本实用新型涉及半导体器件的封装领域，特别涉及一种用于形成封装结构的引线框架。
背景技术：
在电机驱动应用中，可以采用电机驱动电路从直流电源产生三相的驱动电压，用于向三相电机供电。现有的电机驱动电路包括控制芯片、多个绝缘栅双极晶体管组成的全桥电路、以及在绝缘栅双极晶体管的发射极和集电极之间反向并联的续流二极管。
随着人们对于芯片高集成、小型化的需求，期望改进用集成功率的封装结构，将电机驱动电路的控制芯片和功率器件封装在一起，以实现电机控制和功率驱动一体化。在集成功率模块的封装结构中，引线框架包括用于承载芯片的基岛以及提供芯片的内部电连接的内引脚和提供芯片的外部电连接的外引脚。在将芯片与引线框架的内引脚电连接之后，采用塑封体包封引线框架和芯片，然后将引线框架的外引脚用于外部电连接。
然而，集成功率模块的封装结构中功率器件在工作期间的大电流信号以及产生的热量可能导致控制芯片受到干扰甚至无法正常工作。期望进一步在减小封装尺寸的同时进一步改进集成功率模块的封装结构的可靠性。
技术实现要素：
鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供用于集成功率模块的引线框架，其中，在引线框架的单侧形成外引脚，控制芯片邻近外引脚布置，并且控制芯片的外引脚和功率器件的外引脚彼此隔开，且所有引脚从一侧引出，以提高集成功率模块封装结构的可靠性。
根据本实用新型的一方面，提供一种用于集成功率模块的引线框架，其特征在于，包括：
多个基岛，用于承载集成功率模块的器件；
彼此连接的外框、第一横向肋、第二横向肋，所述第一横向肋和所述第二横向肋分别位于所述引线框架彼此相对的第一侧和第二侧，
多个内引脚，分布于所述多个基岛周围，且包括位于所述引线框架的第一侧的第一组内引脚和位于所述引线框架的第二侧的第二组内引脚；
位于所述引线框架的第一侧的第一组外引脚、第二组外引脚和第三组外引脚；
其中，所述第一组外引脚与所述第一横向肋连接，所述第二组外引脚通过基岛与所述第一横向肋和第二横向肋连接，所述第三组外引脚通过互联引线与所述第一横向肋和第二横向肋连接，所述第一组外引脚、第二组外引脚和第三组外引脚从所述第一侧引出，并且所述第二横向肋支撑所述引线框架。
优选地，所述第一组外引脚和第三组外引脚为低压引脚，所述第二组外引脚为高压引脚，并且所述第一组外引脚为信号传输端，所述第三组外引脚为三相直流负端。
优选地，所述集成功率模块包括控制芯片和多个功率器件，所述多个基岛包括用于承载所述控制芯片的第一基岛和用于承载所述多个功率器件的多个第二基岛，所述第一基岛邻近所述引线框架的第一侧，所述多个第二基岛邻近所述引线框架的第二侧。
优选地，所述控制芯片通过第一组内引脚与所述第一组外引脚电连接，所述多个功率器件通过第一组内引脚与所述第二组外引脚电连接。
优选地，所述控制芯片和所述功率器件彼此之间以及所述控制芯片和所述功率器件与所述第一组内引脚之间的电连接以引线连接。
优选地，还包括：连接在所述外框和所述第二横向肋之间的纵向肋，所述纵向肋在塑封步骤中作为塑封料的注入通道。
优选地，所述纵向肋包括间隔排布的两条或者三条。
优选地，所述第二横向肋将所述第二组内引脚和所述纵向肋连接成一体。
优选地，所述纵向肋还用于对所述引线框架的辅助支撑。
优选地，所述集成功率模块还包括热敏电阻，所述热敏电阻安装在所述第一基岛上。
优选地，所述多个功率器件包括多个高侧晶体管和多个低侧晶体管，所述多个高侧晶体管安装在所述多个第二基岛的公共基岛上，所述多个低侧晶体管安装在所述多个第二基岛的各自基岛上。
优选地，所述高侧晶体管和低侧晶体管为绝缘栅双极晶体管，所述功率器件还包括多个续流二极管，所述多个续流二极管分别与相应的绝缘栅双极晶体管位于相同的基岛上，并且反向并联在相应的绝缘栅双极晶体管的发射极和集电极之间。
优选地，所述第一横向肋与所述第一组外引脚、第二组外引脚和所述第一组内引脚相连接。
