高密度脚插脚TO247封装引线框架及其制作方法

摘要

本发明涉及TO247封装引线框架及制作工艺技术领域，特别涉及一种高密度脚插脚TO247封装引线框架及其制作方法，封装引线框架包括多个引线框架单体，多个引线框架单体分为多组；各组的引线框架单体排列成双排，不同排的引线框架单体一一对应地成对且管脚相互穿插设置，各对引线框架单体的管脚间隔第一距离；纵向排列相邻组的引线框架单体的管脚间隔第二距离，定位孔设置于纵向排列的相邻组的引线框架单体管脚间隔处，第二距离满足定位孔的直径不小于1.6mm的要求。制作方法包括采用冲压工艺制作成前述设置有夹持板的高密度脚插脚TO247封装引线框架；通过夹具固定夹持板，进行全自动镀银处理。本发明可最大限度的利用框架材料，大大提高了铜材利用率。

权利要求

1.一种高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，包括多个引线框架单体，多个引线框架单体分为多组；各组的引线框架单体排列成双排，不同排的引线框架单体一一对应地成对且管脚相互穿插设置，各对引线框架单体的管脚间隔第一距离；

纵向排列相邻组的引线框架单体的管脚间隔第二距离，定位孔设置于纵向排列的相邻组的引线框架单体管脚间隔处，第二距离满足定位孔的直径不小于1.6mm的要求；

TO247封装引线框架采用冲压工艺制作，制作时，对板材进行跟踪定位；跟踪定位采用单目视觉拍摄移动的板材，板材位置变换时，对拍摄的图像进行如下处理：采用自适应关键帧算法对板材图像中所有像素点进行二值化处理，二值化时要设定灰度阈值 ，若某像素点的灰度值大于灰度阈值 ，将该像素点的灰度值设成255，若像素点上的灰度值小于灰度阈值 ，则将灰度值设成0；为给冗余视频帧设定统一的筛选标准，要设定筛选阈值 ，筛选阈值 的比较对象为百分比，该百分比表示板材视频帧图像中满足阈值条件 的像素占整张板材图像像素的比例；只有大于等于 ，才会将视频帧归为关键帧，否则为冗余帧。

2.根据权利要求1所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，纵向排列的相邻组的引线框架单体的基岛部间隔处设置有夹持板，夹持板位于同排两个相邻基岛部的中间位置。

3.根据权利要求2所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，夹持板的一端与管脚部连接，夹持板的另一端与基岛部远离管脚的端头平齐。

4.根据权利要求1所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，同一引线框架单体组至少包括一对插脚相互穿插设置的引线框架单体。

5.根据权利要求1所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，同一引线框架单体组包括一对、两对、三对、四对或者五对插脚相互穿插设置的引线框架单体。

6.根据权利要求1所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，定位孔的横向两侧设置有横向长孔，横向长孔的中心线与定位孔的圆心成一条直线。

7.根据权利要求1‑6中任意一项所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，基岛部和管脚部处于不同平面；基岛部正面设置有贴装芯片的基岛，基岛部与管脚部连接端的背面设有凸起，凸起的高度不超过基岛部的背面高度。

8.根据权利要求1‑6中任意一项所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架，其特征在于，管脚部与基岛部连接端的背面和正面分别设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽相互呈横向错位设置。

9.一种高密度脚插脚TO247封装引线框架的制作方法，其特征在于，包括：采用冲压工艺制作成权利要求2所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架形状；

采用浓硫酸在40‑50℃的温度下浸泡3‑8分钟，取出后以清水清洗干净；

再采用碳酸钠、硫酸和盐酸的混合溶液浸泡3‑5秒，取出后以蒸饺水清洗；

通过夹具固定夹持板，对引线框架进行全自动镀银处理；镀银后进行钝化处理。

10.根据权利要求9所述的高密度脚插脚TO247封装引线框架的制作方法，其特征在于，镀银处理包括：使用每平方厘米0.02‑0.03A电流密度的阳极板；

采用包含质量配比为1：35‑40的AgCO3和KCN的电解液，在20‑30℃的温度下，电镀40‑50分钟；

再采用包含质量配比为1：1的AgCO3和KCN的电解液，在20‑30℃的温度下，电镀10‑15秒。

说明书

高密度脚插脚TO247封装引线框架及其制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及TO247封装引线框架及制作工艺技术领域，特别涉及一种高密度脚插脚TO247封装引线框架及其制作方法。

