程中锡膏中的助焊剂裂解产生的气体逸出的路径缩短，另一方面相邻的焊盘部之间具有间隙，该间隙为气体逸出提供了通道，进而使该气体能够及时逸出，从而有效减少了气泡的面积和数量，保证了芯片具有足够的散热面积，改善了其散热效果。同时，根据导体材料电阻定律，公式为R = PL/S，其中P:导体材料的电阻率，L:导体长度，S:导体横截面积，由于减少了气泡的面积，使得焊盘形成导体的有效面积增加，因此利用该导热焊盘降低了芯片的接地阻抗，进而提高了芯片的可靠性。进一步地，经过检测，本申请的导热焊盘的焊接效果也较原有整体焊盘部的结构有所改善，这是由于焊盘部的气泡减少，使得各焊盘部致密性得到改善，进而保证了各焊盘的实际焊接效果，弥补了由于焊盘区域面积的减小导致的焊接效果降低的缺陷，避免芯片的过度上浮，从而提高其四周引脚焊接可靠性。
【附图说明】
[0021]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0022]图1示出了根据现有技术提供的一种导热焊盘的结构示意图；
[0023]图2示出了现有技术中QFP封装芯片贴装工艺流程示意图；
[0024]图3示出了根据本申请一种优选实施例提供的导热焊盘的结构示意图，其中示出了导电焊盘的结构；
[0025]图4示出了根据本申请另一种优选实施例提供的导热焊盘的结构示意图，其中示出了导电焊盘的结构；
[0026]图5示出了根据本申请又一种优选实施例提供的QFP芯片的封装结构的结构示意图；
[0027]图6示出了本申请实施例1的部分导热焊盘的X射线透视图；以及
[0028]图7示出了本申请对比例I的部分导热焊盘的X射线透视图。
[0029]其中，上述附图包括以下附图标记:
[0030]I’、焊盘区域；12’、焊盘部；1、焊盘区域；11、焊盘部;2、外围区域;21、透气孔;100、导热焊盘;200、导电焊盘。
【具体实施方式】
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0032]如【背景技术】所描述的，现有技术中的导热焊盘由于存在气泡，导致芯片的散热面积不够，且影响了芯片的可靠性，为了解决该问题，本申请提供了一种导热焊盘及具有其的QFP芯片的封装结构。
[0033]在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种导热焊盘，如图3所示，该导热焊盘包括焊盘区域I和外围区域2，焊盘区域I具有呈阵列布置的多个焊盘部11，各焊盘部11之间具有间隙。
[0034]将导热焊盘的焊盘区域I由原来的整体焊盘改为呈阵列布置的相互隔离的多个焊盘部，各焊盘部11的面积相对于原来焊盘区域I整体为焊盘部11的面积大大减小，一方面使高温焊接过程中锡膏中的助焊剂裂解产生的气体逸出的路径缩短，另一方面相邻的焊盘部11之间具有间隙，该间隙为气体逸出提供了通道，进而使该气体能够及时逸出，从而有效减少了气泡的面积和数量，保证了芯片具有足够的散热面积，改善了其散热效果。同时，根据导体材料电阻定律，公式为R = PL/S，其中P:导体材料的电阻率，L:导体长度，S:导体横截面积，由于减少了气泡的面积，使得焊盘形成导体的有效面积增加，因此利用该导热焊盘降低了芯片的接地阻抗，进而提高了芯片的可靠性。进一步地，经过检测，本申请的导热焊盘的焊接效果也较原有整体焊盘部11的结构有所改善，这是由于焊盘部11的气泡减少，使得各焊盘部11致密性得到改善，进而保证了各焊盘的实际焊接效果，弥补了由于焊盘区域I面积的减小导致的焊接效果降低的缺陷，避免芯片的过度上浮，从而提高其四周引脚焊接可靠性。
[0035]在制作上述导热焊盘的焊盘区域I时，可以按照图2所示的流程进行，在QFP芯片在贴装前，PCB板上要涂敷锡膏，而锡膏只涂敷在欲形成导热焊盘的焊盘部11的区域，贴装上QFP芯片后，芯片与PCB板之间在没有锡膏的区域就有了间隙，有锡膏的区域就形成焊盘部
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[0036]本申请的焊盘部11的排列方式可以有多种，为了使得焊盘区域I的散热和焊接效果均匀，优选如图3所示，沿第一方向依次排列的多个焊盘部11形成焊盘单元，且各焊盘单元沿第二方向依次排列，第一方向与第二方向垂直。将焊盘部11设置成上述阵列的方式，使得焊盘区域I中焊盘部11的分布相对均匀，进而使得各焊盘区域I的散热和焊接效果较为均匀。
