一种PCB芯片及其二次封装工艺制造技术

本发明专利技术提出了一种PCB芯片及其二次封装工艺，涉及电子测量仪器技术领域。PCB芯片，包括：霍尔芯片，其包括相对的第一表面、第二表面，及芯片引脚；PCB板，其与芯片引脚焊接连接，PCB板上挖设有第一凹槽，霍尔芯片的第一表面朝向第一凹槽，第二表面远离第一凹槽；PCB引脚，其焊接在PCB板上，PCB引脚与芯片引脚电路连接；封装外壳，其包括相对的第三表面和第四表面，第三表面上开设有第二凹槽，PCB板及焊接在PCB板上的霍尔芯片与PCB引脚均容纳于第二凹槽内，第二表面与第二凹槽开口边缘齐平。霍尔芯片的第一表面和第二表面均呈裸露状态，霍尔芯片产生的内应力得以充分释放，以此保证芯片性能稳定，提高精确度，有利于产品批量生产和品质提升。

A PCB chip and its secondary packaging technology

【技术实现步骤摘要】
一种PCB芯片及其二次封装工艺
本专利技术属于新能源汽车电流传感器
，涉及一种PCB芯片及其二次封装工艺。
技术介绍
电流传感器作为电动汽车能量控制和反馈的重要组成部件，由于行业主流厂商对控制器功率密度提出较高的要求，这就要求电流传感器要做到小型化、集成化同时适应更苛刻的使用环境，尤其是振动环境及高电磁干扰环境。焊接有霍尔元件的PCB板是电流传感器的重要组成部分，如CN208459468U公开的霍尔电流传感器。芯片封装是指安装半导体集成电路芯片的外壳，它有固定、密封、保护芯片并增强导热性能的作用。由于以上特性，越来越多的芯片厂家选择将大规模集成电路进行封装。因此，除了个别的定制化芯片，芯片的引脚定义通常都由芯片厂家决定，各个需要应用此芯片的设计也要根据芯片本身的引脚定义去设计电路。因此，引脚输出形式受到霍尔元件的限制不能满足用户多元化的需求。但想要根据电路转换从而重新确定引脚定义就是一件比较棘手的事情，主要存在以下几方面的问题：一、这类产品往往体积很小，不会有特别多的空间用以引脚电路转换。二、即使芯片引脚定义可以通过电路转换，芯片本身的固定是否牢固就形成了一种隐患。三、为确保芯片固定的稳固性，多数设计会选择封装二次注塑，但注塑的工艺本身决定了在注塑过程中会产生高压和高温，进而产生内部应力，这对芯片的集成电路会造成较大的损伤，同时降低芯片的性能，尤其是温漂方面的性能。温漂是指温度漂移，即芯片在不同温度下的表现与芯片在常温下的对比差值。温漂性能是评价芯片性能的重要指标。四、PCB封装在芯片部位容易出现环氧树脂分层现象，因此PCB封装容易开裂、密封性差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种内部应力小、温漂性能好的PCB芯片及其二次封装工艺。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种PCB芯片，包括：霍尔芯片，其包括相对的第一表面、第二表面，及芯片引脚；PCB板，其与芯片引脚焊接连接，PCB板上挖设有第一凹槽，霍尔芯片的第一表面朝向第一凹槽，第二表面远离第一凹槽；PCB引脚，其焊接在PCB板上，PCB引脚与芯片引脚电路连接；封装外壳，其包括相对的第三表面和第四表面，第三表面上开设有第二凹槽，PCB板及焊接在PCB板上的霍尔芯片与PCB引脚均容纳于第二凹槽内，第二表面与第二凹槽开口边缘齐平。作为本专利技术的进一步改进，第三表面上设置有第一凸台，第四表面上设置有第二凸台，第一凸台与第二凸台设置在PCB引脚与芯片引脚电路连通区域，第一凸台外侧面到PCB板靠近第一表面一侧的距离与第二凸台外侧面到PCB板远离第一表面一侧的距离相同。本专利技术还提供了一种二次封装工艺，包括如下步骤：S1：准备：PCB板上挖设第一凹槽；PCB引脚与芯片引脚电路连接；S2：焊接：霍尔引脚通过表面组装技术（SMT）焊接在PCB板上，使霍尔芯片第一表面朝向第一凹槽，第二表面远离第一凹槽；PCB引脚通过表面组装技术（SMT）焊接在PCB板上；S3：封装：对焊接了霍尔芯片与PCB引脚的PCB板进行注塑封装，形成PCB芯片；S4：烘烤：对封装后的PCB芯片进行烘烤，烘烤温度大于等于140℃，烘烤时间大于等于4小时。作为本专利技术的进一步改进，所述S3封装中具体包括如下步骤：A1：预热：对封装材料在50-70℃进行预热；A2：装填：将焊接了霍尔芯片与PCB引脚的PCB板置于封装机模具内；将预热后的封装材料注入封装机模具内；A3：成型：封装机模具内进行保温保压，温度为130℃至180℃，压强为25至35bar，保温保压持续时间为1至3分钟。作为本专利技术的进一步改进，所述封装材料为环氧树脂。作为本专利技术的进一步改进，还包括步骤S5，S5：表面处理：对PCB芯片进行喷砂处理。基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：本专利技术创造性的在PCB板上挖设了第一凹槽，第二表面与第二凹槽开口边缘齐平。由此使霍尔芯片的第一表面和第二表面均呈裸露状态，在二次封装过程中第一表面和第二表面产生的内应力得以充分释放，以此保证芯片性能稳定，提高精确度，有利于产品批量生产和品质提升。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1是对比例1的PCB芯片的结构示意图。图2是对比例1的PCB芯片中霍尔芯片、PCB板与PCB引脚的结构分解示意图。图3是实施例1、2的PCB芯片的结构示意图。图4是实施例1、2的PCB芯片的结构分解示意图。图5是实施例1、2、4的PCB芯片另一角度的结构示意图。图6是实施例1、2、4的PCB芯片的结构剖视图。图7是实施例3的PCB芯片的结构剖视图。图8是实施例1的温度漂移折线图。图9是实施例2的温度漂移折线图。图10是实施例3的温度漂移折线图。图11是实施例4的温度漂移折线图。图12是对比例1的温度漂移折线图。图13是对比例2的温度漂移折线图。图14是在125℃温度下仿真模拟实施例1芯片内部的应力情况。图15是在125℃温度下仿真模拟实施例3芯片内部的应力情况。图中，100、霍尔芯片；110、第一表面；120、第二表面；130、芯片引脚；200、PCB板；210、第一凹槽；220、PCB引脚；300、封装外壳；310、第三表面；320、第四表面；330、第二凹槽；340、第一凸台；350、第二凸台。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。下面结合图1至图12对本专利技术提供的技术方案进行更为详细的阐述。实施例1：一种PCB芯片，如图3至图6所示，包括：霍尔芯片100、PCB板200、PCB引脚220、封装外壳300。霍尔芯片100包括相对的第一表面110、第二表面120，及芯片引脚130；具体的，芯片引脚130设置在霍尔芯片100的两端。PCB板200与芯片引脚130焊接连接，PCB板200上挖设有第一凹槽210，霍尔芯片100的第一表面110朝向第一凹槽210，第二表面120远离第一凹槽210。PCB引脚220焊接在PCB板200上，PCB引脚220与芯片引脚130电路连接。在现有技术中，如图2所示，PCB板200并未挖设第一凹槽210，因此往往霍尔芯片100的第一表面110紧贴PCB板200表面，经过封装后，第一表面110与PCB板200表面紧贴并产生无法释放的应力，这一应力严重损害到霍尔芯片100及其中的集成电路，由此导致芯片的性能降低，尤其是温漂方面的性能。本专利技术正是针对该问题对PCB芯片进行了改进，PCB板200上挖设第一凹槽210，霍尔芯片100的第一表面110朝向第一凹槽210，这一设计使霍尔芯片100第一表面110在封装过程中产生的应力可以通过第一凹槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PCB芯片，其特征在于，包括：/n霍尔芯片，其包括相对的第一表面、第二表面，及芯片引脚；/nPCB板，其与芯片引脚焊接连接，PCB板上挖设有第一凹槽，霍尔芯片的第一表面朝向第一凹槽，第二表面远离第一凹槽；/nPCB引脚，其焊接在PCB板上，PCB引脚与芯片引脚电路连接；/n封装外壳，其包括相对的第三表面和第四表面，第三表面上开设有第二凹槽，PCB板及焊接在PCB板上的霍尔芯片与PCB引脚均容纳于第二凹槽内，第二表面与第二凹槽开口边缘齐平。/n

