阅读说明：本技术 0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳及制备方法 (0.4 mm-pitch ceramic four-side lead flat shell and preparation method thereof ) 是由 杨振涛 彭博 于 2019-10-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳及制备方法,属于陶瓷封装外壳技术领域,包括陶瓷体、多个沿陶瓷体的上端面或下端面的四边均匀布设的焊盘以及引线；引线的数量与所述焊盘的数量相同,且一一对应与焊盘连接,引线的节距为0.4mm,引线包括第一固定部、第二固定部以及连接部,第一固定部与焊盘平行且不凸出陶瓷体的外周,第二固定部向陶瓷体的外面延伸且与PCB板平行,连接部倾斜连接在第一固定部和第二固定部之间。本发明提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳,通过将陶瓷四边引线扁平外壳最小节距由0.50mm减小为0.40mm,满足网口芯片存储器等电路应用对外壳的需求。(The invention provides a 0.4 mm-pitch ceramic four-side lead flat shell and a preparation method thereof, belonging to the technical field of ceramic packaging shells and comprising a ceramic body, a plurality of bonding pads and leads, wherein the bonding pads are uniformly distributed along four sides of the upper end surface or the lower end surface of the ceramic body; the quantity of lead wire with the quantity of pad is the same, and the one-to-one is connected with the pad, and the pitch of lead wire is 0.4mm, and the lead wire includes first fixed part, second fixed part and connecting portion, and first fixed part is parallel with the pad and the periphery of the ceramic body of not salient, and the second fixed part extends and is parallel with the PCB board to the outside of ceramic body, and connecting portion slope is connected between first fixed part and second fixed part. According to the 0.4 mm-pitch ceramic four-side lead flat shell provided by the invention, the minimum pitch of the ceramic four-side lead flat shell is reduced from 0.50mm to 0.40mm, so that the requirements of circuit applications such as a network port chip memory and the like on the shell are met.)

0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳及制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷封装外壳技术领域，更具体地说，是涉及一种0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳及制备方法。

背景技术

目前，塑封QFP((Plastic Quad Flat Package)器件0.40mm节距产品已经普遍使用。0.40mm节距产品主要采用塑封工艺，将芯片安装在塑封基板上，最终采用模塑料对芯片实施灌封，引线从壳体中部引出。塑封结构的封装气密性、内部热特性、贮存、应用等可靠性方面存在隐患。

为了满足高可靠性能需求，同时也为了兼容国外0.40mm节距QFP塑封器件，需要采用陶瓷封装，还为了满足器件小型化的需求，需要对于外壳的尺寸、节距等提出不断缩小的要求。

目前陶瓷四边引线扁平外壳(CQFP-Ceramic Quad Flat Pack)，封装器件引线节距只能达到0.50mm，有待进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳，旨在解决塑封QFP器件0.40mm节距产品不可靠的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳，包括设有腔体的陶瓷体、多个沿所述陶瓷体的上端面或下端面的四边均匀布设的焊盘、以及引线，引线的数量与所述焊盘的数量相同，且一一对应与所述焊盘连接，所述引线的节距为0.4mm，所述引线包括用于与所述焊盘焊接的第一固定部、用于与PCB板焊接的第二固定部、以及连接在所述第一固定部和第二固定部之间的连接部，所述第一固定部与所述焊盘平行且不凸出所述陶瓷体的外周，所述第二固定部向所述陶瓷体的外面延伸且与所述PCB板平行，所述连接部倾斜连接在所述第一固定部和所述第二固定部之间。

作为本申请另一实施例，在所述陶瓷体四角的交叉处，相邻的两个焊盘的长度小于其余各所述焊盘的长度，且所述相邻的两个焊盘距离最近的两个顶角均设置第一倒角；在所述陶瓷体四角的交叉处，相邻的两个引线的所述第一固定部距离最近的两个顶角均设置第二倒角。

