ITMI972000A1 - CRUSHABLE PROTUBERANCE ON THE LATERAL SURFACE OF CONDUCTIVE TERMINALS TO IMPROVE PRINTABILITY - Google Patents

CRUSHABLE PROTUBERANCE ON THE LATERAL SURFACE OF CONDUCTIVE TERMINALS TO IMPROVE PRINTABILITY Download PDF

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ITMI972000A1
ITMI972000A1 IT002000A ITMI972000A ITMI972000A1 IT MI972000 A1 ITMI972000 A1 IT MI972000A1 IT 002000 A IT002000 A IT 002000A IT MI972000 A ITMI972000 A IT MI972000A IT MI972000 A1 ITMI972000 A1 IT MI972000A1
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IT
Italy
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protuberance
terminals
semiconductor device
terminal
housing
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IT002000A
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Peter R Ewer
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Int Rectifier Corp
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

di una domanda di Brevetto d'invenzione dal titolo: of an invention patent application entitled:

"PROTUBERANZA SCHIACCIABILE SULLA SUPERFICIE LATERALE DI TERMINALI CONDUTTORI PER MIGLIORARE LA STAMPABILITA"' "CRUSHABLE PROTUBERANCE ON THE LATERAL SURFACE OF CONDUCTOR TERMINALS TO IMPROVE PRINTABILITY" '

CAMPO DELL'INVENZIONE FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione riguarda contenitori per dispositivi a semiconduttore e telai a conduttori per gli stessi, e più specificatamente riguarda un dispositivo semiconduttore ad alta potenza adatto per il montaggio superficiale. The present invention relates to containers for semiconductor devices and conductor frames therefor, and more specifically relates to a high-power semiconductor device suitable for surface mounting.

FONDAMENTI DELL'INVENZIONE FOUNDATIONS OF THE INVENTION

Sono ben noti i contenitori per i dispositivi a semiconduttore ad alta potenza che possono essere montati superficialmente su un substrato di metallo isolato (IMS) o altra superficie di scheda di supporto piatta. Uno di tali contenitori è illustrato nella domanda di brevetto USA Nr. Containers for high power semiconductor devices that can be surface mounted on an insulated metal substrate (IMS) or other flat backing board surface are well known. One such container is illustrated in U.S. Patent Application No.

08/583.219, depositata il 4 gennaio 1996, dal titolo CONTENITORE PER SEMICONDUTTORI PER MONTAGGIO SUPERFICIALE 08 / 583.219, filed on January 4, 1996, entitled CONTAINER FOR SEMICONDUCTORS FOR SURFACE MOUNTING

che è qui incorporata per riferimento. Questi dispositivi sono molto adatti per il montaggio superficiale sui tracciati conduttivi di schede di supporto piatte quali una Struttura IMS (un substrato spesso in rame o alluminio coperto da un film isolante sottile dotato di una superficie superiore saldabile, sottile, tracciabile, di rame o altro materiale conduttore). which is incorporated herein by reference. These devices are well suited for surface mounting on conductive paths of flat carrier boards such as an IMS Frame (a thick copper or aluminum substrate covered with a thin insulating film with a solderable, thin, traceable, copper or other top surface conductive material).

La presente invenzione è un perfezionamento di tale dispositivo che lo rende più efficiente e più facilmente fabbricabile . The present invention is an improvement of such a device which makes it more efficient and more easily manufactured.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

Secondo l'invenzione, è previsto un nuovo telaio a conduttori che può ricevere una o più piastrine di semiconduttore quali piastrine IGBT di potenza, piastrine IGBT, piastrine di diodo Schottky e insiemi di questi su una sezione di supporto piatta centrale. Le piastrine sono intercollegate dal supporto nelle loro superfici inferiori, e alla loro sommità mediante idonei collegamenti a fili. Il telaio a conduttori ha due terminali di potenza, che possono essere interconnessi nei due angoli adiacenti di un contenitore rettangolare. I terminali di potenza sono accessibili per la connessione all'esterno di un alloggiamento stampato in plastica piatto che contiene la parte superiore ed i lati del supporto centrale del telaio a conduttori. Una serie di piedini di controllo o terminali, che inizialmente fanno parte del telaio a conduttori ma che sono isolati dal supporto dissipatore di calore dopo lo stampaggio dell'alloggiamento, si estendono dal lato dell'alloggiamento opposto al lato contenente il terminale di potenza. According to the invention, a new conductor frame is provided which can receive one or more semiconductor chips such as power IGBT chips, IGBT chips, Schottky diode chips and sets of these on a central flat support section. The plates are interconnected by the support in their lower surfaces, and at their top by suitable wire connections. The conductor frame has two power terminals, which can be interconnected in the two adjacent corners of a rectangular enclosure. The power terminals are accessible for connection to the outside of a flat plastic molded housing that contains the top and sides of the core support of the conductor frame. A series of control pins or terminals, which are initially part of the conductor frame but which are isolated from the heat sink holder after housing molding, extend from the side of the housing opposite to the side containing the power terminal.