背景技术

[0002] 在集成电路封装过程中，引线框架作为主要材料的原材料，直接影响到IC产品封装的效率及可靠性，而引线框架的结构是影响其效率及可靠性的关键。长期以来，由于产品结构的原因，TO247系列产品封装制造一直受早期开发出来的引线框架模式的制约，引线框架的设计主要以单排为主，框架的利用率和生产效率都比较低。铜及其合金由于其优良的导电导热性而被广泛用于IC引线框架材料，但随着铜材价格的大幅上涨，导致芯片产品的成本也随之增加。因此改善引线框架的结构设计，推动其结构由原来的单排向多排数、高密度矩阵排列发展具有十分重要的意义。

[0003] 目前，按照引线框架标准要求，TO247的引线框架的所有管脚位于基岛部的同一侧，如图1所示，对于TO247的引线框架的制作，仅有单排设计方式，没有多排设计方式，其原因在于：TO247若仿照其它芯片（例如TO 220）的引线框架，进行多排高密度矩阵排列设计，即采用脚插脚（即管脚互相穿插）的设计，由于TO247与TO220的管脚尺寸存在差异，脚插脚会导致TO247引线框架上相邻两对引线框架本体的管脚距离仅剩1.655mm，如图2所示，没有足够的位置放置定位孔，定位孔的半径不能达到φ1.6mm（仅能到φ0.8mm）及以上。过小的定位孔对应的定位针会比较脆弱，在冲压过程中很容易被折断，给引线框架制作及芯片封装带来了很大的难度。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高密度脚插脚TO247封装引线框架，包括多个引线框架单体，多个引线框架单体分为多组；各组的引线框架单体排列成双排，不同排的引线框架单体一一对应地成对且管脚相互穿插设置，各对引线框架单体的管脚间隔第一距离；

[0005] 纵向排列相邻组的引线框架单体的管脚间隔第二距离，定位孔设置于纵向排列的相邻组的引线框架单体管脚间隔处，第二距离满足定位孔的直径不小于1.6mm的要求。

[0006] 可选的，纵向排列的相邻组的引线框架单体的基岛部间隔处设置有夹持板，夹持板位于同排两个相邻基岛部的中间位置。

[0007] 可选的，夹持板的一端与管脚部连接，夹持板的另一端与基岛部远离管脚的端头平齐。

[0008] 可选的，同一引线框架单体组至少包括一对插脚相互穿插设置的引线框架单体。

[0009] 可选的，同一引线框架单体组包括一对、两对、三对、四对或者五对插脚相互穿插设置的引线框架单体。

[0010] 可选的，定位孔的横向两侧设置有横向长孔，横向长孔的中心线与定位孔的圆心成一条直线。

[0011] 可选的，基岛部和管脚部处于不同平面；基岛部正面设置有贴装芯片的基岛，基岛部与管脚部连接端的背面设有凸起，凸起的高度不超过基岛部的背面高度。

[0012] 可选的，管脚部与基岛部连接端的背面和正面分别设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽相互呈横向错位设置。

