CN1146636A - 一种半导体器件的引线框以及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种为了增加置于引线条中间用来形成两排引线的冲头的截面积，以及为了增加制作所需形状的引线框时截面的惯性矩，而按预定角度弯曲多次的引线框。上述引线框包含：阻拦条；在低于引线端到上面所说阻拦条距离的一半处的部分，呈一定角度弯曲，且与上述阻拦条相连的内引线；与上述阻拦条相连并被置于电路板上的外引线；和固定绝缘带时，支撑上面所说的内引线的引线条。

Description

一种半导体器件的引线 框以及其制造方法
本发明涉及一种半导体器件的引线框及其制造方法，特别涉及一种制造置于连线条之间的引线时，某部分能多次弯曲的半导体器件的引线框及其制造方法。
在制造半导体芯片的过程中，要制造将芯片置于其中的封装，还要制造一种连接到芯片内部每个输入/输出端的引线框。通过用导线将输入/输出端焊接到内引线，使芯片内部的每个输入/输出端能连接到半导体器件的引线框并延伸到半导体封装外部。
引线框将半导体芯片和印刷电路板(PCB)连接起来，它由三部分组成：将半导体芯片置于其中的垫片，用导线焊接到半导体芯片的内引线，和连接到PCB的外引线。
当在塑料或陶瓷封装中装入半导体芯片中时，输入/输出端通过导线焊接连接到引线框的内引线。
当半导体芯片置于塑料或陶瓷封装中后，连接输入/输出端。随后完成低电压转移铸模方法和高纯环氧树脂的铸模工艺。外引线按照插入插座的引线形状或集成电路的封装板来切割。
当集成电路的封装按前面提到的工艺制作时，在引线条之间形成几条引线。引线条是垫片的支撑和延伸。
因为随着半导体制造技术的发展，芯片制造变得更复杂，使每个输入/输出端所需的管脚数量增加。当用冲压引线框(SLF)方法来形成内引线时，在有限的空间需要放数个管脚，这样引线的宽度就特别窄。由于引线框上引线的形状和引线之间的间隔形状一样，所以引线之间的间隔也特别窄。
这样，用来形成引线的冲头(the punch)的宽度也相应很窄。
当借助一固定压力用冲头在引线框板上冲压形成引线时，通过冲头截面作用到引线框的惯性矩常常不能够适当地冲压出引线，此时，引线变弯或扭曲。
如图1所示，两引线条1之间的内引线10在从引线端2到内引线10的一半长度3处之间通常为直线形。这样，用来形成内引线10的冲头从引线端头2到内引线10的一半长度3处之间也为直线形。如上所说，从引线端头2到内引线10的一半长度3处之间的部分为直线形，但在大于一半长度的部分被弯成某一角度。这是因为通过冲头作用的惯性矩是根据冲头的截面形状而可变的，尽管冲头的截面宽度沿整个长度是相同的，但当冲头的截面形状为直线形时，通过冲头作用的惯性矩减小。所以，通过有直线截面形状的冲头形成的内引线10可能被破坏或不合适。
本发明的目的是解决上述的已有技术中的问题。更详细地，本发明的目的是提供一种半导体的引线框及其制造方法，这种制造方法通过制造置于某部分将被多次弯曲的引线框的引线条之间的引线，来增加作用到冲头和引线框截面的惯性矩，以及改善引线框的强度。
为达到上述目的，本发明的结构包含阻拦条(damber)；内引线部分，该内引线部分有一以某一角度的弯曲部分，该弯曲部分即是在低于引线端头到上述的阻拦条距离的一半处的部分，以及和上述的阻拦条相连的内引线部分；与上述的阻拦条连接并置于电路板上的外引线部分；和在固定绝缘带时支撑上述的内引线部分的引线条。
为达到上述目的的本发明的另一结构包含：阻拦条；内引线部分，它是在低于引线端头到上述阻拦条距离的一半处的部分处为某种波浪图形，该内引线部分与上述阻拦条相连；与上述的阻拦条连接并置于电路板上的外引线部分；和在固定绝缘带时支撑上述内引线部分的引线条。
