ВЫВОДНАЯ РАМКА ПЛАСТИКОВОГО КОРПУСА МОЩНОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ПРИБОРА

Предполагаемая полезная модель относится к области электронной техники, а именно - к конструкции выводных рамок мощных полупроводниковых приборов и интегральных схем, герметизируемых пластмассой.
Известна выводная рамка пластикового корпуса мощного полупроводникового прибора, состоящая из проводящей пластины, в которой сформированы площадка под посадку полупроводниковых кристаллов с боковыми вырезами, которые расположены параллельно одной из сторон полупроводникового кристалла, выводы с участками для присоединения гибких выводов к контактным площадкам полупроводниковых кристаллов, расположенные с противоположной стороны от боковых вырезов (см. чертежи на выводную рамку AMF'7.323.А.1С003).
В процессе сборки полупроводниковых приборов и интегральных микросхем площадку с посаженным на нее полупроводниковым кристаллом и выводы корпуса, соединенные с полупроводниковым кристаллом гибкими выводами, необходимо герметизировать пластмассой. Технологическая рамка предназначена для удержания элементов корпуса при его сборке. Технологические связи, входящие в состав технологической рамки, предотвращают колебания элементов выводной рамки в процессе герметизации.
2
Ширину выводов пластикового корпуса выбирают в основном исходя из необходимой плотности тока (для меди плотность тока лежит в пределах 10-20 А/мм).
Недостатком данной выводной рамки является отсутствие в ней технологических связей со стороны площадки под посадку полупроводниковых кристаллов. В процессе герметизации это может привести к покрытию обратной стороны площадки слоем пластика (облоем), что ухудшает теплоотвод от полупроводниковых кристаллов.
Указанный недостаток частично устранен в выводной рамке пластикового корпуса мощного полупроводникового прибора, состоящей из проводящей пластины, в которой сформированы технологическая рамка для удержания элементов корпуса при его сборке, площадка под посадку полупроводниковых кристаллов с боковыми вырезами, которые расположены параллельно одной из сторон полупроводникового кристалла, выводы с участками для присоединения гибких выводов к контактным площадкам полупроводниковых кристаллов, расположенные с противоположной стороны от боковых вырезов, и технологические связи площадки со стороны боковых вырезов с материалом пластины (см чертежи на выводную рамку AMF'7.323.A.1C008).
Приведенная выводная рамка, в отличие от предыдущей имеет технологические связи площадки под посадку полупроводниковых кристаллов с технологической рамкой.
Уязвимыми местами для проникновения влаги в пластиковых корпусах являются плоские поверхности раздела материала проводящей пластины и пластика. На плоских поверхностях имеет место риск возникновения пор. Чем шире участок площадки для монтажа кристалла, на котором есть такая плоская поверхность, тем выше вероятность проникновения влаги.
Вырезы и углубления на площадке под посадку кристалла служат для надежного закрепления пластика на выводной рамке. Кроме того, они сокращают ширину описанного участка, и, следовательно, уменьшают вероятность проникновения влаги.
В приведенных выводных рамках пластик закрепляется в боковых вырезах, которые также несколько сокращают ширину участка с плоской поверхностью. Однако, ширина участка с плоской поверхностью в данных выводных рамках достаточно велика.
Наиболее близкой является выводная рамка пластикового корпуса мощного полупроводникового прибора, состоящая из проводящей пластины, в которой сформированы технологическая рамка для удержания элементов корпуса при его сборке, площадка под посадку полупроводниковых кристаллов с продолговатым отверстием и боковыми вырезами, которые расположены параллельно одной из сторон полупроводникового кристалла, выводы с участками для присоединения гибких выводов к контактным площадкам полупроводниковых кристаллов, расположенные с противоположной стороны от продолговатого отверстия и боковых вырезов, и технологические связи площадок со стороны продолговатого отверстия и боковых вырезов с материалом пластины (см. патент США №7,759,775 класс.H01L 23/495).
Продолговатое отверстие и боковые вырезы надежно закрепляют пластик на выводной рамке и существенно сокращают ширину участка с плоской поверхностью.
После герметизации пластмассой пластиковый корпус необходимо отделить от технологической рамки. Отделение пластикового корпуса от выводной рамки осуществляется путем вырубки. При этом вырубной штамп давит режущими элементами в определенных местах технологической рамки. На величину давящего усилия влияет ширина технологических связей в месте вырубки: чем шире технологические связи в месте вырубки, тем большее усилие требуется приложить, чтобы вырубить пластиковый корпус. С другой стороны, технологические связи должны обладать необходимой жесткостью (определяемой шириной технологической связи).
