CN117316913A - 一种四行to263框架整体布局和加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种四行TO263框架整体布局和加工方法，涉及半导体元件技术领域，包括若干引线框架组，若干引线框架组呈单行阵列排布，引线框架组包括上下相邻的两个框架单元，上下相邻的两个框架单元呈中心对称分布，框架单元包括上下中心对称设置的两个基岛，两个基岛之间通过散热片连接，基岛远离散热片一端设置管脚部，上下相邻的两个框架单元之间通过管脚部连接。本发明中，通过上述布局结构能够在原材料上设置四行基岛，从而增加了框架上芯片的安装数量，提高了框架的利用率，实现了基岛的多行数、高密度矩阵排列，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体元件技术领域，特别涉及一种四行TO263框架整体布局和加工方法。
背景技术
引线框架作为集成电路的芯片载体，是一种借助于键合材料（金丝、铝丝、铜丝）实现芯片内部电路引出端与外引线的电气连接，形成电气回路的关键结构件，它起到了和外部导线连接的桥梁作用，绝大部分的半导体集成块中都需要使用引线框架，是电子信息产业中重要的基础材料。引线框架可用于芯片封装，芯片封装是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术，不仅起到安放、固定、密封、保护芯片和增强导热性能的作用，而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁。晶体管外形封装，英文简写为TO(TransistorOutline)。TO-263是目前大功率晶体管、中小规模集成电路等常采用的一种直插式的封装形式，一般为出3个引脚，标准TO-263封装的引脚间距为2.54mm。
申请公布号为“CN111916421A”的发明公开了一种T0263双排框架，包括双排框架主体，双排框架主体由两个框架组组成，两个框架组之间通过若干个均匀分布的连接件固定连接，两个框架组均由若干个基本框架单元和边带组成，本发明一种T0263双排框架，该框架中两个框架组的纵向均设有两个首尾反向排列的基本框架单元，一侧的基本框架单元的散热片分别与另一侧基本框架单元的散热片相连接，原材料利用率提高了50％，减少废料的产生，降低了单价，并且由于两个基本框架单元的散热片连接在一起，因此两个基本框架单元的散热片与基岛之间的折弯可以一次打弯成型，在相同的设备配置下，产能得到了极大的提高，且通过定位槽，方便引线框架在后期的收纳包装时叠片。
但是，上述双排框架仅仅设置有双排基岛，框架上安装的芯片数量较少，框架利用率低。
发明内容
本发明提供一种四行TO263框架整体布局和加工方法，用以解决目前框架仅设置双排基岛，框架上安装的芯片数量较少，框架利用率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种四行TO263框架整体布局，包括：若干引线框架组，若干引线框架组呈单行阵列排布，引线框架组包括上下相邻的两个框架单元，上下相邻的两个框架单元呈中心对称分布，框架单元包括上下中心对称设置的两个基岛，两个基岛之间通过散热片连接，基岛远离散热片一端设置管脚部，上下相邻的两个框架单元之间通过管脚部连接。
优选地，管脚部包括第一管脚，第一管脚一端与基岛远离散热片一侧中间位置连接，第一管脚两侧分别设置第二管脚及第三管脚，第一管脚、第二管脚、第三管脚之间通过中筋连接，第一管脚远离基岛一端设置第四管脚，第二管脚远离基岛一端设置第五管脚，第三管脚远离基岛一端设置第六管脚，上侧框架单元靠下的第四管脚与下侧框架单元靠上的第四管脚连接，上侧框架单元靠下的第五管脚与下侧框架单元靠上的第六管脚连接，上侧框架单元靠下的第六管脚与下侧框架单元靠上的第五管脚连接。
优选地，第二管脚靠近基岛一端设置第一焊脚，第三管脚靠近基岛一端设置第二焊脚，第二管脚与第一焊脚连接处贯穿设置第一锁模孔，第三管脚与第二焊脚连接处贯穿设置第二锁模孔。
优选地，左右相邻的两个引线框架组的两个第一管脚中心线的间距为11~13毫米。
优选地，第一管脚呈折弯结构，基岛与第二管脚、第三管脚位于不同平面，基岛上表面到第二管脚上表面的垂直距离为0.3~1.25毫米。
