一种系统级封装的插针结构及一种系统级封装电子器件的制作方法

1.本实用新型涉及系统级封装电子器件领域，特别涉及一种系统级封装的插针结构及一种系统级封装电子器件。


背景技术：

2.常见的插针结构是以金属材质、表面电镀处理而成，因其材质自身良好的导电性能和承载大电流负荷及电镀后可焊性良好的优势，被广泛应用于电源模块。插针结构在电源模块中主要作为i/o端口，起到功率传输、信号传输、与外面pcb互联、稳固、散热等作用。
3.如图1所示，传统的插针结构由外部互联端1、插针支撑主体3和内部互联端4三部分组成。在进行塑封的过程中，因插针结构的插针支撑主体3、pcb6和装配焊接的累计公差，会导致插针主体面2不共面(如图1中虚线5所示)。在塑封过程中模具会对个别高针脚的插针主体面2产生压力，进而使得插针支撑主体3对pcb6产生应力，导致元器件损伤、pcb6变形及注塑溢胶。
4.当然，除电源模块外的其他系统级封装电子器件也可能存在相同的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种系统级封装的插针结构及一种系统级封装电子器件，用于解决封装注塑过程中由于插针主体面不共面，导致的元器件损伤、pcb变形和注塑溢胶的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种系统级封装的插针结构，所述插针结构包括：插针本体和针套，所述针套由弹性材料制成；
8.所述针套套嵌在所述插针本体的外部互联端根部；
9.其中，第一塑封层的厚度与第一长度之差的数值范围为：所述系统级封装中插针本体的插针支撑主体裸露面的垂直方向的高度差的数值范围，所述第一长度为：所述针套的长度与所述插针本体的插针支撑主体长度的和。
10.可选的，所述插针本体的外部互联端与所述针套过盈配合。
11.可选的，
12.所述针套的厚度与目标厚度的差位于预设的范围内，所述目标厚度为所述插针本体的插针支撑主体的直径与所述插针本体的外部互联端的直径之差的二分之一；
13.和/或，
14.所述针套为圆柱环。
15.可选的，所述针套的熔点高于所述系统级封装的封装注塑工艺热固化温度。
16.可选的，所述针套的厚度不小于0.3mm。
17.可选的，所述针套的熔点高于260度。
18.可选的，所述针套由塑胶材料制成。
19.一种系统级封装电子器件，包括：印刷电路板pcb、第一塑封层、第二塑封层和上述的任一种系统级封装的插针结构，
20.其中，所述插针结构垂直设置在所述pcb上，且所述插针结构的内部互联端插入在所述pcb内部；所述第一塑封层和所述第二塑封层分别对插入所述插针结构的pcb的两面进行塑封。
21.可选的，所述插针本体的外部互联端裸露在所述第一塑封层外部和/或第二塑封层外部。
22.可选的，所述pcb侧面暴露在所述第一塑封层和所述第二塑封层外部。
23.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提供了一种系统级封装的插针结构及一种系统级封装电子器件。所述插针结构包括：插针本体和针套，所述针套由弹性材料制成；所述针套套嵌在所述插针本体的外部互联端根部；第一塑封层的厚度与第一长度之差的数值范围为：所述系统级封装中插针本体的插针支撑主体裸露面的垂直方向的高度差的数值范围，所述第一长度为：所述针套的长度与所述插针本体的插针支撑主体长度的和。当插针主体面出现不共面的情况，在塑封时，较高一侧的针套先被压缩，由于塑胶材料具有形变量，因此上模具可继续向下压缩，直到插针主体面共面。本实用新型通过在插针本体上套嵌针套的方式，解决元器件损伤、pcb变形和注塑溢胶的问题。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对实用新型的不当限定。在附图中：
25.图1是现有的系统级封装电子器件的剖视图；
