用于半导体电路的装置

文档序号:193907 发布日期:2021-11-02 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 用于半导体电路的装置 (Device for semiconductor circuit ) 是由 王敏 左安超 谢荣才 高远航 于 2021-08-17 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种用于半导体电路的装置,包括框架定位条和加强筋,框架定位条的一长侧边向外垂直延伸有多个引脚,各个引脚间隔设置,引脚的尾端具有用于固定在塑封体中的封装段,封装段包括朝框架定位条所在平面的下方弯曲设置的下沉段,且下沉段的端部向上翘曲设置;加强筋横跨各个引脚并连接,加强筋位于封装段与框架定位条之间。本发明技术方案,在MIPS注塑过程中,基板会由于引脚的端部为向上翘曲设置而呈倾斜状态的放置在模腔中,如此,减小了塑封材料在模腔中的阻力,平衡了基板上、下表面的塑封材料的填充满时间,保证模腔中的空气能从引脚与模具的间隙排除,避免了塑封外壳中产生气孔缺陷的情况,保证MIPS的产品质量。(The invention discloses a device for a semiconductor circuit, which comprises a frame positioning strip and a reinforcing rib, wherein a plurality of pins are vertically extended outwards from one long side edge of the frame positioning strip, the pins are arranged at intervals, the tail ends of the pins are provided with packaging sections for fixing in a plastic packaging body, each packaging section comprises a sinking section which is bent towards the lower part of the plane where the frame positioning strip is located, and the end part of the sinking section is arranged in a way of upwards warping; the reinforcing ribs cross the pins and are connected with the pins, and the reinforcing ribs are located between the packaging sections and the frame positioning strips. According to the technical scheme, in the MIPS injection molding process, the substrate is obliquely placed in the mold cavity due to the fact that the ends of the pins are arranged in the upward warping mode, so that the resistance of the plastic package material in the mold cavity is reduced, the filling time of the plastic package material on the upper surface and the lower surface of the substrate is balanced, air in the mold cavity can be removed from the gap between the pins and the mold, the problem that air holes are generated in a plastic package shell is avoided, and the product quality of the MIPS is guaranteed.)

用于半导体电路的装置

技术领域

本发明涉及功率半导体领域,特别涉及一种用于半导体电路的装置。

背景技术

半导体电路是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品,在制造过程中,采用传递模方式生产。将组装好所有元器件(包括芯片和阻容件)及引脚的基板放置在模具腔体内,通过注塑高温固化成型最终形成产品塑封体本体外壳。

具体的的注塑过程为:塑封材料从模腔一端的注塑口注入模腔中,塑封材料从注胶口向四周流动,并从基板的正面(上表面)和背面(下表面)分别向前流动,最终同时到达模腔另一端形成结合线,模腔内的空气通过上模、下模与引脚的间隙溢出,最终塑封材料充满整个模腔并固化成型。由于基板正面设置有元器件,与基板背面的结构有差异,因此在注塑过程中,基板正面与背面的塑封材料流速不同,被塑封材料填充满的时间有一定差异,基板正面与背面的塑封材料很容易出现不在引脚处汇合的情况,而是在基板内部的某个位置形成结合线,造成空气不能排除,从而形成气孔缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于半导体电路的装置,旨在解决半导体电路生产注塑过程中的气孔缺陷问题。

为实现上述目的,本发明提出的用于半导体电路的装置,包括:

框架定位条,所述框架定位条的一长侧边向外垂直延伸有多个引脚,各个所述引脚间隔设置,所述引脚的尾端具有用于固定在塑封体中的封装段,所述封装段包括朝所述框架定位条所在平面的下方弯曲设置的下沉段,且所述下沉段的端部向上翘曲设置;

加强筋,所述加强筋横跨各个所述引脚并连接,所述加强筋位于所述封装段与所述框架定位条之间。

优选地,所述下沉段向下弯曲的角度范围为30°至50°,所述下沉段的端部翘曲的角度范围为3°至5°。

优选地,所述引脚的宽度为200至800μm,相邻的两所述引脚的中心线之间的距离为2.54mm、1.27mm、1.78mm、1mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm中的一种。