【技术特征摘要】
1.一种PCB芯片，其特征在于，包括：
霍尔芯片，其包括相对的第一表面、第二表面，及芯片引脚；
PCB板，其与芯片引脚焊接连接，PCB板上挖设有第一凹槽，霍尔芯片的第一表面朝向第一凹槽，第二表面远离第一凹槽；
PCB引脚，其焊接在PCB板上，PCB引脚与芯片引脚电路连接；
封装外壳，其包括相对的第三表面和第四表面，第三表面上开设有第二凹槽，PCB板及焊接在PCB板上的霍尔芯片与PCB引脚均容纳于第二凹槽内，第二表面与第二凹槽开口边缘齐平。


2.根据权利要求1所述的PCB芯片，其特征在于，第三表面上设置有第一凸台，第四表面上设置有第二凸台，第一凸台与第二凸台设置在PCB引脚与芯片引脚电路连通区域，第一凸台外侧面到PCB板靠近第一表面一侧的距离与第二凸台外侧面到PCB板远离第一表面一侧的距离相同。


3.一种二次封装工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1：准备：PCB板上挖设第一凹槽；PCB引脚与芯片引脚电路连接；
S2：焊接：霍尔引脚通过表面组装技术（SMT）焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辰玥，胡玄，胡冬青，朱文琴，马华超，陈竹建，张文江，吴如兆，
申请(专利权)人：宁波中车时代传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33