Ширина технологических связей приведенной выводной рамки не регламентируется.
Техническим результатом данной полезной модели является улучшение герметичных свойств пластикового корпуса мощного полупроводникового прибора.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой выводной рамке пластикового корпуса мощного полупроводникового прибора, состоящей из проводящей пластины, в которой сформированы технологическая рамка для удержания элементов корпуса при его сборке, площадка под посадку полупроводниковых кристаллов с продолговатым отверстием и боковыми вырезами, которые расположены параллельно одной из сторон полупроводникового кристалла, выводы с участками для присоединения гибких выводов к контактным площадкам полупроводниковых кристаллов, расположенные с противоположной стороны от продолговатого отверстия и боковых вырезов, и технологические связи площадки со стороны продолговатого отверстия и боковых вырезов с материалом пластины, причем зазор между краями продолговатого отверстия и боковыми вырезами, а также технологические связи имеют ширину, определяемую по формуле:
а≤b≤d,
где а - толщина проводящей пластины;
b - ширина зазора между краями продолговатого отверстия и боковыми вырезами, а также технологических связей;
d - минимальная ширина вывода пластикового корпуса.
В случае, если ширина зазора между краями продолговатого отверстия и боковыми вырезами, а также технологических связей b меньше толщины проводящей пластины а, в процессе вырубки возможны их пластические деформации в виде скручивания, что ухудшает точность изготовления выводной рамки.
При ширине зазора между краями продолговатого отверстия и боковыми вырезами, а также технологических связей более минимальной ширины вывода d требуется приложить большее усилие при вырубке, которое может привести к отслоению и растрескиванию пластика в местах технологических связей. Отслоение и растрескивание пластика ухудшает герметичные свойства пластикового корпуса.
Таким образом, с одной стороны обеспечивается минимизация ширины технологических связей для облегчения вырубки и уменьшения отслоений и растрескивания пластика, а с другой стороны технологические связи обладают необходимой жесткостью для обеспечения требуемой точности изготовления.
Сущность изобретения поясняется фигурой.
На фиг. 1 изображен фрагмент выводной рамки мощного полупроводникового прибора.
Позициями на фиг. 1 обозначены
1 - пластиковый корпус
2 - технологическая рамка
3 - площадка под посадку кристалла
4 - полупроводниковый кристалл
5 - продолговатое отверстие
6 - боковые вырезы
7 - выводы с участками для присоединения гибких выводов
8 - гибкие выводы
9 - технологические связи
а - толщина проводящей пластины
b - ширина зазора между краями продолговатого отверстия и боковыми вырезами, а также технологических связей
d - минимальная ширина вывода пластикового корпуса
Выводная рамка пластикового корпуса 1 мощного полупроводникового прибора состоит из технологической рамки 2 для удержания элементов корпуса при его сборке, площадки 3 под посадку полупроводниковых кристаллов 4 с продолговатым отверстием 5 и боковыми вырезами 6, которые расположены параллельно одной из сторон полупроводникового кристалла, выводов 7 с участками для присоединения гибких выводов 8 к контактным площадкам полупроводниковых кристаллов, и технологических связей 9 площадки под посадку кристалла со стороны продолговатого отверстия и боковых вырезов с материалом пластины.
Например, предполагаемое устройство изготовлено из пластины меди толщиной 0,5 мм. Минимальная ширина вывода составляет 0,7-0,85 мм, а ширина технологических связей 0,6 мм.
Изготовление предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Выводную рамку вырубают из проводящей пластины, после чего ее формуют. Затем на площадку под посадку полупроводникового кристалла в месте присоединения кристалла наносят закладную деталь из припоя, монтируют полупроводниковый кристалл, ориентированный относительно выводов необходимым образом, и нагревают выводную рамку. После этого производится операция соединения контактных площадок полупроводникового кристалла с выводами корпуса ультразвуковой разваркой гибких выводов. Выводную рамку с присоединенным полупроводниковым кристаллом герметизируют пластмассой. Затем проводится операция вырубки пластикового корпуса из технологической рамки.
Предполагаемое устройство проходит проверку на герметичность в камере с повышенным давлением, погруженное в спиртовой раствор родамина. Предполагаемое устройство считается прошедшим проверку в случае, если после вскрытия пластикового корпуса на площадке под посадку полупроводниковых кристаллов отсутствуют следы родамина. Экспериментально было подтверждено, что при использовании выводной рамки приведенной конструкции, пластиковые корпуса выдерживают проверку на герметичность.