CN109256368A - Sot23-x引线框架及其封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SOT23‑X(X＝3,5或6)引线框架及其封装方法，包括框架体和框架单元，横向相连的两排框架单元之间设置一条横向连筋，第n列和第(n+1)列框架单元之间设置一条纵向的塑封料注塑流道，第(n+1)列和第(n+2)列框架单元之间设置一条纵向连筋，n为奇数，且1≤n≤47；每一个框架单元由粘片基岛和引脚组成，X＝3时，设置三个假引脚；X＝5时，设置一个假引脚；X＝6时，未设置假引脚。所述的封装方法包括塑封时，设置的假引脚一端与塑封体边界相切，端头未进入模具的塑封腔内；成型分离时，设置的假引脚在打弯成型力的作用上被切除。本发明实现了SOT23‑X三种封装形式的塑封模具以及成型/分离模具的兼容，并提高了框架单元的面积密度高。
Description
技术领域
本发明属于半导体封装技术领域，具体涉及一种SOT23-X引线框架及其封装方法。
背景技术
集成电路封装是半导体生产过程中的关键环节，其作用是将集成电路内部芯片的键合点与外部进行电气连接，并为芯片提供机械保护、使其免受物理损伤。集成电路的封装质量直接影响其电参数性能和稳定性。
集成电路封装的基本流程是：将集成电路圆片进行研磨、切割成单一芯片，将其通过导电胶、绝缘胶或共晶工艺等粘合到引线框架基岛上，从芯片键合点引线到相应的引线框架的引脚上，然后再用高分子材料通过特定塑封模具将其塑封成型，最终经过电参数测试合格后成为满足特定需求的集成电路器件。
现有的SOT23-X的引线框架主要有3引脚(X＝3)，5引脚(X＝5)和6引脚(X＝6)三种，这三种形式的引线框架均存在塑封设备模具和成型/分离设备模具不能兼容，封装线的设备投入成本高，以及生产线机台调度能力差和生产效率低的缺陷。
除上述缺陷外，现有的SOT23-X的引线框架还存在框架单元(也称为安装单元)密度低，每炉塑封的产出数量小的缺陷。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术的塑封设备模具和成型/分离设备模具不能兼容以及框架单元密度低的缺陷，该目的是通过下述技术方案实现的：
一种SOT23-X引线框架，包括框架体和框架单元，框架体由边框和边框内等间距分布的纵横交错的连筋(包括横向连筋和纵向连筋)组成，框架体上设有纵横排列、等间距分布的框架单元，横向相连的两排框架单元之间设置一条横向连筋，第n列和第(n+1)列框架单元之间设置一条纵向的塑封料注塑流道，第(n+1)列和第(n+2)列框架单元之间设置一条纵向连筋，n为奇数，且1≤n≤47；每一个框架单元由粘片基岛和分布在粘片基岛两侧、与横向连筋相连的引脚组成，X＝3时，为SOT23-3引线框架，设置的六个引脚中有三个为假引脚；X＝5时，为SOT23-5引线框架，设置的六个引脚中有一个为假引脚；X＝6时，为SOT23-6引线框架，没有设置假引脚，设置的六个引脚均为实际使用引脚。
在上述技术方案的基础上，本发明可进一步附加下述技术手段：
所述框架体上设有10排48列等间距分布的框架单元。
进一步地，所述框架体的长度为228±0.102mm，宽度为53±0.05mm，框架单元的面积密度达到0.0397mm-2。
进一步地，所述纵向连筋为镂空双筋结构。
进一步地，所述粘片基岛的四个角为圆弧形倒角。
进一步地，所述框架单元内粘片基岛的圆弧倒角所对应的引脚为弯角形状。
本发明还进一步提供了一种SOT23-X引线框架的封装方法，其包括以下步骤：
步骤1：将芯片通过银浆或绝缘胶粘结到框架单元的粘片基岛上，全部框架单元粘完后进行固化，固化温度为175±5℃，固化时间为2小时±十分钟；
步骤2：焊接内引线，将芯片的铝电极与框架单元的相应的引脚用内引线焊接起来；
步骤3：塑封，将步骤2的待制品用高分子塑料包封起来；
步骤4：热老化，将封装后的产品进行热老化，热老化温度为170±5℃，热老化时间为300±10分钟；
步骤5：去溢料，喷除经热老化后产品多余的塑料溢料；
步骤6：去氧化光亮，在引脚上沉积上一层均匀、致密的锡层，使其具有良好的可焊性和导电性。
步骤7：成型/分离，把整排经上述步骤后形成的电子器件产品进行成型/分离，使之形成单只电子器件。