Vi sono almeno due terminali di controllo o piedini ravvicinati che possono essere collegati mediante fili al gate ed al catodo o ai terminali sensori di corrente della piastrina all'interno dell'alloggiamento. Un terzo terminale remoto (distante dal primo e dal secondo terminale di controllo ravvicinati) è anche disponibile per la connessione a qualche altro terminale, per esempio, al terminale gate di una piastrina a tiristore se tale piastrina è contenuta nell'alloggiamento. There are at least two control terminals or closely spaced pins which can be wired to the gate and cathode or current sensing terminals of the chip within the housing. A third remote terminal (distant from the first and second control terminals in close proximity) is also available for connection to some other terminal, for example, the gate terminal of a thyristor die if such die is contained in the housing.

Il telaio a conduttori è generalmente un foglio conduttore a spessore singolo. I terminali che si estendono attraverso i bordi dell'alloggiamento stampato possono essere parzialmente sfalsati in verticale per fornire un miglior blocco plastico al telaio a conduttori. Le superfici inferiori dei terminali e del supporto del telaio a conduttori sono in un piano comune. Il supporto dissipatore di calore principale può avere delle scanalature parallele sui lati opposti della piastrina sul supporto per fornire un ulteriore blocco plastico all'alloggiamento stampato. Delle scanalature a coda di rondine poco profonde possono estendersi dal bordo interno di queste fessure sempre per migliorare il blocco plastico. The conductor frame is generally a single thickness conductive sheet. The terminals extending across the edges of the molded housing can be partially offset vertically to provide a better plastic lock to the conductor frame. The bottom surfaces of the terminals and lead frame support are in a common plane. The main heat sink holder may have parallel grooves on opposite sides of the plate on the holder to provide an additional plastic lock to the molded housing. Shallow dovetail grooves can extend from the inner edge of these slots again to improve the plastic block.

La superficie del supporto può essere a nido d'ape o a concavità per migliorare la saldatura degli elettrodi della superficie della piastrina inferiore al supporto. Conformemente ad una caratteristica dell'invenzione, la superficie inferiore del supporto che deve essere montato superficialmente su un dissipatore di calore o una traccia conduttrice di una scheda IMS può anch'essa essere a nido d'ape per migliorare la saldatura del supporto al dissipatore di calore e per evitare vuoti di saldatura dovuti ad una concavità nel fondo del telaio a conduttori. Il fondo dell'alloggiamento isolante è anche dotato di scanalature di lavaggio che si estendono completamente per tutta la larghezza del contenitore e sono parallele ai lati contenenti terminali di ingresso e di uscita e sono situate tra i terminali ed il supporto. Queste scanalature aumentano la distanza di tracciatura di superficie tra i terminali ed il supporto e consentono il lavaggio del flusso di saldatura durante la saldatura. The surface of the support can be honeycomb or concave to improve the welding of the electrodes of the surface of the lower plate to the support. According to a feature of the invention, the lower surface of the support that is to be surface mounted on a heat sink or a conductive trace of an IMS card can also be honeycomb to improve the soldering of the support to the heat sink. heat and to avoid welding gaps due to a concavity in the bottom of the conductor frame. The bottom of the insulating housing is also provided with flushing grooves which extend fully the full width of the container and are parallel to the sides containing inlet and outlet terminals and are located between the terminals and the holder. These grooves increase the surface scribing distance between the terminals and the holder and allow flushing of the solder flux during soldering.

Secondo un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, delle brevi mensole poco profonde si estendono dalle estremità inferiori delle scanalature e per tutta la larghezza del fondo dell'alloggiamento per migliorare la funzione di lavaggio del flusso. According to a further feature of the invention, short shallow brackets extend from the lower ends of the grooves and across the width of the bottom of the housing to improve the flow washing function.

Come precedentemente descritto, i diversi piedini terminali sono parzialmente tranciati o sfalsati in verticale per migliorare il blocco plastico. Conformemente ad un'ulteriore caratteristica dell'invenzione, il bordo parzialmente arrotondato della regione sfalsata è dotato di una piccola tacca quadrata o angolo a gradino per ottenere un bordo acuto al fine di evitare l'essudazione della plastica sulle superfici inferiori del terminale durante lo stampaggio . As previously described, the different terminal pins are partially sheared or vertically staggered to improve the plastic block. According to a further feature of the invention, the partially rounded edge of the offset region is provided with a small square notch or stepped corner to obtain a sharp edge in order to avoid the exudation of the plastic on the lower surfaces of the terminal during molding. .

Un'ulteriore caratteristica dell'invenzione è costituita dal fatto che i terminali sono formati con protuberanze frantumabili allungate nelle loro superfici laterali adiacenti alle parti dei terminali appena esterne all'alloggiamento di plastica. Queste protuberanze vengono schiacciate verso l'interno dall'utensile di stampaggio quando questo si chiude, in modo da fornire una chiusura ermetica che impedisce alla plastica di stampaggio di essudare fuori e sopra i lati dei terminali che si estendono al di là dell'alloggiamento e che potrebbero interferire con la connessione a saldatura ai terminali. A further feature of the invention is that the terminals are formed with elongated shatter protuberances in their side surfaces adjacent the portions of the terminals just external to the plastic housing. These protrusions are squeezed inward by the molding tool as it closes to provide an airtight seal that prevents molding plastic from exuding out and over the sides of the terminals extending beyond the housing and which could interfere with the solder connection at the terminals.