优选地，中筋左右两端设置边框，边框垂直于中筋，左右相邻的两个边框之间相互连接。
优选地，上下相邻的两个框架单元相互远离一侧设置边带，边带分别与边框、第五管脚、第四管脚、第六管脚连接，左右相邻的两个边带相互连接。
优选地，散热片左右两侧设置连接片，左右相邻的两个散热片之间通过连接片相互连接。
本发明还提供了一种四行TO263框架整体布局的加工方法，用于加工上述的一种四行TO263框架整体布局，包括以下步骤:
步骤1：获取金属材料，将金属材料通过锻打或挤压成型工艺制得异型材；
步骤2：将异型材通过冲压形成若干引线框架组半成品；
步骤3：通过打凹加工方式对引线框架组半成品进行打凹，使得基岛下沉，制得引线框架组成品。
优选地，在步骤3中，打凹深度为0.3~1.25毫米。
本发明的技术方案具有以下优点：本发明提供了一种四行TO263框架整体布局和加工方法，涉及半导体元件技术领域，包括若干引线框架组，若干引线框架组呈单行阵列排布，引线框架组包括上下相邻的两个框架单元，上下相邻的两个框架单元呈中心对称分布，框架单元包括上下中心对称设置的两个基岛，两个基岛之间通过散热片连接，基岛远离散热片一端设置管脚部，上下相邻的两个框架单元之间通过管脚部连接。本发明中，通过上述布局结构能够在原材料上设置四行基岛，从而增加了框架上芯片的安装数量，提高了框架的利用率，实现了基岛的多行数、高密度矩阵排列，降低了成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种四行TO263框架整体布局示意图；
图2为本发明一种四行TO263框架整体布局侧视图；
图3为本发明中单个引线框架组结构示意图；
图4为本发明一种四行TO263框架整体布局加工方法流程图；
图5为传统两排的TO263框架在打凹过程中受力示意图；
图6为本发明中四行TO263框架在打凹过程中受力示意图；
图7为传统第一管脚与基岛相连处的金属材质的宽度示意图；
图8为本发明中第一管脚与基岛相连处的金属材质的宽度示意图；
图9为传统第一管脚与基岛相连处的金属材质的厚度示意图；
图10为本发明中第一管脚与基岛相连处的金属材质的厚度示意图；
图11为传统基岛打凹深度；
图12为本发明中基岛打凹深度。
图中：1、框架单元；2、基岛；3、散热片；4、第一管脚；5、第二管脚；6、第三管脚；7、中筋；8、第四管脚；9、第五管脚；10、第六管脚；11、第一焊脚；12、第二焊脚；13、第一锁模孔；14、第二锁模孔；15、边框；16、边带；17、连接片；18、定位孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
实施例1
本发明实施例提供了一种四行TO263框架整体布局，如图1-图3所示，包括：若干引线框架组，若干引线框架组呈单行阵列排布，引线框架组包括上下相邻的两个框架单元1，上下相邻的两个框架单元1呈中心对称分布，框架单元1包括上下中心对称设置的两个基岛2，两个基岛2之间通过散热片3连接，基岛2远离散热片3一端设置管脚部，上下相邻的两个框架单元1之间通过管脚部连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：本发明提供的TO263框架包括若干引线框架组，若干引线框架组呈单行阵列排布，采用的原材料与现有框架原材料相同，不需要额外准备新的原材料，单个引线框架组包括两个上下相邻的框架单元1，且两个框架单元1呈中心对称分布，单个框架单元1包括两个上下排布的基岛2，两个基岛2之间通过散热片3连接，两个基岛2关于散热片3中心呈中心对称分布，基岛2远离散热片3一端设置管脚部，上下两个框架单元1通过管脚部连接，本发明中，单个框架单元1具有两个基岛2，上下相邻的两个框架单元1具有四个基岛2，通过上述布局结构能够在原材料上设置四行基岛2，由传统双排框架的双行基岛2增加至四行基岛2，增加了框架上芯片的安装数量，在不增加原材料的情况下提高了框架的利用率，使得原材料的大部分空间得到利用，相比双排框架，该四行TO263框架将原材料的利用率进一步提高了50%，减少了加工过程中产生的废料，实现了基岛2的多行数、高密度矩阵排列，节省了成本。
实施例2