优选地,各个所述引脚长度相等。

优选地,各个所述引脚均匀间隔设置,部分所述引脚的封装段被去除。

优选地,所述封装段的上表面具有邻近所述下沉段设置的凹槽。

优选地,所述凹槽数量为多个,多个所述凹槽沿所述引脚的延伸方向间隔分布。

优选地,所述凹槽为沿所述框架定位条的长度方向延伸的V形槽或U形槽。

优选地,所述加强筋与所述框架定位条平行,且所述加强筋邻近所述封装段设置。

优选地,所述框架定位条上设有沿其长度方向均匀间隔分布的若干定位孔,所述框架定位条的两端端部分别与其相邻的所述引脚之间的距离相等,且大于0。

本发明半导体电路的技术方案,在MIPS的生产制造的注塑过程中,由于各个引脚的翘曲的端部焊接在基板上,基板会由于引脚的端部为向上翘曲设置而呈倾斜状态的放置在模腔中,基板靠近注塑口的一端上翘,如此,减小了塑封材料在模腔中的阻力,平衡了基板上、下表面的塑封材料的填充满时间,使基板上、下表面的塑封材料可在引脚处汇合形成结合线,保证模腔中的空气能从引脚与模具的间隙排除,避免了塑封外壳中产生气孔缺陷的情况,保证MIPS的产品质量。

附图说明

图1为本发明用于半导体电路的装置一实施例的结构示意图;

图2为图1所示的用于半导体电路的装置的左视图;

图3为图1所示的用于半导体电路的装置的左视图的部分示意图;

图4为图3中C位置的放大示意图;

图5为本发明用于半导体电路的装置在产品注塑时与基板相对的位置状态示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提到的半导体电路,是一种将功率开关器件和高压驱动电路等集成在一起,并在外表进行密封封装的一种电路模块,在电力电子领域应用广泛,如驱动电机的变频器、各种逆变电压、变频调速、冶金机械、电力牵引、变频家电等领域应用。这里的半导体电路还有多种其他的名称,如模块化智能功率系统(Modular lntelligent Power System,MIPS)、智能功率模块(Intelligent Power Module,IPM),或者称为混合集成电路、功率半导体模块、功率模块等名称。在本发明的以下实施例中,统一称为模块化智能功率系统(MIPS)。

本发明实施例提出一种用于MIPS的装置,是一种MIPS的引线框架,可通用于各种类型的MIPS。

参照图1,本实施例的用于MIPS的装置包括框架定位条10和加强筋30。

其中,框架定位条10的一长侧边向外垂直延伸有多个引脚20,各个引脚20间隔设置,引脚20的尾端具有用于固定在塑封体中的封装段21,在MIPS生产制造时,封装段21的端部焊接在基板(设置有电路布线层的散热基板)的焊盘上,通过注塑形成塑封体外壳后,封装段21则被塑封在塑封体中固定。具体的,结合参照图2和图3,封装段21包括朝框架定位条10所在平面的下方弯曲设置的下沉段A,且下沉段A的端部B向上翘曲设置(参考图3)。在MIPS生产制造过程中,各个引脚20的下沉段A的翘曲部分(即端部B)分别与基板上的相应焊盘焊接固定,翘曲部分的尺寸长度根据焊盘尺寸大小设置,通常设置为焊盘长度尺寸的三分之一左右,例如,(0.5mm~1mm)。弯曲设置的下沉段A,使得在焊接引脚20时,更加稳定和方便,焊接出来的效果更好;下沉段A的尺寸根据封装体的外围尺寸而定。