Un'ulteriore caratteristica dell ' invenzione è costituita dal fatto che una barra del telaio a conduttori integrale collega i terminali di ingresso di potenza ai due angoli dell'alloggiamento ed all'interno dell'alloggiamento. I collegamenti a fili dalla piastrina all'interno dell'alloggiamento vengono effettuati con questa singola barra che è contenuta all'interno dell'alloggiamento. La barra migliora la connessione tramite fili ed agisce inoltre da blocco plastico per l'alloggiamento. A further feature of the invention is that an integral lead frame bar connects the power input terminals at the two corners of the housing and within the housing. Wire connections from the chip inside the housing are made with this single bar which is contained within the housing. The bar improves the connection via wires and also acts as a plastic block for the housing.

Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione diverranno chiari dalla descrizione seguente dell'invenzione che si riferisce ai disegni allegati. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the invention referring to the accompanying drawings.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Per illustrare l'invenzione, i disegni presentano una forma che e attualmente quella preferita, restando tuttavia inteso che l'invenzione non è limitata all'esatta disposizione e strumentazione illustrate. To illustrate the invention, the drawings present a form which is currently the preferred one, it being understood, however, that the invention is not limited to the exact arrangement and instrumentation illustrated.

La figura 1 è una vista dall'alto del contenitore secondo la forma di realizzazione preferita dell'invenzione. Figure 1 is a top view of the container according to the preferred embodiment of the invention.

La figura 2 è una vista dal basso del contenitore secondo la forma di realizzazione preferita dell'invenzione. Figure 2 is a bottom view of the container according to the preferred embodiment of the invention.

La figura 3 è una vista laterale del contenitore secondo la forma di realizzazione preferita dell'invenzione. Figure 3 is a side view of the container according to the preferred embodiment of the invention.

La figura 4 è una vista dell'estremità del terminale di potenza principale del contenitore secondo la forma di realizzazione preferita dell'invenzione. Figure 4 is an end view of the main power terminal of the container according to the preferred embodiment of the invention.

La figura 5 è una vista in sezione trasversale di una scheda di supporto IMS su cui può essere montato il contenitore secondo le figure 1-4. Figure 5 is a cross-sectional view of an IMS support board on which the container according to Figures 1-4 can be mounted.

La figura 6 è una vista dall'alto del telaio a conduttori usato nel contenitore delle figure 1-4. Figure 6 is a top view of the lead frame used in the container of Figures 1-4.

La figura 7 è una vista in sezione trasversale della figura 6 presa lungo la linea 7-7 della figura 6. Figure 7 is a cross-sectional view of Figure 6 taken along line 7-7 of Figure 6.

La figura 8 è una vista dal basso del telaio a conduttori della figura 6. Figure 8 is a bottom view of the lead frame of Figure 6.

La figura 9 è un ingrandimento dell'area cerchiata "A" della figura 7. Figure 9 is an enlargement of the circled area "A" of Figure 7.

La figura 10 è un dettaglio ingrandito dell'area cerchiata "B" della figura 3 che illustra il bloccaggio di un terminale di controllo nell'alloggiamento di plastica e la nuova struttura a scanalature di lavaggio. Figure 10 is an enlarged detail of the circled area "B" of Figure 3 illustrating the locking of a control terminal in the plastic housing and the new wash groove structure.

La figura 11 illustra una parte del telaio a conduttori a spessore singolo, piatto, della forma di realizzazione preferita dell'invenzione senza sfalsamento dei conduttori terminali . Figure 11 illustrates a portion of the flat, single thickness conductor frame of the preferred embodiment of the invention without staggering the terminal conductors.

La figura 12 illustra il telaio a conduttori della figura 11 dopo lo sfalsamento dei conduttori terminali. Figure 12 illustrates the conductor frame of Figure 11 after staggering the terminal leads.

La figura 13 illustra la formazione di un angolo a gradino nell'area d'angolo "C" della figura 12 per evitare l'essudazione della plastica sulla superficie inferiore del terminale durante lo stampaggio. Figure 13 illustrates the formation of a stepped corner in the corner area "C" of Figure 12 to avoid exudation of the plastic on the underside of the terminal during molding.

La figura 14 è un ingrandimento dell'area cerchiata "D" della figura 6 ed illustra una scanalatura di bloccaggio della plastica che si estende dall'estremità della scanalatura di bloccaggio della plastica nel telaio a conduttori . Figure 14 is an enlargement of the circled area "D" of Figure 6 and illustrates a plastic locking groove extending from the end of the plastic locking groove in the lead frame.

La figura 15 è una sezione trasversale della figura 14 presa lungo la linea 15-15 della figura 14. Figure 15 is a cross section of Figure 14 taken along line 15-15 of Figure 14.

La figura 16 è una vista dall'alto di un terminale del telaio a conduttori staccato e illustra le protuberanze sacrificabili, schiacciabili , verticali sui lati del terminale che chiudono ermeticamente l'utensile di stampaggio per evitare l'essudazione della plastica sulla superficie saldabile esposta del terminale. Figure 16 is a top view of a detached lead frame terminal and illustrates the expendable, squeezable, vertical protrusions on the sides of the terminal that hermetically seal the molding tool to prevent the plastic from exuding onto the exposed weldable surface of the terminal. terminal.

La figura 17 è una vista laterale della figura 16. Figure 17 is a side view of Figure 16.

