CN219180508U - 半桥驱动产品框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种半桥驱动产品框架，包括：框架本体；设于框架本体上且相对设置的两个基岛；设于框架本体上的多个引脚，引脚远离框架本体的一端向着对应的基岛的方向延伸并形成靠近对应的基岛的焊线区，引脚靠近框架本体的一端处设有嵌槽，引脚上还设有锁料孔。本实用新型缩短焊接线，能够降低塑封时冲丝的风险，提高产品的良率。通过塑封料填充在嵌槽内，有效的加强了塑封料与引脚的结合力，可阻止潮气沿着引脚渗透到塑封体内，避免引起引脚分层或者爆米花效应。设置锁料孔，能够提高塑封料与引脚之间的结合力，增加抗分层的能力，还可以帮助引脚释放内应力，减少引脚自身因应力造成的翘曲变形。

Description

半桥驱动产品框架

技术领域

本实用新型涉及半导体封装技术领域，特指一种半桥驱动产品框架。

背景技术

随着制造业转型进程的推进，工业4.0时代的到来，工业生产对生产过程中的智能化，高速化，安全性，生产效率等提出更高的要求；同时新能源汽车，电动自行车，平衡车等的井喷式增长，电控部件需求量激增。

而工业自动化和电动汽车等所使用的关键电控部件是变频器，直流电机驱动，伺服驱动，整流器、逆变器电源等，均是桥式半导体驱动类产品。桥式半导体产品要求输出大电流，大功率，开关特性好，功率效率高以及高温工作等，由于产品输出大电流及大功率，使得产品的发热量大，塑封料与引脚的连接处易造成分层或者爆米花效应，导致产品损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种半桥驱动产品框架，解决现有的驱动类产品因发热量大而易造成塑封料与引脚处分层或爆米花效应进而导致产品损坏的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本实用新型提供了一种半桥驱动产品框架，包括：

框架本体；

设于所述框架本体上且相对设置的两个基岛；以及

设于所述框架本体上的多个引脚，所述引脚远离所述框架本体的一端向着对应的基岛的方向延伸并形成靠近对应的基岛的焊线区，所述引脚靠近所述框架本体的一端处设有嵌槽，所述引脚上还设有锁料孔。

本实用新型的产品框架上的引脚设计为靠近基岛设置，使得引脚与控制芯片间的焊接线缩短，能够降低塑封时冲丝的风险，提高产品的良率。引脚的端部设置嵌槽，在塑封时会有部分塑封料填充在该嵌槽内，有效的加强了塑封料与引脚的结合力，可阻止潮气沿着引脚渗透到塑封体内，避免引起引脚分层或者爆米花效应。在引脚上设置的锁料孔，也能够提高塑封料与引脚之间的结合力，增加抗分层的能力，另外锁料孔还可以帮助引脚释放内应力，减少引脚自身因应力造成的翘曲变形。

