CN106992159A

CN106992159A - 双面贴片式电子元器件及其封装方法

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Publication number: CN106992159A
Application number: CN201611118717.1A
Authority: CN
Inventors: 王伟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2017-07-28

Abstract

一种双面贴片式电子元器件，包括一芯体，所述芯体相对两表面分别设置第一电极和第二电极，还包括一第一绝缘保护环，所述第一绝缘保护环设置在所述芯体的第一电极所在表面，并环绕所述第一电极以形成凹陷部；所述第一绝缘保护环的两端面中的至少一端面凸起至高出所述芯体的电极表面并形成凹陷部，所述凹陷部用于设置导电填充物以保证所述芯体的电极能够与外部发生电性连接。

Description

双面贴片式电子元器件及其封装方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种双面贴片式电子元器件及其封装方法(DMT：Dual-surface Mounting Technology)。

背景技术

二极管、电容、电阻以及电感等具有两个电极的电子元器件被广泛应用在各种电子电路中。在相对两个面设置正负电极是一种常见的电极设置方式。但由于这种器件的尺寸通常很小，在焊接到电路上之后，焊料很容易流淌到电子元器件的侧边，从而导致正负极之间短路。对于宽度只有数个毫米的小尺寸的电子元器件，这种情况更容易发生。因此，对于小尺寸电子元器件如何避免焊料侧流，是先有技术亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种双面贴片式电子元器件及其封装方法，能够避免焊料侧流，进而防止电子元器件的电极之间发生短路。

为了解决上述问题，本发明提供了一种双面贴片式电子元器件，包括一芯体，所述芯体相对两表面分别设置第一电极和第二电极，还包括一第一绝缘保护环，所述第一绝缘保护环设置在所述芯体的第一电极所在表面，并环绕所述第一电极以形成凹陷部，所述凹陷部用于设置导电填充物以保证所述芯体的电极能够与外部发生电性连接。

可选的，所述芯体选自于二极管、电容、电阻以及电感中的任意一种

可选的，所述第一绝缘保护环的材料为环氧树脂、玻璃以及紫外固化胶中的一种。

可选的，所述导电填充物的材料为焊锡。

可选的，所述导电填充物包括两层焊锡层以及设置在两层焊锡层之间的铜箔。

可选的，还包括一第二绝缘保护环，所述第二绝缘保护环设置在所述芯体的第二电极所在表面，并环绕所述第二电极以形成用于设置导电填充物的凹陷部。

可选的，所述芯体为未封装的芯体晶片，或者是电极分别设置在相对两表面的已封装芯片。

本发明还提供了一种双面贴片式电子元器件的封装方法，包括如下步骤：提供一基板；在所述基板的表面上设置至少一个芯体，所述芯体相对两表面分别设置第一电极和第二电极，所述芯体的第二电极与所述基板贴合；环绕所述芯体填注凝胶状绝缘材料，所述凝胶状绝缘材料凸起至高出所述芯体的第一电极表面并在第一电极处形成凹陷部；固化所述凝胶状绝缘材料。

可选的，在固化所述凝胶状绝缘材料的步骤之后还包括如下步骤：切割所述凝胶状绝缘材料。

可选的，所述凝胶状绝缘材料选自于环氧树脂，高温熔融玻璃浆料、和紫外固化胶中的一种。

可选的，所述芯体为未封装的晶片，或者是电极分别设置在相对两表面的已封装芯片。

本发明提出了一种双面贴片式封装技术(DMT：Dual-surface MountingTechnology)。采用了在芯体的至少一个电极表面形成凹陷的方式，避免了焊料等材料在高温下发生侧向流动导致双面贴片式电子元器件发生短路。所提供的方法采用了基板表面填注凝胶状绝缘材料并固化的方式形成电极表面具有凹陷的双面贴片式电子元器件，除了可以避免焊料侧流之外，所形成的双面贴片式电子元器件外形尺寸和形状可以做到精密控制。

附图说明

附图1A和1B所示是本发明所述双面贴片式电子元器件的一具体实施方式的电子元器件结构示意图。

附图2A和2B所示是本发明所述双面贴片式电子元器件的一具体实施方式的电子元器件结构示意图。

附图3所示是本发明所述双面贴片式电子元器件的封装方法一具体实施方式的实施步骤示意图。

附图4A至附图4C所示是本发明所述双面贴片式电子元器件的封装方法一具体实施方式的工艺示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的双面贴片式电子元器件以及双面贴片式电子元器件的封装方法的具体实施方式做详细说明。

