抗高过载电子器件封装管壳制造技术

本发明专利技术给出了一种抗高过载电子器件封装管壳，管壳座侧壁开有盖板槽、键合槽和密封槽，凹槽侧壁形成密封台阶和键合台阶；盖板与凹槽的密封台阶配合，盖板和凹槽内构成密封腔，管壳座上有水平金属焊脚和垂直金属焊脚，每个垂直金属焊脚包括水平部和垂直部；凹槽的盖板槽延伸至管壳座的上端面；垂直金属焊脚包括第一垂直焊脚和第二垂直焊脚，第一垂直焊脚和第二垂直焊脚的垂直部处于管壳座侧壁上，第一垂直焊脚和第二垂直焊脚的水平部都处于管壳底板上，盖板固定有金属条；焊锡包裹第二垂直焊脚和金属条。本封装管壳的垂直焊脚通过焊锡焊接PCB的焊盘；焊锡全面覆盖管壳的第一垂直焊脚、第二垂直焊脚以及金属条，焊锡高度可使电子器件抗机械冲击。

Anti high overload electronic device package shell

The invention provides a high overload resistance electronic packaging shell, shell and a side wall is provided with a cover plate groove, key groove and seal groove, forming the side wall of the groove sealing step and bonding steps; the cover plate and the groove of the sealing step with the cover plate and the groove form a sealing cavity, pipe with horizontal metal welding feet and the vertical metal soldering pin on the shell seat, each vertical metal welding foot comprises a horizontal part and vertical part; upper end cover plate groove groove extends to the shell seat; the vertical metal soldering pin includes a first vertical leg and second vertical welding pin, the vertical part of the first vertical welding foot and second vertical feet in shell and tube welding base on the side wall of the first level, and second foot vertical welding vertical welding feet are shell plate, cover plate fixed with metal strip; solder wrapped second vertical feet and metal welding. The vertical welding foot of the package is welded to the pad of PCB by soldering tin. The soldering tin covers the first vertical welding foot, the second vertical welding foot and the metal bar, and the solder height can make the electronic device resist mechanical impact.