26.图2是现有的插针结构的立体图；
27.图3是本实用新型提供的系统级封装电子器件的剖视图；
28.图4是本实用新型提供的系统级封装电子器件的立体图；
29.图5是本实用新型提供的插针结构的剖视图；
30.图6是本实用新型提供的插针结构的立体图。
31.图1-图6中：1-外部互联端；2-插针主体面；3-插针支撑主体；4-内部互联端；5-共面线；6-pcb；7-针套；8-第一塑封层；9-第二塑封层。
具体实施方式
32.下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
33.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”是用于区别类似对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
34.需要说明的是，下文中的参考附图仅为示例，并非限定系统级封装电子器件中插针结构的数量，可根据实际需求来进行设置，可适当增加或减少系统级封装电子器件中插针结构的数量。
35.参阅图1，图1是现有的系统级封装电子器件的剖视图，该系统级封装电子器件包
括插针结构、pcb6、塑封层，插针结构的立体图如图2所示，主要包括：外部互联端1、插针支撑主体3和内部互联端4。
36.传统插针结构在进行塑封的过程中，因插针结构的插针支撑主体3、pcb6和装配焊接的累计公差，导致插针主体面2不共面(如图1中虚线5所示)进而造成元器件损伤、pcb6变形及注塑溢胶。而本实用新型提供的插针结构添加了针套结构，解决了此问题。
37.参阅图3，图3是本实用新型提供的系统级封装电子器件的剖视图，立体图如图4所示，该系统级封装电子器件包括插针结构、pcb6、第一塑封层8和第二塑封层9。
38.插针结构的剖视图如图5所示，立体图如图6所示，包括插针本体和针套7，其中插针本体包括：外部互联端1、插针支撑主体3和内部互联端4。
39.可选的，针套7套嵌在插针本体的外部互联端1的根部，插针支撑主体3远离pcb6的一端同时与针套7临近pcb6的一端和外部互联端1的底端相连，插针支撑主体3的另一端与内部互联端4相连，针套7、外部互联端1、插针支撑主体3、内部互联端4的中心轴位于同一直线上。
40.可选的，外部互联端1的直径与内部互联端4的直径一致。
41.可选的，针套7为圆柱环，针套7的厚度与目标厚度的差位于预设的范围内，目标厚度为插针本体的插针支撑主体3的直径与插针本体的外部互联端1的直径之差的二分之一，具体地，针套7的厚度不低于0.3mm。
42.可选的，第一塑封层8的厚度与第一长度之差的数值范围为：系统级封装中插针本体的插针支撑主体3裸露面的垂直方向的高度差的数值范围，第一长度为：针套7的长度与插针本体的插针支撑主体3长度的和。
43.可选的，第一长度的数值范围为：现有的插针结构的插针支撑主体3长度的数值范围。可见，本技术的插针本体的插针支撑主体3长度比现有的插针结构的插针支撑主体3长度要短，且二者的差距基本为针套7的长度。
44.可选的，外部互联端1与针套7过盈配合，保证针套7套在外部互联端1上不脱落，同时针套7在外力作用下可在外部互联端1上移动，在外力消失时针套7停止运动。
45.可选的，针套7的熔点高于系统级封装的封装注塑工艺热固化温度，保证针套7在封装热固化170度左右过程及外部互焊接中不融化不变形，可选的，针套7的熔点高于260度。
46.可选的，插针本体的外部互联端1、插针支撑主体3和内部互联端4的材料均为金属材质、表面电镀处理而成，因其材质自身良好的导电性和承载大电流负荷及电镀后可焊性良好，被广泛应用于系统级封装电子器件领域。
47.可选的，针套7为弹性材料，保证当插针主体面2出现不共面的情况下进行塑封时，较高一侧的针套先被压缩，由于针套7具有形变量，因此上模具可以继续向下直至到达预设位置而不会使得插针本体或pcb6损坏，且此插针结构有较强的抗震动能力和外部应用稳固性，具体地，针套7由塑胶材料制成。
