專利名稱:絕緣半導(dǎo)體管殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體管殼,更具體地說(shuō),涉及一種新穎的具有高擊穿電壓的半導(dǎo)體管殼。
以往,半導(dǎo)體工業(yè)中有許多不同種類和形狀的半導(dǎo)體管殼。用于高功耗半導(dǎo)體器件的管殼往往管腿只從管殼的一側(cè)延伸出來(lái)。這些管腿一般都是延長(zhǎng)進(jìn)入管殼體內(nèi)的引線框架的延伸。在模注引線框架周圍的管殼體的工序中,經(jīng)常需要使用對(duì)準(zhǔn)腳來(lái)將引線框架的內(nèi)部固定住。這些對(duì)準(zhǔn)腳在模注操作中伸入注??涨?。當(dāng)除去這些對(duì)準(zhǔn)腳時(shí)就在管殼體上留下了孔,從而將引線框架的某些部分暴露在外部環(huán)境中。
在完成了封裝工序之后,從暴露的引線框架清除外部來(lái)的材料,如脫模劑化合物,并用環(huán)氧樹(shù)脂或硅樹(shù)脂材料填滿孔。此清除操作增加了管殼的成本,并一般要使用對(duì)環(huán)境不利的化學(xué)制品。
由于熱膨脹的不同,環(huán)氧樹(shù)脂填充材料最終的破裂將使引線框架暴露在周圍環(huán)境中,并使管殼的擊穿電壓降低到低于所需要的值(大于1500V)。盡管硅樹(shù)脂的壽命比環(huán)氧樹(shù)脂長(zhǎng),但它也要損壞,從而降低管殼的可靠性和擊穿電壓。
此外,在填充操作中所用的硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂材料都只有有限的使用壽命。因此,必須密切關(guān)注材料的儲(chǔ)存時(shí)間,這樣又進(jìn)一步增加了管殼的成本。
所以,需要有一種具有擊穿電壓超過(guò)1500V、且不用環(huán)氧樹(shù)脂或硅樹(shù)脂來(lái)填充管殼體上的孔的半導(dǎo)體管殼。這種密封孔的材料要有長(zhǎng)的使用壽命。
簡(jiǎn)言之,本發(fā)明包括一具有一引線框架的半導(dǎo)體管殼。在引線框架的管座(flag)的表面上安裝有一絕緣體。半導(dǎo)體管芯也安裝在此管座上,并與絕緣體相距一段距離。引線框架的一部分、半導(dǎo)體管芯和該絕緣體的一部分被管殼的實(shí)體密封住。該實(shí)體也有一對(duì)準(zhǔn)孔,該孔從實(shí)體的表面延伸到絕緣體。此外,該實(shí)體覆蓋住此絕緣體并對(duì)其形成密封,從而保護(hù)引線框架不受外部環(huán)境的影響。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的引線框架的透視圖;
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的模注一管殼實(shí)體工序中的圖1所示的引線框架;以及圖3示出根據(jù)本發(fā)明的包含有圖1所示引線框架的半導(dǎo)體管殼。
圖1舉例說(shuō)明一個(gè)引線框架10,該引線框架將成為具有高擊穿電壓的半導(dǎo)體管殼的一部分。引線框架10能用多種引線框架材料形成,這些材料均是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的。在此推薦的實(shí)施例中,引線框架10由一銅合金形成,此銅合金至少含重量比為99.6%的銅、0.05%~0.15%的鐵和0.015%~0.05%的磷。已知的這樣一種例子有三菱Shindoh有限公司(日本、東京)制造的TAMAC4。引線框架10包括一管座11和多根引線26。多根引線26之一與管座11電連接,同時(shí),其余的多根引線26由一臨時(shí)支撐片14固定。在管殼封裝好之后將此臨時(shí)支撐片14去掉。穿通管座11的孔12有利于繼而形成穿通做好的管殼的安裝孔,這在下面將作描述。管座11上在模注工序中要與對(duì)準(zhǔn)腳接觸的位置處有多個(gè)絕緣體13,這在下面將作描述。絕緣體13所用的材料必須是與管座11被覆蓋的部分電絕緣的,且必須與形成半導(dǎo)體管殼實(shí)體所用的包封材料相粘合。