需要说明的是,本实施例用于MIPS的装置中,下沉段A和翘曲部分都是通过工艺加工弯曲形成,其弯曲处均为平滑过渡的弧面结构,不存在尖角结构,从而改善了应力集中问题。

其中,加强筋30横跨各个引脚20并连接,加强筋30位于封装段21与框架定位条10之间。加强筋30可与引脚20为一体的,通过冲压工艺或蚀刻工艺形成。由于引脚20是比较细长的,容易变形,因此,通过增加加强筋30将横跨连接各个引脚20,使各个引脚20形成一个整体,相互提升强度,从而更加牢固,不易变形。加强筋30尺寸太小会增加加工难度,成本较高,加强筋30尺寸太大,则后期切除时难度大,因此,加强筋30宽度尺寸通常采用为0.5~2mm。

结合参照图5,本实施例用于MIPS的装置100,在MIPS的生产制造的注塑过程中,由于各个引脚20的翘曲的端部焊接在基板200上,基板200会由于引脚20的端部为向上翘曲设置而呈倾斜状态的放置在模腔中,基板200靠近注塑口的一端上翘,如此,减小了塑封材料(例如树脂)在模腔中的阻力,平衡了基板200上、下表面的塑封材料的填充满时间,使基板200上、下表面的塑封材料可在引脚20处汇合形成结合线,保证模腔中的空气能从引脚20与模具的间隙排除,避免了塑封外壳中产生气孔缺陷的情况,保证MIPS的产品质量。

当然,采用本实施例的MIPS的引线框架的MIPS,在模腔中注塑填充满塑封材料后,塑封材料还没有冷却成型时,可通过顶针将基板200下压至水平,引脚20与基板200焊接的翘曲端则跟随基板200变为基本水平的状态,如此,使最终成型后的产品,塑封壳体内的基板200为水平状态。

进一步地,基于对多种MIPS产品的注塑情况分析,当下沉段A的端部翘曲的角度在3°和5°之间时,基板200上、下表面的塑封材料基本刚好在引脚20处结合,保证模腔中空气全部排出,有效的防止气孔的产生;故,本实施例的下沉段A端部翘曲的角度范围优选为3°至5°。当然,在其他实施例中,下沉段A端部翘曲的角度范围还可更大一些。

下沉段A向下弯曲的角度J根据需要下沉的深度而定,需要下沉的深度越深,向下弯曲的角度J越大,需要下沉的深度越浅,向下弯曲的角度J越小,本实施例中,下沉段A向下弯曲的角度范围优选为30°至50°。

本实施例中,引脚20的宽度范围采用200至800μm,引脚20的厚度范围采用200至600μm,以满足电流的通流能力和引脚20本身的强度。相邻的两引脚20的中心线之间的距离为2.54mm、1.27mm、1.78mm、1mm、0.8mm、0.65mm、0.5mm、0.4mm中的一种,相邻的两引脚20的中心线之间的距离是根据不同的工作电路来选择相应的值,以满足爬电距离与电气间隙。具体的,引脚20的宽度选的值越大时,相邻的两引脚20的中心线之间的距离则对应取上述所列距离中较大的值;例如,引脚20的宽度选用800μm时,相邻的两引脚20的中心线之间的距离取2.54mm,引脚20的宽度选用200μm时,相邻的两引脚20的中心线之间的距离取0.4mm。由于引脚20、框架定位条10和加强筋30通常为一体成型所形成的,因此,框架定位条10和加强筋30的厚度尺寸范围与引脚20的厚度尺寸范围是一致的。

由于通常基板200上的焊盘通常为分布在距离基板200边缘距离相等的位置,故本实施例的引线框架采用各个引脚20长度相等。当然,在其他实施例中,根据基板200上的焊盘分布情况不同,各个引脚20的长度也可以设置为不相等。

进一步地,参照图1,本实施例中,采用各个引脚20均匀间隔设置,部分引脚20的封装段21被去除。去除封装段21的引脚20形成引线框架上不与基板200进行焊接的假引脚。由于本实施例的引线框架的各个引脚20均匀间隔设置,因此,该引线框架在MIPS产品的引脚20方案改变时,不用改变封装模具里面固定引线框架的卡位,只需根据MIPS的引脚20方案,在引线框架加工工位调整切除封装段21的刀具位置,以切除得到符合MIPS的引脚20方案的引线框架,因此通用性更好。另外,这种引线框架的方案,在MIPS产品封装后,去除封装段21的引脚20的端部位于塑封体外,切分开各个引脚20后,取出封装段21的引脚20则完全从产品上去除,不会残留一段在封装体内,有效解决了残留空引脚20对其它引脚20造成信号干扰的情况;并且,假引脚的端部的距离塑封体很近,可在注塑时防止塑封材料溢出。

