CN102339811A - 具有cob封装功率器件的电路板 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种具有COB封装功率器件的电路板，包括基板，在该基板设置有使用COB技术封装于所述基板之上的功率器件，其中所述基板的表面设置有用于散热的散热金属层，在所述散热金属层上具有镍金层及软金层，所述功率器件的下方具有贯穿所述基板、所述散热金属层、所述镍金层及所述软金层的通孔。使用上述方式，可以使因COB封装的功率器件所产生的大量的热量通过通孔、散热金属层进行有效散热，解决功率器件温度过高影响使用的问题。

Description

具有COB封装功率器件的电路板

【技术领域】

本发明涉及一种具有功率器件的电路板，尤其是涉及一种通过COB(chip on board)方式将功率器件封装于其上的电路板。

【背景技术】

集成电路技术的发展使得在人们的生活越来越方便，而不断提高的对于集成电路的集成化要求，使得电子产品在单位面积电路板上的器件越来越多，且功率也要求越来越大。电子器件设置于电路板上，已经出现了多种不同的封装方式，不同的器件使用不同的封装以满足其需求。

电子封装(electronic packaging)是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序，是器件到系统的桥梁。封装最初的定义是：保护电路芯片免受周围环境的影响(包括物理、化学的影响)。随着集成电路技术的发展，尤其是芯片钝化层技术的不断改进，封装的功能也在慢慢异化。通常认为，封装主要有四大功能，即功率分配、信号分配、散热及包装保护，它的作用是从集成电路器件到系统之间的连接，包括电学连接和物理连接。电子封装的种类是多种多样的，而且需要专业的精密仪器通过较复杂的步骤实现。在一些可靠性要求并不那么高，芯片的输入/输出端数目也并不太多，但特别强调器件尺寸大小的情况下，出现了COB的封装形式。

所谓COB，就是将裸芯片用导电或非导电胶粘附在互连基板上，然后进行引线键合实现其电连接。如果裸芯片直接暴露在空气中，易受污染或人为损坏，影响或破坏芯片功能，于是就用胶把芯片和键合引线包封起来。人们也称这种封装形式为软包封。用COB技术封装的裸芯片是芯片主体和I/O端子在晶体上方，在焊接时将此裸芯片用导电/导热胶粘接在PCB上，凝固后，用Bonder机将金属丝在超声、热压的作用下，分别连接在芯片的I/O端子焊区和PCB相对应的焊盘上，测试合格后，再封上树脂胶。

与传统封装技术相比，COB技术有以下优点：价格低廉；节约空间；工艺成熟。

COB封装的IC模组广泛使用在消费类领域的产品上，虽然有低成本的优点，但散热系数比较低，无法及时地将封装内部产生的热量导出，当封装内部温度超出芯片的可工作温度范围时，芯片会进入过热保护状态，使得模组无法正常工作。

目前，音频功放普遍采用传统的封装方式，封装的尺寸各式各样，但传统的电子封装时间和成本都较高。由于音频功放属于功率型器件，并且需要长时间的工作，工作时的热量偏高，COB封装虽然成本较低，并且封装时间节约，但是很难解决音频功放长时间工作的散热等可靠性问题。

现有功率级放大器主要采用半导体元器件封装形式，依靠引线框架散热、电路连接和机械支撑。引线框架的主要材料是铜合金，从外观来看，就像是一个小的厚铜块。做为功率级的音频放大器，当使用COB封装时，PCB系统无法提供类似厚铜块的引线框架芯片散热结构，局限了音频器COB封装技术的推广使用。

因此，需要解决功率器件，尤其是音频器件在使用COB封装于电路板上容易产生较多热量从而工作不稳定的问题。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种具有COB封装功率器件的电路板，可以提供较好的散热。

本发明的上述目的可以用以下方式实现：具有COB封装功率器件的电路板，包括基板，在该基板设置有使用COB技术封装于所述基板之上的功率器件，其中所述基板的表面设置有用于散热的散热金属层，在所述散热金属层上具有镍金层及软金层，所述功率器件的下方具有贯穿所述基板、所述散热金属层、所述镍金层及所述软金层的导热设置。