La figura 18 illustra il telaio a conduttori della figura 6 con la piastrina a semiconduttore saldata sul supporto ed il filo di collegamento che collega la piastrina ai terminali esterni ed illustra il modo in cui il telaio a conduttori viene sbavato dopo la formazione dell'alloggiamento stampato (non illustrato). Figure 18 illustrates the conductor frame of Figure 6 with the semiconductor die welded to the holder and the connecting wire connecting the die to the external terminals and illustrates how the conductor frame is deburred after the molded housing is formed. (not illustrated).

La figura 19 illustra uno schema circuitale della figura 18 . Figure 19 illustrates a circuit diagram of Figure 18.

La figura 20 illustra una struttura secondo la tecnica precedente in cui le protuberanze sacrificàbili non sono previste sui terminali che si estendono attraverso l'alloggiamento di plastica. Figure 20 illustrates a prior art structure in which expendable protrusions are not provided on the terminals extending through the plastic housing.

La figura 21 illustra il terminale della figura 20 in prospettiva con le protuberanze sacrificabili. Figure 21 illustrates the terminal of Figure 20 in perspective with the expendable protuberances.

La figura 22 illustra le protuberanze sacrificabili dopo lo stampaggio . Figure 22 illustrates the expendable protuberances after molding.

La figura 23 illustra lo stampo ed il terminale prima dello stampaggio . Figure 23 illustrates the mold and terminal prior to molding.

La figura 24 illustra lo stampo ed il terminale dopo lo stampaggio. Figure 24 illustrates the mold and terminal after molding.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DEI DISEGNI DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Facendo riferimento alle figure 1-4, è illustrato l'esterno del contenitore per il montaggio superficiale della forma di realizzazione preferita dell'invenzione, il quale è costituito da un alloggiamento 30 in plastica isolante stampata, che è un rettangolo allungato ed incorpora le superfici superiori e parti dei bordi di un telaio a conduttori piatto, a spessore singolo che può essere costituito da una lega di rame convenzionale dello spessore di circa 1,27 mm. In una forma di realizzazione preferita, l'alloggiamento 30 ha una lunghezza di circa 29 mm, una larghezza di 14,2 mm ed un'altezza di 4,27 mm. Il telaio a conduttori è descritto più dettagliatamente in seguito con riferimento alle figure 6, 7 ed 8. Gli elementi del telàio a conduttori illustrati nelle figure 1-4 sono il supporto dissipatore di calore 31, i terminali di potenza 32 e 33 sugli angoli di un bordo dell'alloggiamento rettangolare 30 ed i terminali di controllo o piedini 34, 35 e 36 lungo il lato opposto dell'alloggiamento. I terminali 32-36 si estendono di circa 1 miti oltre le estremità dell'alloggiamento. I terminali 34 e 35 sono preferibilmente ravvicinati, per esempio ad una distanza di 2,5 mm da centro a centro mentre i terminali 35 e 36 sono preferibilmente più distanziati, per esempio di 6,0 mm da centro a centro. Referring to Figures 1-4, the exterior of the surface mount container of the preferred embodiment of the invention is illustrated, which consists of a molded insulating plastic housing 30, which is an elongated rectangle and incorporates the surfaces. tops and portions of the edges of a flat, single-thickness conductor frame which may be made from a conventional copper alloy approximately 1.27 mm thick. In a preferred embodiment, the housing 30 has a length of about 29mm, a width of 14.2mm and a height of 4.27mm. The conductor frame is described in more detail below with reference to Figures 6, 7 and 8. The elements of the conductor frame illustrated in Figures 1-4 are the heat sink support 31, the power terminals 32 and 33 on the corners of an edge of the rectangular housing 30 and the control terminals or pins 34, 35 and 36 along the opposite side of the housing. Terminals 32-36 extend approximately 1 mile beyond the ends of the housing. The terminals 34 and 35 are preferably close together, for example at a distance of 2.5 mm from center to center while the terminals 35 and 36 are preferably more spaced, for example by 6.0 mm from center to center.

Come illustrato nella figura 3, le superfici inferiori del supporto 31 e dei terminali 32-36 sono coplanari e possono essere collegate alla superficie tracciata di un supporto dissipatore di calore quale una scheda IMS. La figura 5 illustra una sezione trasversale di una tipica scheda IMS costituita da un substrato 40, spesso, termicamente conduttivo (lega di rame o di alluminio) il quale è coperto da un polimero isolante molto sottile 41. Uno strato 42 saldabile, conduttivo, sottile, tracciabile, è disposto sull'isolante 41. Nello strato 42 è possibile formare qualsiasi traccia desiderata, ma, nella figura 5, lo strato 42 è separato in una parte 42a e in una serie di segmenti allineati ai terminali 32-36. Soltanto i segmenti 42b e 42c, che sono allineati, per esempio, rispettivamente ai terminali 32 e 34, sono illustrati nella figura 5. Diventa quindi opportuno saldare il fondo del contenitore delle figure 1-4 alla scheda IMS della figura 5, usando tecniche di saldatura standard. As illustrated in Figure 3, the lower surfaces of the holder 31 and terminals 32-36 are coplanar and can be connected to the traced surface of a heat sink holder such as an IMS card. Figure 5 illustrates a cross section of a typical IMS board consisting of a thick, thermally conductive substrate 40 (copper or aluminum alloy) which is covered by a very thin insulating polymer 41. A thin, conductive, solderable layer 42 , traceable, is disposed on the insulator 41. In the layer 42 it is possible to form any desired trace, but, in Figure 5, the layer 42 is separated into a part 42a and into a series of segments aligned at the terminals 32-36. Only the segments 42b and 42c, which are aligned, for example, respectively to the terminals 32 and 34, are illustrated in Figure 5. It therefore becomes appropriate to weld the bottom of the container of Figures 1-4 to the IMS card of Figure 5, using techniques of standard welding.

