KR19980024344A - Pressable beads on the side of the lead finger to improve moldability - Google Patents

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KR19980024344A
KR19980024344A KR1019970045795A KR19970045795A KR19980024344A KR 19980024344 A KR19980024344 A KR 19980024344A KR 1019970045795 A KR1019970045795 A KR 1019970045795A KR 19970045795 A KR19970045795 A KR 19970045795A KR 19980024344 A KR19980024344 A KR 19980024344A
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beads
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semiconductor device
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pressable
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Application number
KR1019970045795A
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피터 알. 유어
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클레버터 레슬리 씨.
인터내쇼널 렉티파이어 코포레이션
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

표면장착반도체패키지는 반도체소자가 그위에 장착되는 금속패드에 플라스틱 하우징을 고정시키기 위한 로킹요소를 사용한다. 패키지는 플라스틱 하우징의 바로 외측에 있는 단자의 부분에 인접한 그 측면상에 세장한 압입가능비드를 가진 단자가 포함되어 있다. 비드는 주형이 폐쇄될때, 성형공구에 의하여 안쪽으로 밀어넣어져서, 성형플라스틱이 하우징 너머로 뻗어있는 단자의 측벽 너머로 넘쳐흘러, 단자에 대한 납땜접속을 방해하지 못하게 하는 시일을 제공한다.Surface-mount semiconductor packages use a locking element for securing a plastic housing to a metal pad on which a semiconductor device is mounted. The package includes a terminal with elongate pressable beads on its side adjacent to the portion of the terminal just outside the plastic housing. The beads are pushed inwards by the molding tool when the mold is closed, providing a seal that the molding plastic overflows over the sidewall of the terminal extending beyond the housing, preventing the soldered connection to the terminal from interfering.

Description

성형가능성을 햐앙시키는 리드핑거 측면상의 압입가능비드Pressable beads on the side of the lead finger to improve moldability

도 1은 본 발명의 양호한 실시예의 패키지의 상부도.1 is a top view of a package of a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 양호한 실시예의 패키지의 하부도.2 is a bottom view of a package of the preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 양호한 실시예의 패키지의 측면도.3 is a side view of a package of a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 양호한 실시예의 패키지의 주전원단자 단부의 단면(端面)도,4 is a cross-sectional view of an end portion of a main power supply terminal of a package of a preferred embodiment of the present invention;

도 5는 도 1 내지 도 4의 패키지를 장착시킬 수 있는 IMS 지지판의 단면(端面)도.Fig. 5 is a sectional view of the IMS support plate on which the package of Figs. 1 to 4 can be mounted.

도 6은 도 1 내지 도 4의 패키지내에 사용되는 리드 프레임의 상부도,6 is a top view of a lead frame used in the package of FIGS. 1 to 4;

도 7은 도 6의 선(7-7)에 따라 취한 도 6의 단면도,FIG. 7 is a cross-sectional view of FIG. 6 taken along line 7-7 of FIG. 6;

도 8은 도 6에 도시된 리드 프레임의 하부도,8 is a bottom view of the lead frame shown in FIG. 6, FIG.

도 9는 도 7의 원구역 A의 확대도,9 is an enlarged view of the original zone A of FIG.

도 10은 도 3의 원구역 B의 확대도로서, 제어단자가 플라스틱 하우징내에 로킹되어 있는 것과 새로운 세척홈구조를 도시한 상세도,10 is an enlarged view of the original zone B of FIG. 3, in which the control terminal is locked in the plastic housing and a detailed view of the new cleaning groove structure;

도 11은 본 발명의 양호한 실시예의 평면단일게이지리드프레임중 단자리드오프셋이 없는 부분을 도시한 도면.FIG. 11 shows a portion of the planar single gauge lead frame without terminal lead offset in the preferred embodiment of the present invention. FIG.

도 12는 도 11에 도시된 리드 프레임으로서, 단자리드가 오프셋된 후의 리드 프레임을 도시한 도면,FIG. 12 is a lead frame shown in FIG. 11 and illustrates a lead frame after a terminal lead is offset;

도 13은 도 12내의 코너구역 C에, 성형중 플라스틱이 단자의 저면을 넘쳐 흐르지 못하게 하기 위한 단계형 코너가 형성되어 있는 것을 도시한 도면,FIG. 13 shows a cornered section C in FIG. 12 in which stepped corners are formed to prevent plastic from overflowing the bottom of the terminal during molding; FIG.

도 14는 도 6의 원형구역 D의 확대로서, 플라스틱 록 슬롯 으로부터 리드 프레임내로 뻗어 있는 플라스틱 록 홈을 도시한 도면,FIG. 14 is an enlargement of the circular zone D of FIG. 6, showing a plastic lock groove extending from the plastic lock slot into the lead frame, FIG.