本发明还具有以下特征：所述散热金属层设置于基板的正反两面，所述导热设置具有多个，所述散热金属层的面积稍大于所述功率器件的面积，处于所述功率器件的范围外的散热金属层上具有导热设置，所述设置于功率器件范围外的散热金属层上的导热设置为在功率器件的两2侧各有4个，所述功率器件的接脚使用金线连接至所述软金层，所述COB封装采用高导热的封装黑胶，所述散热金属层为散热铜层，所述导热设置为导热金属体，所述导热设置为通孔，所述通孔的内壁上具有导热金属层，所述导热金属层与所述散热金属层接触，所述导热金属层为导热铜层。

通过上述设置，本发明的具有COB封装功率器件的电路板，可以通过所述散热金属层将功率器件产生的高热进行有效传导。另外，导热设置的使用可以使传导至散热金属层的热量通过对流或传导传至电路板的另一面，从而提供较好的散热效果。

【附图说明】

图1为本发明具有COB封装功率器件的电路板的立体剖面视图，用以显示功率器件及电路板间的各层结构。

图2为本发明具有COB封装功率器件的电路板的一个实施例中，设置于散热铜层上的通孔的分布示意图。

【实施方式】

下面结合附图及实施例对本发明的技术内容进行详细说明。

请参阅图1所示，本发明具有COB封装功率器件的电路板包括基板1，在基板1的正反两面具有散热金属层，在本实施例中，该散热金属层使用铜材质，形成散热铜层2。虽然本实施例中使用铜材质，对于本专业的技术人员来说，根据一般的技术知识，结合本发明的目的可知，使用其它的金属材质也可以，较好的当然是热的良导体。另外，该散热铜层2也可以仅设置于基板1的任何一个侧面。只是正反两面均设置有散热铜层2是一个优选的实施方式。在该散热铜层2上，可以进一步设置有镍金层3及软金层5。功率器件4即设置在该软金层5上，并通过银浆9将功率器件4的背面与软金层5连接起来。

请继续参阅图1所示，在散热铜层2形成的散热区域具有多个贯穿前述基板1、散热铜层2、镍金层3及软金层5的导热设置，该导热设置在本实施例中为通孔6，当然不仅仅是通孔6，只要能进行有效导热的设置在这里均可起作用，例如作为热的良导体的导热金属体也可以，只是本实施例中以通孔6为例进行说明。在通孔6的孔壁内侧覆盖有导热金属，在本实施例中，该导热金属采用铜材质，形成导热铜61，该导热铜61连接上述设置于基板1正反面的散热铜层2。另，上述通孔6中有一部分设置于所述功率器件4的下方，抵达银浆9的位置。在功率器件4的接脚通过金线8连接至基板1，用以传输电信号。

请结合参阅图1及图2所示，显示散热铜层2上的通孔6的分布。散热铜层2上共设置10个通孔6，其中中间位置设置2个，而在两端的位置各设置4个。中间的两个通孔6设置于功率器件4的下方。而两端的各4个通孔6设置于功率器件4覆盖范围之外。

另外，在功率器件4的外围，使用高导热的封装黑胶7进行COB封装，可以进一步增加对于功率器件4的散热效果。

通过上述设置，本发明的具有COB封装功率器件的电路板可以有效降低封装内部的功率器件的温度，防止功率器件损坏或者在达到一定温度后的过热保护。

Claims (12)

1.一种具有COB封装功率器件的电路板，包括基板，在该基板设置有使用COB技术封装于所述基板之上的功率器件，其特征在于：所述基板的表面设置有用于散热的散热金属层，在所述散热金属层上具有镍金层及软金层，所述功率器件的下方具有贯穿所述基板、所述散热金属层、所述镍金层及所述软金层的导热设置。

2.如权利要求1所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述散热金属层设置于基板的正反两面。

3.如权利要求1所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述导热设置具有多个。

4.如权利要求3所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述散热金属层的面积稍大于所述功率器件的面积，处于所述功率器件的范围外的散热金属层上具有导热设置。

5.如权利要求4所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述设置于功率器件范围外的散热金属层上的导热设置为在功率器件的两2侧各有4个。

6.如权利要求1所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述功率器件的接脚使用金线连接至所述软金层。

7.如权利要求1所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述COB封装采用高导热的封装黑胶。

8.如权利要求1所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述散热金属层为散热铜层。

9.如权利要求1至8中任何一个所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述导热设置为导热金属体。

10.如权利要求1至8中任何一个所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述导热设置为通孔。

11.如权利要求10中任何一个所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述通孔的内壁上具有导热金属层，所述导热金属层与所述散热金属层接触。

12.如权利要求11所述的具有COB封装功率器件的电路板，其特征在于：所述导热金属层为导热铜层。

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