CN109326572A - 一种新型to-220型半导体封装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型TO‑220型半导体封装结构，包括壳体、基岛框架、引脚，所述壳体上设置有通孔，该通孔设置在壳体的上端，所述壳体包括有胶体封装，所述壳体的胶体封装至少高于所述通孔中心点所述胶体封装与壳体正面的表面在同一平面内，所述基岛框架设置在壳体内，该基岛框架的背面有散热面外露。本发明提供一种利用传统TO‑220铁封的框架，通过封装胶体增大基岛框架塑封料胶体体积，在半导体封装有限空间面积内可以放置更多的元件或半导体晶圆的同时保持散热性能的一种新型TO‑220型半导体封装结构。
Description
技术领域
本发明涉及TO-220型半导体封装技术领域，尤其涉及一种新型TO-220型半导体封装结构。
背景技术
传统TO-220封装全塑封，因为散热片和晶圆的安装基岛都全部内封在封胶体内,并且封装体正面封胶壳表面是阶梯面,导致基岛可用体积受限，不能安装更多电路或晶圆封装在内，同时散热性能不好；而To-220铁封的产品框架外露，散热性能好，但因为封装胶体体积有限，能够放置电路或晶圆的基岛面积有限，不能安装更多电路或者晶圆，致使这两种封装一般用在传统的半导体产品封装中。
但是，随着产品的功能和要求越来越多,用户对产品又要求轻薄短小,这种传统的封装结构已经不能放置足够多的晶圆和电路产品,而换用更大体积的框架封装产品,又无法让新产品兼容传统的旧有产品市场或满足散热要求。因此，需要一种新型半导体封装,来满足未来新型特别是大功率复合半导体的的需求,扩张封装的基岛可使用面积,还不显著降低散热性能,同时满足对旧有传统封装框架的继续使用,降低成本。
中国专利申请号为201621032074.4，申请日：2016年08月21日，公开日：2017年05月21日，专利名称是：局部绝缘的TO-220型引线框架，该实用新型属于半导体封装领域，尤其涉及一种局部绝缘的TO-220型引线框架，包括散热板、与散热板连接的引线脚，散热板包括塑封区、设置在塑封区上方的散热区，塑封区的正面覆有塑封料并且塑封料延伸包覆至塑封区的背面，散热区的正面、背面及顶部均包覆有塑封料，散热板的厚度为1.0mm，散热区正面、背面及顶部的塑封料的厚度分别为0.15mm、0.15mm、0.40mm，本实用新型通过在散热板的头部，也就是散热区，将原本的铜框架用塑封料包覆，在其表面形成一个局部绝缘结构，使后续产品在实际应用中，省去了厂家安装绝缘套的成本，生产效率也可以得到提升，也不必采用缘胶布进行绝缘，这样产品对机壳绝缘效果大大提高，提高安全性。
上述专利文献虽然公开了一种局部绝缘的TO-220型引线框架，该半导体封装体虽然降低了成本，提高了安全性，但是该封装在结构上实际和传统的TO-220全塑封产品除开因用传统TO-220的铁封框架替换TO-220塑封框架,内部框架稍微有尺寸区别外,结构和造型和功能上基本类似,只是单纯把TO-220铁封传统框架全部用塑封料包封解决传统TO-220铁封框架产品的绝缘问题,并且封胶壳体正面的壳体表面依然是不等高的阶梯面,在结构上并不能够更多放置电子元件和半导体晶圆，对于帮助实现封装更多电路功能没有帮助,并且基岛部分背面金属全被胶体包封,散热性能不好,不能满足市场发展的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种利用传统TO-220铁封的框架，通过封装胶体增大基岛框架塑封料胶体体积，在半导体封装有限空间面积内可以放置更多的元件或半导体晶圆的同时保持散热性能的一种新型TO-220型半导体封装结构。