Per aiutare e migliorare l'operazione di saldatura, le scanalature di lavaggio del flusso 50 e 51 (figure 2 e 3) sono formate attraverso il fondo dell'alloggiamento di plastica 30 tra i bordi opposti del supporto 31 e le linee rispettivamente dei terminali 32-33 e 34-36 e parallele agli stessi. Le scanalature 50 e 51 hanno preferibilmente una sezione trasversale curva ed un raggio di circa 0,4 mm. Queste scanalature sono molto utili per aiutare a lavare il flusso di saldatura dopo l'operazione di saldatura e ad aumentare ulteriormente la distanza di traccia sulla superficie plastica tra il supporto 31 ed i terminali 32-36 . To aid and improve the soldering operation, the flux washing grooves 50 and 51 (Figures 2 and 3) are formed across the bottom of the plastic housing 30 between the opposite edges of the support 31 and the lines of the terminals 32 respectively. -33 and 34-36 and parallel to the same. The grooves 50 and 51 preferably have a curved cross section and a radius of about 0.4 mm. These grooves are very useful to help wash out the solder flux after the soldering operation and to further increase the trace distance on the plastic surface between the holder 31 and the terminals 32-36.

Per migliorare il lavaggio del flusso, si è trovato utile prevedere delle brevi mensole poco profonde, indicate dai numeri 60 e 61 nella figura 10. Le mensole 60 e 61 hanno una profondità di circa 0,1 mm ed assicurano che le rispettive scanalature di lavaggio 50 e 51 siano distanziate e aperte sul substrato al quale viene saldato il contenitore. To improve the washing of the flow, it has been found useful to provide short shallow shelves, indicated by the numbers 60 and 61 in figure 10. The shelves 60 and 61 have a depth of about 0.1 mm and ensure that the respective washing grooves 50 and 51 are spaced apart and open on the substrate to which the container is welded.

Il telaio a conduttori stesso, prima di ricevere la piastrina o un alloggiamento, è illustrato nelle figure 6, 7 ed 8. Il supporto 31 ed i terminali 32-36 sono parti integrali del telaio a conduttori e sono congiunti da segmenti che sono tagliati via dopo il sovrastampaggio per isolare i contatti 34-36 dai contatti 32, 33 e dal supporto 31, nonché l'uno dall'altro. Il telaio a conduttori contiene anche una barra trasversale pesante 70 (figure 6-8 e 18) che collega insieme i terminali di potenza 32 e 33 ed agisce inoltre da blocco per aiutare ad ancorare il telaio a conduttori nell'alloggiamento di plastica 30. La barra 70 serve anche da superficie di collegamento per i collegamenti a fili, come verrà descritto in relazione alle figure 18 e 19. The lead frame itself, prior to receiving the chip or housing, is illustrated in Figures 6, 7 and 8. The support 31 and terminals 32-36 are integral parts of the lead frame and are joined by segments which are cut away. after molding to isolate contacts 34-36 from contacts 32, 33 and support 31, as well as from each other. The conductor frame also contains a heavy crossbar 70 (Figures 6-8 and 18) which connects the power terminals 32 and 33 together and also acts as a block to help anchor the conductor frame in the plastic housing 30. bar 70 also serves as a connection surface for wire connections, as will be described in relation to Figures 18 and 19.

La regione del supporto 31 ha due scanalature parallele sottili 71 e 72 (figure 6-8, 14 e 15) che vengono riempite di plastica durante l'operazione di stampaggio, creando anch'esse un blocco di plastica, per aiutare a bloccare il supporto 31 all'alloggiamento 30. Delle brevi bave intenzionali 73 e 74 si estendono dalle pareti interne rispettivamente delle scanalature 71 e 72, creando ancora un altro blocco per ancorare ulteriormente il supporto del telaio a conduttori 31 all'alloggiamento di plastica. The support region 31 has two thin parallel grooves 71 and 72 (Figures 6-8, 14 and 15) which are filled with plastic during the molding operation, also creating a block of plastic, to help lock the support 31 to housing 30. Intentional short burrs 73 and 74 extend from the inner walls of grooves 71 and 72 respectively, creating yet another block for further anchoring the lead frame support 31 to the plastic housing.

Per aiutare ancora ulteriormente il blocco di plastica, le scanalature a coda di rondine 80-83 (figure 6, 14 e 15) si estendono dalle estremità delle scanalature 71 e 72 sulla superficie superiore del supporto 31 verso le sue estremità. Queste scanalature si riempiono di plastica durante l'operazione di stampaggio per bloccare ulteriormente il supporto 31 all'alloggiamento. To aid the plastic block even further, the dovetail grooves 80-83 (Figures 6, 14 and 15) extend from the ends of the grooves 71 and 72 on the upper surface of the support 31 towards its ends. These grooves fill with plastic during the molding operation to further lock the holder 31 to the housing.