在上述实施例1的基础上，如图3所示，管脚部包括第一管脚4，第一管脚4一端与基岛2远离散热片3一侧中间位置连接，第一管脚4两侧分别设置第二管脚5及第三管脚6，第一管脚4、第二管脚5、第三管脚6之间通过中筋7连接，第一管脚4远离基岛2一端设置第四管脚8，第二管脚5远离基岛2一端设置第五管脚9，第三管脚6远离基岛2一端设置第六管脚10，上侧框架单元1靠下的第四管脚8与下侧框架单元1靠上的第四管脚8连接，上侧框架单元1靠下的第五管脚9与下侧框架单元1靠上的第六管脚10连接，上侧框架单元1靠下的第六管脚10与下侧框架单元1靠上的第五管脚9连接；
第二管脚5靠近基岛2一端设置第一焊脚11，第三管脚6靠近基岛2一端设置第二焊脚12，第二管脚5与第一焊脚11连接处贯穿设置第一锁模孔13，第三管脚6与第二焊脚12连接处贯穿设置第二锁模孔14；
左右相邻的两个引线框架组的两个第一管脚4中心线的间距为11~13毫米；
第一管脚4呈折弯结构，基岛2与第二管脚5、第三管脚6位于不同平面，基岛2上表面到第二管脚5上表面的垂直距离为0.3~1.25毫米；
中筋7左右两端设置边框15，边框15垂直于中筋7，左右相邻的两个边框15之间相互连接；
上下相邻的两个框架单元1相互远离一侧设置边带16，边带16分别与边框15、第五管脚9、第四管脚8、第六管脚10连接，左右相邻的两个边带16相互连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：同一框架单元1的两个基岛2通过散热片3直接连接，而上下相邻的两个框架单元1的两个基岛2通过管脚部连接，具体的，上侧框架单元1靠下的第四管脚8与下侧框架单元1靠上的第四管脚8连接，上侧框架单元1靠下的第五管脚9与下侧框架单元1靠上的第六管脚10连接，上侧框架单元1靠下的第六管脚10与下侧框架单元1靠上的第五管脚9连接，从而实现了上下相邻的两个框架单元1的连接，构成了单个引线框架组，采用上述布局方式，能够提高框架整体的利用率，增加了框架上芯片的安装数量，第一管脚4、第二管脚5、第三管脚6之间通过中筋7连接，提高了第一管脚4、第二管脚5及第三管脚6之间的稳定性，中筋7左右两端设置边框15，左右相邻的两个边框15之间相互连接，通过边框15连接能够使两个引线框架组之间相互连接，上侧框架单元1靠下的边框15与下侧框架单元1靠上的边框15连接，进一步提高了上下相邻的两个框架单元1的连接，提高了框架的可靠性，在第二管脚5与第一焊脚11连接处贯穿设置第一锁模孔13，第三管脚6与第二焊脚12连接处贯穿设置第二锁模孔14，塑封料能够注入第一锁模孔13和第二锁模孔14内，从而提高注塑后塑封料与框架之间的结合力，提高了第二管脚5与第三管脚6之间的密着性，有效降低塑封料与框架之间发生分层的概率，提高了封装的品质，延长了使用寿命，左右相邻的两个引线框架组的两个第一管脚4中心线的间距为11~13毫米，能够使得多个引线框架组的排布更加紧密，进一步提高了框架的利用率，基岛2上表面到第二管脚5上表面的垂直距离为0.3~1.25毫米，通过降低框架的打凹深度，减小了基岛2与第一管脚4交接处的变形程度，避免第一管脚4在打凹加工过程中发生断裂，延长了框架整体的使用寿命。
实施例3
在实施例1或2的基础上，如图3所示，散热片3左右两侧设置连接片17，左右相邻的两个散热片3之间通过连接片17相互连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：相邻两个散热片3之间通过连接片17连接，连接片17能够使相邻两个散热片3之间的连接更加稳固，从而提高相邻两个引线框架组之间连接的可靠性。
实施例4
本发明还提供了一种四行TO263框架整体布局的加工方法，用于加工上述的一种四行TO263框架整体布局，如图4-图12所示，包括以下步骤:
步骤1：获取金属材料，将金属材料通过锻打或挤压成型工艺制得异型材；
步骤2：将异型材通过冲压形成若干引线框架组半成品；
