CN215731685U - 功率半导体的封装框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种功率半导体的封装框架，包括多个单管封装结构，其中，每个所述单管封装结构包括散热区、载片区、管脚打线区和管脚区，所述散热区对应所述载片区设置，所述载片区通过所述管脚打线区与所述管脚区相连，并且相邻所述单管封装结构之间设有第一连接筋，每个所述单管封装结构两侧设有第二连接筋，每个所述单管封装结构中间还设有第三连接筋。本实用新型能够满足较大体积的功率半导体的贴片封装要求，并能够保证框架整体的稳固性，避免生产流转过程中造成的框架变形。

Description

功率半导体的封装框架

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，具体涉及一种功率半导体的封装框架。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

其中IGBT单管作为IGBT产品的系列之一，一直在光伏逆变器、焊机等领域扮演着重要的角色。传统的IGBT单管封装形式主要为TO-220、TO-3P、TO-247等插装式封装。然而，随着电子设备产品的小型化、轻薄化发展，传统的IGBT单管由于其体积较大而难以满足需求，不得不向体积更小的贴片式封装进行发展。但是，IGBT单管封装往往需要在同一封装结构中并联一颗FRED作为续流使用，受到载片区尺寸限制，很少有IGBT单管选择几何尺寸更小的贴片式封装。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的目的在于提出一种功率半导体的封装框架，能够满足较大体积的功率半导体的贴片封装要求，并能够保证框架整体的稳固性，避免生产流转过程中造成的框架变形。

为达到上述目的，本实用新型实施例提出了一种功率半导体的封装框架，包括多个单管封装结构，其中，每个所述单管封装结构包括散热区、载片区、管脚打线区和管脚区，所述散热区对应所述载片区设置，所述载片区通过所述管脚打线区与所述管脚区相连，并且相邻所述单管封装结构之间设有第一连接筋，每个所述单管封装结构两侧设有第二连接筋，每个所述单管封装结构中间还设有第三连接筋。

根据本实用新型实施例提出的功率半导体的封装框架，通过设置多个单管封装结构，其中每个单管封装结构又设有散热区、载片区、管脚打线区和管脚区，散热区对应载片区设置，载片区通过管脚打线区与管脚区相连，此外还在相邻单管封装结构之间设置第一连接筋，在每个单管封装结构两侧设置第二连接筋，以及在每个单管封装结构中间设置第三连接筋，由此，能够满足较大体积的功率半导体的贴片封装要求，并能够保证框架整体的稳固性，避免生产流转过程中造成的框架变形。

另外，根据本实用新型上述实施例提出的功率半导体的封装框架还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述散热区与所述载片区构成每个所述单管封装结构的上半区，所述管脚打线区和所述管脚区构成每个所述单管封装结构的下半区。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一连接筋为横向连接筋，所述第一连接筋设置于所述单管封装结构的上半区以连接相邻所述单管封装结构。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二连接筋为纵向连接筋，所述第二连接筋设置于每个所述单管封装结构两侧以连接每个所述单管封装结构的上下半区。

根据本实用新型的一个实施例，所述第三连接筋为管脚连接筋，所述第三连接筋设置于所述管脚区中间并与所述第二连接筋相连。

根据本实用新型的一个实施例，所述载片区外围设有防水槽。

根据本实用新型的一个实施例，相邻所述单管封装结构之间还设有定位孔。

附图说明

图1为现有技术中TO-263封装的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的功率半导体的封装框架的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的管脚打线区与载片区的连接示意图；

图4为本实用新型一个实施例的载片区的防水槽的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的功率半导体的封装框架(即M2PAK框架)是在图1所示的TO-263封装的基础上进行的改进，去除了TO-263封装的中间引脚a部分，扩大了载片区和管脚打线区的尺寸面积，具体扩大了发射极的打线区的尺寸面积，从而解决了因TO-263封装中发射极打线区的尺寸面积较小、难以连接功率半导体发射极引出的多根键合线的问题，由此，能够达到满足较大体积的功率半导体发射极的多根打线的封装要求的效果，并能够具有TO-263封装的量化生产的基础，例如与TO-263封装的料片宽度和厚度相同或相近，因此焊接、上芯等工艺参数可以通用，并且生产轨道也可以通用。

如图2所示，本实用新型实施例的功率半导体的封装框架，包括多个单管封装结构100，其中，每个单管封装结构100包括散热区10、载片区20、管脚打线区30和管脚区40，散热区10对应载片区20设置，载片区20通过管脚打线区30与管脚区40相连，并且相邻单管封装结构100之间设有第一连接筋50，每个单管封装结构100两侧设有第二连接筋60，每个单管封装结构100中间还设有第三连接筋70。