Si noterà che la superficie centrale superiore del supporto 31 ha una superficie a "nido d'ape" 85. La superficie superiore del supporto 31 può essere nichelata ed ha uno schema di incisioni distanziate (preferibilmente circa 0'05 mm) poco profonde, preferibilmente incisioni puntiformi aventi un diametro di circa 0,25 mm e una distanza di circa 0,6 mm tra i centri. E' noto che questo schema a nido d'ape migliora la saldatura della piastrina alla superficie a nido d'ape. Secondo un altro aspetto della forma di realizzazione preferita dell'invenzione, il lato opposto del supporto 31 è anch'esso dotato di uno schema a nido d'ape 86 (figura 8). Questa superficie è normalmente piatta e liscia, ma si è trovato che se la superficie è leggermente concava, si possono formare dei vuoti di saldatura indesiderabili durante il processo di saldatura. Secondo l'invenzione, lo schema a nido d'ape sul fondo della superficie concava del telaio a conduttori migliora la sua capacità di essere saldata ad una superficie piatta dissipatrice di calore aumentando la bagnatura ed il flusso di saldatura tra le due superiici. It will be noted that the upper central surface of the support 31 has a "honeycomb" surface 85. The upper surface of the support 31 can be nickel-plated and has a pattern of spaced (preferably about 0'05 mm) shallow incisions, preferably point incisions having a diameter of about 0.25 mm and a distance of about 0.6 mm between the centers. This honeycomb pattern is known to improve the bonding of the chip to the honeycomb surface. According to another aspect of the preferred embodiment of the invention, the opposite side of the support 31 is also provided with a honeycomb pattern 86 (Figure 8). This surface is normally flat and smooth, but it has been found that if the surface is slightly concave, undesirable weld gaps can form during the welding process. According to the invention, the honeycomb pattern on the bottom of the concave surface of the conductor frame improves its ability to be welded to a flat heat sink surface by increasing the wetting and flux of the weld between the two surfaces.

La figura 11 illustra una sezione trasversale di una parte del telaio a conduttori contenente il supporto 31 ed il contatto 36. Questo telaio è originariamente un telaio perfettamente piatto con superfici superiori ed inferiori planari piatte. Si è trovato che, spostando leggermente le sezioni terminale del telaio a conduttori mediante un'operazione di stampaggio parziale, come illustrato nella figura 12, i terminali si bloccano meglio nell'alloggiamento di plastica 30. Lo spostamento effettivo usato è di circa 0,5 mm per un telaio a conduttori dello spessore di 1,27 mm. Si è trovato che durante l'operazione di stampaggio (dopo questo processo di sfalsamento), la plastica tendeva ad essudare al di là del bordo leggermente arrotondato nella posizione "C" della figura 12, sulla superficie inferiore del terminale 36 e sugli altri terminali sfalsati 32-35. si è trovato che lo stampaggio di una tacca quadrata 95 (figura 9 e 13) nell'angolo "C" di ogni terminale impediva questa essudazione non desiderata di plastica. La tacca 95 viene preferibilmente formata tagliando il materiale (invece di fletterlo) in quanto questo metodo non richiede ulteriore spazio laterale. Figure 11 illustrates a cross section of a portion of the conductor frame containing the support 31 and contact 36. This frame is originally a perfectly flat frame with flat planar upper and lower surfaces. It has been found that by slightly shifting the terminal sections of the lead frame by a partial molding operation, as shown in Figure 12, the terminals lock better into the plastic housing 30. The actual displacement used is approximately 0.5 mm for a 1.27 mm thick conductor frame. It was found that during the molding operation (after this offset process), the plastic tended to exude beyond the slightly rounded edge at the "C" position of Figure 12, onto the undersurface of the terminal 36 and the other staggered terminals. 32-35. it was found that molding a square notch 95 (FIGS. 9 and 13) in the corner "C" of each terminal prevented this unwanted exudation of plastic. Notch 95 is preferably formed by cutting the material (instead of flexing it) as this method does not require additional lateral space.

La tacca 95 ha una profondità di circa 0,2 mm ed una lunghezza di 0,3 mm. La tacca 95 è illustrata nelle figure 6 e 7 per ciascuno dei terminali sfalsati 32-36. Notch 95 has a depth of about 0.2 mm and a length of 0.3 mm. Notch 95 is illustrated in Figures 6 and 7 for each of the staggered terminals 32-36.