絕緣體13可通過(guò)絲網(wǎng)印刷一種絕緣聚合材料(如聚酰亞胺),旋涂一層絕緣膜(如塑性樹(shù)脂),或施加一層自粘著的絕緣膜來(lái)形成。在此推薦的實(shí)施例中,絕緣體13是直徑約1.2微米的聚酰亞胺薄膜(Kapton)圓形切片。聚酰亞胺薄膜的一個(gè)表面上涂敷有壓敏硅樹(shù)脂粘膠劑,此粘膠劑把這些圓形的聚酰亞胺薄膜切片粘著在管座11上。已知的這樣一種聚酰亞胺薄膜的例子是由Permacel(新澤西州,NewBrunswick)產(chǎn)生的P-221“電路板掩膜帶”。自粘著性聚酰亞胺薄膜的使用期限很長(zhǎng),并易于施加到引線框架10上。絕緣體13的厚度必須足以提供所需的擊穿電壓。在推薦的實(shí)施例中,絕緣體13的厚度在約0.02~0.05毫米之間。以便提供超過(guò)1500V的擊穿電壓。一般在把半導(dǎo)體管芯16附著到引線框架10上和進(jìn)行管芯16與引線26之間的導(dǎo)線焊接之前把絕緣體13加到管座11上。因此這些工序不會(huì)妨礙絕緣體13的安裝。
圖2舉例說(shuō)明了在圖1所示的引線框架10周圍模注管殼實(shí)體的一個(gè)步驟。圖2中與圖1中相同的部分有相同的參考號(hào)。將引線框架10插在注模17的空腔28內(nèi)。包括材料通過(guò)凹槽或澆道27進(jìn)入空腔28。由于包封材料是靠壓力進(jìn)入的,所以在包封過(guò)程中用多根對(duì)準(zhǔn)腳18將管座11保持在一個(gè)固定的位置上。圖2中只示出一個(gè)腳18,但第二個(gè)對(duì)準(zhǔn)腳隱藏在視圖之后。也可以用附加的對(duì)準(zhǔn)腳從上部和下部?jī)煞矫婵ㄗ∫€框架10來(lái)代替圖2所示的僅從上部固定的方法。在使用附加的對(duì)準(zhǔn)腳時(shí),將附加的絕緣體13放在引線框架10的頂部。為了保證引線框架10能被完全包封,重要的是對(duì)準(zhǔn)腳18的直徑要比絕緣體13的小,從而使包封材料能覆蓋住絕緣體13的四周。這樣形成的覆蓋使包封材料與絕緣體13粘結(jié),并形成使引線框架10與外部環(huán)境完全隔離的密封。
安裝腳19通過(guò)孔12延伸,防止包封材料整個(gè)封住孔12。安裝腳19的直徑比孔12的小,這樣就使包封材料包裹著孔12使其電絕緣。
圖3舉例說(shuō)明了一個(gè)高擊穿電壓的半導(dǎo)體管殼20,此管殼20包含有圖1所示的引線框架10。圖3中與圖1所示相同的部分用相同的參考號(hào)。管殼20包括一有多根從一側(cè)伸出的引線26的實(shí)體21。圖2所示的孔12和腳19構(gòu)成穿過(guò)管殼20的電絕緣安裝孔22。由圖2所示的對(duì)準(zhǔn)腳18最終形成的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)孔23從實(shí)體21的表面延伸通過(guò)管殼實(shí)體21的一部分并暴露出絕緣體13的一部分。對(duì)準(zhǔn)孔23的直徑小于絕緣體13的直徑,因而有助于在孔23和絕緣體13的連接處形成環(huán)境密封。
絕緣體13不僅密封住了管殼20,而且提高了管殼20的擊穿電壓。例如,不用絕緣體13形成的管殼的最大擊穿電壓約為1500V,而用絕緣體13形成的管殼20的最小擊穿電壓就超過(guò)3000V。因此,絕緣體13至少使管殼20的擊穿電壓提高兩倍。
至此,可以看到本發(fā)明提供了一種新穎的具有高的擊穿電壓的管殼。引線框架上的絕緣體有利于形成一種提高管殼可靠性和壽命的環(huán)境密封。該絕緣體與引線框架也電絕緣,從而提高了管殼的擊穿電壓。這些絕緣體具有長(zhǎng)的使用期限并易于施加。因此,管殼的成本很低。
權(quán)利要求