步骤3：通过打凹加工方式对引线框架组半成品进行打凹，使得基岛2下沉，制得引线框架组成品。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：如图4所示，首先获取金属材料，金属材料现有制备框架所需的原材料，金属材料采用加厚材料，接着将金属材料通过锻打或挤压成型工艺制得异型材，该异型材的管脚部厚度小于基岛2处的厚度；接着，将异型材通过冲压形成若干引线框架组半成品，冲压后形成了管脚部及基岛2；最后通过打凹加工方式对引线框架组半成品进行打凹，通过打凹加工方式对基岛2处进行打凹，使得基岛2下沉，基岛2背面的散热片外露且管脚部不外露，打凹后，第一管脚4呈折弯状，基岛2与第二管脚5、第三管脚6、中筋7位于不同平面，制得引线框架组成品，多组单行排列的引线框架组构成了四行TO263框架，通过上述布局结构能够在原材料上设置四行基岛2，由传统双排框架的双行基岛2增加至四行基岛2，增加了框架上芯片的安装数量，在不增加原材料的情况下提高了框架的利用率，使得原材料的大部分空间得到利用，相比双排框架，该四行TO263框架将原材料的利用率进一步提高了50%，减少了加工过程中产生的废料，实现了基岛2的多行数、高密度矩阵排列，节省了成本；
由于TO263框架产品有电性要求，因此，如图12所示，在打凹加工时需要避免第一管脚4与基岛2连接处在打凹时发生变形或断裂，如图5所示，传统两排的TO263框架在打凹加工时是先固定TO263框架的长边一侧，打凹时候框架另一侧便向定位孔18侧收缩，打凹后的框架宽度会小于打凹前的框架宽度，若采用传统方式对本发明的四行TO263框架进行打凹，则无法对基岛2处同时打凹，若采取二次打凹方式，先对两行基岛2打凹，再对另外两行基岛2打凹，则会增加生产工序，增加生产成本，降低生产效率，为解决四行TO263框架生产成本高、框架效率降低的问题，本申请中在对四行TO263框架打凹时对框架两侧的长边带16均进行固定，拉伸第一管脚4与基岛2连接处便能实现四行TO263框架一次性打凹四行产品，减少了加工工序，降低了生产成本，打凹时拉伸受力示意图如图5所示，为了防止打凹过程中第一管脚4与基岛2连接处发生严重变形甚至断裂的问题，如图7、图8所示，可增加第一管脚4与基岛2相连处的金属材质的宽度，本发明中第一管脚4与基岛2相连处的金属材质的宽度xl大于传统第一管脚4与基岛2相连处的金属材质的宽度x，或如图9、图10所示，增加第一管脚4与基岛2相连处的金属材质的厚度，本发明中第一管脚4与基岛2相连处的金属材质的厚度cl大于传统第一管脚4与基岛2相连处的金属材质的厚度c，通过增大第一管脚4的宽度与厚度，增大了第一管脚4与基岛2相连处的截面积，提高了第一管脚4与基岛2相连处的结构强度，避免第一管脚4打凹过程中发生断裂，保证第一管脚4打凹拉伸变形后的电性需求，并且，可以降低基岛2打凹深度，如图11、图12所示，使得打凹深度在0.3~1.25毫米之间，本发明中基岛2打凹深度h1小于传统基岛2打凹深度h，进一步减小了基岛2与第一管脚4交接处的变形程度，防止第一管脚4断裂，延长了框架整体的使用寿命。
实施例5
在实施例4的基础上，如图11、图12所示，在步骤3中，打凹深度为0.3~1.25毫米。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：打凹深度为0.3~1.25毫米，有效降低了基岛2的打凹深度，减少了第一管脚4的折弯程度，减小了基岛2与第一管脚4交接处的变形程度，避免第一管脚4在打凹加工过程中发生断裂，延长了框架整体的使用寿命。
实施例6
在实施例4或5的基础上，在步骤3中，打凹过程中对引线框架组半成品的实际打击力小于预设打击力，预设打击力通过以下公式计算：
；
其中，为预设打击力，为第一管脚4的预设折弯强度，为第一管脚4的宽度，
的第一管脚4的厚度，为实际打凹深度，为第一管脚4与基岛2连接处到第一管脚4与中筋
7连接处的直线距离。
上述技术方案的工作原理及有益效果为：为了避免打凹基岛2过程中第一管脚4发生断裂，打凹过程中对第一管脚4的实际打击力应小于预设打击力，先通过实验获取第一管脚4的预设折弯强度，然后测量第一管脚4的实际宽度与实际厚度，通过第一管脚4的实际宽度与实际厚度计算第一管脚4的截面积，然后计算第一管脚4的预设折弯强度、第一管脚4的截面积及实际打凹深度的乘积并除以第一管脚4与基岛2连接处到第一管脚4与中筋7连接处的直线距离便可以准确计算预设打击力，实际打凹加工过程中，将实际打击力控制在小于预设打击力的范围内，便可以完成打凹加工同时保证不对第一管脚4造成破坏，避免了第一管脚4与基岛2连接处的断裂，提高了加工品质，减少了不合格品的数量，降低了加工成本。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，包括：若干引线框架组，若干引线框架组呈单行阵列排布，引线框架组包括上下相邻的两个框架单元（1），上下相邻的两个框架单元（1）呈中心对称分布，框架单元（1）包括上下中心对称设置的两个基岛（2），两个基岛（2）之间通过散热片（3）连接，基岛（2）远离散热片（3）一端设置管脚部，上下相邻的两个框架单元（1）之间通过管脚部连接。
