一种高密度TO220框架制造方法及其框架结构

技术领域

本发明涉及半导体封装技术领域，尤其涉及一种高密度TO220框架制造方法及其框架结构。

背景技术

现有的TO-220框架多采用单排设计，框架生产效率低下，材料利用率低，导致框架生产成本较高。同时，请参阅图1，现有的TO-220框架上所有的结构都是在框架冲压制程来实现。对铜材进行冲压制程制作沟槽时，槽结构01两侧会产生材料挤出02延伸的情况，挤出02量会占用基岛尺寸，导致产品最大放置芯片较小。同时，材料挤出02会影响芯片固晶结合材厚度和倾斜度。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高密度TO220框架制造方法及其框架结构。

本发明的技术方案如下：提供一种高密度TO220框架结构制造方法，包括如下步骤：

步骤1：对铜材进行熔炼成型；

步骤2：对成型的铜材进行分切与延展处理，形成薄铜板；

步骤3：在薄铜板上，对需要开沟槽的位置进行铣削开槽，形成预设槽；

步骤4：对薄铜板进行材料处理与清洗后，对薄铜板进行切断包装，形成框架基板，然后通过框架上料机送到整平机处进行整平；

步骤5：完成整平后，对框架基板上预设槽的位置进行冲压，形成槽结构；

步骤6：对完成冲压工序的框架基板进行清洗与表面处理后，进行切断成型，包装送入仓储或半导体加工工序。

进一步地，所述延展处理采用碾压或锻打。

进一步地，步骤4中的材料处理包括退火和/或铜材表面处理。

本发明还提供一种高密度TO220框架结构，包括：若干单元基岛，所述相邻的单元基岛上设置有注塑流道，所述注塑流道穿过单元基岛并对单元基岛进行灌注。

进一步地，所述相邻注塑流道连接至同一注胶口。

进一步地，所述注塑流道沿纵向方向穿过单元基岛，每条注塑流道灌注左右各一列单元基岛。

进一步地，所述注塑流道沿横向方向穿过单元基岛，每条注塑流道灌注一排单元基岛。

进一步地，所述单元基岛连接有单元引脚，奇数行的所述单元基岛与偶数行的单元基岛的单元引脚方向相反并交错相连形成引线框架，每组引线框架连接四个单元基岛组成单元基板，将所述单元基板排列成若干排与若干列从而组成基板。

进一步地，所述单元引脚包括若干引脚，引线框架中的单元引脚之间错开半个引脚间距距离。

进一步地，左右相邻的所述单元基板的引线框架之间设置有连筋，相邻的单元基板通过连筋相连接。

采用上述方案，本发明采用多排矩阵式设计，提升框架的生产效率，提高材料利用率，降低了框架的生产成本。并将框架沟槽设计放到铜材的处理制程种，用预铣加工工艺方式，避免在后续冲压过程中，于产品的边缘处产生材料的挤出，从而影响基岛平整性的问题，以此保证可放置的最大芯片的尺寸，并且避免对芯片的固晶结合以及材料厚度、倾斜度造成影响。

附图说明

图1为现有技术的槽结构剖面示意图。

图2为本发明的第一种注塑方式结构示意图。

图3为本发明的第二种注塑方式结构示意图。

图4为本发明的第三种注塑方式结构示意图。

图5为本发明的结构示意图。

图6为本发明的第一种设置方式结构示意图。

图7为本发明的第二种设置方式结构示意图。

图8为本发明的槽结构剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。

请参阅图2至图4，本发明提供一种高密度TO220框架结构，包括：若干单元基岛1，所述相邻的单元基岛1之间设置有注塑流道4，所述注塑流道4穿过单元基岛1并对单元基岛1进行灌注1。通过将注塑流道4穿过单元基岛1，即将产品本身用作流道使用，节省了流道处材料的浪费，令塑封材料可以节省30%以上。同时，能够减少树脂颗粒，大大提升生产效率。