48.将针套7套在插针本体的外部互联端1的根部即为本实用新型提供的插针结构，将插针结构与pcb6进行装配焊接，放入封装模具中封装，得到本实用新型提供的系统级封装电子器件(图4)。
49.可选的，第一塑封层8和第二塑封层9的厚度随封装模具的改变而改变。
50.可选的，插针结构垂直设置在pcb6一侧，且插针结构的内部互联端4插入在pcb6内部。
51.可选的，第一塑封层8和第二塑封层9分别对pcb6的两面进行塑封，pcb6侧面暴露在第一塑封层8和第二塑封层9外部。
52.可选的，第一塑封层8对部分插针结构进行塑封，具体地，插针本体的外部互联端1裸露在第一塑封层8外部和/或第二塑封层9外部，以实现系统级封装电子器件对外连接。
53.以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种系统级封装的插针结构，其特征在于，所述插针结构包括：插针本体和针套(7)，所述针套(7)由弹性材料制成；所述针套(7)套嵌在所述插针本体的外部互联端(1)根部；其中，第一塑封层(8)的厚度与第一长度之差的数值范围为：所述系统级封装中插针本体的插针支撑主体(3)裸露面的垂直方向的高度差的数值范围，所述第一长度为：所述针套(7)的长度与所述插针本体的插针支撑主体(3)长度的和。2.根据权利要求1所述的插针结构，其特征在于，所述插针本体的外部互联端(1)与所述针套(7)过盈配合。3.根据权利要求1所述的插针结构，其特征在于，所述针套(7)的厚度与目标厚度的差位于预设的范围内，所述目标厚度为所述插针本体的插针支撑主体(3)的直径与所述插针本体的外部互联端(1)的直径之差的二分之一；和/或，所述针套(7)为圆柱环。4.根据权利要求1所述的插针结构，其特征在于，所述针套(7)的熔点高于所述系统级封装的封装注塑工艺热固化温度。5.根据权利要求1所述的插针结构，其特征在于，所述针套(7)的厚度不小于0.3mm。6.根据权利要求1所述的插针结构，其特征在于，所述针套(7)的熔点高于260度。7.根据权利要求1所述的插针结构，其特征在于，所述针套(7)由塑胶材料制成。8.一种系统级封装电子器件，其特征在于，包括：印刷电路板pcb(6)、第一塑封层(8)、第二塑封层(9)和权利要求1至7中任一项所述的系统级封装的插针结构，其中，所述插针结构垂直设置在所述pcb(6)上，且所述插针结构的内部互联端(4)插入在所述pcb(6)内部；所述第一塑封层(8)和所述第二塑封层(9)分别对插入所述插针结构的pcb(6)的两面进行塑封。9.根据权利要求8所述的系统级封装电子器件，其特征在于，所述插针本体的外部互联端(1)裸露在所述第一塑封层(8)外部和/或第二塑封层(9)外部。10.根据权利要求8所述的系统级封装电子器件，其特征在于，所述pcb(6)侧面暴露在所述第一塑封层(8)和所述第二塑封层(9)外部。

技术总结
本实用新型提供了一种系统级封装的插针结构及一种系统级封装电子器件，插针结构包括：插针本体和针套，针套由弹性材料制成；针套套嵌在插针本体的外部互联端根部；第一塑封层的厚度与第一长度之差的数值范围为：系统级封装中插针本体的插针支撑主体裸露面的垂直方向的高度差的数值范围，第一长度为：针套的长度与插针本体的插针支撑主体长度的和。当插针主体面出现不共面的情况，在塑封时，较高一侧的针套先被压缩，由于塑胶材料具有形变量，因此上模具可继续向下压缩，直到插针主体面共面。本实用新型通过在插针本体上套嵌针套的方式，解决元器件损伤、PCB变形和注塑溢胶的问题。题。题。


技术研发人员：曾伟志 刘孝臣 王士民 丁贤后
受保护的技术使用者：深圳市雷能混合集成电路有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/7/17