[0013] 本发明还提供了一种高密度脚插脚TO247封装引线框架的制作方法，包括：

[0014] 采用冲压工艺制作成前述设置有夹持板的高密度脚插脚TO247封装引线框架形状；

[0015] 采用浓硫酸在40‑50℃的温度下浸泡3‑8分钟，取出后以清水清洗干净；

[0016] 再采用碳酸钠、硫酸和盐酸的混合溶液浸泡3‑5秒，取出后以蒸饺水清洗；

[0017] 通过夹具固定夹持板，对进行引线框架全自动镀银处理；镀银后进行钝化处理。

[0018] 可选的，镀银处理包括：

[0019] 使用每平方厘米0.02‑0.03A电流密度的阳极板；

[0020] 采用包含质量配比为1：35‑40的AgCO3和KCN的电解液，在20‑30℃的温度下，电镀40‑50分钟；

[0021] 再采用包含质量配比为1：1的AgCO3和KCN的电解液，在20‑30℃的温度下，电镀10‑15秒。

[0022] 本发明设计了一种高密度脚插脚的TO247系列封装引线框架，通过将引线框架单体设计成一对、两对、三对、四对或五对为一组，拉宽两组之间的距离用来放置大小合适的定位孔，解决了之前的难题，使TO247封装高密度脚插脚引线框架的应用得以落实和实现，可最大限度的利用框架材料，大大提高了铜材利用率。本设计能为IC封装产品降低约30%以上的成本，高密度的设计也大大提升了生产效率，具有良好的应用价值。

[0023] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

[0024] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0025] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0026] 图1为现有技术的单排式TO247封装引线框架的平面示意图；

[0027] 图2为现有技术的TO247封装引线框架采用双排造成的定位孔直径过小的平面示意图；

[0028] 图3为本发明实施例中一种高密度脚插脚TO247封装引线框架的平面示意图；

[0029] 图4为本发明图3的高密度脚插脚TO247封装引线框架实施例的侧面示意图；

[0030] 图5为本发明的高密度脚插脚TO247封装引线框架图4实施例的A部放大示意图；

[0031] 图6为本发明的高密度脚插脚TO247封装引线框架实施例采用的三对引线框架单体为一组且在组间设置夹持板的平面示意图；

[0032] 图7为本发明的高密度脚插脚TO247封装引线框架实施例采用的两对引线框架单体为一组的平面示意图；

[0033] 图8为本发明的高密度脚插脚TO247封装引线框架实施例采用的一对引线框架单体为一组且在定位孔的横向两侧设置有横向长孔的平面示意图；

[0034] 图9为本发明的高密度脚插脚TO247封装引线框架的制作方法实施例镀银处理中采用的稳流调整电路示意图。

具体实施方式

[0035] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0036] 如图3和4所示，本发明实施例提供了一种高密度脚插脚TO247封装引线框架，包括多个引线框架单体1，引线框架单体1包括基岛部12和管脚部13，管脚部13设有管脚11，多个引线框架单体1分为多组；各组的引线框架单体1排列成双排，不同排的引线框架单体一一对应地成对且管脚11相互穿插设置，各对引线框架单体1的管脚11间隔第一距离；

[0037] 纵向排列相邻组的引线框架单体1的管脚11间隔第二距离，定位孔2设置于纵向排列的相邻组的引线框架单体1管脚11间隔处的中间位置，第二距离的间隔能够使得定位孔2的直径不小于1.6mm。

[0038] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将引线框架单体设计成一对、两对、三对、四对或五对为一组，拉宽两组之间的距离，使得第二距离（组间间隙距离）大于第一距离（同组引线框架单体的管脚间隙距离），例如第二距离不小于2.5 mm，第二距离可以设置为3‑5 mm，若定位孔2的直径为2.0mm，第二距离可以设置为3.6 mm；拉宽后两组之间用来放置大小合适的定位孔，解决了之前的难题，使TO247封装高密度脚插脚引线框架的应用得以落实和实现；引线框架采用铜板材制作，可最大限度的利用框架材料，大大提高了铜材利用率。本设计能为IC封装产品降低约30%以上的成本，高密度的设计也大大提升了生产效率，具有良好的应用价值；其中，设置的定位孔可以在芯片封装工序中用于引线框架的定位，防止发生偏移影响封装品质，提高产品的良品率和一致性。