도 15는 도 14의 선(15-15)에 따라 취한 도 14의 단면도,FIG. 15 is a cross-sectional view of FIG. 14 taken along line 15-15 of FIG. 14;

도 16는 하나의 분리된 리드 프레임단자의 상부로서, 성형공구를 밀봉하여, 플라스틱이 단자의 노출된 납땜가능면으로 넘쳐 흐르는 것을 방지하는 희생수직압입가능범프 또는 비드가 단자 측면에 제공되어 있는 것을 도시한 도면,16 is a top of one separate lead frame terminal, provided that a sacrificial vertical indentable bump or bead is provided on the terminal side that seals the forming tool and prevents plastic from overflowing to the exposed solderable surface of the terminal. Figure,

도 17은 도 16의 측면도,17 is a side view of FIG. 16;

도 18은 패드에 납땜되어 있는 반도체와 다이를 외부단자에 접속시키는 결합와이어가 제공되어있는 제6도의 리드 프레임과 성형하우징(도시 없음)이 형성된 후, 리드 프레임을 다듬어 마무리하는 방식을 도시한 도면,FIG. 18 shows a method of finishing and finishing a lead frame after forming a lead frame and a molding housing (not shown) of FIG. 6 provided with a bonding wire connecting a semiconductor soldered to a pad and a die to an external terminal. ,

도 19는 도 18의 회로도,19 is a circuit diagram of FIG. 18;

도 20은 플라스틱 하우징을 통하여 뻗어있는 단자에 희생비드가 제공되어 있지 아니한 종래기술에 의한 구조를 도시한 도면,20 is a view showing a structure according to the prior art in which no sacrificial beads are provided in a terminal extending through a plastic housing;

도 21는 희생돌기부가 제공되어 있는 도 20의 단자를 도시한 도면,FIG. 21 is a view showing the terminal of FIG. 20 provided with a sacrificial protrusion;

도 22는 성형후의 희생돌기부를 도시한 도면,22 is a view showing a sacrificial protrusion after molding;

도 23은 성형전의 주형 및 단자를 도시한 도면,23 shows a mold and a terminal before molding;

도 24는 성형후의 주형 및 단자를 도시한 도면.24 shows a mold and a terminal after molding;

본 발명은 반도체소자패키지 및 이를 위한 리드 프레임, 특히 표면장착용으로 적합한 고출력반도체소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device package and a lead frame therefor, in particular a high power semiconductor device suitable for surface mounting.

절연금속기판(IMS)이나 기타 평면지지판표면상에 표면장착시킬 수 있는 고출력반도체소자용 패키지는 널리 공지되어 있다. 이러한 패키지의 하나는 이 명세서에 참고로 합체시킨 미합중국 특허출원 제08/583,219호(명칭:표면장착반도체패키지, 1996. 1. 4. 제출)에 기술되어 있다. 이와 같은 소자는 IMS 구조(얇게 패턴을 만들 수 있는 구리 또는 다른 전도성 납땜가능상부표면을 가진 얇은 절연필름에 의하여 덮여있는 두꺼운 구리 또는 알루미늄 기판)과 같은 평면지지판의 전도성 패턴에 표면장착하기에 매우 적합하다.Packages for high power semiconductor devices capable of surface mounting on insulating metal substrates (IMS) or other planar support plate surfaces are well known. One such package is described in US patent application Ser. No. 08 / 583,219, entitled Surface Mount Semiconductor Package, filed Jan. 4, 1996, which is incorporated herein by reference. Such devices are well suited for surface mounting on conductive patterns of planar support plates such as IMS structures (thick copper or aluminum substrates covered by thin insulating films with copper or other conductive solderable top surfaces that can be patterned thinly). Do.

본 발명은 이러한 소자를 개량하여, 더 효율적으로, 더 쉽게 제조할 수 있게 하는 것이다.The present invention is intended to improve such devices, making them more efficient and easier to manufacture.

본 발명에 의하여, 중앙평면패드섹션상에, 전원IGBT다이, IGBT 다이, 쇼트키(Schottky)다이오드 다이 및 그 혼합물과 같은 하나 이상의 반도체 다이(semiconductor die)를 수용할 수 있는 새로운 리드 프레임(lead frame)이 제공된다. 이러한 다이는 그 저면에서는 패드에 의하여, 그 상부에서는 적당한 와이어 본드(wire bond)에 의하여 서로 연결되어 있다. 리드 프레임에는 4각형 패키지의 2개의 인접코너에서 서로 접속될 수 있는 2개의 전원단자(power terminal)가 있다. 전원단자는 중앙리드프레임패드의 상부와 측면을 에워싸는 평면플라스틱성형하우징을 외부에서 접속시키기 쉽게 되어 있다. 처음에는 리드 프레임의 일부이나, 하우징이 성형된 후, 히트 싱크 패드(heat sink pad)로부터 격리되는 복수의 제어핀 또는 단자가 전원단자가 들어있는 측면과 마주하는 하우징의 측면으로부터 뻗어있다.According to the present invention, a new lead frame capable of receiving one or more semiconductor dies, such as a power supply IGBT die, an IGBT die, a Schottky diode die, and mixtures thereof, on a central planar pad section. ) Is provided. These dies are connected to each other by pads on their bottoms and by suitable wire bonds on their tops. The lead frame has two power terminals that can be connected to each other in two adjacent corners of the square package. The power terminal makes it easy to externally connect the flat plastic housing that surrounds the top and side of the center lead frame pad. Initially a portion of the lead frame, or after the housing is molded, a plurality of control pins or terminals isolated from the heat sink pads extend from the side of the housing facing the side containing the power terminals.