为达到上述目的的本发明的再一结构包含：阻拦条；两端为不平整形状并与上述阻拦条相连的内引线部分；与上述的阻拦条连接的并置于通常在电路板上的外引线部分；和在固定绝缘带时支撑上述内引线部分的引线条。
为达到上述目的，而用来制造引线框的方法包含下列步骤：通过利用具有在低于引线端头到上述阻拦条(damber)距离的一半处的部分以一定角度弯曲的多个冲头和冲床(a press)来制作包括垫片部分、内引线部分、外引线部分的规定形状；用金、银等镀敷规定形状的指定部分；和通过从电线卷剪下固定长度材料和按规定标准冲压垫片来制作引线框。
为达到上述目的，用来制造引线框的第二种方法包含下列步骤：通过利用在低于引线端到上述阻拦条距离的一半处的部分为波浪形的多个冲头和冲床，在原始材料上制作包括垫片部分、内引线部分、外引线部分的规定形状；用金、银等镀敷规定形状的指定部分；和通过从电线卷剪下固定长度材料和按规定标准冲压垫片来制作引线框。
为达到上述目的，用来制造引线框的第三种方法包含下列步骤：通过利用在低于引线端到上述阻拦条距离的一半处的部分为不平整形状的多个冲头和冲床，来制作包括垫片部分、内引线部分、外引线部分的规定形状；用覆盖金、银等镀敷规定形状的指定部分；和通过从电线卷剪下固定长度材料和按规定标准冲压垫片来制作引线框。
图1是表示常规引线框两引线条之间的内引线形状的平面图。
图2是表示本发明优选实施例的引线框的平面图。
图3是表示本发明优选实施例中冲头的状态的平面图。
图4是表示本发明优选实施例中的引线弯曲状态的平面图。
图5(a)和(b)是冲头的截面图。
图6是表示本发明另一优选实施例中的引线弯曲状态的平面图。
图7是表示本发明第二优选实施例中的引线弯曲状态的平面图。
图8是表示本发明第三优选实施例中的引线弯曲状态的平面图。
图9是按本发明优选实施例来制造引线框的流程图。
下面以附图中所示实例详细说明本发明的优选实施例。
如图2所示，依照本发明，该引线框20包含：将半导体芯片置于其中的垫片11；支撑垫片并连接到垫片11的引线条12；用导线(未示出)焊接到半导体芯片(未示出)的内引线13；连接到PCB(未示出)的外引线14；及连接内引线13到相应外引线14的阻拦条15。
如图9所示，制造上述引线框的方法包含：通过采用冲头和冲床在原材料上形成上述引线框的模型的步骤S110；用金、银等镀敷模型的指定部分的步骤S120；从电线卷剪下固定长度材料和按规定标准冲压垫片的步骤S130；去除材料上覆盖的油的步骤S140；焊接绝缘带的步骤S150。
根据冲压片形成上述引线框的步骤中，本发明的目的是通过形成冲头某部分的截面，来增加冲头的惯性矩，从而增加对于弯曲应力或压曲负荷的强度，所说冲头是在围绕中线X-X′两边位于引线条12之间的多条引线之中形成引线。
惯性矩通常是表示一种平面图形状的指数。例如，当平面图中一微小面积为dA，且从这微小区域到X轴和Y轴的距离分别为X和Y时，该微小区域的惯性矩等于该微小面积dA和X与Y之积的乘积，牵引惯性矩即为平面图中整个面积上的求和。
第二牵引动量(a second drawing moment)的公式如下： Ix = ∫ A Y 2 dA - - - - - - ( 1 ) Ix = ∫ A Y 2 dA - - - - - - - ( 2 )
按上面公式计算的惯性矩和弯曲应力成反比和曲率成正比。换句话说，当负载P加在一个水平条上时，条上的弯曲应力(σ)和条截面的惯性矩成反比，上面的关系用公式表示如下：