本实用新型半桥驱动产品框架的进一步改进在于，所述引脚靠近所述框架本体的一端呈内宽外窄状。

本实用新型半桥驱动产品框架的进一步改进在于，所述嵌槽为U型槽。

本实用新型半桥驱动产品框架的进一步改进在于，所述引脚有八个，其中的两个引脚与对应的基岛连接。

本实用新型半桥驱动产品框架的进一步改进在于，所述焊线区设有镀银层。

本实用新型半桥驱动产品框架的进一步改进在于，还包括设于所述框架本体两侧的连筋。

本实用新型半桥驱动产品框架的进一步改进在于，所述框架本体的相对两侧设有注塑口。

附图说明

图1为本实用新型半桥驱动产品框架的结构示意图。

图2为图1中A-A的剖视图。

图3为本实用新型半桥驱动产品框架中引脚靠近框架本体的一端处的剖视图。

图4至图11为本实用新型半桥驱动产品框架中引脚一至引脚八的结构示意图。

图12为本实用新型半桥驱动产品框架设置镀银层的结构示意图。

图13为本实用新型半桥驱动产品框架固晶及键合的结构示意图。

图14为本实用新型半桥驱动产品框架的侧视图。

图15为本实用新型半桥驱动产品框架在塑封过程中基岛上芯前的结构示意图。

图16为本实用新型半桥驱动产品框架在塑封过程中基岛上芯后的结构示意图。

图17为本实用新型半桥驱动产品框架在塑封过程中键合打线的结构示意图。

图18为本实用新型半桥驱动产品框架塑封后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参阅图1，本实用新型提供了一种半桥驱动产品框架及，用于解决现有的驱动类产品在发热量大时易产生塑封料在引脚处分层或爆米花效应进而导致产品损坏的问题，本实用新型的产品框架在引脚上设计有锁料孔，通过锁料孔中填充塑封胶来增加塑封胶与引脚间的连接强度，增加抗分层的能力，塑料孔还可以帮助引脚释放内应力，减少因自身的应力造成引脚的翘曲和变形风险。本实用新型在引脚处还设计有嵌槽，该嵌槽设于引脚靠近框架本体的一端处，也即位于引脚的外边缘处，嵌槽处填充的塑封料能够提高引脚与塑封料的结合力，可阻止潮气沿着引脚渗透到塑封体内，进而避免造成引脚分层及爆米花效应的发生。下面结合附图对本实用新型半桥驱动产品框架进行说明。

参阅图1，显示了本实用新型半桥驱动产品框架的结构示意图。下面结合图1，对本实用新型半桥驱动产品框架进行说明。

如图1所示，本实用新型的半桥驱动产品框架包括框架本体21、基岛22以及引脚23，基岛22设有两个，该两个基岛22相对的设于框架本体21上，引脚23有多个，多个引脚23设于框架本体21上，引脚23远离框架本体21的一端部232向着对应的基岛22的方向延伸并形成靠近对应的基岛22的焊线区233，结合图3所示，引脚23靠近框架本体21的一端部231处设有嵌槽235，引脚23上还设有锁料孔234。

两个基岛22用于承载半桥驱动产品的两个控制芯片，该两个基岛22的间距为500um，以降低两个控制芯片工作时的相互干扰。在塑封料塑封后，塑封料有部分填充在两个基岛之间，能够充分降低两个控制芯片工作时的相互干扰，并防止电压击穿。

本实用新型的引脚23上形成的焊线区233与对应的基岛22相靠近，如此在焊线键合时，能够缩短焊线的距离，降低在塑封时发生冲丝的风险，还具有降低焊线成本的优势。

本实用新型的引脚23的端部231处设有嵌槽235，该嵌槽235设于引脚23的背面，能够加强塑封料与引脚的结合力，可阻止潮气沿着引脚渗透到塑封体内，造成引脚分层或者爆米花效应。

本实用新型的引脚23上设有锁料孔234，该锁料孔234的设置能够提高塑封料与引脚间的连接强度，增加抗分层的能力，锁料孔还可以帮助延伸加长的引脚释放内应力，从而减少因自身的应力造成引脚的翘曲和变形缝隙。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图1和图3所示，引脚23端部231处设置的嵌槽235为U型槽。

较佳地，嵌槽235的设置长度与引脚23的长度相一致。

又佳地，嵌槽235的深度为0.01mm至0.04mm。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图1所示，引脚23靠近框架本体21的一端部231呈内宽外窄状。如此可降低在冲切分离阶段的震动，防止物理震动造成引脚与塑封料间的分离，提高产品的成品率与可靠性。

进一步地，引脚23有八个，其中的两个引脚23与对应的基岛22连接。

如图4所示，显示了第一引脚的结构，该第一引脚的端部231处设置有横向边235，使得该端部231处呈内宽外窄状，第一引脚还包括倾斜段和横向段，使得端部232能够靠近基岛22。

如图5所示，显示了第二引脚的结构，该第二引脚的端部231处设置有斜向边236，使得该端部231处呈内宽外窄状，该第二引脚包括倾斜段，使得端部232能够靠近基岛22。