하우징내에는 게이트에 와이어로 결합시킬 수 있는 서로 가깝게 떨어진 적어도 2개의 제어단자와 다이의 음극 또는 전류감지단자가 있다. 서로 가깝게 떨어져 있는 제1 및 제2제어단자로부터 멀리 떨어져 있는 제3단자는 다이리스터(thyristor)다이가 하우징내에 들어있는 경우에는, 이러한 다이리스터 다이의 게이트 단자와 같은 다른 단자에 대한 접속용으로도 이용할 수 있다.Within the housing there are at least two control terminals close together which can be wired to the gate and the cathode or current sensing terminals of the die. The third terminal, which is remote from the first and second control terminals, which are located close to each other, may also be used for connection to other terminals, such as the gate terminal of such a diester die, when the thyristor die is in the housing. It is available.

리드 프레임은 단일게이지전도시트로 되어있다. 성형하우징의 경계를 통하여 뻗어있는 단자는 리드 프레임에 대하여 개선된 플라스틱 록(plastic lock)을 제공하기 위하여 부분적으로 수직으로 오프셋시킬 수 있다. 단자와 리드 프레임의 저면은 공통평면내에 있다. 주히트싱크패드에는 성형하우징에 추가의 플라스틱 록을 제공할 수 있도록, 패드상에 있는 다이의 대향측면에 관통하는 평행슬롯을 제공할 수 있다. 얕은 도브테일 홈(dovetail groove)은 개선된 플라스틱 로킹을 제공할 수 있게, 이러한 슬롯의 내측연단으로부터 뻗어있을 수 있다.The lead frame is a single gauge conductor. Terminals extending through the border of the molding housing may be partially vertically offset to provide an improved plastic lock for the lead frame. The bottom of the terminal and the lead frame are in a common plane. The main heatsink pad may be provided with parallel slots through the opposite sides of the die on the pad to provide additional plastic locks to the molding housing. Shallow dovetail grooves may extend from the medial ends of these slots to provide improved plastic locking.

패드의 표면에는 저부다이표면전극을 패드에 납땜하는 것을 원활하게 하기 위하여 와플 또는 딤플면(waffled or dimpled surface)을 제공할 수 있다. 본 발명에 의하여, 히트 싱크 또는 IMS판의 전도성 패턴에 표면장착시킬 패드의 저면은 히트 싱크에 대한 패트의 납땜을 원활하게 하고, 리드프레임저부에 생기는 凹부로 인한 납땜공극(solder void)을 피하기 위하여, 격자모양으로 무늬지게 할 수 있다.The surface of the pad may be provided with a waffle or dimpled surface to facilitate soldering the bottom die surface electrode to the pad. According to the present invention, the bottom of the pad to be surface-mounted on the conductive pattern of the heat sink or IMS plate facilitates the soldering of the pad to the heat sink, and avoids solder voids due to the convexities occurring at the bottom of the lead frame. It can be patterned in grid shape.

절연하우징의 저부에는 세척홈도 제공할 수 있으며, 이러한 세척홈은 패키지의 폭 전체를 가로질러 뻗어있고, 입력 및 출력단자가 들어있는 측면에 대하여 평행으로 되어있고, 단자와 패드 사이에 놓여있다. 이러한 홈은 단자와 패드 사이의 표면추적거리를 증대시키고, 아래로 납땜하는 동안 솔더 플럭스(solder flux)를 세척할 수 있게 한다.The bottom of the insulated housing may also be provided with a cleaning groove, which extends across the width of the package and is parallel to the side containing the input and output terminals and lies between the terminal and the pad. These grooves increase the surface tracking distance between the terminal and the pad and allow the solder flux to be cleaned while soldering down.

본 발명의 또다른 특징에 의하여, 짧은 얕으막한 셀프(shelf)가 플럭스세척기능을 증진시키기 위하여, 홈의 저단부로부터 하우징 저부의 폭을 가로질러 뻗어있다.According to another feature of the invention, a short, shallow shelf extends across the width of the housing bottom from the bottom of the groove to enhance the flux cleaning function.

전술한 바와 같이, 각종단자핀은 플라스틱 록을 향상시킬 수 있도록, 부분적으로 수직으로 잘려있거나, 오프셋되어 있다. 본 발명의 또다른 특징에 의하여, 오프셋구역의 부분적으로 둥글게 되어있는 에지(edge)에는, 성형중 플라스틱이 단자의 저면을 넘쳐흐르는 것을 방지할 수 있는 에리한 에지를 제공하기 위하여, 작은 사각노치 또는 계단형 코너가 제공되어 있다.As mentioned above, the various terminal pins are partially cut off or offset in order to enhance the plastic lock. According to another feature of the invention, the partially rounded edge of the offset zone is provided with a small rectangular notch or in order to provide an edge that can prevent the plastic from overflowing the bottom of the terminal during molding. Stepped corners are provided.