为了实现本发明目的，可以采取以下技术方案：
一种新型TO-220型半导体封装结构，包括壳体、基岛框架、引脚，所述壳体上设置有通孔，该通孔设置在壳体的上端，所述壳体包括有胶体封装，所述壳体的胶体封装至少高于所述通孔中心点，所述胶体封装与壳体正面的表面在同一平面内，所述基岛框架设置在壳体内,该基岛框架的背面有散热面外露。
所述金属基岛框架上设置有至少一个内框架，在该内框架上设置有电子元件，在该金属基岛框架上还设有半导体晶圆，所述基岛框架上的内框架和半导体晶圆设置在金属基岛框架的同一平面上。
所述胶体封装整个壳体正面。
所述基岛框架一部分延伸出所述壳体。
所述引脚尺寸为TO-220型半导体封装的引脚尺寸。
所述引脚之间的间隙典型值为2.54mm。
所述基岛框架为金属框架。
所述内框架为2个或3个或5个。
所述内框架和半导体晶圆之间有连接线。
本发明的有益效果是：1)本发明利用传统的TO-220的封装框架，加大封胶面积，增大了封装容积，达到加大可利用基岛的目的，提高了框架的封装利用率；2)本发明安装更多元件，组件或芯片晶圆在内部，同时保留传统TO-220铁封金属外露的良好散热性；3)由于利用了传统的To-220的框架，所以产品的引脚和固定孔位能兼容旧传统TO-220的固定孔位定位和引脚安装方式；4)本发明提高了空间使用率，增加了电子元件的放置数量，符合半导体封装未来发展的需要，适于广泛推广。
附图说明
图1为本发明实施例一种新型TO-220型半导体封装结构的结构示意图；
图2为本发明实施例一种新型TO-220型半导体封装结构的侧面剖视图；
图3为本发明实施例一种新型TO-220型半导体封装结构的背面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对发明作进一步详细的说明。
实施例1
参看图1，图2，图3，该一种新型TO-220型半导体封装结构，包括壳体1、基岛框架2、引脚12，所述壳体1上设置有通孔11，该通孔11设置在壳体1的上端，所述壳体1包括有胶体封装，所述壳体1的胶体封装至少高于所述通孔11中心点；所述胶体封装与壳体1正面的表面在同一平面内，不是阶梯面，所述基岛框架设置在壳体内，该基岛框架2的背面散热面(图未示)外露。
所述基岛框架2设置在壳体内；所述基岛框架2上设置有至少一个内框架3，在该内框架3上设置有电子元件4，在该基岛框架2上还设有半导体晶圆5，所述基岛框架2上的内框架3和半导体晶圆5设置在同一平面上，无叠加。
所述基岛框架2上可直接放置多个半导体晶圆5，也可设置有至少一个内框架，在该内框架上再放置有电子元件。
所述内框架3材料的选择可让部分电路和外框架2的的半导体晶圆5间电气隔离。
优选地，所述胶体封装整个壳体1正面，还可以封装该壳体1的侧面。
所述塑封壳体1可以只覆盖该基岛框架2的正面和侧面，所述基岛框架2的背面外露，局部包封，不是全包封.
