本发明专利技术揭示一种由引线框（３０１）和金属散热器（３１０）组成的设备。由平面金属板制成的引线框包括多个非共面部件（３１２），所述部件（３１２）可作为经配置以夹持插入物体的机械耦合器来操作。散热器具有适合用于安装发热物体的中央衬垫（３１０）、及多个在位置中匹配所述部件的柄杆（３１２）；所述柄杆与所述部件耦合。一个部件末端形成为具有从平面板伸出的突出物的夹钳，其可操作以在所述柄杆中的一者插入耦合器中时夹持所述柄杆，且还具有弯曲部以便在将散热器的柄杆插入夹钳之后，使散热器的平面与引线框的平面间隔开。因此，在散热器和第一引线框区段末端之间产生一间隙。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体而言涉及电子系统和半导体装置领域，且更具体而言涉及具有集成金 属芯片支持和散热器的热增强半导体装置。
技术介绍
移除有源组件产生的热量在集成电路技术中属于最基本的挑战。伴随日益縮小的 组件特征大小和日益提高的装置集成密度而来的是功率密度和热量产生的日益增加。 然而，为使有源组件保持处于其低操作温度和高速度，必须将这种热量连续地驱散并 移除至外部散热设备。能量密度越来越高，这一努力也变得日益困难。在己知技术中， 一种热移除的方法具体针对具有金属引线的装置，其集中于通过 半导体芯片从有源表面至无源表面的厚度来进行热传送。接下来，将无源表面附接至 金属引线框的芯片安装衬垫，以使得热量可以流至金属引线框的芯片安装衬垫内。典 型的聚合物附接材料层代表热阻隔层。在合适地形成时，引线框可以充当至外部散热 设备的散热器。在大量半导体包装设计中，这意味着引线框的一部分的形成使得这一 部分突出于塑料装置封装外，因此这一部分可直接附接至外部的散热设备。在其中不 存在可用的外部散热设备的应用中，在由于包装越来越薄的趋势驱动而不得不降低引 线框金属厚度时，暴露的引线框变得不太有效。已知技术的另一方法具体针对不具有引线框的球形网格阵列装置，其使用在半导 体芯片的有源表面附近以距有源表面的电连接安全的距离间隔开的散热器。在这一方 法中，热必须首先通过制模材料(通常是填充有无机微粒的环氧树脂， 一种普通的热 导体)的宏观厚度进行传播，且随后仅进入金属散热器。散热器通常定位于制模包装 的表面上；在其他装置中，其被嵌入制模包装中。由于在制模过程中稳定所述散热器的需要，将散热器添加(落入)至组合装 置的方法一般并不有利；否则，在制模步骤期间可能出现旋转及/或横向移动。
技术实现思路
因此，越来越需要一种低成本、热改良和机械稳定的结构，其不仅相对于传递制 模过程而坚固耐用，且还足够灵活以适用于不同的半导体产品系列，且符合装置包装 越来越薄的工业趋势。所述新结构应不仅满足高热量和电子性能需要，而且还应该实 现对增强成品率和装置可靠性的目标改进。本专利技术提供对集成电路一尤其是PDIP、 SOIC和SOP系列一的热性能改进。本专利技术的一个实施例是由平面金属板制成的引线框，其具有多个可作为电连接器来操作的 区段，及多个可作为经配置以夹持插入物体的机械耦合器来操作的非共面部件。这些 部件的非共面由这些部件中对引线框的附接处附近的弯曲部提供。本专利技术的另一实施例是一种由引线框和金属散热器组成的设备，其中引线框包括 平面金属板。所述引线框包括多个可作为电连接器来操作的区段，及多个可作为经配 置以夹持插入物体的机械耦合器来操作的非共面部件。散热器具有适合用于安装发热 物体的中央衬垫，及多个在位置上分别匹配所述部件的位置的柄杆。这些柄杆分别与 所述部件耦合。在较佳实施例中，每一部件具有第一及第二末端，第一末端附接至引线框且第二 末端形成为具有相对于平面板的突出物的夹钳，所述夹钳可操作以在所述柄杆的一者 插入夹钳时夹持所述柄杆。较佳地，第二末端还具有弯曲部，以使得散热器的平面在其柄杆插入夹钳后与引线框的平面间隔开；因此在散热器和第一引线框区段末端之间 产生间隙。本专利技术的另一实施例是一种包括引线框的半导体装置，其中所述引线框包括多个 具有第一和第二末端的区段，其中所述第一末端在第一平面内。所述装置进一步在第 二平面内包括金属散热器；这一第二平面与所述第一平面间隔开一间隙。所述散热器 具有第一及第二表面、适合用于在第一表面上安装发热物体的中央衬垫、和多个具有 第一及第二末端的柄杆；第一柄杆末端附接至中央衬垫。半导体芯片安装于所述第一 衬垫表面上，且电连接至第一区段末端。封装材料(较佳为制模复合物)包围所述芯 片、电连接、第一区段末端及第一柄杆末端，且进一步填充所述间隙，但使第二散热 器表面、第二区段末端及第二柄杆末端处于暴露状态。本专利技术的另一实施例是一种用于制造上述半导体装置的方法。在其中用粘性封装 材料填充散热器和第一引线框区段末端之间的间隙的工序之后，修整并移除包括散热 器柄杆的插入部分的引线框部件，且可使第二区段末端形成以附接至外部元件。本专利技术的技术优势是其为引线框夹钳的突出物提供低成本设计和结构选择。在一 实施例中，所述突出物是相对于平面引线框板以大致直角形成且经配置以抓紧所述散 热器柄杆的一者的凸缘。在另一实施例中，所述凸缘可包括突起波纹，所述波纹正对 插入的散热器柄杆以使得波纹将插入的柄杆锁定于合适位置。