ВЫВОДНАЯ РАМКА МОЩНОЙ ИНТЕГРАЛЬНОЙ МИКРОСХЕМЫ

Предполагаемая полезная модель относится к области электронной техники, а именно - к конструкции медных выводных рамок мощных интегральных схем и полупроводниковых приборов, герметизируемых пластмассой.
Известна выводная рамка мощной интегральной микросхемы, содержащая теплорастекатель с участком присоединения кристалла, вывод, соединенный с теплорастекателем, и внешние выводы с траверсами для разварки внутренних гибких выводов (см. патент США №7,834,433 В2 класс. H01L 23/34, H01L 21/00). Теплорастекатель предназначен для отвода тепла от полупроводникового кристалла к радиатору, на котором закреплен теплорастекатель, а также выполняет роль дополнительного вывода для чего в процессе сборки один из внешних выводов мощной интегральной микросхемы электрически соединяется с теплорастекателем перемычкой. Электрическое соединение мощной интегральной микросхемы с теплорастекателем может быть получено либо посредством пайки, либо, в случае, когда подложка микросхемы электрически изолирована от элементов микросхем, посредством разварки гибким выводом контактных площадок кристалла на теплорастекатель. В случае разварки гибким выводом на теплорастекатель требуется свободное пространство на поверхности теплорастекателя, необходимое для размещения сварочного инструмента.
После разварки гибких выводов проводят заливку выводных рамок пластиком в пресс-форме для формирования корпуса мощной интегральной микросхемы. Причем на поверхности одной из фронтальных сторон корпуса находится теплорастекатель, а на торцевой стороне внешние выводы, расположенные примерно по центру торцевой стороны таким образом, чтобы пластик надежно изолировал внешние выводы.
Недостатком данной выводной рамки является то, что в процессе изготовления используется операция напайки или сварки вывода, соединенного с теплорастекателем, что уменьшает надежность выводной рамки и может привести к выходу изделия из строя.
Указанный недостаток устранен в выводной рамке мощной интегральной микросхемы, содержащей теплорастекатель с участком присоединения кристалла, вывод, соединенный с теплорастекателем, выполненный из материала теплорастекателя путем гибки и штамповки, и внешние выводы с траверсами для разварки внутренних гибких выводов (см. патент США №7,629,676 В2 класс. H01L 23/495). Выводная рамка сформирована методом штамповки и гибки на профилированной ленте, что повышает технологичность производства мощной интегральной микросхемы.
Траверсы внешних выводов выполнены в виде прямоугольников или трапеций. Размеры траверс внешних выводов составляют не менее 2 толщин внешних выводов для того чтобы обеспечить их плоскостность. Ближайшие к теплорастекателю стороны траверс располагают по границе теплорастекателя для обеспечения минимальной длины гибкого вывода и возможности расположения полупроводникового кристалла наибольшего размера без увеличения габаритов пластикового корпуса.
Вывод, соединенный с теплорастекателем изгибают S-образно в сторону расположения кристалла мощной интегральной микросхемы. Ширина основания изгиба составляет 2 толщины внешнего вывода, что уменьшает концентрацию механических напряжений в месте соединения теплорастекателя с его выводом. Вывод, соединенный с теплорастекателем после изгиба лежит в плоскости остальных внешних выводов.
При изготовлении мощных микросхем или полупроводниковых приборов зачастую необходимо осуществить присоединение гибких выводов от контактных площадок полупроводникового кристалла на теплорастекатель. Такая необходимость возникает, например, в стабилизаторах напряжения. Рабочие элементы стабилизатора электрически изолированы от подложки полупроводникового кристалла поэтому, для уменьшения стоимости изделия за счет уменьшения количества общих выводов в полупроводником приборе, соединяют мощный вход или выход стабилизатора, по которому протекает большой ток, напрямую с теплорастекателем (см. книгу Shankara К. Prasad, Advanced wirebond interconnection technology, стр. 5, рис 1.3 и 1.4). Недостатком данной выводной рамки является то, что при герметизации полупроводниковых кристаллов, габариты которых близки к габаритам площадки для монтажа полупроводникового кристалла, нет возможности производить электрическое соединение полупроводникового кристалла с теплоратекателем.
Наиболее близкой к предлагаемой является выводная рамка мощной интегральной микросхемы, содержащая теплорастекатель с участком присоединения кристалла, вывод, соединенный с теплорастекателем, на котором сформирована траверса, выполненный из материала теплорастекателя путем гибки и штамповки, и внешние выводы с траверсами для разварки внутренних гибких выводов (см. патент США №9,171,837 В2 класс. Н03К 3/00 фиг. 5).