步骤8：对分离后的产品进行测试并按内控标准把合格品分档及废次品分开，并将合用档打印、编带、包装。
进一步地，在实施步骤3时，设置的假引脚一端与塑封体边界相切，端头未进入模具的塑封腔内，使得对于X＝3、5或6三种引线框架，塑封设备所用的塑封模具是兼容的。
进一步地，在实施步骤7时，设置的假引脚在打弯成型力的作用下被切除，使得对于X＝3、5或6三种引线框架，成型/分离设备所用的成型/分离模具是兼容的。
本发明的有益效果如下：
1、通过假引脚的设置，对于X＝3、5或6三种引线框架，本发明实现了塑封设备所用的塑封模具的兼容，以及成型/分离设备所用的成型/分离模具的兼容，从而大幅度地降低了生产成本、提高了生产效率。
2、由于采用了在框架体上设置10排48列等间距分布的框架单元的技术手段，本发明中的框架单元(也称为安装单元)面积密度高，每炉塑封的产出数量大。
附图说明
图1为现有的SOT23-3引线框架的整体结构示意图；
图2为本发明实施例1中引线框架的整体结构示意图；
图2-1为图2的局部放大图；
图3为本发明实施例1中的框架单元的结构示意图；
图4为本发明实施例2中的框架单元的结构示意图；
图5为本发明实施例3中的框架单元的结构示意图；
图6为现有的SOT23-X引线框架封装方法中的塑封工艺的示意图；
图7为本发明SOT23-X引线框架封装方法中的塑封工艺的示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细介绍本发明的技术方案：
实施例1
图1为现有的SOT23-3引线框架的整体结构示意图(现有的SOT23-5引线框架、SOT23-6引线框架的整体结构与现有的SOT23-3引线框架的整体结构相同，区别在于引脚的数量不同；另外，为了避免图1过于复杂，图中未显示全部框架单元)，图2为本发明实施例1中的引线框架(SOT23-3引线框架)的整体结构示意图(本发明中的SOT23-5引线框架、SOT23-6引线框架的整体结构与实施例1中SOT23-3引线框架的整体结构相同，区别在于引脚的设置不同；另外，为了避免图2过于复杂，图中未显示全部框架单元)，通过图1和图2，可以直观地看出本实施例中的SOT23-3引线框架(也包括本发明实施例2、3中的SOT23-5引线框架、SOT23-6引线框架)中的框架单元(也称为安装单元)的面积密度高于现有的SOT23-3引线框架(也包括现有的SOT23-5引线框架、SOT23-6引线框架)的面积密度(单位面积中的框架单元数量)。
图2—1为图2的局部放大图，其所放大的是图2中的虚线圆周所圈定的部分；图3为本发明实施例1中的框架单元的结构示意图。如图2、图2—1和图3所示，一种SOT23-X引线框架，包括框架体1和框架单元2，框架体1由边框和边框内等间距分布的纵横交错的连筋组成。框架体1上设有纵横排列、等间距分布的框架单元2。横向相连的两排框架单元2之间设置一条横向连筋3，第n列和第(n+1)列框架单元之间设置一条纵向的塑封料注塑流道5，第(n+1)列和第(n+2)列框架单元2之间设置一条纵向连筋4，n为1≤n≤47的奇数，且最后一列框架单元2为第(n+1)列框架单元2。框架单元2由粘片基岛27和分布在粘片基岛27两侧、与横向连筋3相连的六个引脚21、22、23、24、25、26组成，其中有三个引脚设置为假引脚，亦即引脚21、23、25为假引脚，另外三个引脚，亦即引脚22、24、26为实际使用引脚。假引脚21、23、25靠近塑封体的一端与塑封体边界相切(图3中的虚线框为塑封成型后的塑封体边界)。
作为本实施例的一个优选的方案，框架体1上设有10排48列等间距分布的框架单元2，框架体1的长度为228±0.102mm，宽度为53±0.05mm，框架单元的面积密度达到0.0397mm-2，纵向连筋4为镂空双筋结构。纵向连筋4的中间设计为镂空，形成了等效于双筋支撑的效果，提高了由于排数增加所需的支撑力，防止了传输过程中可能造成的翘曲，并且降低了框架材料的耗费。进一步地，粘片基岛27的四个角设置为圆弧倒角，与圆弧倒角对应的引脚24、26(指实际使用的引脚，不包括假引脚，另外，引脚22是与粘片基岛27直接连接的引脚，不属于与圆弧倒角对应的引脚)的内端设置成弯脚形状。本实施例将粘片基岛27的圆弧倒角和引脚24、26的弯脚设计结合，这种设计的优点是：其一可以提高对应引脚与塑封材料的结合力，提高稳定性和可靠性；其二在保持塑封体大小和引脚外端脚距不变的前提下，可以使得粘片基岛的面积尽可能地增大，从而提高电子器件的耗散功率。