另一技术优势是通过使用已安装的设备基底用于引线框制造来实现本专利技术的创 新，从而使得在新的制造机器方面无需任何投资。结合附图及随附权利要求中列举的新颖特征来考虑本专利技术较佳实施例的下述说 明，将易于了解本专利技术提供的技术进步及其目标。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的半导体装置引线框的仰视图，其展示可作为经配置 以夹持插入物体的机械耦合器来操作的多个部件。图2是图1所示引线框部件的一者的放大仰视图图3是根据本专利技术另一实施例的设备的仰视图，其显示具有与图1所示引线框部件耦合的柄杆的散热器。图4是图3所示设备的俯视图。图5是图4所示设备的一部分的放大俯视图，其图解说明插入引线框部件的夹钳 形末端中的散热器柄杆。图6是图5所示引线框部件的详细俯视图，其图解说明夹钳的已插入散热器柄杆 的凸缘形突出物及所述部件的弯曲部。图7是根据本专利技术实施例具有引线框和散热器的经封装半导体装置整体的俯视图。图8是图7所示半导体装置在修整和形成引线框及散热器之后的俯视图。 图9图解说明根据本专利技术另一实施例的引线框部件部分的仰视图。 图IO是引线框部分的俯视图，其描绘根据本专利技术另一实施例的部件。具体实施例方式图1描绘一般标记为100的半导体装置引线框(在这一实例中，用于100-管脚装 置)的仰视图，以图解说明本专利技术的一个实施例。引线框100由平面金属板制成，且 具有将可作为电连接器来操作的多个区段102固持在一起的框架101。由于框架101 和区段102由金属平面板制成，则其位于一平面内。引线框101较佳地由厚度范围较 佳在100至300，范围内的铜或铜合金制成，但更薄的板也是可能的。在这一厚度范 围内，延展性可提供5至15%的延长率，以促成区段弯曲及形成操作。所述引线框是 根据最初的金属板模压或蚀刻而成。可选的金属板料包括黄铜、铝、铁镍合金(例如合金42)及科瓦铁镍钴合金 (kovar)。所述板料通常完全覆盖有电镀层，例如，铜基底金属可镀有镍层。图1进一步显示具有多个部件103的引线框101，所述部件103可作为经配置以 夹持插入物体的机械耦合器来操作，且另外是非共面的。图2是引线框部件103的一 者的放大仰视图，以详细图解说明非共面性和其他特征。部件103具有附接至框架101 的第一末端103a，及形成为夹钳201的第二末端103b。在图2所示实施例中，夹钳 201具有两个相对于平面板伸出的突出物202。这些突出物可操作以在适当形成的物体 插入所述夹钳时固定所述物体。部件103的非共面性由部件103中的弯曲部204提供， 其中所述弯曲部204较佳地位于部件103与框架101的附接处附近。如图2指示，突出物202可以是相对于引线框金属的原始平面板以大致直角形成 的凸缘。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包括由平面金属板制成的引线框的设备，所述引线框包括：多个区段，其可作为电连接器来操作；及多个非共面部件，其可作为经配置以紧固插入物体的机械耦合器来操作。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-2-3 11/050,0591、一种包括由平面金属板制成的引线框的设备，所述引线框包括多个区段，其可作为电连接器来操作；及多个非共面部件，其可作为经配置以紧固插入物体的机械耦合器来操作。2、 如权利要求1所述的引线框，其中所述非共面性由所述部件中靠近其附接至 所述引线框处的弯曲部提供。3、 如权利要求1所述的设备，其进一歩包括金属散热器，所述金属散热器具有 适合于安装发热物体的中央衬垫，及多个在位置中匹配所述耦合器部件的柄杆。4、 如权利要求3所述的设备，其中所述非共面部件中的每一者均具有第一及第 二末端，所述第一末端附接至所述引线框，且所述第二末端形成为具有从所述平面板 伸出的突出物的夹钳，所述夹钳可操作以在所述柄杆中的一者插入所述夹钳时夹持所 述柄杆。5、 如权利要求4所述的设备，其中每一部件进一步包括所述第一部件末端中的 弯曲部，以便在将所述散热器的柄杆插入所述夹钳之后使所述散热器位于与所述引线 框平面间隔开的平面内，借以在所述散热器与所述第一区段末端之间提供间隙。6、 如权利要求4所述的设备，其中所述突出物是由所述平面板以近似直角形成 且经配置以抓紧所述柄杆的一者的凸缘。7、 如权利要求6所述的设备，其中所述凸缘进一步包括面对所述插入柄杆的突 起波纹，所述波纹可操作以将所述插入柄杆锁定于适合位置。8、 一种半导体装置，其包括引线框，其包括多个具有第一及第二末端的区段，所述第一末端位于第一平面内；金属散热器，其位于第二平面内，所述第二平面与所述第一平面间隔开一间隙，所述散热器具有第一及第二表面、适合于在所述第一表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：埃德加R祖尼加奥尔蒂斯，理查德J塞伊，兰斯C赖特，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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