본 발명의 또다른 특징으로서, 플라스틱 하우징의 바로 외측에 있는 단자의 부분에 인접된 단자의 측면에는 세장한 압입가능비드(crushable bead)가 형성되어 있다. 이러한 비드는, 폐쇄되었을 때, 성형용 플라스틱이 하우징 너머에 까지 뻗어있는 단자의 측면을 넘쳐흘러서, 단자에 대한 납땜연결을 방해하는 것을 방지하는 시일(seal)을 제공할 수 있도록, 성형공구에 의하여 안쪽으로 밀어 넣어진다.As another feature of the invention, an elongate crushable bead is formed on the side of the terminal adjacent to the portion of the terminal just outside the plastic housing. Such beads, when closed, may be provided by a molding tool to provide a seal that prevents the molding plastic from spilling over the sides of the terminal that extends beyond the housing, thereby preventing the solder connection to the terminal. Is pushed inward.

본 발명의 또다른 특징으로서, 하나의 통합리드프레임바가 하우징의 2개의 코너가 그 내측에 있는 입력단자를 접속시킨다. 하우징과 그 내부에 들어있는 이러한 단일바의 결합은 와이어에 의하여 이루어진다. 바는 와이어결합접속을 향상시키는 한편, 하우징에 대한 플라스틱 록으로서도 작용한다.As a further feature of the invention, one integrated lead frame bar connects the input terminal with two corners of the housing therein. The combination of the housing and this single bar contained therein is made by wire. The bar also improves the wire bond connection, while also acting as a plastic lock to the housing.

본 발명의 다른 특징과 장점은 첨부도면에 의한 본 발명의 다음 설명에 의하여 명백히 알게 될 것이다.Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description of the invention by the accompanying drawings.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 양호한 실시예의 표면장착패키지로서, 세장(細長)한 4각형으로 되어있고, 약 1.27mm 두께의 종래의 구리합금으로 만든 평면단일 게이지리드프레임의 상면 및 연단부분이 합체되어 있는 하나의 성형절연플라스틱하우징으로 구성된 표면장착패키지의 외부를 도시한 것이다. 양호한 실시예에서는, 하우징(30)이 길이가 약 29mm, 폭이 약 14.2mm, 녹이가 약 4.27mm로 되어있다. 리드 프레임을 도 6, 도 7 및 도 8에 의하여 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1 내지 도 4에 도시된 리드 프레임요소는 리드 프레임 히트 싱크 패드(31), 4각형 하우징(30)이 일연단의 모서리에 있는 전원단자(32,33) 및 하우징의 반대측면에 따라 제공되어 있는 제어단자 또는 핀(34, 35, 36)이다. 단자(32 내지 36)는 하우징의 단부 너머로 약 1mm 정도 돌출하여 있다. 단자(34,35)는 예를 들면, 중심에서 중심까지 약 2.5mm의 가까운 간격으로 떨어져 있는 반면에, 단자(35,36)는 약 6.0mm 정도로 더 넓게 간격을 두고 있다.1 to 4 show a surface mount package according to a preferred embodiment of the present invention, which has an elongated quadrangular shape and has a top surface and an end portion of a flat single gauge lead frame made of a conventional copper alloy having a thickness of about 1.27 mm. The exterior of a surface mount package consisting of one molded insulated plastic housing is incorporated. In a preferred embodiment, the housing 30 is about 29 mm long, about 14.2 mm wide and about 4.27 mm rusted. The lead frame will be described in more detail with reference to FIGS. 6, 7 and 8 as follows. The lead frame elements shown in Figs. 1 to 4 are provided along the lead frame heat sink pad 31, the power supply terminals 32 and 33 with the quadrilateral housing 30 at the edges of one end and the opposite side of the housing. Control terminals or pins 34, 35, 36. The terminals 32 to 36 protrude about 1 mm beyond the ends of the housing. Terminals 34 and 35 are spaced at a close spacing of about 2.5 mm from center to center, for example, while terminals 35 and 36 are spaced wider by about 6.0 mm.

도 3에 도시된 바와 같이, 패드(31)의 저면과 단자(32 내지 36)는 공면(共面)으로 되어있고, IMS판과같은 히트 싱크 지지물의 패턴이 색여진 표면에 접속시킬 수 있게 되어 있다. 도 5은 매우 얇은 절연중합체(41)로 덮여있는 두꺼운 열전도성(구리 또는 알루미늄 합금)기판(40)으로 구성된 전형적인 IMS판을 도시한 단면도이다. 이러한 절연체(41)상에는 패턴을 색일 수 있는 얇은 전도성 납땜가능층(42)이 배치되어 있다. 이 층(42)에는 어떠한 원하는 패턴도 형성할 수 있으나, 도 5에서는 이 층(42)이 단자(32 내지 36)와 일렬로 정렬되어 있는 하나의 부분(42a)과 복수의 세그먼트로 분리되어있다. 도 5에는 예를 들면, 단자(32, 34)와 일렬로 정렬되어 있는 세그먼트(42b, 42c)만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 내지 도 4에 도시된 패키지의 저부를 표준납땜방법을 이용하여, 도 5에 도시된 IMS판에 납땜하기가 편리하다.As shown in Fig. 3, the bottom surface of the pad 31 and the terminals 32 to 36 are coplanar, and the pattern of the heat sink support such as the IMS plate can be connected to the colored surface. have. FIG. 5 is a cross-sectional view of a typical IMS plate composed of a thick thermally conductive (copper or aluminum alloy) substrate 40 covered with a very thin insulating polymer 41. On this insulator 41, a thin conductive solderable layer 42, which can be a color pattern, is arranged. Any desired pattern can be formed in this layer 42, but in FIG. 5, the layer 42 is divided into one segment 42a and a plurality of segments, which are arranged in line with the terminals 32 to 36. FIG. . In FIG. 5, for example, only segments 42b and 42c are arranged in line with the terminals 32 and 34. Therefore, it is convenient to solder the bottom of the package shown in Figs. 1 to 4 to the IMS plate shown in Fig. 5 using a standard soldering method.