2.根据权利要求1所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，管脚部包括第一管脚（4），第一管脚（4）一端与基岛（2）远离散热片（3）一侧中间位置连接，第一管脚（4）两侧分别设置第二管脚（5）及第三管脚（6），第一管脚（4）、第二管脚（5）、第三管脚（6）之间通过中筋（7）连接，第一管脚（4）远离基岛（2）一端设置第四管脚（8），第二管脚（5）远离基岛（2）一端设置第五管脚（9），第三管脚（6）远离基岛（2）一端设置第六管脚（10），上侧框架单元（1）靠下的第四管脚（8）与下侧框架单元（1）靠上的第四管脚（8）连接，上侧框架单元（1）靠下的第五管脚（9）与下侧框架单元（1）靠上的第六管脚（10）连接，上侧框架单元（1）靠下的第六管脚（10）与下侧框架单元（1）靠上的第五管脚（9）连接。
3.根据权利要求2所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，第二管脚（5）靠近基岛（2）一端设置第一焊脚（11），第三管脚（6）靠近基岛（2）一端设置第二焊脚（12），第二管脚（5）与第一焊脚（11）连接处贯穿设置第一锁模孔（13），第三管脚（6）与第二焊脚（12）连接处贯穿设置第二锁模孔（14）。
4.根据权利要求2所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，左右相邻的两个引线框架组的两个第一管脚（4）中心线的间距为11~13毫米。
5.根据权利要求2所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，第一管脚（4）呈折弯结构，基岛（2）与第二管脚（5）、第三管脚（6）位于不同平面，基岛（2）上表面到第二管脚（5）上表面的垂直距离为0.3~1.25毫米。
6.根据权利要求2所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，中筋（7）左右两端设置边框（15），边框（15）垂直于中筋（7），左右相邻的两个边框（15）之间相互连接。
7.根据权利要求6所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，上下相邻的两个框架单元（1）相互远离一侧设置边带（16），边带（16）分别与边框（15）、第五管脚（9）、第四管脚（8）、第六管脚（10）连接，左右相邻的两个边带（16）相互连接。
8.根据权利要求1所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，散热片（3）左右两侧设置连接片（17），左右相邻的两个散热片（3）之间通过连接片（17）相互连接。
9.一种四行TO263框架整体布局的加工方法，用于加工如权利要求1-8中任一项所述的一种四行TO263框架整体布局，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1：获取金属材料，将金属材料通过锻打或挤压成型工艺制得异型材；
步骤2：将异型材通过冲压形成若干引线框架组半成品；
步骤3：通过打凹加工方式对引线框架组半成品进行打凹，使得基岛（2）下沉，制得引线框架组成品。
10.根据权利要求9所述的一种四行TO263框架整体布局的加工方法，其特征在于，在步骤3中，打凹深度为0.3~1.25毫米。
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2023
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