[0037]为了使得各焊盘部11易于制作，优选上述各焊盘部11为四边形焊盘部，该四边形可以为矩形、正方形、菱形、平行四边形等，进一步优选为矩形或正方形。当然本申请焊盘部11的形状也可以为圆形、椭圆形、三角形等其他多边形。
[0038]当采用上述阵列式分布时，其焊盘部11的分布优选采用以下两种方式，如图3所示，上述焊盘单元中各焊盘部11的沿第一方向的边在同一条直线上。或者如图4所示，焊盘单元中各焊盘部11的对应对角线在同一条直线上。
[0039]为了进一步促进气体排出，优选如图3和4所示，上述外围区域2中设置有多个透气孔21，该多个透气孔21围绕焊盘区域I设置。透气孔21的设置可以明显加快气体的排出。在PCB制板时，注意制作透气孔的位置是不能沉铜且不能被绿油塞孔的。
[0040]如图3和4所示，进一步优选各透气孔21对应与其相邻的焊盘部11的间隙设置。即将透气孔21对应镂空阻焊部11设置，缩短了气体由镂空阻焊部11至透气孔21的距离，进而进一步加快了气体的排出。
[0041]在对导热焊盘的结构做出上述设计的基础上，本申请进一步对导热焊盘中的焊盘部11及其间距等尺寸做出了研究，优选各焊盘部11的边长为40?60mils。选择上述边长范围的焊盘部11，既能保证足够的焊接强度而且能够保证各焊盘部11中心产生的气泡的逸出效果。
[0042]进一步优选相邻焊盘部11之间的间距为15?25mils。该间距使得相邻焊盘部11中的气泡均能够及时逸出。
[0043]透气孔径的大小主要从三个方面考虑:PCB生产厂家加工工艺，现在普遍的厂家加工设备只能钻Smil以上的孔;透气效果，孔径太小，影响透气效果；占用的空间，孔径太大，会影响到PCB的布线。因此本申请为了使透气孔21发挥足够的透气效果且保证PCB原有功能不受影响，优选靠近焊盘区域I的焊盘部11与外围区域2接触，透气孔21与焊盘区域I的最短距离为15?25mi Is。进一步优选上述透气孔21为圆形透气孔，透气孔21的直径为20?40mils。当然，上述尺寸只是以目前常规的导热焊盘的设计尺寸为依据而设计，本领域技术人员可以根据实际需要进行调整。
[0044]在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种QFP芯片的封装结构，如图5所示，该封装结构具有导热焊盘100和导电焊盘200，该导热焊盘100为上述的导热焊盘。由于本申请的导热焊盘的焊盘部11气泡较少且面积较小，使得其导热效果得到有效优化，接地阻抗得到有效降低，焊接效果得到保证，因此使得具有其封装结构的工作可靠性得到保证。
[0045]以下将结合实施例和对比例进一步说明本申请的有益效果。
[0046]实施例1
[0047]利用具有图3所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，焊盘部为正方形，边长为50mils，相邻焊盘部之间的间距为20mils，透气孔与焊盘区域的最短距离为20mils，透气孔的直径为30mils。
[0048]实施例2
[0049]利用具有图3所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，焊盘部为正方形，边长为40mils，相邻焊盘部之间的间距为25mils，透气孔与焊盘区域的最短距离为15mils，透气孔的直径为20mils。
[0050]实施例3
[0051]利用具有图3所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，焊盘部为正方形，边长为60mils，相邻焊盘部之间的间距为15mils，透气孔与焊盘区域的最短距离为25mils，透气孔的直径为40mils。
[0052]实施例4
[0053]利用具有图3所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，焊盘部为正方形，边长为35mils，相邻焊盘部之间的间距为15mils，透气孔与焊盘区域的最短距离为20mils，透气孔的直径为30mils。
[0054]实施例5
[0055]利用具有图4所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，焊盘部为菱形，边长为50mils，相邻焊盘部之间的间距为20mils，透气孔与焊盘区域的最短距离为20mils，透气孔的直径为30mils。
[0056]实施例6
[0057]利用具有图3所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，没有设置透气孔，焊盘部为正方形，边长为50mils，相邻焊盘部之间的间距为20mils。