优选地，还包括支撑件，设置在所述外框上，用于支撑固定塑封体。
优选地，所述引线框架的第一组外引脚和第三组外引脚与所述第二组外引脚中的相邻引脚分别弯折成不同的形状，从而分别位于彼此平行的第一平面和第二平面上，从而形成锯齿型单列式直插封装结构。
根据本实用新型实施例的引线框架，其中的基岛布局和外引脚布局使得集成功率模块的控制芯片的外引脚与功率器件的外引脚彼此隔开，从而提高采用引线框架的封装结构的可靠性，并且，功率器件的三相直流负端外引脚彼此隔开，使得在电路实际应用过程中，可以独立采样三相负端电流。
根据本实用新型实施例的引线框架，所述引线框架的第一组外引脚、第二组外引脚和第三组外引脚位于单侧，并且所有的引脚都从引线框架的第一侧引出，用作最终产品的输出使用；而引线框架的第二侧的引脚以及横向肋用于封装工艺过程中的注塑和支撑，以提高引线框架结构的稳定性。因此，在采用引线框架形成的封装结构安装在印刷电路板的使用状态下，该引线框架的主表面垂直于印刷电路板的主表面，不仅可以减少封装结构的安装面积，而且可以改善功率器件经由引线框架的基岛的散热能力，从而进一步提高采用引线框架的封装结构的可靠性。
附图说明
通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据本实用新型实施例的引线框架的结构示意图。
图2示出在图1所示的引线框架上安装器件和键合后的结构示意图。
图3示出在图2所示的结构上形成塑封体后的结构示意图。
图4示出对图3所示的结构切肋成型形成的集成功率模块封装结构的示意图。
图5示出本实用新型另一种实施例的引线框架的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。以下实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1示出根据本实用新型实施例的引线框架的结构示意图。如图所示，引线框架100包括外框101、横向肋102和103、纵向肋104、支撑件105、基岛111至115、第一组内引脚116、第二组内引脚117、互联引线118、第一组外引脚121、第二组外引脚122、第三组外引脚123。所述第一组外引脚121和第三组外引脚123为低压引脚，所述第二组外引脚122为高压引脚，并且所述第一组外引脚121为信号传输端，所述第三组外引脚123为三相直流负端。引线框架100例如是由导电材料的带状基材经冲压或蚀刻形成的一体化结构，例如，铜或铝。
基岛111用于承载控制芯片，基岛112至115用于承载功率器件，而且提供功率器件的散热路径。在每个基岛上安装有至少一个器件。如果基岛连接至外引脚，则兼有电连接作用。因此，基岛111至115的面积和形状与其安装的器件类型、数量、以及散热相对应。
所述第一组内引脚116和第二组内引脚117分布在基岛111至115的周围，并且第一组内引脚116位于引线框架100的第一侧，第二组内引脚117位于引线框架100的第二侧。控制芯片和功率器件可以经由键合引线连接至内引脚，或者经由键合引线彼此连接。进一步地，第一组内引脚116与第一组外引脚121、第二组外引脚122的相应引脚分别连接，第三组外引脚123与相应的互连引线118连接。其中，互联引线118与横向肋102和横向肋103相连接。第一组外引脚121用作信号传输端，用于控制芯片的输入和输出。
引线框架100中的外框101、横向肋102和103、纵向肋104彼此连接，用于提供机械强度，以及保持引线框架100的结构整体性。横向肋102和103分别沿着外框101的横向延伸，横向肋102位于引线框架的第一侧并将位于所述第一侧的第一组内引脚116、第一组外引脚121、第二组外引脚122和第三组外引脚123的引脚连接为一体，优选地，所述第三组外引脚123通过互联引线与横向肋102和横向肋103连接，所述第二组外引脚122通过基岛与横向肋102和横向肋103连接。横向肋103位于引线框架的第二侧并将位于所述第二侧的第二组内引脚117、以及纵向肋104连接为一体。其中，横向肋103在塑封过程中，对所述引线框架和塑封体进行支撑，所述支撑件105在塑封过程中，对所述引线框架和塑封体进行支撑，其中，横向肋103可具有更宽的宽度，以进一步的保持引线框架的结构整体性。