플럭스세척홈(50, 51)(도 2 및 도 3)이 납땜작업을 돕고, 이를 촉진하기 위하여, 플라스틱 하우징(30)이 저부를 가로질러서, 패드(31)의 대향연단과 단자(32-33, 34-36)의 선 사이에, 패드의 연단에 대하여 평행으로 형성되어 있다. 홈(50,51)에는 구부러진 단면과 약 0.4mm의 반경이 제공되어 있다. 이러한 홈은 납땜 작업이 끝난 후, 납땜플럭스를 씻어내는 것을 돕는데 유용하며, 패드(31)와 단자(32 내지 36) 사이의플라스틱 표면에 대한 추적거리를 증가시킨다.Flux cleaning grooves 50, 51 (FIGS. 2 and 3) assist the soldering operation and, in order to facilitate this, the plastic housing 30 crosses the bottom, so that the opposite ends of the pad 31 and the terminals 32-33, 34-36), parallel to the pad end. The grooves 50, 51 are provided with a curved cross section and a radius of about 0.4 mm. These grooves are useful to help flush out the solder flux after the soldering operation is finished, increasing the tracking distance to the plastic surface between the pad 31 and the terminals 32 to 36.

플럭스세척기능을 향상시키기 위하여는, 도 10에 쉘브(60,61)로서 도시되어 있고 얕고 짧은 쉘브(shelf)를 제공하는 것이 유용하다는 것을 알게 되었다. 이러한 쉘브(60,61)는 약 0.1mm의 깊이를 가지며, 그 세척홈(50,51)은 서로 일정한 간격으로 떨어져 있고, 패키지가 납땜되는 기판 위로 개방되어 있다.In order to improve the flux cleaning function, it has been found useful to provide a shallow and short shelf, which is shown as a shelf 60, 61 in FIG. 10. These shelves 60 and 61 have a depth of about 0.1 mm, and the cleaning grooves 50 and 51 are spaced apart from each other at regular intervals, and are opened onto the substrate to which the package is soldered.

도 6, 도 7 및 도 8은 다이 또는 하우징을 수용하기 전에 리드 프레임 자체를 도시한 것이다. 패드(31)와 단자(32 내지 36)는 리드 프레임의 통합부분이고, 세그먼트에 의하여 결합되어 있으며, 이러한 세그먼트 과성형(over-molding)후, 접점(34 내지 36)을 접점(32,33) 및 패드(31)와 서로로부터 격리시키기 위하여 절단된다. 리드 프레임에는 전원단자(32,33)를 한데 접속시키고, 플라스틱 록으로서 리드 프레임을 플라스틱 하우징(30)내에 고착시키는데 도움을 주는 하나의 무거운 크로스 바(70)(도 6 내지 도 8, 도 18)도 들어있다. 이러한 바(70)는 도 18 및 도 19와 관련하여 설명하는 바와 같이, 와이어결합용 결합면으로도 이용된다.6, 7 and 8 show the lead frame itself before receiving the die or housing. The pad 31 and the terminals 32 to 36 are integral parts of the lead frame and are joined by segments, and after such segment over-molding, the contacts 34 to 36 are connected to the contacts 32 and 33. And cut to isolate the pad 31 from each other. One heavy cross bar 70 (FIGS. 6-8, 18) which connects the power terminals 32, 33 to the lead frame together and helps to fix the lead frame in the plastic housing 30 as a plastic lock. Also heard. This bar 70 is also used as a joining surface for wire bonding, as described with reference to FIGS. 18 and 19.

패드구역(31)에는 2개의 얇은 평행슬롯(71,72)(도 6 내지 도 8, 도 14 및 도 15)이 제공되어 있고, 이러한 슬롯은 성형작업중 플라스틱으로 채워지며, 패드(31)를 하우징(30)에 대하여 움직이지 못하게 잠그는데 도움을 주는 플라스틱 록을 생성한다. 의도적으로 짧게 만든 바브(barb)(73,74)가 슬롯(71,72)의 내벽으로 부터 뻗어있고, 리드 프레임 패드(31)을 플라스틱 하우징에 대하여 더 고정시키는 또다른 플라스틱 록을 생성한다.The pad section 31 is provided with two thin parallel slots 71, 72 (FIGS. 6 to 8, 14 and 15), which slots are filled with plastic during the molding operation and the pad 31 is housed. Create a plastic lock to help lock it in motion relative to (30). Intentionally shortened barbs 73 and 74 extend from the inner walls of slots 71 and 72, creating another plastic lock that further secures lead frame pad 31 to the plastic housing.