【技术实现步骤摘要】
抗高过载电子器件封装管壳
本专利技术涉及一种电子器件的封装管壳，特别涉及一种抗高过载电子器件封装管壳。
技术介绍
电子器件封装是将一个或多个电子元器件芯片相互电连接，然后封装在一个保护结构中，其目的是为电子芯片提供电连接，机械保护，化学腐蚀保护等。封装技术的发展趋势，就是要封装外形越来越小，功能越来越多，成本越来越低。工业应用的某些传感器产品，出于性能和可靠性的考虑，特别是减少应力影响的考虑，采用空腔封装方法，即将电子芯片通过粘片胶安装在预成型的封装管壳的底板上，键合金属线将芯片的电信号引出封装管壳，最后用盖板密封封装管壳。对于某些电子产品，特别是对那些有方向要求的微型传感器，如MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微机电)器件加速度计，MEMS陀螺仪，磁传感器件，光传感器件等，电子元器件芯片被密封在一个封装腔中，使用时需要垂直安装在用户的PCB板上，所以需要垂直安装的焊接或焊盘；另外，为了保证器件在高机械冲击力的环境下能够保持完好，还需要与PCB有足够的安装强度。高机械冲击力也叫做高过载下，例如1～5万G(G为地球引力单位)。以前的方法是用带有金属焊脚的陶瓷或可伐金属-玻璃封装管壳，安装到PCB上时，如果是直插式的金属焊脚，焊接插入PCB的安装孔；如果是弯出式的焊接，则焊脚接到封装壳体投影面积以外的PCB焊盘上。不管如何，带有金属脚的垂直封装管壳有焊脚在测试过程中易变形、体积大、不易自动化安装等问题，现在正在被小型化的无引脚的陶瓷封装管壳代替。无引脚的垂直封装的陶瓷管壳既有水平贴装的焊盘，又有垂直贴装的焊盘。图1至3展示的是现有技术的垂直贴装管壳的贴装方法，电子器件10的管壳11的Y方向垂直于PCB板31，管壳垂直焊脚15通过焊锡16连接到PCB板焊盘17上，焊脚15的水平部15b制作在管壳11的-Y方向11d上，与PCB板焊盘17平行；焊脚15的垂直部15a制作在管壳11的+X方向11a和-X方向11b上，与PCB板焊盘17垂直。焊锡16既起到电连接的作用，又起到固定管壳11的作用。水平焊脚13是用于测试或水平贴装用的。在高过载使用环境下，由于X方向为管壳三维的最小尺寸D1，最容易损坏，即存在由PCB传导的沿X方向的高机械冲击力时，管壳11在焊锡16处与PCB脱离。根据物理常识，为抵抗X方向的机械冲击力，管壳的高度H1越小越好，管壳的厚度D1越大越好，焊锡16的越高越宽越好；实际应用中，电子器件10作为用户电子系统的一个部件，体积越小越好，所以管壳厚度D1受到严格的尺寸限制；同样道理，PCB板焊盘17的尺寸也受到限制；因此，在X方向的尺寸受到限制的情况下，为增加抗机械冲击能力，只能在图1中Y方向作出改进，即降低管壳高度H1，增加焊锡16的高度；焊锡16的高度取决于垂直焊脚15的垂直部分15a的长度。但降低管壳高度H1和增加垂直焊脚15a部分的长度是相互矛盾的，如图2所示，管壳11由管壳座12和盖板18构成，盖板18位于管壳开口20中，所以管壳的高度H1由管壳上边墙21的宽度21a、开口20的宽度20a、管壳下边墙22的宽度22a三者构成。垂直焊脚15a部分制作在下边墙22上，决定了下边墙宽度22a。所以现有技术中，增加垂直焊脚15的垂直部分15a的长度，必然增加管壳的总体高度H1；而增加H1意味着管壳的重心升高，不利于增加抗机械冲击能力。构成管壳高度H1的另外二者中，上边墙宽度21a取决于管壳制造商的加工能力，对陶瓷管壳而言，最小0.2～0.3毫米；开口宽度22a取决于芯片尺寸，图3是现有技术的器件10沿Y方向的剖面图，芯片30通过装片胶28固定在管壳底板23上，其电信号通过金属线29连接到位于键合台阶24上的管壳键合焊盘25上，管壳键合焊盘25与水平焊脚13或垂直焊脚15内部相连；盖板18通过密封材料27固定在密封台阶26上，其面积略小于管壳开口20，与管壳座围成一个密封腔19。管壳的键合台阶24、密封台阶26的尺寸是固定的，所以芯片30的尺寸决定了开口20的宽度20a，无法缩小。总之，现有技术无法在增加垂直焊脚的高度的同时，保持或缩小管壳在Y方向的尺寸。总之，现有技术无法在增加垂直焊脚的高度的同时，保持或缩小管壳在Y方向的尺寸。专利EP0665438A1描述的是一种垂直贴装的加速度计器件，加速度计的MEMS芯片和ASIC(Application-Specific-Integrated-Circuit，专用集成电路)芯片安装在无引线陶瓷管壳的底板上，通过键合金属线相互连接电信号，陶瓷管壳由可伐金属盖板密封，在陶瓷管壳的一个侧面有二排焊盘，将这些焊盘焊接到PCB板对于位置，就达到了垂直贴装的目的。但可伐金属盖板导电，与侧面焊盘的垂直部分必须有一定的间距以防短路，所以管壳垂直贴装方向的高度无法做得足够小。