作为本申请另一实施例，位于交叉处的其中一个所述焊盘的侧面设有索引标识。

作为本申请另一实施例，所述第二固定部和/或所述连接部分别设有加宽段。

作为本申请另一实施例，所述引线的宽度为0.15±0.05mm，所述引线的厚度为0.1±0.05mm。

作为本申请另一实施例，所述引线的位置度小于等于0.15mm。

作为本申请另一实施例，与所述PCB板连接的所述第二固定部的平面度小于等于0.1mm。

作为本申请另一实施例，所述引线的数量为4-352。

作为本申请另一实施例，所述焊盘的长度大于等于1.0mm，宽度为0.2-0.3mm，同一边中相邻两焊盘的间距大于等于0.1mm。

本发明的另一目的在于提供一种0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的制备方法，包括：

采用双面刻蚀；

陶瓷体壁厚大于等于0.4mm；

陶瓷体的腔体底部厚度大于等于0.2mm。

本发明提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的有益效果在于：与现有技术相比，本发明0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳，是基于四边引线扁平外壳的基础上焊接0.4mm节距的引线，通过将陶瓷四边引线扁平外壳最小节距由目前0.50mm减小为0.40mm，满足网口芯片存储器等电路应用对外壳的需求；为实现0.4节距的引线，减小外壳的外形尺寸，引线分三部分，包括用于与焊盘焊接的第一固定部、用于与PCB板焊接的第二固定部以及连接在第一固定部和第二固定部之间的连接部，三部分连接后，引线呈折弯形状，形成立体钎焊结构；引线与焊盘焊接后，在引线的第一固定部的两端均能够形成良好的“弯月面”焊料包角，缓解外力对金属化层的冲击，保证引线焊接强度的可靠性，保证引线连接的强度；同时，在相同引脚数的情况下，采用0.40mm节距，外壳外形尺寸可比0.50mm节距外壳缩小18％以上，与常规管壳相比，有效减小了管壳的整体尺寸，满足小型化设计发展趋势。

本发明提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的制备方法，采用双面刻蚀，能够减小侧面刻蚀量，能够实现外壳的壁厚最小0.40mm，外壳芯腔底部可以达到0.20mm，在满足可靠性的前提下，实现外壳外形尺寸的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图1的仰视结构示意图；

图4为图3中A处的局部放大结构示意图

图5为本发明实施例二提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的结构示意图；

图6为图5的俯视结构示意图；

图7为图5的仰视结构示意图；

图8为本发明实施例三提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的结构示意图；

图9为图8的俯视结构示意图；

图10为图8的仰视结构示意图；

图11为本发明实施例提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳与PCB板焊接的结构示意图。

图中：1、陶瓷体；2、焊料包角；3、引线；31、第二固定部；32、连接部；33、第一固定部；34、加宽段；4、腔体；5、焊盘；6、索引标识；7、倒角；8、键合指；9、热沉；10、封口环；11、芯片；12、盖板；13、PCB板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图11，现对本发明提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳进行说明。所述0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳，包括设有腔体4的陶瓷体1、多个沿所述陶瓷体1的上端面或下端面的四边均匀布设的焊盘5、以及引线2；引线2的数量与所述焊盘5的数量相同，且一一对应与所述焊盘5连接，所述引线2的节距为0.4mm，所述引线2包括用于与所述焊盘5焊接的第一固定部33、用于与PCB板13焊接的第二固定部31、以及连接在所述第一固定部33和第二固定部31之间的连接部32，所述第一固定部33与所述焊盘5平行且不凸出所述陶瓷体1的外周，所述第二固定部31向所述陶瓷体1的外面延伸且与所述PCB板13平行，所述连接部32倾斜连接在所述第一固定部33和所述第二固定部31之间。

本发明提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳，与现有技术相比，是基于四边引线扁平外壳的基础上焊接0.4mm节距的引线2，通过将陶瓷四边引线扁平外壳最小节距由目前0.50mm减小为0.40mm，满足网口芯片存储器等电路应用对外壳的需求；为实现0.4节距的引线2，减小外壳的外形尺寸，引线2分三部分，包括用于与焊盘5焊接的第一固定部33、用于与PCB板13(又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，英文简称PCB(printed circuitboar)焊接的第二固定部31以及连接在第一固定部33和第二固定部31之间的连接部32，三部分连接后，引线2呈折弯形状，形成立体钎焊结构；引线2与焊盘5焊接后，在引线2的第一固定部33的两端均能够形成良好的“弯月面”焊料包角2，缓解外力对金属化层的冲击，保证引线2焊接强度的可靠性，保证引线2连接的强度；同时，在相同引脚数的情况下，采用0.40mm节距的外形尺寸最小可达3mm×3mm，0.5mm节距的外壳外形尺寸为5mm×5mm，因此相比0.50mm节距外壳缩小18％以上，与常规管壳相比，有效减小了管壳的整体尺寸，满足小型化设计发展趋势。