도브테일 홈(dovetail groove)(80 내지 83)(도 6, 도 14, 도 15)은 플라스틱록으로서의 지원을 제공할 수 있도록, 패드(31)의 상면에 있는 슬롯(71,72)의 단부로부터 패드의 단부까지 뻗어있다. 이러한 홈은 성형작업중 플라스틱으로 채워지고, 하우징에 대하여 패드(31)를 더 고정시킨다.Dovetail grooves 80-83 (FIGS. 6, 14, 15) are pads from the ends of slots 71, 72 on the top of the pad 31 to provide support as plastic locks. Stretched to the end of the. This groove is filled with plastic during the molding operation and further secures the pad 31 to the housing.

패드(31)의 상부중앙면에는 와플면(85)이 제공되어 있다. 패드(31)의 상면은 닉켈로 도금할 수 있고, 이 상면에는 얕은(바람직하기로는 약 0.05mm) 凹면, 바람직하기로는 중심 약 0.6mm, 직경 약 0.25mm의 도트형 凹면이 제공되어 있다. 이러한 와플 패턴은 다이와 와플면의 납땜을 용이하게 한다고 알려져 있다. 본 발명의 양호한 실시예의 또다른 양태에 의하여, 패드(31)의 반대측면에는 하나의 와플 패턴(86)(도 8)이 제공되어 있다. 이러한 표면은 원래 평평하고, 매끄러우나, 이 표면이 약간 오목하게되면, 납땜 공정중 바람직하기 아니한 납땜공극이 형성될 수 있다는 것이 판명되었다. 본 발명에 의하여, 오목한 리드 프레임면의 저부상의 와플 패턴은 땜납의 습윤 및 그 사이로의 땜납의 유동을 증가시킴으로써, 평평한 히트싱크면에 납땜될 수 있는 그 능력을 증진시킨다.The upper center surface of the pad 31 is provided with a waffle surface 85. The top surface of the pad 31 can be plated with nickle, and the top surface is provided with a shallow (preferably about 0.05 mm) face, preferably a dot-shaped face with a center of about 0.6 mm and a diameter of about 0.25 mm. . Such waffle patterns are known to facilitate the soldering of dies and waffle surfaces. According to another aspect of the preferred embodiment of the present invention, one waffle pattern 86 (FIG. 8) is provided on the opposite side of the pad 31. Such a surface was originally flat and smooth, but it has been found that if this surface is slightly concave, undesirable solder voids may form during the soldering process. By the present invention, the waffle pattern on the bottom of the concave lead frame surface increases the wetness of the solder and the flow of solder therebetween, thereby enhancing its ability to be soldered to the flat heat sink surface.

도 11은 패드(31)와 저점(36)이 들어있는 리드 프레임의 일부분을 도시한 단면도이다. 이 프레임은 본래에는 평평한 상하면이 달리 완전한 평면프레임이다. 리드프레임의 단자섹션을 도 12에 도시된 바와 같은 부분스탬핑작업에 의하여 약간 이동시킴으로써, 단자가 플라스틱 하우징내에 더 단단히 잠기게 된다는 것을 알게되었다. 1.27mm 두께의 리드 프레임에 있어서, 실제이동거리는 약 0.5mm이다. 플라스틱은 성형작업중(이러한 오프셋과정 후), 위치 C에서 약간 둥글게 되어있는 연단을 지나서 단자(36)의 저면과 다른 오프셋단자(32 내지 35) 너머로 넘쳐흐르기 쉽다는 것을 알게 되었다. 각 단자의 코너 C에 사각 노치(95)(도 9 및 도 13)를 스탬핑하는 것이, 이와 같은 플라스틱의 넘쳐흐름을 방지한다는 것도 알게 되었다. 이러한 노치(95)는 재료를 구부리는 것보다는 절단하는 것이 가로 방향으로 추가공간을 필요로 하지 아니하기11 is a cross-sectional view showing a portion of the lead frame containing the pad 31 and the bottom point 36. This frame is originally a completely flat frame with a flat top and bottom. By moving the terminal section of the leadframe slightly by partial stamping as shown in Fig. 12, it was found that the terminal was locked more firmly in the plastic housing. For a 1.27 mm thick lead frame, the actual travel distance is about 0.5 mm. It has been found that during the molding operation (after this offset process), it is likely to flow past the slightly rounded podium at position C and beyond the bottom of terminal 36 and other offset terminals 32 to 35. It has also been found that stamping the square notch 95 (FIGS. 9 and 13) at the corner C of each terminal prevents such plastic overflow. This notch 95 is such that cutting rather than bending the material does not require additional space in the transverse direction.