以下具体实施方式中，统一将第一电极配置为正极，第二电极配置为负极。在其它的具体实施方式中，亦可以将第一电极配置为负极，所述第二电极配置为正极。

参考附图1A所示是本具体实施方式所述电子元器件10的结构示意图，包括芯体13和保护环14a。所述芯体13是任意一种在相对两个面设置正负电极的元器件，可以选自于二极管、电容、电阻以及电感中的任意一种。

在本具体实施方式中，所述芯体13为未封装的晶片。在其他的具体实施方式中，所述芯体13也可以是电极分别设置在相对两表面的已封装芯片。所述芯体13相对两表面分别设置正极131和负极132。

第一绝缘保护环14a设置在所述芯体13的第一电极131所在表面，并环绕所述第一电极131以形成凹陷部15。在本具体实施方式中，所述第一绝缘保护环14a全部位于所述芯体13的第一电极131所在表面。而在附图1B所示的另一具体实施方式的电子元器件10的结构示意图中，第一绝缘保护环14b除位于所述芯体13的第一电极131所在表面外，进一步包裹芯体13的侧面。在本具体实施方式中，所述第一绝缘保护环14a的材料为环氧树脂。在其他的具体实施方式中，所述第一绝缘保护环14a的材料也可以是玻璃或者紫外固化胶。所述第一绝缘环14a的高度不小于60微米，并优选为80微米-100微米以保证对导电填充物16的容纳能力。

所述凹陷部15用于设置导电填充物16以保证所述芯体13的电极能够与对应的焊带电性连接。所述导电填充物16的材料为焊锡。为了获得更好的技术效果，所述导电填充物16的两层焊锡层161和162之间还设置铜箔163。所述铜箔的厚度范围是30微米-50微米。铜箔的作用在于缓冲导电填充物与正极131之间的应力，避免焊锡在温度变化的情况下脱离凹陷部15。凹陷部15以及第一绝缘保护环14a/b的外缘在沿着垂直于图面方向的剖面可以是圆形、矩形或者圆角矩形等任意形状。由于第一绝缘保护环14a/b高出电子元器件10的正极131表面并形成凹陷部15，可以将导电填充物16限制在凹陷部15内部，即使导电填充物16在高温环境下发生熔化也不会溢出到电子元器件10的侧面并与另一侧的电极发生电性连接。

参考附图2A所示是本发明所述电子元器件的另一具体实施方式的结构示意图。在本具体实施方式中，电子元器件20包括一芯体23。第一绝缘保护环241a和第二绝缘保护环242a分别设置在所述芯体23的第一电极231和第二电极232所在表面，并环绕所述第一电极231和第二电极232以形成凹陷部251和252，所述凹陷部251和252都具有导电填充物以保证所述芯体23的电极能够与对应的焊带电性连接。凹陷部251和252沿着垂直于图面方向的剖面可以各自独立的是圆形、矩形或者圆角矩形等任意形状。在本具体实施方式中，所述第一绝缘保护环241a和第二绝缘保护环242a全部位于所述芯体23的第一电极231和第二电极232所在表面。而在附图2B所示的另一具体实施方式的电子元器件20的结构示意图中，第一绝缘保护环241b和第二绝缘保护环242b除位于所述芯体23的第一电极231和第二电极232所在表面外，进一步包裹芯体23的侧面。由于具有凹陷部251和252，可以将导电填充物限制在凹陷部251和252内部，即使导电填充物在高温环境下发生熔化也不会溢出到电子元器件20的侧面。同样的，所述导电填充物的材料可以选择为焊锡，且所述导电填充物的两层焊锡层之间也同样可以设置铜箔以增加强度。本具体实施方式对电子元器件20两侧的导电填充物均加以限制，因此是一种优选的实施方式。

附图3所示是本发明所述双面贴片式电子元器件的封装方法一具体实施方式的实施步骤示意图，包括如下步骤：步骤S30，提供一基板；步骤S31，在所述基板的表面上设置至少一个芯体；步骤S32，环绕所述芯体填注凝胶状绝缘材料；步骤S33，固化所述凝胶状绝缘材料。

附图4A所示，参考步骤S30，提供一基板40。所述基板40用作后续工艺的载体，其材料可以是铜、铝等金属，也可以是玻璃、单晶硅等非金属材料。

附图4B所示，参考步骤S31，在所述基板40的表面上设置至少一个芯体43。所述芯体43相对两表面分别设置第一电极431和第二电极432，所述芯体43的第二电极432与所述基板贴合。在另一个具体实施方式中，也可以是第一电极431与所述基板40贴合。为了增加贴合强度，也可以在接合处设置粘胶。

附图4C所示，参考步骤S32，环绕所述芯体43填注凝胶状绝缘材料44。所述凝胶状绝缘材料44凸起至高出所述芯体43的第一电极431表面并在第一电极431处形成凹陷部451。所述凹陷部451用于填充设置导电填充物。所述凝胶状绝缘材料44例如可以是选自于环氧树脂，高温熔融玻璃浆料、和紫外固化胶中的一种。