[0058]实施例7
[0059]利用具有图4所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，没有设置透气孔，焊盘部为菱形，边长为50mils，相邻焊盘部之间的间距为20mils。
[0060]对比例I
[0061]利用具有图1所示结构的导热焊盘作为封装结构的导热焊盘进行QFP芯片的封装，其中，该导热焊盘的焊盘区域的面积与图3和图4中的焊盘区域的面积相等。
[0062]利用X射线成像仪对实施例1至7和对比例I的导热焊盘中的气泡进行检测，实施例1和对比例I的检测结果见图6和图7，其中，实施例2至7的检测结果与实施例1的检测结果相似。由图6和图7的对比可以明显看出，实施例1的焊盘部中气泡较对比例I的焊盘部中的气泡明显减少，且其面积明显减小。
[0063]从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果:
[0064]将导热焊盘的焊盘区域由原来的整体焊盘改为呈阵列布置的相互隔离的多个焊盘部，各焊盘部的面积相对于原来焊盘区域整体为焊盘部的面积大大减小，一方面使高温焊接过程中锡膏中的助焊剂裂解产生的气体逸出的路径缩短，另一方面相邻的焊盘部之间具有间隙，该间隙为气体逸出提供了通道，进而使该气体能够及时逸出，从而有效减少了气泡的面积和数量，保证了芯片具有足够的散热面积，改善了其散热效果。
[0065]同时，根据导体材料电阻定律，公式为R=PL/S，其中P:导体材料的电阻率，L:导体长度，S:导体横截面积，由于减少了气泡的面积，使得焊盘形成导体的有效面积增加，因此利用该导热焊盘降低了芯片的接地阻抗，进而提高了芯片的可靠性。
[0066]进一步地，经过检测，本申请的导热焊盘的焊接效果也较原有整体焊盘部的结构有所改善，这是由于焊盘部的气泡减少，使得各焊盘部致密性得到改善，进而保证了各焊盘的实际焊接效果，弥补了由于焊盘区域面积的减小导致的焊接效果降低的缺陷，避免芯片的过度上浮，从而提高其四周引脚焊接可靠性。
[0067]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种导热焊盘，其特征在于，所述导热焊盘包括焊盘区域(I)和外围区域(2)，所述焊盘区域(I)设置有呈阵列布置的多个焊盘部(11)，所述焊盘部(11)之间具有间隙，所述外围区域(2)中设置有多个透气孔(21)，所述多个透气孔(21)围绕所述焊盘区域(I)设置。2.根据权利要求1所述的导热焊盘，其特征在于，沿第一方向依次排列的多个焊盘部(11)形成焊盘单元，且各所述焊盘单元沿第二方向依次排列，所述第一方向与所述第二方向垂直。3.根据权利要求2所述的导热焊盘，其特征在于，各所述焊盘部(11)为四边形焊盘部。4.根据权利要求3所述的导热焊盘，其特征在于，所述四边形焊盘部为菱形焊盘部或正方形焊盘部。5.根据权利要求3所述的导热焊盘，其特征在于，所述焊盘单元中各焊盘部(11)的沿第一方向的边在同一条直线上。6.根据权利要求3所述的导热焊盘，其特征在于，所述焊盘单元中各焊盘部(11)的对应对角线在同一条直线上。7.根据权利要求1所述的导热焊盘，其特征在于，各所述透气孔(21)对应与其相邻的所述焊盘部(11)的所述间隙设置。8.根据权利要求1所述的导热焊盘，其特征在于，各所述焊盘部(11)的边长为40?60milso9.根据权利要求8所述的导热焊盘，其特征在于，相邻所述焊盘部(11)之间的间距为15?25mils010.根据权利要求7所述的导热焊盘，其特征在于，靠近所述焊盘区域(I)的所述焊盘部(11)与所述外围区域(2)接触，所述透气孔(21)与所述焊盘区域(I)的最短距离为15?25mils011.根据权利要求7所述的导热焊盘，其特征在于，所述透气孔(21)为圆形透气孔，所述透气孔(21)的直径为20?40mi Is。12.—种QFP芯片的封装结构，具有导热焊盘(100)和导电焊盘(200)，其特征在于，所述导热焊盘(100)为权利要求1至11中任一项所述的导热焊盘。
【文档编号】H01L23/367GK205621718SQ201620089186
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年1月28日
【发明人】谭章德, 康燕, 施现伟, 张东盛
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司