Переход, соединяющий внешний вывод от теплорастекателя с теплорастекателем имеет форму трапеции, длинное основание которой переходит в теплорастекатель, а короткое соединено с внешним выводом. При формовании внешнего вывода теплорастекателя переход-трапецию изгибают на уровень траверс внешних выводов, причем часть короткого основания трапеции образует траверсу, выходящую на уровень внешних выводов.
Однако эта траверса не лежит в плоскости остальных траверс из-за деформации при формовании выводной рамки. Наклонное положение трапециевидной траверсы усложняет операцию разварки гибких выводов, так как для разварки вывода, соединенного с теплорастекателем, требуется точный наклон сварочного инструмента до положения перпендикулярности трапециевидной траверсе. Из-за неточностей гибки трапециевидной траверсы точный наклон сварочного инструмента при разварке обеспечить сложно, в результате может произойти обрыв внутреннего гибкого вывода, что приведет к выходу изделия из строя.
Техническим результатом данной полезной модели является повышение надежности и выхода годных изделий мощных интегральных микросхем за счет того, что повышается надежность соединения при разварке гибкого вывода на вывод, соединенный с теплорастекателем.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой выводной рамке мощной интегральной микросхемы, содержащей теплорастекатель с участком присоединения кристалла, вывод, соединенный с теплорастекателем, на котором сформирована траверса, выполненный из материала теплорастекателя путем гибки и штамповки, и внешние выводы с траверсами для разварки внутренних гибких выводов, траверса на выводе рамки, соединенном с теплорастекателем, сформирована таким образом, что ближайший к теплорастекателю край этой траверсы располагается на одном расстоянии от теплорастекателя с удаленными краями остальных траверс внешних выводов.
Такое расположение траверсы вывода, соединенного с теплорастекателем обеспечивает ее положение в одной плоскости с траверсами остальных выводов и при этом отсутствует необходимость обеспечения точного наклона сварочного инструмента, что упрощает операцию разварки гибкого вывода на вывод, соединенный с теплорастекателем, и повышает надежность соединения. Нахождение траверсы вывода, соединенного с теплорастекателем ближе к теплорастекателю приведет к тому, что траверса будет находиться в месте изгиба вывода, где нарушена его плоскостность, соединенного с теплорастекателем, что усложнит разварку гибкого вывода. Кроме того, зазор между внешними выводами уменьшится. Увеличение расстояния между внутренним краем траверсы вывода, соединенного с теплорастекателем и внешним краем траверс остальных выводов, нецелесообразно, так как при этом увеличивается длина гибкого вывода, которым производится разварка, и, следовательно, растут потери мощности на гибком выводе. Таким образом, предложенное в настоящей полезной модели расположение траверсы вывода, соединенного с теплорастекателем, является оптимальным.
На фиг. 1 изображен вид сверху на выводную рамку с кристаллом мощной интегральной микросхемы и гибкими выводами.
На фиг. 2 изображен фрагмент сечения теплорастекателя с видом сбоку на вывод, соединенный с теплорастекателем.
Позициями на фиг. 1 и фиг. 2 обозначены:
1 - теплорастекатель
2 - площадка для монтажа полупроводникового кристалла
3 - полупроводниковый кристалл мощной интегральной микросхемы
4 - гибкие выводы
5 - траверса вывода, соединенного с теплорастекателем
6 - траверсы остальных выводов
7 - изгиб вывода, соединенного с теплорастекателем
На фигуре 1 приведена конструкция выводной рамки мощной интегральной микросхемы, содержащая теплорастекатель 1 с площадкой для монтажа полупроводникового кристалла 2, на который напаивается полупроводниковый кристалл мощной интегральной схемы 3. На среднем выводе, соединенным с теплорастекателем, сформирована траверса 5. Электрическое соединение микросхемы с траверсой среднего вывода и траверсами остальных выводов 6 осуществляется посредством гибких выводов 4. Вывод, соединенный с теплорастекателем имеет изгиб 7, ограничивающий возможность расположения траверсы вывода 5 ближе к кристаллу.
Изготовление предлагаемого устройства осуществляется следующим образом: методом штамповки и гибки на профилированной ленте формируется выводная рамка. Затем выводную рамку нагревают и на площадку для монтажа кристалла наносят закладную деталь из припоя. Полупроводниковый кристалл ориентируют относительно траверс выводной рамки необходимым образом и присоединяют к теплорастекателю. После этого производится операция соединения контактных площадок полупроводникового кристалла мощной интегральной микросхемы с траверсой вывода, соединенного с теплорастекателем и траверсами остальных выводов выводной рамки ультразвуковой разваркой гибких выводов. Затем выводная рамка с полупроводниковым кристаллом мощной интегральной микросхемы герметизируется пластиком в пресс-форме. Расположение внешних выводов, предложенное в данной полезной модели, не увеличивает размеры корпуса мощной интегральной микросхемы.