进一步地,参照图4,本实施例中,在封装段21的上表面具有邻近下沉段A设置的凹槽211,通过设置凹槽211,有效的增加了引脚20的封装段21与封装体的结合力,使引脚20与封装体固定更牢固。为保证引脚20的封装段21与封装体的结合力足够大,凹槽211数量采用多个,多个凹槽211沿引脚20的延伸方向间隔分布。

进一步地,本实施例中,凹槽211采用沿框架定位条10的长度方向延伸的V形槽。综合考虑引脚20强度和加工难度的因素,本实施例V型槽的槽口宽度尺寸采用0.2至1mm,相邻的V形槽的中心距采用0.5至2mm,V形槽的槽底角度为45°至90°。当然,在其他的实施例中,凹槽211还可为U形槽、梯形槽,等其他形状的可提升结合力的槽。

进一步地,参照图1,本实施例的加强筋30采用与框架定位条10平行,如此,保证各个引脚20的强度均匀,同时使后续切除加强筋30的加工工序中也更加方便。并且,加强筋30采用邻近封装段21设置,这样,在MIPS注塑时,可挡住模具里面的塑封材料溢出,保证塑封效果。

进一步地,参照图1,本实施例的引线框架,在框架定位条10上设有沿其长度方向均匀间隔分布的若干定位孔11。定位孔11优选采用圆形孔,中间的定位孔11的圆心在在框架定位条10的中心,左右两侧的定位孔11对称分布在中间的定位孔11两侧。为了便于与定位孔11配合的定位销的加工,定位孔11的直径采用1.5至2.5mm。

进一步地,参照图1,框架定位条10的两端端部分别与其相邻的引脚20之间的距离相等,且大于0。即框架定位条10的两端均预留一段,起到对整个引线框架的加强作用。框架定位条10的端部与其相邻的引脚20之间的距离优选为0.5至2mm。

本发明的MIPS的引线框架可采用以下两种工艺加工制造:

1、蚀刻工艺:先将C194(-1/2H)(化学成分:Cu(≥97.0)、Fe:2.4、P:0.03、Zn:0.12)或KFC(-1/2H)(化学成分:Cu(≥99.6)、0.05~0.15(例如0.1)、P:0.025~0.04(例如0.03)),且厚度为0.5mm的基材,采用蚀刻用的化学物质进行蚀刻,以将引线框架不需要的部分蚀刻掉,得到所需结构的引线框架;然后,将蚀刻得到的引线框架放入到整型模具里面,以将引线框架的各个引脚的下沉段加工出来和引脚上的V形槽加工出来,得到加工好的引线框架;最后,在已经加工好的引线框架的表面上,先镀厚度为0.1~0.5um的镍,再镀厚度为2~5um的锡,则完成引线框架的制造。

2、冲压工艺:先将C194(-1/2H)(化学成分:Cu(≥97.0)、Fe:2.4、P:0.03、Zn:0.12)或KFC(-1/2H)(化学成分:Cu(≥99.6)、Fe:0.05~0.15(例如0.1)、P:0.025~0.04(例如0.03)),且厚度为0.5mm的卷料基材,通过冲压设备将卷料送进冲压模具里面,先将引线框架基材多余部分冲裁掉同时完成引脚下沉和V形槽加工,然后,在已经加工好的引线框架的表面上,先镀厚度为0.1~0.5um的镍,再镀厚度为2~5um的锡,以上步骤即已完成引线框架加工。

当然,本发明的MIPS的引线框架还可以由其它工艺方法制造而成。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例,无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围,凡是在与本发明一个整体的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

10页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:半导体装置及其制造方法

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类