根据本实用新型实施例的引线框架100，在引线框架的单侧形成彼此隔开的第一组外引脚121、第二组外引脚122和第三组外引脚123，并且，将用于承载控制芯片的基岛111布置成邻近所述外引脚，将用于承载功率器件的基岛112至115布置成远离所述外引脚。采用分布在基岛周围的内引脚、互连引线118与第一组外引脚121、第二组外引脚122、第三组外引脚123的相应引脚连接，从而提供器件与外引脚的电连接路径。
该引线框架100的基岛布局方式使得控制芯片与功率器件彼此隔开，并且第一组外引脚121用于控制芯片的外部电连接，即用于控制芯片的输入和输出，第二组外引脚122和第三组外引脚123用于功率器件的外部电连接。该引线框架100的引脚布局方式使得控制芯片的第一组外引脚121与功率器件的第二组外引脚122和第三组外引脚123彼此隔开，并且所有的引脚都从引线框架的第一侧引出。因此，该引线框架100可以减少功率器件在工作期间的大电流信号和产生的热量对控制芯片的不利影响，从而提高采用引线框架100的封装结构的可靠性。
图2示出在图1所示的引线框架上安装器件和键合后的结构示意图。在该实施例中，集成功率模块包括控制芯片、6个绝缘栅双极晶体管、6个续流二极管和1个热敏电阻，控制芯片提供6个绝缘栅双极晶体管的基极控制信号。集成功率模块的上述器件均安装在引线框架100上，形成单个封装结构，从而实现电机控制和功率驱动一体化。采用多根引线201提供集成功率模块的器件彼此之间的电连接，以及集成功率模块的器件与引线框架的内引脚和互连引线之间的电连接。
作为示例，集成功率模块的6个绝缘栅双极晶体管组成uvw三相全桥，每相桥臂包括一个高侧晶体管和一个低侧晶体管。每个绝缘栅双极晶体管包括反向并联在发射极和集电极之间的相应一个续流二极管。续流二极管的一个特性是软关断，也称为软恢复。在绝缘栅双极晶体管关断之后，可以给感性负载提供续流回路。否则，电感上的过电压可能损坏绝缘栅双极晶体管。热敏电阻用于检测封装体的局部温度，使得在集成功率模块过热时启动保护动作，例如，关断6个绝缘栅双极晶体管。
如图2所示，在引线框架100的基岛111上安装控制芯片211和热敏电阻212，在引线框架100的基岛112上安装作为高侧晶体管的3个绝缘栅双极晶体管221-223和相应的3个续流二极管231-233，在引线框架的基岛113至115上分别安装作为低侧晶体管的3个绝缘栅双极晶体管224-226和相应的3个续流二极管234-236。
在该实施例中，绝缘栅双极晶体管221-226例如是npn型双极晶体管，分别在各自的正面设置有基极电极和发射极电极，在各自的背面设置有集电极电极。绝缘栅双极晶体管221-223为三相桥臂的高侧晶体管，三者不仅安装在公共的基岛112上，而且三者的集电极例如采用焊料共同连接至基岛112。进一步地，基岛112连接至第二组外引脚122的相应引脚。采用公共基岛112不仅减少了引线的数量，而且可以增大基岛112的面积，以改善散热性能。绝缘栅双极晶体管224-226为三相桥臂的低侧晶体管，分别安装在基岛113-115的相应基岛上，并且例如采用焊料分别连接至相应的基岛上。进一步地，基岛113-115连接至第二组外引脚122的相应引脚，从而形成三相高压输出，基岛113-115还连接至互连引线118，通过互联引线118连接至相应的第三组外引脚123，从而第三组外引脚123用作三相直流负端。