[0039] 在一个实施例中，如图6所示，纵向排列的相邻组的引线框架单体1的基岛部12间隔处设置有夹持板3，夹持板3位于同排两个相邻基岛部的中间位置；

[0040] 夹持板3的一端与管脚部13连接，夹持板3的另一端与基岛部12远离管脚11的端头平齐。

[0041] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案考虑到后续的电镀方式，有传统的挂镀锡和现在的全自动镀锡，本发明对于两种镀锡方式均设计了对应方案，通过设置夹持板，镀银时以夹具固定夹持板，避免了夹具对引线框架单体部位的遮挡，使得每个引线框架单体部位都能够均匀镀银，由于封装后分割时，夹持板会被切除，保证的最终产品中的引线框架单体部位整体镀银质量。

[0042] 在一个实施例中，同一引线框架单体组至少包括一对插脚相互穿插设置的引线框架单体；

[0043] 同一引线框架单体组可以包括一对、两对、三对、四对或者五对插脚相互穿插设置的引线框架单体；附图3和6‑8中虚线框为一个引线框架单体组，其中，如图3所示一个引线框架单体组有一对引线框架单体，如图6所示一个引线框架单体组有三对引线框架单体，如图7所示一个引线框架单体组有两对引线框架单体；

[0044] 单排的引线框架单体数量为10个、12个或者14个，相邻组的引线框架单体数量相同；

[0045] 如图8所示，定位孔2的横向两侧设置有横向长孔4，横向长孔4的中心线与定位孔2的圆心成一条直线。

[0046] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案对同一引线框架单包括一对、两对、三对、四对或者五对插脚相互穿插设置的引线框架单体，同一板材上制作的引线框架，相邻组的引线框架单体数量可以相同也可以不同，提高了灵活性；定位孔的横向两侧设置中心线与定位孔的圆心成一条直线的横向长孔，可以减少镀银的表面积，降低镀银成本，还使得封装后沿中心线分割更容易。

[0047] 在一个实施例中，如图4和5所示，基岛部12和管脚部13处于不同平面；

[0048] 基岛部12正面设置有贴装芯片的基岛122，基岛部12与管脚部13连接端的背面设有凸起121，凸起121的高度不超过基岛部12背面高度；

[0049] 管脚部13与基岛部12连接端的背面和正面分别设有第一凹槽131和第二凹槽132，第一凹槽131和第二凹槽132相互呈横向错位设置。

[0050] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将基岛部和管脚部平面错开，基岛部正面设置贴装芯片的基岛，有利于平衡封装后正面和背面的封装材料厚度，更有利于基岛部的芯片散热；凸起可以增加与封装材料的接触面积，增强封装的牢固性；设置第一凹槽和第二凹槽在封装时用于锁模，方便封装定位，提高封装效率。

[0051] 本发明实施例提供了一种高密度脚插脚TO247封装引线框架的制件方法，包括：

[0052] 采用冲压工艺制作成前述设置有夹持板的高密度脚插脚TO247封装引线框架；

[0053] 采用浓硫酸在40‑50℃的温度下浸泡3‑8分钟，取出后以清水清洗干净；

[0054] 再采用碳酸钠、硫酸和盐酸的混合溶液浸泡3‑5秒，取出后以蒸饺水清洗；

[0055] 通过夹具固定夹持板，进行全自动镀银处理；镀银后进行钝化处理。

[0056] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案采用冲压工艺制作TO247封装引线框架，可以提高生产效率，与刻蚀工艺方式相比不需要化学药剂，减少了污染和制作成本；冲压出来的引线框架采用浓硫酸浸泡处理去除表面油污，再采用混合溶液浸泡增强表面活性，提高镀银效率和质量；镀银时以夹具固定夹持板，避免了夹具对引线框架单体部位的遮挡，使得每个引线框架单体部位都能够均匀镀银，由于封装后分割时，夹持板会被切除，保证的最终产品中的引线框架单体部位整体镀银质量；钝化处理可以提高镀银层的寿命。

[0057] 在一个实施例中，镀银处理包括：

[0058] 使用每平方厘米0.02‑0.03A电流密度的阳极板；

[0059] 采用包含质量配比为1：35‑40的AgCO3和KCN的电解液，在20‑30℃的温度下，电镀40‑50分钟；

[0060] 再采用包含质量配比为1：1的AgCO3和KCN的电解液，在20‑30℃的温度下，电镀10‑15秒。

[0061] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过将镀银分为两步进行，并采用不同的浓度的电解液，可以提高银镀层与板材表面的结合力，防止出现气泡、脱皮或者松脆等情况，提高镀银质量和寿命。