本实施例中，对于第一固定部33不凸出陶瓷体1的外周的进一步解释，参见图1，第一固定部与陶瓷体的外周之间具有一定的距离，引线2与焊盘5焊接后，在引线2的第一固定部33的两端均能够形成良好的“弯月面”焊料包角2，由于第一固定部完全处于陶瓷件的端面内，且焊料包角也不会外露在陶瓷件的外面，能够提高引线与陶瓷件焊接的可靠性。

作为本发明提供的0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的一种具体实施方式，请参阅图2、图4、图6、图9，在所述陶瓷体1四角的交叉处，相邻的两个焊盘5的长度小于其余各所述焊盘5的长度，且所述相邻的两个焊盘距离最近的两个顶角均设置倒角7；在所述陶瓷体1四角的交叉处，相邻的两个引线2的所述第一固定部33距离最近的两个顶角均设置倒角7。由于陶瓷四边引线扁平外壳的最小外形尺寸主要取决于外壳引脚数和引线节距，当引脚数和引线节距固定时，外形尺寸也就基本固定，对于制备0.5mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳而言，如果制备0.4mm节距的外壳，进一步缩小外形尺寸，外壳四个角上的引脚焊盘5就会交叠，而且四个角上的引线也会交叠无法进行刻蚀加工，为了避免四角交叉，本实施例对四角的焊盘5及焊接位置的引线进行了倒角7处理，避免交叠，在保证引线不交叉的可刻蚀加工的前提下，可以在焊盘5长度尺寸减小的情况下，有效的保证引线的焊接面积，保证引线的焊接可靠，进而保证焊接强度。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，位于交叉处的其中一个所述焊盘5的侧面设有索引标识6。设置索引标识6便于焊接时位置的识别，本文中后面所提及的索引标识，图中统一标号为6，不再另行标号。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图2及图3，所述第二固定部31和/或所述连接部32分别设有加宽段34。当陶瓷外壳引线数超过144时，在使用时需要对引线2进行二次成型，即需要对引线2再进行一次打弯处理，由于本实施例的引线2宽度较窄，在二次成型时引线2容易发生开裂，为避免此类问题，本实施例对需要进行二次成型的引线2部位进行了加宽处理，这样就可以保证引线2二次成型不会发生开裂，而且提高了引线2的牢固性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1、图5及图8，所述引线2的宽度为0.15±0.05mm，所述引线2的厚度C为0.1±0.05mm。由于0.40mm节距陶瓷四边引线扁平外壳的引线宽度中心值0.15mm比0.50mm节距的引线2宽度0.20mm，减小了25％，引线厚度中心值0.1mm比0.50mm节距的引线厚度0.15mm减小了33％，通过引线2尺寸的处理，实现外壳的小型化。同时为了保证引线2的抗疲劳性能，可以对引线2疲劳部位进行加宽处理，也即上述实施例中的加宽段34。

本实施例中，参见图2，相邻引线2之间的间距B为0.15±0.05mm。这里不是指两个引线2加宽段34之间的距离。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图2、图6及图9，所述引线2的位置度小于等于0.15mm。通过设定位置偏差，保证引线2焊接的位置准确，进而保证引线2之间的节距要求。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图11，与所述PCB板13连接的所述第二固定部31的平面度小于等于0.1mm。通过限定平面度，提高引线2与PCB板13焊接的可靠性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1至图10，所述引线2的数量为4-352，能够适应不同封装器件的要求。

本实施例中，外壳的外形尺寸最小可达3mm×3mm，在相同引脚数的情况下，采用0.40mm节距，外壳的外形尺寸可比0.50mm节距外壳缩小18％以上，与常规管壳相比，有效减小了管壳的整体尺寸，满足小型化设计发展趋势。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图2、图7及图10，所述焊盘5的长度大于等于1.0mm，宽度为0.2-0.3mm，同一边中相邻两焊盘5的间距大于等于0.1mm。本实施例中，0.40mm节距陶瓷四边引线扁平外壳的焊盘5宽度中心值为0.28mm，以0.40mm节距陶瓷四边引线扁平外壳的焊盘5宽度中心值0.28mm为例，比0.50mm节距的焊盘5宽度0.35mm，宽度减小了20％，此时，为保证引线2焊接强度应尽可能的加长引脚的焊接长度。其中，相邻焊盘5中心距之间的距离D为0.4±0.05mm。

本实施例中，参见图9，为便于键合时识别键合指编号，腔体4内键合指8具有键合指8的索引标识6；芯腔内带有对位标记或对位标识，对位标记为圆形或三角形结构图形，对位腔体为十字形或L形结构的定位腔体结构，便于芯片精确安装。