所述基岛框架2正面的塑封胶体壳保持一个平面设计。
由于传统TO-220型半导体金属框架因金属外露，用户通过该通孔11打螺钉和散热片，固定时必须在中间加装绝缘胶粒进行电气绝缘，增加了安装和材料成本。
而通过本发明所述通孔11周围也进行封胶，所述壳体1的胶体封装至少高于所述通孔11中心点。该壳体1的通孔11的直径小于框架的金属通孔直径；如果通孔11是多边形孔，则是指对角线长度小于框架的金属通孔对角线长度，以下内容等同此定义。
进一步，优选，将所述胶体封装整个壳体1。这样不仅进一步增大了所述基岛框架2可用于安置更多封装元件在内的容积外，同时可达到所述基岛框架2的通孔11内部金属不外露，达到电气绝缘的效果，用户使用时不要再加绝缘胶粒，降低了用户的安装和材料成本。
优选地，所述基岛框架2为金属框架，进一步优选地，该金属框架为铜制框架。
该基岛框架2为金属框架不仅轻便，而且成本低廉，符合半导体封装材质的需求。
所述基岛框架2一部分延伸出所述壳体1。该基岛框架2延伸出壳体1部分，使本发明提高了散热性能，使半导体封装体可以更好地散热。本发明所述的基岛框架2不仅可以装置半导体晶圆，同时也起到了散热的作用，某些场合还可以起到和外部电器连接作用。
实施例2
参看图1，图2，图3，与上述实施例的不同之处在于，本发明所述引脚尺寸为TO-220型半导体封装的引脚尺寸。由于本发明利用了传统的To-220的框架，所以产品的引脚和固定孔位能兼容旧传统TO-220的固定孔位定位和引脚安装方式，大大降低了用户成本。
优选地，所述引脚之间的间隙典型值为2.54mm。
实施例3
参看图1，图2，图3，与上述实施例的不同之处在于，本实施例中，所述所述内框架3可以设置为2个或3个或5个，甚至更多个。由于增加了内框架3的数量，同时，放置在内框架3上的电子元件或晶圆也会增多，这样，就是在半导体封装结构内有限的空间内增加了更多的电子元件或晶圆，可以使半导体功能或作用大大提高。
本实施例中，在所述的内框架3的上面可以装载控制电路，也可装载元件或晶圆，并提供该内框架3上部分元件的电气连接作用。根据实际需要，还可以作为提供内框架3电路和基岛框架2间的电气连接作用，减少了金属邦定线打线量,降低了工艺难度和复杂度。该内框架3的材质可为印刷电路板。
实施例4
参看图1，图2，图3，与上述实施例的不同之处在于，所述内框架3和半导体晶圆5之间有连接线6。通过该连接线6使内框架3和半导体晶圆5之间为电气连接。
本发明封装结构在传统的To-220型半导体铁封框架的封装基础上向原裸露的部分向上加大封装的封胶体覆盖面积，基本覆盖基岛绝大部分面积，覆盖胶体的上部至少高于基岛框架2的通孔11的中心点，并且封装胶体在基岛框架2上的通孔11中心点的下边缘以下部分为全部整体覆盖。在该通孔11下边缘以上部分可为部分覆盖或全部覆盖。
本发明增大了壳体1封胶面积，同时增大了封装容积，达到加大可利用基岛的目的，提高了基岛框架2的封装利用率，可以安装更多元件，组件或芯片晶圆在内部，同时保留传统TO-220铁封金属外露的良好散热性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种新型TO-220型半导体封装结构，包括壳体、基岛框架、引脚，所述壳体上设置有通孔，该通孔设置在壳体的上端，所述壳体包括有胶体封装，其特征在于：所述壳体的胶体封装至少高于所述通孔中心点，所述胶体封装与壳体正面的表面在同一平面内，所述基岛框架设置在壳体内，该基岛框架的背面有散热面外露。
2.根据权利要求1所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述金属基岛框架上设置有至少一个内框架，在该内框架上设置有电子元件，在该金属基岛框架上还设有半导体晶圆，所述基岛框架上的内框架和半导体晶圆设置在金属基岛框架的同一平面上。
3.根据权利要求1所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述胶体封装整个壳体正面。
4.根据权利要求1所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述基岛框架一部分延伸出所述壳体。
5.根据权利要求1所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述引脚尺寸为TO-220型半导体封装的引脚尺寸。
6.根据权利要求4所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述引脚之间的间隙典型值为2.54mm。
7.根据权利要求1所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述基岛框架为金属框架。
8.根据权利要求2所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述内框架为2个或3个或5个。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种新型TO-220型半导体封装结构，其特征在于：所述内框架和半导体晶圆之间有连接线。
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