如图6所述，显示了第三引脚的结构，该第三引脚的端部231处设置有两个斜向边236，使得该端部231处呈内宽外窄状，该第三引脚包括竖向段，端部232与基岛22连接，靠近基岛22的位置处设置焊线区。在第三引脚上设有两个锁料孔234。

如图7所示，显示了第四引脚的结构，该第四引脚的端部231处设置有两个斜向边236，使得该端部231处呈内宽外窄状，该第四引脚包括竖向段和倾斜段，使得端部232能够靠近基岛22。

如图8所示，显示了第五引脚的结构，该第五引脚的端部231处设置有斜向边236，使得该端部231处呈内宽外窄状，该第五引脚包括竖向段、倾斜段和横向段，使得端部232能够靠近基岛22。

如图9所示，显示了第六引脚的结构，该第六引脚的端部231处设置有两个斜向边236，使得该端部231处呈内宽外窄状，该第六引脚包括竖向段，端部232与基岛22连接，靠近基岛22的位置处设置焊线区。

如图10所示，显示了第七引脚的结构，该第七引脚的端部231处设置有斜向边236，使得该端部231处呈内宽外窄状，该第七引脚包括横向段，使得端部232能够靠近基岛22。

如图11所示，显示了第八引脚的结构，该第八引脚的端部231处设置有两个斜向边236，使得该端部231处呈内宽外窄状，该第八引脚包括倾斜段和横向段，使得端部232能够靠近基岛22。

如图1、图2、图4至图11所示，锁料孔234的设置方向同引脚23的设置方向，锁料孔234呈椭圆形或者圆角矩形，锁料孔234的宽度为引脚23的宽度的30％。锁料孔234贯穿引脚23的上下表面。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图1和图12所示，焊线区233设有镀银层31。本实用新型仅在焊线区设置镀银层，引脚的其他区域不做电镀处理，可提高产品的可靠性，增加了电镀的精确度，镀银层31要求进行菲林电镀，镀银层31的面积大于等于125um*125um。

在本实用新型的一种具体实施方式中，如图1所示，还包括设于框架本体21两侧的连筋24，连接24在产品框架注塑后起到支撑塑封体的作用。

较佳地，连筋24的尺寸为0.5mm*0.2mm。

连筋24设于框架本体21的左右两侧，基岛22设于框架本体21的上下两侧。

在本实用新型的一种具体实施方式中，框架本体21的相对两侧设有注塑口25。

通过注塑口将熔融状态的塑封料流入到腔内，模具腔内的空气可从另一侧的注塑口处排出，如此可改善塑封料流动性慢，降低注塑不成形或有气孔等不良现象的产生。

较佳地，注塑口25的尺寸大于等于1mm*0.3mm。

在本实用新型的一种具体实施方式中，本实用新型的框架本体21选用C194高导热、高导电的铜合金材质，以应对产品复杂和严苛的工作环境，增加其散热和导电性能，同时兼具较好的硬度和抗拉其强度，可以很好的服务于生产的各个环节，提高成品率。

较佳地，框架本体21为方形。

在本实用新型的一种具体实施方式中，框架本体21进行粗化处理，使得框架本体21的表面较为粗糙，提高其与塑封料的结合性，防止其受潮以及高温工作热胀冷缩后的不同材料间的分层，增加产品整体的可靠度。

较佳地，框架本体21的表面粗糙度为0.1至0.3Sa。Sa所述基于区域形貌的粗糙度评定参数，用于表征物体表面的二维形貌的粗糙程度。

在本实用新型的一种具体实施方式中，多个半桥驱动产品框架设于一框架结构上，该框架结构为方形，内部形成有多个方形网格，每一方形网格和其四周的框条构成一个框架本体。

下面对本实用新型的半桥驱动产品框架的封装结构进行说明。

如图1、图12和图13所示，该封装结构包括半桥驱动产品框架、控制芯片32、焊接线33以及塑封层，控制芯片32设于基岛22上，一个基岛22上设置一个控制芯片32，焊接线33用于连接两个控制芯片32，还用于连接控制芯片32与对应的引脚23的焊线区233，较佳地，焊线区233处设有镀银层31，焊接线33连接在镀银层31上；塑封层由塑封料形成，用于包裹产品框架、控制芯片32以及焊接线33。