实施例2
实施例2所涉及的是SOT23-5引线框架，与实施例1所涉及的SOT23-3引线框架相比，两者的整体结构是相同的，所不同的是，实施例2中的引脚设置不同于于实施例1中的引脚设置。
如图4所示，SOT23-5引线框架中的框架单元6由粘片基岛67和分布在粘片基岛67两侧、与横向连筋3相连的引脚61、62、63、64、65、66组成，其中，引脚65设置为假引脚，另外五个引脚为实际使用的引脚。假引脚65靠近塑封体的一端与塑封体边界相切(图4中的虚线框为塑封成型后的塑封体边界)。
实施例3
实施例3所涉及的是SOT23-6引线框架，与实施例1所涉及的SOT23-3引线框架相比，两者的整体结构是相同的，所不同的是，实施例2中的引脚设置不同于于实施例1中的引脚设置。
如图5所示，SOT23-6引线框架中的框架单元7由粘片基岛77和分布在粘片基岛77两侧、与横向连筋3相连的引脚71、72、73、74、75、76组成，六个引脚均为实际使用的引脚。
以上，通过三个实施例较为详细地介绍了本发明的结构特征。需要特别强调的是，本发明中的SOT23-3引线框架和SOT23-5引线框架在形式上均设置了六个引脚，当然，前者有三个引脚为假引脚，后者有一个引脚为假引脚。如图7所示，本发明SOT23-X引线框架得益于假引脚的设计，使得X分别等于3、5、6时所对应的三种框架单元的塑封体(图中的虚线边框表示塑封体的边界)的外部结构是一致的，这就使得上述三种框架单元的塑封设备所用的塑封模具8是兼容的，这种外部结构的一致，也使得上述三种框架单元的成型/分离模具也是兼容的。与本发明SOT23-X引线框架不同，如图6所示，现有的SOT23-X引线框架由于框架单元的塑封体的外部结构不一样，需要三种不同的塑封模具——塑封模具9(与SOT23-3对应)、塑封模具10(与SOT23-5对应)、塑封模具11(与SOT23-6对应)——进行塑封。由于这三种塑封模具不能兼容，故不利于生产线的塑封设备调度，导致塑封设备投入成本高，生产效率低。同理，现有的SOT23-X引线框架需要3种不同的成型/分离模具，并且三种成型/分离模具也是不兼容的，从而导致生产的高成本和低效率。
另需说明的是，与现有的仅设有240个框架单元的SOT23-X(X＝3、5或6，以下同)引线框架相比，本发明整体上提高了框架单元密度，减少了框架材料的耗费。由于框架单元的面积密度高，本发明SOT23-X引线框架在塑封工序，每一炉可以生产8条引线框架共3840只框架单元，与现有的SOT23-X引线框架每一炉生产8条引线框架共1920只框架单元相比，每一炉的生产数量提高1倍，在塑封料注塑时间、固化时间相同条件下，生产效率提高了1倍。
以下，进一步介绍本发明中的封装方法：
首先，按照引线框架图纸，冲出如图2至图5所示的引线框架——分别对应SOT23-3，SOT23-5和SOT23-6三种封装结构的引线框架，然后，实施下述步骤：
步骤1：将电子器件芯片通过银浆或绝缘胶逐个粘贴在框架单元2的粘片基岛27上面，或者框架单元6的粘片基岛67上面，或者框架单元7的粘片基岛77上面，全部框架单元粘完后对整个引线框架进行固化，固化温度175±5℃，固化时间2小时±10分钟。
步骤2：通过铜线或合金线将电子器件芯片上的电极焊接到框架单元的粘片基岛和引脚上。如图3所示，对应SOT23-3封装引脚器件，粘片基岛27和引脚24、26的内端为焊线区域；或者如图4所示，对应SOT23-5封装引脚器件，粘片基岛67和引脚61、63、64、65的内端为焊线区域；或者如图5所示，对应SOT23-6封装引脚器件，粘片基岛77和引脚71、73、74、75、76为焊线区域。
步骤3：对上述已焊线的引线框架用高分子材料进行塑封，亦即将步骤3的待制品用高分子塑料包封起来。在塑封时，对应X＝3的引脚封装，假引脚21、23、25一端与塑封体边界相切，端头未进入模具的塑封腔内；对应X＝5引脚封装，假引脚65一端与塑封体边界相切，端头未进入模具的塑封腔内；对应X＝6引脚封装，全部引脚端头进入到模具的塑封腔内。