[0062] 在一个实施例中，镀银处理中阳极板的电流采用稳流调整电路进行控制；

[0063] 如图9所示，稳流调整电路包括限流模组、场效应管Q1、基准电压模组、放大器U1、误差放大器U2、可变电阻R1、可变电阻R2和可变电阻R3；

[0064] 限流模组的输入端连接电源，限流模组的输出端与场效应管Q1的源极连接，场效应管Q1的漏极为供电输出端；

[0065] 限流模组的控制端与误差放大器U2的引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚1通过可变电阻R1与放大器U1的输出引脚4连接，误差放大器U2的输入引脚2与场效应管Q1的漏极连接，误差放大器U2的引脚3分别与基准电压模组和内控模组连接，误差放大器U2的输出引脚5与场效应管Q1的栅极连接；放大器U1的输入引脚1与基准电压模组连接，放大器U1的输入引脚2分别与可变电阻R2的一端和可变电阻R3的一端连接，放大器U1的引脚3与内控模组连接，可变电阻R2的另一端与误差放大器U2的输入引脚1连接，可变电阻R3的另一端接地；

[0066] 基准电压模组与控制器连接。

[0067] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本方案通过配置稳流调整电路，稳流调整电路采用基准电压模组提供的基准电压作为参考，基准电压模组由控制器控制，基准电压经在放大器U1、多个可变电阻和误差放大器U2处理后，作用于限流模组和场效应管Q1，对供电输出的电流进行控制，限流模组用于限制给到场效应管Q1源极的电流，可以避免电源变化产生不利影响，能够可靠保障电流控制精度；本方案采用的稳流调整电路的反应速度快，具有出色的瞬态响应特点。

[0068] 在一个实施例中，采用冲压工艺制作TO247封装引线框架时，对板材进行跟踪定位；跟踪定位采用单目视觉拍摄移动的板材，板材位置变换时，对拍摄的图像进行如下处理：

[0069] 为了简化统计板材图像的像素点的数量，采用自适应关键帧算法对板材图像中所有像素点进行二值化处理，二值化时要设定灰度阈值 ，若某像素点的灰度值大于灰度阈值 ，将该像素点的灰度值设成255，若像素点上的灰度值小于灰度阈值 ，则将灰度值设成0；为给冗余视频帧设定统一的筛选标准，要设定筛选阈值 ，筛选阈值 的比较对象为百分比，该百分比表示板材视频帧图像中满足阈值条件 的像素占整张板材图像像素的比例；只有大于等于 ，才会将视频帧归为关键帧，否则为冗余帧，计算满足阈值 条件的像素点占比公式：

[0070]

[0071] 式中， 表示板材视频帧图像二值化时的阈值，表示板材视频帧图像上灰度值超过阈值 的像素点数， 表示板材视频帧图像上的所有像素数量， 表示板材视频帧图像上第 个像素点的灰度值；

[0072]

[0073] 式中， 表示当前板材视频帧是否为关键帧的标志， 表示自适应关键帧算法筛选冗余板材视频帧的筛选阈值，如果 表示当前板材视频帧时关键视频帧，继续进行均值漂移算法，否则目标跟踪中将当前板材视频帧作为冗余筛选，不进行目标跟踪。

[0074] 上述技术方案的工作原理和有益效果为：本发明通过单目视觉拍摄移动的板材，板材位置变换时，板材像素点数量经过上述处理，实现了冗余视频帧设定统一的筛选标准，提高了板材识别的效率，简化了统计板材图像的像素点的数量，降低了摄像头的工作负荷，为板材的准确识别提供了技术基础，在准确识别的基础上，能够更精确地定位板材位置，提高冲压加工精度和良品率，增强冲压出来的引线框架的边缘平整度。

[0075] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。