其中，散热区10与载片区20可构成每个单管封装结构100的上半区，管脚打线区30和管脚区40可构成每个单管封装结构100的下半区，第一连接筋50可设置于相邻单管封装结构100之间，第二连接筋60可设置于每个单管封装结构100两侧，第三连接筋70可设置于管脚区40中间，由此，能够保证框架整体的稳固性，避免生产流转过程中造成的框架变形。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第一连接筋50可为横向连接筋，第一连接筋50，即横向连接筋可设置于单管封装结构100的上半区以连接相邻单管封装结构100，由此，能够增加单管封装结构100上半区的连接强度，从而能够有效避免因单管封装结构100上半区材料厚度较厚、在流转过程中造成的框架变形的问题。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第二连接筋60可为纵向连接筋，第二连接筋60，即纵向连接筋可设置于每个单管封装结构100两侧以连接每个单管封装结构100的上下半区，由此，能够增加单管封装结构100的上下半区的稳固性，避免单管封装结构100的上下半区的分离。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，第三连接筋70可为管脚连接筋，第三连接筋70，即管脚连接筋可设置于管脚区40中间并与第二连接筋60相连，由此，能够增加管脚区40与第二连接筋60的连接强度，并能够防止管脚在流转过程中产生形变。

其中，需要说明的是，上述第一连接筋50、第二连接筋60、第三连接筋70可具体为单直连式连接筋，其宽度小于单管封装结构100的20％，能够最大限度的减少由于增加连接筋导致的单料片上管体数量减少的问题，从而能够保留量产时的生产效率。

基于上述第一连接筋50、第二连接筋60、第三连接筋70，能够保证本实用新型的功率半导体的封装框架中每个单管封装结构100的上下半区的稳固性，避免每个单管封装结构100的上下半区出现分离的现象，以及避免框架整体在生产流转过程中的变形。

下面将以一个单管封装结构100为例，进一步阐述本实用新型的功率半导体的封装框架中每个单管封装结构100的组成。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，载片区20可对应设置功率半导体芯片，例如可将半导体芯片焊接在载片区20，并可采用铝线键合的方式连接至管脚打线区30，从而可与管脚区40相连。

具体地，如图3所示，管脚打线区30可包括栅极打线区301和发射极打线区302，并且半导体芯片可通过铝线b连接至栅极打线区301，还可通过铝线c连接至发射极打线区302，其中，铝线b的直径为5～10mil，铝线c的直径为15mil～20mil。

在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，载片区20外围还设有防水槽201，由此，能够在增加塑封料结合力的同时防止用于焊接半导体芯片的焊料溢出至半导体芯片表面。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，相邻单管封装结构100之间还设有定位孔80，并且该定位孔80可与机器定位针匹配，由此，能够在机器自动生产过程中防止框架错位，具有防呆作用。

此外需要说明的是，本实用新型的功率半导体的封装框架中的每个单管封装结构100中的散热区10和管脚区40的结构和作用与TO-263封装相似，这里不在进行赘述。

根据本实用新型实施例提出的功率半导体的封装框架，通过设置多个单管封装结构，其中每个单管封装结构又设有散热区、载片区、管脚打线区和管脚区，散热区对应载片区设置，载片区通过管脚打线区与管脚区相连，此外还在相邻单管封装结构之间设置第一连接筋，在每个单管封装结构两侧设置第二连接筋，以及在每个单管封装结构中间设置第三连接筋，由此，能够满足较大体积的功率半导体的贴片封装要求，并能够保证框架整体的稳固性，避免生产流转过程中造成的框架变形。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (7)

1.一种功率半导体的封装框架，其特征在于，包括多个单管封装结构，其中，每个所述单管封装结构包括散热区、载片区、管脚打线区和管脚区，所述散热区对应所述载片区设置，所述载片区通过所述管脚打线区与所述管脚区相连，并且相邻所述单管封装结构之间设有第一连接筋，每个所述单管封装结构两侧设有第二连接筋，每个所述单管封装结构中间还设有第三连接筋。

2.根据权利要求1所述的功率半导体的封装框架，其特征在于，所述散热区与所述载片区构成每个所述单管封装结构的上半区，所述管脚打线区和所述管脚区构成每个所述单管封装结构的下半区。

3.根据权利要求2所述的功率半导体的封装框架，其特征在于，所述第一连接筋为横向连接筋，所述第一连接筋设置于所述单管封装结构的上半区以连接相邻所述单管封装结构。

4.根据权利要求2所述的功率半导体的封装框架，其特征在于，所述第二连接筋为纵向连接筋，所述第二连接筋设置于每个所述单管封装结构两侧以连接每个所述单管封装结构的上下半区。

5.根据权利要求2所述的功率半导体的封装框架，其特征在于，所述第三连接筋为管脚连接筋，所述第三连接筋设置于所述管脚区中间并与所述第二连接筋相连。

6.根据权利要求2所述的功率半导体的封装框架，其特征在于，所述载片区外围设有防水槽。

7.根据权利要求1所述的功率半导体的封装框架，其特征在于，相邻所述单管封装结构之间还设有定位孔。

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