步骤4：热老化，将封装后的产品进行热老化，热老化温度170±5℃，热老化时间300±10分钟。
步骤5：去溢料，喷除经热老化后产品多余的塑料溢料。
步骤6：去氧化光亮，在引脚上沉积一层均匀、致密的锡层，使引脚具有良好的可焊性和导电性。
步骤7：成型分离，把整排经上述步骤后形成的电子器件产品进行成型/分离，使之形成单只电子器件。在分离时，对应X＝3引脚封装，全部引脚与横向连筋3相连的一端被切断，其中假引脚21、23和25的另外一端由于与塑封体边界相切并未进入塑封体内部，即使相切部位有塑料毛刺使其与塑封体连接，也会在成型打弯力的作用下使其脱落成为废料，其余实际引脚在成型打弯力的作用下被冲压成型；对应X＝5引脚封装，全部引脚与横向连筋3相连的一端被切断，假引脚65同上述原理作用下脱落成为废料，其余引脚被冲压成型；对应X＝6引脚封装，全部引脚被冲压成型。
步骤8：对分离后的产品进行测试并按内控标准把合格品分档及废次品分开，并将合用档打印、编带、包装，成为电子元器件。用本发明高密度的SOT23-X引线框架封装形成的电子元器件，可以是晶体二、三极管，mosfet(金属-氧化物半导体场效应晶体管)，稳压集成电路，电源管理集成电路及其他的专用功能集成电路等。
Claims (9)
1.一种SOT23-X引线框架，包括框架体和框架单元，框架体由边框和边框内等间距分布的纵横交错的连筋组成，框架体上设有纵横排列、等间距分布的框架单元，其特征在于：横向相连的两排框架单元之间设置一条横向连筋，第n列和第(n+1)列框架单元之间设置一条纵向的塑封料注塑流道，第(n+1)列和第(n+2)列框架单元之间设置一条纵向连筋，n为奇数，且1≤n≤47；每一个框架单元由粘片基岛和分布在粘片基岛两侧、与横向连筋相连的引脚组成，X＝3时，为SOT23-3引线框架，设置的六个引脚中有三个为假引脚；X＝5时，为SOT23-5引线框架，设置的六个引脚中有一个为假引脚；X＝6时，为SOT23-6引线框架，没有设置假引脚，设置的六个引脚均为实际使用引脚。
2.如权利要求1所述的SOT23-X引线框架，其特征在于：框架体上设有10排48列等间距分布的框架单元。
3.如权利要求2所述的SOT23-X引线框架，其特征在于：所述框架体的长度为228±0.102mm，宽度为53±0.05mm，框架单元的面积密度达到0.0397mm-2。
4.如权利要求1所述的SOT23-X引线框架，其特征在于：所述纵向连筋为镂空双筋结构。
5.如权利要求1至4任一项所述的SOT23-X引线框架，其特征在于：所述粘片基岛的四个角为圆弧形倒角。
6.如权利要求4所述的SOT23-X引线框架，其特征在于：所述框架单元内粘片基岛的圆弧倒角所对应的引脚为弯角形状。
7.一种SOT23-X引线框架封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将芯片通过银浆或绝缘胶粘结到框架单元的粘片基岛上，全部框架单元粘完后进行固化，固化温度为175±5℃，固化时间为2小时±十分钟；
步骤2：焊接内引线，将芯片的铝电极与框架单元的相应的引脚用内引线焊接起来；
步骤3：塑封，将步骤2的待制品用高分子塑料包封起来；
步骤4：热老化，将封装后的产品进行热老化，热老化温度为170±5℃，热老化时间为300±10分钟；
步骤5：去溢料，喷除经热老化后产品多余的塑料溢料；
步骤6：去氧化光亮，在引脚上沉积上一层均匀、致密的锡层，使其具有良好的可焊性和导电性。
步骤7：成型/分离，把整排经上述步骤后形成的电子器件产品进行成型/分离，使之形成单只电子器件。
步骤8：对分离后的产品进行测试并按内控标准把合格品分档及废次品分开，并将合用档打印、编带、包装。
8.如权利要求7所述的SOT23-X引线框架的封装方法，其特征在于：在实施步骤3时，设置的假引脚一端与塑封体边界相切，端头未进入模具的塑封腔内，使得对于X＝3、5或6三种引线框架，塑封设备所用的塑封模具是兼容的。
9.如权利要求7所述的SOT23-X引线框架的封装方法，其特征在于：在实施步骤7时，设置的假引脚在打弯成型力的作用下被切除，使得对于X＝3、5或6三种引线框架，成型/分离设备所用的成型/分离模具是兼容的。
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