进一步地，控制芯片32与基岛22之间设有导电胶层。

通过导电胶层将控制芯片32粘接在基岛22上。

较佳地，导电胶层的导电胶选用热导率大于等于10W/mK的导电胶。导电胶层具有高导热性能，可最大限度的将控制芯片在高频工作时产生的热量传递给框架以及外部，防止控制芯片烧穿。导电胶较佳可选用日立生产的型号为EN-4620K的导电胶，还可选用汉高生产的型号为ABP8068T或者型号为2815A的导电胶。

形成塑封层的塑封料要求填充颗粒直径小于45um，吸水率小于0.3％，以增加整体的防潮可靠性。塑封料可选用住友生产的型号为CEL-9700ZHF的塑封料，还可以选用日立生产的型号为EME-G700HC的塑封料。

下面对半桥驱动产品框架的封装过程进行说明。

该封装过程包括如下步骤：

如图13所示，提供控制芯片32，将控制芯片32固定在对应的基岛22上；

在控制芯片32之间以及控制芯片32与对应的引脚23的焊线区233之间进行压焊打线实现电性连接；

对键合完成的产品进行塑封以完成产品框架的封装。

具体地，如图14至图18所示，在基岛22上点上导电胶34，导电胶34选用高导热性能的胶水，可最大限度的将控制芯片高频工作时产生的热量传到框架以及外部，防止控制芯片烧穿。

接着将控制芯片32粘贴在导电胶34上，严格控制粘贴控制芯片32的平整度，减少焊线工序因此产生的异常，提高生产效率和质量。

在固定完成控制芯片后进行焊线，连接控制芯片和引脚以及两个控制芯片，两个控制芯片的连接需要执行BSOB技术，即控制芯片的两端都需要预先植球后再进行焊接线，可很好的防止芯片在键合过程中产生的裂片、弹坑等风险，极大提高产品的可靠度。引脚的焊线区233处设有镀银层31，焊接线33一端与控制芯片32连接，另一端与引脚处的镀银层31连接。

焊线后，通过高可靠性塑封料将控制芯片、产品框架、焊接线包封在一起，起到保护内部芯片、焊线的作用。

进一步地，在固晶(也即将控制芯片粘结在基岛上)之前，对晶圆进行研磨以减薄晶圆，降低总体塑封厚度，并减少焊线露出塑封层外的风险。

在焊线键合之前，进行Plasma清洁，利用惰性气体在高压放电时，电离产生的正负离子，吸附框架和控制芯片表面的异物或氧化物，提高焊接的拉力，降低其在高温工作时脱球、脱焊风险，增加使用寿命和可靠性，然后在进行焊线的键合。

塑封完成后将塑封体放入烤箱按照预设温度进行烘烤，以充分释放框架，芯片以及塑封料之间的内应力。

塑封之后进行冲切，并将外部引脚制成需要的形状。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种半桥驱动产品框架，其特征在于，包括：

框架本体；

设于所述框架本体上且相对设置的两个基岛；以及

设于所述框架本体上的多个引脚，所述引脚远离所述框架本体的一端向着对应的基岛的方向延伸并形成靠近对应的基岛的焊线区，所述引脚靠近所述框架本体的一端处设有嵌槽，所述引脚上还设有锁料孔。

2.如权利要求1所述的半桥驱动产品框架，其特征在于，所述引脚靠近所述框架本体的一端呈内宽外窄状。

3.如权利要求1所述的半桥驱动产品框架，其特征在于，所述嵌槽为U型槽。

4.如权利要求1所述的半桥驱动产品框架，其特征在于，所述引脚有八个，其中的两个引脚与对应的基岛连接。

5.如权利要求1所述的半桥驱动产品框架，其特征在于，所述焊线区设有镀银层。

6.如权利要求1所述的半桥驱动产品框架，其特征在于，还包括设于所述框架本体两侧的连筋。

7.如权利要求1所述的半桥驱动产品框架，其特征在于，所述框架本体的相对两侧设有注塑口。

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