노치(95)는 약 0.2mm 및 깊이와 약 0.3mm의 깊이로 한다. 도 6 및 도 7에는 오프셋단자(32 내지 36)마다 노치(95)가 도시되어 있다.The notch 95 has a depth of about 0.2 mm and a depth of about 0.3 mm. 6 and 7, notches 95 are shown for each of the offset terminals 32 to 36.

새로운 패키지의 두꺼운 부분으로부터 뻗어있는 하나 이상의 작은 비드가 제공되어 있다. 비드(100,101)의 두께는 리드 프레임의 두께에 따라 변동된다. 일반적으로, 비드(100,101)는 0.05 내지 0.5mm의 두께로 되어 있다. 따라서, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 약 0.2mm(1.2mm의 리드 프레임에 있어서)의 반경을 가진 2개의 압입가능비드(100,101)는 성형공구에 의하여 밀려들어가거나, 부분적으로 평평하여져서, 플라스틱이 비드(100,101)에 의하여 범위가 한정되는 경계 너머로 넘쳐흐르는 것을 방지하는데 이용된다. 도 6 및 도 7에서는 압입가능비드가 리드 프레임상의 모든 필요한 위치에 도시되어 있다.One or more small beads are provided that extend from the thick portion of the new package. The thickness of the beads (100, 101) is varied depending on the thickness of the lead frame. In general, the beads 100 and 101 have a thickness of 0.05 to 0.5 mm. Thus, as shown in Figs. 16 and 17, for example, two pressable beads 100, 101 having a radius of about 0.2 mm (for a lead frame of 1.2 mm) are pushed by a forming tool, or Partially flattened, it is used to prevent the plastic from overflowing beyond the bounds bounded by the beads 100,101. 6 and 7 the indentable beads are shown in all the necessary positions on the lead frame.

도 16, 도 17 및 도 20 내지 도 24는 예시된 단자상의 압입가능비드(100,101)에 관한 상세도이다. 도 20에 의하면, 하우징(30)의 성형중, 성형하우징(30)의 외측에있는 단자(36)와 같은 단자의 측면에는, 얇은 플라스틱(120,121)이 흘러나오는 것을 발견하였다. 이러한 플라스틱은 단자(36)와의 납땜을 방해하기 때문에, 제거하여야 한다.16, 17 and 20-24 are detailed views of the pressable beads 100, 101 on the illustrated terminals. According to FIG. 20, during molding of the housing 30, it was found that thin plastics 120 and 121 flowed out from the side surfaces of the terminals such as the terminals 36 on the outside of the molding housing 30. This plastic must be removed because it interferes with the soldering with the terminal 36.

이 문제는 도 16, 도 17 및 도 21에 도시된 단자(36)의 측면상의 압입가능비드(100,101)에 의하여 해결하였다. 비드(100,101)는 성형중, 주형에 의하여 밀려들어가서, 도 22에 도시된 바와 같이, 플라스틱이 밖으로 새오나오거나, 넘쳐나지 못하게 막는 댐으로서 작용한다. 사다리꼴 플랫(flat)이 비드(100,101)내로 밀려들어간다. 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 주형에는 단자(36)를 수용하는 테이퍼 채널부분(141)이 제공되어 있다. 주형이 도 23의 위치에서 폐쇄됨에 따라, 단자(36)는 테이퍼 채널(141)내로 밀러들어가고, 이 채널은 비드(100,101)를 플랫(150,151)에 의하여 평평하게 한다. 이와 같이 밀려 들어간 비드는 채널(141)을 밀봉함으로써, 플라스틱이 비드(100,101)의 압입구역을 지나서 넘쳐흐르는 것을 방지한다. 단자(36)(및 모든 단자 32 내지 36)는 도 24에서와 같이, 성형이 완료된 후, 채널(141)의 발산각(divergent angle)에 의하여 쉽게 릴리스될 수 있다.This problem is solved by the press-fit beads 100 and 101 on the side of the terminal 36 shown in Figs. 16, 17 and 21. Beads 100 and 101 are pushed by the mold during molding and act as dams to prevent plastic from leaking out or overflowing, as shown in FIG. A trapezoidal flat is pushed into the beads 100, 101. As shown in FIGS. 23 and 24, the mold is provided with a tapered channel portion 141 for receiving the terminal 36. As the mold is closed in the position of FIG. 23, the terminal 36 is pushed into the tapered channel 141, which flattens the beads 100, 101 by flats 150, 151. The pushed in bead seals the channel 141, thereby preventing plastic from overflowing past the indentation zones of the beads 100, 101. Terminal 36 (and all terminals 32-36) can be easily released by the divergent angle of channel 141 after shaping is complete, as in FIG.

도 18는 2개의 반도체소자다이(110,111)가 하나의 코팩(copack)이라고 하는 패드(31)로 납땜된 후의 리드 프레임 패드(31)를 도시한 것이다. 코팩의 다이(110,111)는 어떠한 유형으로도 할수 있으나, 도 18 및 도 19에서는 전원IGBT 및 고속 회복다이오드(FRED)로서 도시되어 있다.FIG. 18 shows a lead frame pad 31 after two semiconductor device dies 110 and 111 are soldered to a pad 31 called a copack. Copac dies 110 and 111 may be of any type, but are shown as power IGBTs and fast recovery diodes (FRED) in FIGS. 18 and 19.