另外，这种封装管壳如果要抗高过载，必须将垂直贴装方向的焊盘做得做过长，或者管壳水平方向的尺寸足够宽，导致管壳尺寸大，无法满足客户对器件尺寸越来越小的要求。专利US9278851B2描述的是圆片级封装的垂直贴装MEMS芯片，即MEMS芯片不需要陶瓷管壳封装而可以直接垂直贴装在PCB板上，虽然器件尺寸小，但其外壳是Si或玻璃材料，非常脆弱，直接焊接在PCB上时不能隔离应力，除了器件零点稳定性、随温度变化的输出信号漂移等性能比陶瓷管壳封装的器件差外，更不能抗高过载。这类封装可以用在消费级电子产品中，高端工业领域无法应用。专利CN101247709A描述的是通过金属焊脚将电子器件垂直固定在PCB板上，体积大，不抗高过载。YangZhao等的美国专利US7536909描述的是在封装内部将芯片垂直安装，然后注塑，并不是空腔封装，MEMS芯片受到的外部应力很大，产品性能较差，一般用于消费级电子产品。LakshmanS.Wathanawasam等的美国专利US7176478描述的是形成磁传感芯片垂直安装所需的转换板的方法；小池智之的日本专利“特開平7-27641”描述的是一种压力传感器芯片垂直安装的封装方法。它们都是关于芯片在封装内部垂直安装的方法，没有述及到管壳垂直贴的方法，更没有述及抗高过载的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种体积较小、抗高过载的抗高过载电子器件封装管壳。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抗高过载电子器件封装管壳，包括管壳座和盖板，管壳座侧壁开有三段结构的凹槽，从凹槽开口向管壳座内侧方向依次为盖板槽、键合槽和密封槽，盖板槽、键合槽和密封槽的截面积依次减小，凹槽侧壁形成密封台阶和键合台阶，键合台阶表面设有键合焊盘，将电信号联通到管壳对应的金属焊脚上，键合焊盘与芯片之间键合金属线；盖板与凹槽的密封台阶配合且密封在凹槽开口处，盖板和凹槽内构成容纳电子芯片的密封腔，管壳座的底面和各个侧面上制作有导通电信号的若干水平金属焊脚和若干垂直金属焊脚，与对应键合台阶的键合焊盘有电连接，每个垂直金属焊脚包括水平部和垂直部；凹槽的盖板槽延伸至管壳座的上端面；若干垂直金属焊脚包括第一垂直焊脚和第二垂直焊脚，第一垂直焊脚垂直部处于远离凹槽开口的管壳座的侧壁上，第二垂直焊脚的垂直部处于与凹槽开口的同一侧的管壳座侧壁上，第一垂直焊脚的水平部和第二垂直焊脚的水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗高过载电子器件封装管壳，包括管壳座和盖板，管壳座侧壁开有三段结构的凹槽，从凹槽开口向管壳座内侧方向依次为盖板槽、键合槽和密封槽，盖板槽、键合槽和密封槽的截面积依次减小，凹槽侧壁形成密封台阶和键合台阶，键合台阶表面设有键合焊盘，将电信号联通到管壳对应的金属焊脚上，键合焊盘与芯片之间键合金属线；盖板与凹槽的密封台阶配合且密封在凹槽开口处，盖板和凹槽内构成容纳电子芯片的密封腔，管壳座的底面和各个侧面上制作有导通电信号的若干水平金属焊脚和若干垂直金属焊脚，与对应键合台阶的键合焊盘有电连接，每个垂直金属焊脚包括水平部和垂直部；其特征在于：凹槽的盖板槽延伸至管壳座的上端面；若干垂直金属焊脚包括第一垂直焊脚和第二垂直焊脚，第一垂直焊脚垂直部处于远离凹槽开口的管壳座的侧壁上，第二垂直焊脚的垂直部处于与凹槽开口的同一侧的管壳座侧壁上，第一垂直焊脚的水平部和第二垂直焊脚的水平部都处于管壳底板上，盖板对应第二垂直焊脚位置固定有金属条；第一垂直焊脚和第二垂直焊脚通过焊锡连接到PCB板焊盘上，每个固定第二垂直焊脚的焊锡包裹第二垂直焊脚和对应的金属条。

【技术特征摘要】
1.一种抗高过载电子器件封装管壳，包括管壳座和盖板，管壳座侧壁开有三段结构的凹槽，从凹槽开口向管壳座内侧方向依次为盖板槽、键合槽和密封槽，盖板槽、键合槽和密封槽的截面积依次减小，凹槽侧壁形成密封台阶和键合台阶，键合台阶表面设有键合焊盘，将电信号联通到管壳对应的金属焊脚上，键合焊盘与芯片之间键合金属线；盖板与凹槽的密封台阶配合且密封在凹槽开口处，盖板和凹槽内构成容纳电子芯片的密封腔，管壳座的底面和各个侧面上制作有导通电信号的若干水平金属焊脚和若干垂直金属焊脚，与对应键合台阶的键合焊盘有电连接，每个垂直金属焊脚包括水平部和垂直部；其特征在于：凹槽的盖板槽延伸至管壳座的上端面；若干垂直金属焊脚包括第一垂直焊脚和第二垂直焊脚，第一垂直焊脚垂直部处于远离凹槽开口的管壳座的侧壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：华亚平，
申请(专利权)人：安徽北方芯动联科微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34