Un'ulteriore caratteristica del nuovo contenitore è che ciascuno dei piedini o terminali che si estendono attraverso l'alloggiamento di plastica 30, ha una o più piccole protuberanze che si estendono dallo spessore del terminale. Lo spessore delle protuberanze 100, 101 deve variare secondo lo spessore del telaio a conduttori. In generale, le protuberanze 100, 101 avranno uno spessore compreso tra 0,05 e 0,5 mm. Pertanto, come illustrato nelle figure 16 e 17, due protuberanze schiacciabili 100 e 101, aventi un raggio per esempio di circa 0,2 mm (per un telaio a conduttori di 1,2 mm), servono per essere schiacciate o parzialmente appiattite da un utensile di stampaggio per prevenire l'essudazione della plastica oltre i limiti definiti dalle protuberanze 100 e 101. Le protuberanze schiacciabili sono illustrate nelle figure 6 e 7 in tutte le posizioni necessarie sul telaio a conduttori. A further feature of the new container is that each of the pins or terminals extending through the plastic housing 30 has one or more small protrusions extending from the thickness of the terminal. The thickness of the protrusions 100, 101 must vary according to the thickness of the conductor frame. In general, the protuberances 100, 101 will have a thickness of between 0.05 and 0.5 mm. Therefore, as illustrated in Figures 16 and 17, two collapsible protrusions 100 and 101, having a radius of for example about 0.2 mm (for a 1.2 mm conductor frame), serve to be crushed or partially flattened by a molding tool for preventing the plastic from exuding beyond the limits defined by the protrusions 100 and 101. The crushable protrusions are shown in FIGS. 6 and 7 in all necessary positions on the conductor frame.

Le figure 16, 17 e 20-24 illustrano ulteriori dettagli in relazione alle protuberanze schiacciabili 100 e 101 sul terminale illustrativo 36. Pertanto, facendo riferimento alla figura 20, si è trovato che, durante lo stampaggio dell'alloggiamento 30, si verificava un flusso non controllato di una lamina sottile di plastica 120, 121 sui lati dei terminali, quale il terminale 36, fuori dall'alloggiamento stampato 30. Questa plastica deve essere tolta in quanto interferisce con la saldatura al terminale 36. Figures 16, 17 and 20-24 illustrate further details in relation to the squeezable protrusions 100 and 101 on the illustrative terminal 36. Therefore, referring to Figure 20, it was found that, during the molding of the housing 30, a flow occurred unchecked of a thin sheet of plastic 120, 121 on the sides of the terminals, such as terminal 36, outside the molded housing 30. This plastic must be removed as it interferes with the soldering to terminal 36.

Questo problema è stato risolto mediante le protuberanze schiacciabili 100 e 101, illustrate nelle figure 16, 17 e 21, sui lati dei terminale 36. Pertanto, durante lo stampaggio, le protuberanze 100 e 101 sono schiacciate dallo stampo, come illustrato nella figura 22 per agire da diga contro la perdita o l'essudazione verso l'esterno della plastica, come illustrato. Si noterà che vengono formate delle superfici piatte trapezoidali nelle protuberanze 100 e 101. Pertanto, come illustrato nelle figure 23 e 24, lo stampo 140 ha una parte di canale rastremata 141 clic riceve il terminale 36. Quando lo stampo si chiude dalla posizione della figura 23, il terminale 36 viene forzato nel canale rastremato 141 che appiattisce le protuberanze 100 e 101 formando rispettivamente le superfici piane 150 e 151. Pertanto, durante lo stampaggio, le protuberanze schiacciate sigillano il canale 141 per evitare l'essudazione della plastica al di là delle regioni schiacciate delle protuberanze 100 e 101. L'angolo divergente del canale 141 permette il facile rilascio del terminale 36 (e di tutti i terminali 32-36) dopo il completamento dello stampaggio come illustrato nella figura 24. This problem has been solved by the collapsible protrusions 100 and 101, shown in Figures 16, 17 and 21, on the sides of the terminal 36. Therefore, during molding, the protrusions 100 and 101 are squeezed by the mold, as shown in Figure 22 to act as a dam against plastic leakage or exudation to the outside, as illustrated. It will be noted that trapezoidal flat surfaces are formed in the protrusions 100 and 101. Thus, as illustrated in Figures 23 and 24, the mold 140 has a tapered channel portion 141 which receives the terminal 36. When the mold closes from the position of the figure 23, the terminal 36 is forced into the tapered channel 141 which flattens the protuberances 100 and 101 forming the flat surfaces 150 and 151 respectively. Therefore, during molding, the crushed protuberances seal the channel 141 to prevent the plastic from exuding beyond of the flattened regions of the protuberances 100 and 101. The diverging angle of the channel 141 permits the easy release of the terminal 36 (and all the terminals 32-36) after the completion of the molding as illustrated in Figure 24.

La figura 18 illustra il supporto del telaio a conduttori 31 dopo che le due piastrine 110 e 111 dei dispositivi a semiconduttore sono state saldate sul supporto 31, ottenendo il cosiddetto "copack". Le piastrine 110 e 111 del copack possono essere di qualsiasi tipo, ma nelle figure 18 e 19 sono rappresentate rispettivamente come un IGBT di potenza ed un diodo a recupero veloce (FRED). Figure 18 illustrates the support of the conductor frame 31 after the two plates 110 and 111 of the semiconductor devices have been welded onto the support 31, obtaining the so-called "copack". The plates 110 and 111 of the copack can be of any type, but in Figures 18 and 19 they are represented respectively as a power IGBT and a fast recovery diode (FRED).