                σ∝l/I.................(3)
因此，当相同的负载(P)加在一个条上时，条的截面上的惯性矩越大则弯曲应力越小。这就导致惯性矩越大，当沿轴向方向负载相同时，被弯曲条(barenomenon)的支持力(enduring force)加到一水平条上，产生上述的曲率的力(K)和惯性矩成正比。上面的关系用公式表示如下：
                K∝I/L2...................(4)
如上所示，产生曲率的力(K)和惯性矩成正比，所以惯性矩越大，产生曲率所需的力(K)也越大。
所以，当条的截面惯性矩大时，曲率出现的可能性减小。为了通过增加如上所说的惯性矩来提高用于制作引线的冲头的弯曲和扭曲强度，用于在引线条12之间形成的多个引线中，围绕中线(X-X)两边制作相应形状的一引线的一个冲头的形状必须制作成如图3所示的形状。
冲头101可以在小于从引线端头到上述的阻拦条15的距离的一半地方弯成固定角度θ1和θ22，使引线成为多边形的形状。
这样，在引线端头104(靠近垫片11)和引线一半长度106处之间的冲头的截面积增大。当利用上述的冲头101冲压成型时，形成在中线X-X′两边的引线102和103就呈如图4所示的弯曲形状。
如图5A所示，当冲头101的截面为直线形时，根据前面的公式2计算的Y轴上的惯性矩约为4.1667e-4mm4，如图5B所示的本发明的优选实施例中，当冲头101的截面被弯成5度角时，计算的惯性矩约为9.1396e-4mm4。
如上所述，当冲头弯成一固定角且其截面增大时，算出的惯性矩约是冲头为直线形时的两倍。因弯曲冲头101的惯性矩增加为直线形冲头101的惯性矩的两倍，所以弯曲冲头101的强度增大。冲头的惯性矩随冲头的长度和其截面宽度之比按比例增加。这样，因为弯曲冲头101的截面宽度减小，所以它的惯性矩增加。
和上面的优选实施例不同，为了增加如图6所示的冲头的截面积，冲头的低于引线端头到上述阻拦条15距离的一半的部分必须多次弯成一固定角度。
当冲头的某部分被多次弯曲时，冲头的截面积比冲头只弯曲一次时的截面积要大。所以冲头的强度可由此大大的改善。
当冲头101的某部分没有按上面所说弯成一定角度而是制成波浪形，即是沿某一方向呈不平整形状，则冲头的截面积能比它为直线形状时要大。
另外，如图8所示，当冲头101的某部分沿其两边呈不平整形状时，它的截面积增大。
上述的多个优选实施例表明的仅仅是冲头101的某部分的截面积增大。但在本发明范围内，冲头的形状的形成是为了增大整个冲头的截面积。也有可能形成各部分厚度不同的非直线形冲头。
另外，上述工艺不仅适用于位于引线条之中，中线X-X′上的引线，而且适用于所有的内引线13，内部宽度窄的冲头的强度能被增加。
步骤S110-S140示出这样的一流程：利用上述的冲头和完成原材料上的冲头成形形状来形成规定形状的引线框；用金、银等镀敷引线框的指定部分；从电线卷剪下固定长度材料；按规定标准冲压垫片；去除材料上覆盖的油。
下一步，S150示出的流程为，为了使引线框的变化最小，将一定形状的绝缘带固定到引线框的内引线上。
此时，由上述的引线条12支撑内引线13。
如上完成的引线框进入检验过程，通过肉眼确定其外观正常与否，然后经过封装变成正式产品。
如上所说，根据发明优选实施例，通过改变用来形成引线框的冲头的截面积，能因冲头的惯性矩的增加来改善冲头的弯曲应力和扭曲的强度。
当用增加了惯性矩的冲头来形成引线框时，引线框的弹性增加，变形的阻力增大。
由于固定绝缘带时引线框的面积增加，在阻拦条切割或外引线成型工艺情况中引线的固定力能被增加，故其牢固性能得到改善。