도 19에서는, 모든 전극이 전도성 패드와 납땜되어 접속되어 있기 때문에, IGBT(100)의 콜렉터가 FRED 다이오드(111)의 음극에 접속되어 있다. 이와 같이 전도성 패드(31)는 코팩을 외부회로와 전기적으로 상호접속시키기 위한 수단을 제공한다. IGBT(110)의 톱 이미터 전극은 와이어(112)에 의하여 FRED 다이오드(111)의 양극에 와이어결합되어 있다. 와이어 본드(wire bond)는 이어서 크로스 바(70)와 단자(32,33)에 접속되어 있다.In FIG. 19, all the electrodes are soldered and connected to the conductive pads, so that the collector of the IGBT 100 is connected to the cathode of the FRED diode 111. As such, the conductive pad 31 provides a means for electrically interconnecting the nose pack with an external circuit. The top emitter electrode of the IGBT 110 is wire coupled to the anode of the FRED diode 111 by a wire 112. Wire bonds are then connected to cross bars 70 and terminals 32 and 33.

그외에도, 와이어결합(15)은 IGBT(110)의 게이트 패드로부터 게이드단자(35)까지 이루어져 있고, 도 18에 도시된 바와같이, 단자(34)에서도 이미터 켈빈 접속(116)을 제공할 수 있다.In addition, the wire bond 15 consists of the gate pad of the IGBT 110 to the gate terminal 35, and as shown in FIG. 18, the emitter Kelvin connection 116 can also be provided at the terminal 34. have.

본 발명의 양호한 실시예에 관한 이상의 설명은 예시의 목적을 가진다. 따라서, 이러한 설명은 본 발명을 개시(開示)된 형태에 한정하고자 하는 것은 아니다.The above description of the preferred embodiment of the present invention has the purpose of illustration. Accordingly, the description is not intended to limit the invention to the form disclosed.

위의 설명의 취지에 비추어, 어떠한 변경와 변형도 가능하다. 본 발명의 범위는 이러한 상세한 설명에 의하여 제한되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의하여서만 제한된다.In the light of the above description, any modifications and variations are possible. The scope of the invention is not limited by this detailed description, but only by the appended claims.

Claims (7)

표면장착반도체소자패키지로서,As a surface mount semiconductor device package, -하나의 반도체소자,One semiconductor device, -반도체소자가 그 위에 장착되는 하나의 금속패드,A metal pad on which the semiconductor element is mounted, -금속패드에 결합되고, 반도체소자가 양생될때, 이를 에워싸는 유동성물질로 형성된 하나의 하우징,A housing coupled to the metal pad and formed of a flowable material surrounding the semiconductor device when it is cured, -금속패드와 일정한 간격으로 떨어져 있고, 금속패드와 공면으로 되어있는 적어도 하나의 단자,At least one terminal spaced apart from the metal pad and coplanar with the metal pad, -하우징의 유동성물질이 하우징을 형성하는데 이용되는 성형공구로부터 넘쳐흐르지 못하게 하기 위하여, 단자의 측면에 배치되어 있는 적어도 하나의 압입가능비드,At least one pressable bead arranged on the side of the terminal, in order to prevent the flowable material of the housing from overflowing the forming tool used to form the housing, 등이 포함되어 있는 표면장착반도체소자패키지.Surface-mounted semiconductor device package including back. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 패캐지가 각 측면에 하나의 압입가능비드를 가진 복수의 단자를 포함하고 있는 표면장착반도체소자패키지.A surface mount semiconductor device package, wherein the package includes a plurality of terminals having one pushable bead on each side. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 단자중 하나에 있는 적어도 하나의 압입가능비드가 패키지의 일측면상에 위치한 다른 단자상에 있는 적어도 하나의 압입가능비드와 축방향으로 일렬로 정렬되어 있는 표면장착반도체소자패키지.A surface mount semiconductor device package in which at least one of the pressable beads in one of the terminals is axially aligned with at least one of the pressable beads on the other terminal located on one side of the package. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 압입가능비드의 두께가 약 0.05 내지 0.5mm인 표면장착반도체소자패키지.A surface mount semiconductor device package having a thickness of about 0.05 to 0.5 mm of pressable beads. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 압입가능비드가 약 0.2mm의 반경을 가지고 있는 표면장착반도체소자패키지.Surface-mounted semiconductor device package with indentable beads having a radius of approximately 0.2 mm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 압입가능비드가 비드를 밀어넣을 수 있는 성형장치에 의하여 형성되는 사다리Ladders formed by forming apparatus, in which pressable beads can push in beads 제6항에 있어서,The method of claim 6, 성형장치에, 단자와 비드를 수용하고, 주형이 폐쇄될때, 비드를 평평하게 하는 테이퍼 채널부분이 제공되어 있는 표면장착반도체소자패키지.A surface mount semiconductor device package in which a molding device is provided with a tapered channel portion for receiving terminals and beads and for leveling the beads when the mold is closed.
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