Si nota che nella figura 19 l'elettrodo collettore di IGBT 110 è collegato al catodo del diodo FRED 111 in quanto questi elettrodi sono saldati al supporto conduttivo 31 e ad esso connessi. Pertanto, il supporto conduttivo 31 fornisce un mezzo per interconnettere elettricamente il copack ad un circuito esterno. L'elettrodo emettitore superiore di IGBT 110 è collegato a fili, per esempio mediante i fili 112 all'elettrodo anodo del diodo FRED 111. I collegamenti a filo 113 continuano e sono collegati alla barra trasversale 70 ed ai terminali 32, 33. It can be noted that in Figure 19 the IGBT collector electrode 110 is connected to the cathode of the FRED diode 111 since these electrodes are welded to the conductive support 31 and connected thereto. Thus, the conductive support 31 provides a means for electrically interconnecting the copack to an external circuit. The upper emitter electrode of IGBT 110 is connected to wires, for example by wires 112 to the anode electrode of FRED diode 111. Wire connections 113 continue and are connected to crossbar 70 and terminals 32, 33.

Inoltre, un collegamento a fili 115 è effettuato dal supporto di porta di IGBT 110 al terminale di porta 35 e può anche essere prevista una connessione Kelvin ad emettitore 116 in corrispondenza del terminale 34 come illustrato nella figura 18. Further, a wire connection 115 is made from the IGBT gate holder 110 to the gate terminal 35 and a Kelvin connection to emitter 116 may also be provided at the terminal 34 as illustrated in Figure 18.

La descrizione che è stata fatta della forma di realizzazione preferita dell'invenzione è stata presentata a titolo illustrativo e descrittivo. Non intende essere esaustiva né limitare l'invenzione alla forma di realizzazione esatta presentata. Molte modifiche e variazioni sono possibili alla luce dei suddetti insegnamenti. E' inteso che lo scopo dell'invenzione non è limitato da questa descrizione dettagliata ma piuttosto dalle rivendicazioni allegate. The description which has been made of the preferred embodiment of the invention has been presented for illustrative and descriptive purposes. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the exact embodiment presented. Many modifications and variations are possible in light of the above teachings. It is understood that the scope of the invention is not limited by this detailed description but rather by the appended claims.

Claims (7)

RIVENDICAZIONI 1. Contenitore per dispositivi a semiconduttore a montaggio superficiale, comprendente: un dispositivo a semiconduttore; un supporto metallico su cui è montato il dispositivo a semiconduttore; un alloggiamento formato da un materiale fluibile che si lega al supporto metallico ed incapsula il dispositivo a semiconduttore quando polimerizza; almeno un terminale distanziato dal supporto metallico e coplanare con lo stesso; e almeno una protuberanza schiacciabile disposta sui una superficie laterale del terminale per impedire che il materiale fruibile dell'alloggiamento essudi da un utensile di stampaggio usato per formare 1'alloggiamento . CLAIMS 1. Surface mount semiconductor device enclosure, comprising: a semiconductor device; a metal support on which the semiconductor device is mounted; a housing formed from a flowable material which binds to the metal support and encapsulates the semiconductor device as it cures; at least one terminal spaced from the metal support and coplanar with it; And at least one crushable protuberance disposed on a side surface of the terminal to prevent usable housing material from exuding from a molding tool used to form the housing. 2. Contenitore per dispositivi a semiconduttore per montaggio superficiale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di includere una pluralità di terminali, ogni terminale avendo una protuberanza schiacciabile su ciascuna sua superficie laterale. 2. Surface mount semiconductor device container according to claim 1, characterized in that it includes a plurality of terminals, each terminal having a crushable protuberance on each side surface thereof. 3. Contenitore per dispositivi a semiconduttore a montaggio superficiale secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che almeno una protuberanza schiacciabile su uno dei terminali è assialmente allineata ad almeno una protuberanza schiacciabile sugli altri terminali che sono situati su un lato del contenitore . Surface mount semiconductor device container according to claim 2, characterized in that at least one squeeze protuberance on one of the terminals is axially aligned with at least one squeeze protuberance on the other terminals which are located on one side of the container. 4 . Contenitore per dispositivi a semiconduttore a montaggio superficiale secondo la rivendicazione 3 / caratterizzato dal fatto che la protuberanza schiacciabile ha uno spessore da circa 0 , 05 mm a 0 , 5 mm. 4. Surface mount semiconductor device container according to claim 3 / characterized in that the crushable protuberance has a thickness of from about 0.05 mm to 0.5 mm. 5 . Contenitore per dispositivi a semiconduttore a montaggio superf iciale secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che la protuberanza schiacciabile ha un raggio di circa 0 , 2 mm . 5. Surface mount semiconductor device container according to claim 1, characterized in that the crushable protuberance has a radius of about 0.2 mm. 6 . Contenitore per dispositivi a semiconduttore a montaggio superficiale secondo la rivendicazione 1 , caratteriz zato dal fatto che la protuberanza schiacciabile include una superficie piana trapezoidale formata da un dispositivo di stampaggio in grado di schiacciare la protuberanza . 6. Surface mount semiconductor device container according to claim 1, characterized in that the squeezable protuberance includes a flat trapezoidal surface formed by a molding device capable of squeezing the protuberance. 7 . Contenitore per dispos itivi a semiconduttore a montaggio superficiale secondo la rivendicazione 6 , caratterizzato dal fatto che il dispositivo di stampaggio ha una parte di canale rastremata che riceve il terminale e la protuberanza ed appiattisce la protuberanza quando lo stampo si chiude . 7. Surface mount semiconductor device container according to claim 6, characterized in that the molding device has a tapered channel portion which receives the terminal and the protuberance and flattens the protuberance when the mold closes.
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