另外，当安装底管脚或散热器时，由于引线表面积的增加将使半导体器件的引线框的散热效率提高，并可以提供一种制造它的方法。

Claims (15)

1、一种引线框，包含：
阻拦条；
内引线，它具有呈一定角度的弯曲部分，该弯曲部分是在低于引线端头到所说阻拦条距离的一半处的部分，该内引线部分与所说阻拦条相连。
外引线，它与所说阻拦条相连，并被置于电路板上；
引线条，用于固定绝缘带时支撑所说内引线。
2、根据权利要求1的引线框，其中：
在引线条之间的多条内引线的引线中，围绕多条引线的中线的两边的引线按固定角度在相应的位置彼此相对放置。
3、根据权利要求1的引线框，其中：
所说的内引线的引线弯成5度角。
4、一种引线框，包含：
阻拦条；
内引线，它在低于引线端到所说阻拦条距离的一半处的部分，形成一定的波浪型式；
外引线，它与所说阻拦条相连，并被置于电路板上；
引线条，用于固定绝缘带时支撑所说内引线。
5、根据权利要求4的引线框，其中：
在引线条之间的多条内引线的引线中，围绕中线两边上的引线在相应的位置彼此相对放置并呈波浪型式的形状。
6、一种引线框，包含：
阻拦条；
内引线，它在低于引线端到所说阻拦条距离的一半的部分的两边，形成具有不平整状态，并且与所说阻拦条连接；
外引线，它与所说阻拦条相连，并被置于电路板上；
引线条，用于固定绝缘带时支撑所说内引线。
7、根据权利要求6的引线框，其中：
在引线条之间的多条内引线的导线中，围绕中线两边的引线彼此相对放置，且引线的两边形成不平整形状。
8、一种制造引线框的方法，包含：
通过利用多个冲头和冲床，制作规定形状的垫片、内引线和外引线的步骤，该些冲头具有以一定角度弯曲的部分，该弯曲部分是在低于引线端头到所说阻拦条距离的一半处的部分；
用金、银等镀敷规定形状的指定部分的步骤；
通过从电线卷切割下固定长度材料和按规定标准冲压垫片，来形成引线框的步骤。
9、根据权利要求8的制造引线框的方法，其中：
在制作规定形状的步骤中，用来形成引线的多个冲头包含为形成内引线而在低于引线端到所说缓冲部的距离的一半处的部分为弯曲形状的部分；和
用来形成外引线的部分。
10、根据权利要求9的制造引线框的方法，
在制作规定形状的步骤中，将所说的冲头弯成5度角，并在原材料上冲压成型。
11、根据权利要求8的制造引线框的方法，
在制作规定形状的步骤中，使置于形成以一定角度彼此相对的内引线的多个冲头中，围绕一个冲头的中心线两边的冲头弯曲，并在原材料上冲压成型。
12、一种制造引线框的方法.包含：
通过利用多个冲头和冲床，在原材料上制作有垫片、内引线和外引线的规定形状的步骤，该冲头在低于引线端到所说阻拦条距离的一半处的部分为波浪形状；
用金、银等镀敷有规定形状的指定部分的步骤；和
通过从电线卷切割固定长度材料和按规定标准冲压垫片，来形成引线框的步骤。
13、根据权利要求12的制造引线框的方法，
在制作规定形状的步骤中，形成置于形成彼此相对的内引线的多个冲头中，围绕一个冲头的中心线两边的冲头，并在原材料上冲压成型。
14、一种制造引线框的方法，包含：
通过利用两边都为不平整形状的多个冲头和冲床，制作有垫片、内引线和外引线的规定形状的步骤；
用金、银等镀敷规定形状的指定部分的步骤；和
通过从电线卷切割固定长度材料和按规定标准冲压垫片，来形成引线框的步骤。
15、根据权利要求14的制造引线框的方法，
在制作规定形状的步骤中，形成冲头，以便使置于形成内引线的多个冲头中，围绕一个冲头的中心线两边的冲头其两边为不平整形状，并在原材料上冲压成型。
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