步骤S33，固化所述凝胶状绝缘材料44。对于不同的凝胶状绝缘材料44应当采用不同的固化方式。例如对于环氧树脂可以采用高温固化工艺，对于高温熔融玻璃浆料应当将其降低到室温进行固化，对于紫外固化胶应当采用紫外线照射进行固化。

上述步骤采用了基板40表面填注凝胶状绝缘材料44并固化的方式形成电极表面具有凹陷451的双面贴片式电子元器件。通过控制填注材料的填注量，可以精确控制所形成的电子元器件的外形尺寸。如果希望进一步精确控制电子元器件的形状和尺寸，还可以进一步实施切割步骤。

具体的说，在上述步骤S33实施完毕后，可以选择实施切割所述凝胶状绝缘材料44的步骤。可以根据预定的形状和尺寸，例如矩形或者正方形，对所述凝胶状绝缘材料44实施切割整形以获得预定形状的电子元器件。若芯体43在基板40表面的排布密度较低，可以在步骤S32中通过控制填注量使相邻芯体之间的凝胶状绝缘材料44不接触，则在固化之后可以直接在基板40表面取下环绕了凝胶状绝缘材料44的芯体43而不必实施切割步骤。在切割之前也可以将基板40表面的结构进行整体反转。反转后在第二电极432的表面涂覆焊锡等材料形成电极，然后再实施切割。在反面涂覆焊锡的工艺中，也可以在焊锡中夹贴一层铜箔以增加强度。如果采用电极分别设置在相对两表面的已封装芯片作为所述芯体13，则也可以不制作背电极而直接实施切割。在双面涂覆焊锡的工艺中，为了区别正极和负极，可以在双面分别添加不同的图案进行区别。尤其在采用丝网印刷涂覆焊锡的工艺中，可以采用不同间距的丝网来获得不同的图形，从而区别正极和负极。

在切割前还可以选择实施在凹陷部451中填充导电填充物的步骤。该步骤也可以在切割后实施。关于导电填充物的材料和结构请参见前述具体实施方式对导电填充物16的描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种双面贴片式电子元器件，包括一芯体，所述芯体相对两表面分别设置第一电极和第二电极，其特征在于，

还包括一第一绝缘保护环，所述第一绝缘保护环设置在所述芯体的第一电极所在表面，并环绕所述第一电极以形成凹陷部，所述凹陷部用于设置导电填充物以保证所述芯体的电极能够与外部发生电性连接。

2.根据权利要求1所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，所述芯体选自于二极管、电容、电阻以及电感中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，所述第一绝缘保护环的材料为环氧树脂、玻璃以及紫外固化胶中的一种。

4.根据权利要求1所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，所述导电填充物的材料为焊锡。

5.根据权利要求1所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，所述导电填充物包括两层焊锡层以及设置在两层焊锡层之间的铜箔。

6.根据权利要求5所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，所述铜箔的厚度范围是30微米-50微米。

7.根据权利要求1所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，所述第一绝缘环的高度不小于60微米。

8.根据权利要求1所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，还包括一第二绝缘保护环，所述第二绝缘保护环设置在所述芯体的第二电极所在表面，并环绕所述第二电极以形成用于设置导电填充物的凹陷部。

9.根据权利要求1所述的双面贴片式电子元器件，其特征在于，所述芯体为未封装的晶片，或者是电极分别设置在相对两表面的已封装芯片。

10.一种双面贴片式电子元器件的封装方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供一基板；

在所述基板的表面上设置至少一个芯体，所述芯体相对两表面分别设置第一电极和第二电极，所述芯体的第二电极与所述基板贴合；

环绕所述芯体填注凝胶状绝缘材料，所述凝胶状绝缘材料凸起至高出所述芯体的第一电极表面并在第一电极处形成凹陷部；

固化所述凝胶状绝缘材料。

11.根据权利要求10所述的双面贴片式电子元器件的封装方法，其特征在于，所述芯体选自于二极管、电容、电阻以及电感中的任意一种。

12.根据权利要求10所述的双面贴片式电子元器件的封装方法，其特征在于，在固化所述凝胶状绝缘材料的步骤之后还包括如下步骤：切割所述凝胶状绝缘材料。

13.根据权利要求10所述的双面贴片式电子元器件的封装方法，其特征在于，所述凝胶状绝缘材料选自于环氧树脂，高温熔融玻璃浆料、和紫外固化胶中的一种。

14.根据权利要求10所述的双面贴片式电子元器件的封装方法，其特征在于，所述芯体为未封装的晶片，或者是电极分别设置在相对两表面的已封装芯片。