1.一種絕緣半導(dǎo)體管殼,其特征在于包括一個(gè)具有一管座的引線框架,此管座具有一個(gè)表面;一個(gè)粘結(jié)在該管座的所述表面上的半導(dǎo)體管芯;一個(gè)穿通所述管座的孔;多個(gè)用粘結(jié)膜粘結(jié)在管座的所述表面上的圓形絕緣體,其中,與多個(gè)圓形絕緣體的表面垂直的平面位于孔和半導(dǎo)體管芯之間;一個(gè)包封住引線框架的實(shí)體;一個(gè)穿通上述實(shí)體的安裝孔,其中,安裝孔與所述孔同心,且其直徑小于所述孔的直徑;一個(gè)從實(shí)體表面延伸到多個(gè)圓形絕緣體之一的對(duì)準(zhǔn)孔,將多個(gè)圓形絕緣體之一的一部分暴露出來(lái),其中,該對(duì)準(zhǔn)孔的直徑比多個(gè)圓形絕緣體之一的直徑小,以使該實(shí)體覆蓋住所述多個(gè)圓形絕緣體中的一個(gè);在實(shí)體和所述多個(gè)圓形絕緣體之一的連接處的環(huán)境密封,此密封將引線框架與實(shí)體周圍的環(huán)境隔離開(kāi)來(lái);以及多個(gè)從實(shí)體的一側(cè)邊延伸出的引線,其中所述實(shí)體的這一側(cè)邊與安裝孔所在的一側(cè)邊相對(duì)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管殼,其中,多個(gè)圓形絕緣體由聚酰亞胺薄膜(Kapton)形成,其厚度約為0.02~0.05毫米。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管殼,其中,多個(gè)圓形絕緣體的直徑約為1.2微米。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體管殼,其中,粘結(jié)膜包括一粘結(jié)硅樹(shù)脂膜。
5.一種半導(dǎo)體管殼,其特征在于包括一個(gè)具有一管座的引線框架,此管座具有一個(gè)表面;一個(gè)從引線框架的第一側(cè)邊延伸出的引線;一個(gè)粘結(jié)在該管座的所述表面上的半導(dǎo)體管芯;一個(gè)與管座的所述表面粘結(jié)住的絕緣體;一個(gè)包封住引線框架的實(shí)體;一個(gè)從所述實(shí)體的一個(gè)表面穿過(guò)實(shí)體一部分延伸到絕緣體從而將絕緣體的一部分暴露出來(lái)的對(duì)準(zhǔn)孔,其中,對(duì)準(zhǔn)孔的直徑比絕緣體的小,以便使實(shí)體覆蓋住該絕緣體;以及由實(shí)體與絕緣體的連接形成的環(huán)境密封,其中,此環(huán)境密封將引線框架與實(shí)體外部的環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體管殼,其中,粘結(jié)到管座表面上的絕緣體包括位于半導(dǎo)體管芯和引線框架的第二側(cè)邊之間的絕緣體。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體管殼,其中,絕緣體是一絕緣膜,此絕緣膜靠粘結(jié)膜粘到管座表面,而此粘結(jié)膜在絕緣膜的表面上。
8.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體管殼,其中,絕緣體的厚度為約0.02~0.05毫米。
9.一種包封的半導(dǎo)體管殼,其特征在于包括一在管殼的包封材料中形成孔的對(duì)準(zhǔn)腳,其中,所述孔延伸到由包封材料圍繞著的管座部分,而一絕緣材料位于孔下面的管座部分上。
10.如權(quán)利要求9的半導(dǎo)體管殼,其中,絕緣材料包括一粘結(jié)在管座上的圓形絕緣體。
全文摘要
本發(fā)明包括一具有引線框架的半導(dǎo)體管殼,絕緣體(13)安裝在引線框架的管座(11)的表面上用于使引線框架的一部分與外界隔離,半導(dǎo)體管芯(16)安裝在管座(11)上,與絕緣體(13)離開(kāi)一段,引線框架(10)的一部分、管芯(16)和絕緣體(13)的一部分由管殼的實(shí)體(21)所包封。實(shí)體(21)有一自實(shí)體表面延伸到絕緣體(13)的對(duì)準(zhǔn)孔(23),暴露出絕緣體的部分表面。實(shí)體(21)覆蓋住絕緣體(13)并將其密封,從而使引線框架與外界隔離開(kāi)來(lái)。
文檔編號(hào)H01L23/495GK1080091SQ93107299
公開(kāi)日1993年12月29日 申請(qǐng)日期1993年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月15日
發(fā)明者小詹姆斯·P·萊特曼 申請(qǐng)人:莫托羅拉公司