在一些实施例中，所述注塑流道沿横向方向穿过单元基岛1，每条注塑流道灌注一排单元基岛1，可以同时满足一排单元基岛1的注塑要求。当位于同一排的单元基岛1的数量较多时，可在框架结构的两侧均设置注胶口41，通过两侧的注胶口41同时向流道中注入胶液，从而避免因注胶距离较长而导致位于后端的单元基岛1上出现缩胶等问题。

在一些实施例中，所述注塑流道4沿纵向方向穿过单元基岛1，每条注塑流道4灌注左右各一列单元基岛1。采用这种特殊设计，增加了单位面积内的单元数量，提高了引线框架材料利用率，注塑生产效率也比单排结构显著提高，综合生产成本大大降低。

请参阅图5至图7，所述单元基岛1连接有单元引脚21，奇数行的所述单元基岛1与偶数行的单元基岛1的单元引脚21方向相反并交错相连形成引线框架2，每组引线框架2连接四个单元基岛1组成单元基板，将所述单元基板排列成若干排与若干列从而组成基板，左右相邻的所述单元基板的引线框架2之间设置有连筋22，相邻的单元基板1通过连筋22相连接。通过连筋22将相邻的单元基板的引线框架2连接在一起，使得每一排单元基岛1的连接强度增强。同时，因设置连筋22而加强了整体的结构强度，从而相对于现有技术中常采用的单排设置方式，本发明采用若干排矩阵式的设计，提升了框架的生产效率，提高了材料利用率，有效降低生产成本。

所述单元引脚21包括若干引脚，引线框架2中的单元引脚21之间错开半个引脚间距距离，便于将引脚交叉错开，形成IDF结构，采用这种特殊设计，增加了单位面积的单元数量，提高了引线框架2的材料利用率，注塑生产效率也比单排结构显著提高，综合生产成本大大降低。

本发明还提供一种高密度TO220框架结构制造方法，包括如下步骤：

步骤1：对铜材进行熔炼成型；

步骤2：对成型的铜材进行分切，在进行碾压或锻打处理，形成薄铜板；

步骤3：在薄铜板上，对需要开沟槽的位置进行铣削开槽，形成预设槽；

步骤4：对薄铜板进行退火、表面处理与清洗后，对薄铜板进行切断包装，形成框架基板，然后通过框架上料机送到整平机处进行整平；

步骤5：完成整平后，对框架基板上预设槽的位置进行冲压，形成槽结构；

步骤6：对完成冲压工序的框架基板进行清洗与表面处理后，进行切断成型，包装送入仓储或半导体加工工序。

对铜材进行熔锻、压延成型后，形成薄铜板，并在薄铜板上通过铣削加工的方式，形成预设槽。然后对薄铜板进行加工处理，调节薄铜板的硬度、塑性等参数，满足半导体中对于基岛以及引脚的材料性质要求。将薄铜板根据设定的尺寸进行切断与整平形成框架基板，从而便于后续工作的加工工序对于材料尺寸的限制要求。再根据框架基板上预铣削产生的预设槽进行冲压，请参阅图8，由于通过预铣削去除了框架基板上的部分材料，因此在进行冲压的过程中，不会在槽31的边缘产生材料挤出的情况，以此最大化基岛尺寸，并且可以让基岛更平整可靠。完成冲压后，对框架基板进行表面处理与清洗，再切断为多排矩阵式分布的框架，由此提升框架的生产效率，提高铜材料整体的材料利用率。

在一些实施例中，通过将框架设计为4排矩阵设计，将流道位置布距加宽到13mm，为了塑封时放置φ18mm的塑封料填充4排框架，非流道侧改成11mm宽度，这样维持单布距24mm，满足4排矩阵设计的塑封需求，也不需要增加框架的高度。

综上所述，本发明采用多排矩阵式设计，提升框架的生产效率，提高材料利用率，降低了框架的生产成本。并将框架沟槽设计放到铜材的处理制程种，用预铣加工工艺方式，避免在后续冲压过程中，于产品的边缘处产生材料的挤出，从而影响基岛平整性的问题，以此保证可放置的最大芯片的尺寸，并且避免对芯片的固晶结合以及材料厚度、倾斜度造成影响。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。