本实施例中，参见图9，为了便于自动键合时位置识别，在每边最外侧键合指8上增加十字形或者L形的对位识别标识。

本实施例中，为便于器件测试及板级安装时方向对位，封口面具有明显的方向索引标识。

本实施例中，键合指8宽度最小可实现0.06mm，键合指8间距最小可实现0.06mm。本实施例提供的外壳，引线宽度、引线的厚度、引线的间距和中心距、焊盘的宽度、焊盘的间距和中心距、以及键合指的宽度和间距，比相同引脚的0.5mm节距的外壳尺寸都具有明显的减小，实现外壳的小型化，具有体积小、重量轻、封装密度、高热电性能好、适于表面安装等特点，主要涉及陶瓷四边引线扁平外壳(CQFP)和采用CQFP封装形式的多芯片陶瓷外壳(MCP-multi-chippackage,多芯片封装)，腔体4内部封装数字逻辑芯片、模拟收发电路、存储器、无源元件等，以实现更高的封装密度，更佳的系统功能，主要应用于先进通讯引擎、SRAM、轴角转换器等各类高密度集成电路系统。

本实施例提供的外壳，分为顶部和底部引出的方式。顶部引出方式，参见图1及图11，板级安装时需要对引线进行二次成型，引线2成型高度大，易吸收PCB板13与外壳之间的热应力，适用于外形尺寸较大的瓷件；底部引出方式，参见图5及图8，引线2成型高度低，吸收应力能力弱，适用于瓷件尺寸较小的结构。本实施例提供的外壳主要由陶瓷件1、封口环10(必要时)、引线3、热沉9(必要时)及绝缘瓷条(必要时)组成，陶瓷件材料为90％的氧化铝，采用多层氧化铝陶瓷钨金属化高温共烧工艺制作，封口环10及引线材料为铁镍合金或铁镍钴合金，热沉9材料为钨铜、钼铜及CPC等，陶瓷件1与封口环10、热沉9及引线采用银铜焊料焊接。金属封口环用于金锡封口、平行缝焊或激光缝焊封口，热沉用于芯片11接地或散热。

本发明的另一目的在于提供一种0.4mm节距的陶瓷四边引线扁平外壳的制备方法，包括：

采用双面刻蚀；

陶瓷体1壁厚大于等于0.4mm；

陶瓷体1的腔体4底部厚度大于等于0.2mm。

本实施例对于0.4mm节距的外壳采用双面刻蚀加工方法。蚀刻法加工属无应力加工手段，是通过一种感光抗蚀剂将工件部分保护起来，再用一种强氧化剂通过化学氧化反应将未曾保护的金属去除得到无毛刺、无应力的平整精密图形的工程生产技术。

对于蚀刻工艺来说，由于蚀刻的实质是借助蚀刻液与待蚀刻材料之间的化学反应，所以湿法蚀刻是无方向性的，不可避免存在侧面过度刻蚀问题。

侧面过度刻蚀会导致引线有效截面积的下降，引线边缘变薄且悬空，打弯成型过程中受到模具的冲击，造成引线边缘开裂，影响引线拉力及引线疲劳性能，对引线牢固性造成很大隐患。尤其是对于0.40mm节距的外壳，由于引线宽度比0.50mm节距减小了25％，引线厚度比0.50mm节距减小了33％，侧面过度刻蚀对于引线牢固性的影响更为突出。

本实施例中，采用双面刻蚀，减小侧面刻蚀量。但由于设备的耐高温性的限制，在蚀刻时温度不能超过60℃，为保持恒温，在蚀刻时必须进行冷却降温。蚀刻主要通过工件传输速度来控制，通过控制工件在蚀刻机中蚀刻穿时所达到位置来确定蚀刻速度，以保证蚀刻的精度。

本实施例制备方法中，引线拟采用喷射或溅射双面蚀刻方式，增大垂直方向的蚀刻作用力，提高垂直蚀刻速度，实现引线加工。

本实施例制备的外壳还具有如下优点：具有一个或多个腔体4，最多可达10个腔体4，内部可安装多个芯片和多种无源元件，满足用户高集成度的封装要求；陶瓷外壳具备可多层布线、高可靠性、高气密性、散热能力强等特点；陶瓷外壳可具有2层到50层的布线结构；封装气密性高，气密性满足≤1×10^-3Pa·cm³/s，A4；可靠性高，可满足温度循环：-65℃～175℃，200次，恒定加速度：30000g，Y1方向，1min。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。