续流二极管231-233的阴极例如采用焊料连接至基岛112，以及将各自的阳极采用引线201连接至绝缘栅双极晶体管221-223中相应绝缘栅双极晶体管的发射极电极。续流二极管234-236的阴极例如分别采用焊料连接至基岛113-115中的相应基岛，以及将各自的阳极采用引线201连接至绝缘栅双极晶体管224-226中相应绝缘栅双极晶体管的发射极电极。因此，续流二极管231-236分别在相应的绝缘栅双极晶体管的发射极和集电极之间反向并联，该连接方式无需使用内引脚。
如上所述，引线框架100的基岛布局方式使得控制芯片与功率器件彼此隔开。进一步地，第一组内引脚116和互连引线118分布在基岛111至115的周围。控制芯片和功率器件可以经由键合线连接至内引脚或互连引线，或者经由键合线彼此连接。进一步地，第一组内引脚116、互连引线118与第一组外引脚121、第二组外引脚122、第三组外引脚123的相应引脚分别连接。因此，多个引线201彼此之间无需交叉，彼此之间的间距足够宽，可以有效地减小引线之间的电磁干扰。集成功率模块封装时不容易出现短路、断裂、塌丝等现象，增加了集成功率模块生产的可靠性，提升了生产良率和效率。
图3示出在图2所示的结构上形成塑封体后的结构示意图。
在该实施例中，将已经安装好集成功率模块的器件和连接引线的引线框架100放入模具中，支撑件105可固定支撑该引线框架。该模具的内部空间容纳引线框架100的横向肋102和103之间的部分，引线框架100的纵向肋104作为注入通道。例如，经由注入通道注入塑封料作为塑封体202，然后加热成型。在该实施例中，所述纵向肋形成的注入通道有间隔排布的三条，进一步地，所述纵向肋具有对塑封体和所述引线框架的辅助支撑作用。
该塑封体202形成集成功率模块的封装结构的外壳，覆盖引线框架100的基岛111至115、第一组内引脚116、第二组内引脚117、互连引线118以及安装在基岛上的器件，用于内部连接的引线201。
图4示出对图3所示的结构切肋成型形成的集成功率模块封装结构的示意图。
在该实施例中，采用切割方法去除引线框架100的外框101、横向肋102和103、纵向肋104。其中，支撑件105被切断，最终不露出封装体。该引线框架100的第一组外引脚121和第二组外引脚122位于封装结构的单侧，在去除横向肋102和103之后，第一组外引脚121、第二组外引脚122和第三组外引脚123的各个外引脚彼此隔开，引线框架100位于塑封体202内部的内引脚和互连引线118也彼此隔开，分别用于各自的电连接作用。
图5示出了不同于图1的本实用新型另一种实施例的结构示意图。
在该实施例中，纵向肋104为间隔排布的两条，因此形成的注入通道的数量为两条，其中各纵向肋的宽度相同，方便模具的制造、生产，纵向肋可以用于对塑封体进行辅助支撑。
在本实用新型各实施例中，各纵向肋的宽度不限于相同，数量可根据实际环境进行相应调整。
该引线框架100的基岛布局和外引脚布局使得集成功率模块的控制芯片的外引脚与功率器件的外引脚彼此隔开，从而提高采用引线框架100的封装结构的可靠性，并且，功率器件的三相直流负端外引脚彼此隔开，使得在电路实际应用过程中，可以独立采样三相负端电流。
进一步地，由于该引线框架100的第一组外引脚121、第二组外引脚122和第三组外引脚123位于单侧，并且所有的引脚都从引线框架的第一侧引出，因此，在采用引线框架100形成的封装结构安装在印刷电路板的使用状态下，该引线框架100的主表面垂直于印刷电路板的主表面，不仅可以减少封装结构的安装面积，而且可以改善功率器件经由引线框架100的基岛的散热能力，从而进一步提高采用引线框架100的封装结构的可靠性。
在优选的实施例中，引线框架100的第一组外引脚121和第三组外引脚123与第二组外引脚121中的相邻引脚分别弯折成不同的形状，因而分别位于彼此平行的第一平面和第二平面上，从而形成锯齿型单列式直插封装结构(即，zip封装结构)。
依照本实用新型的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
1.一种用于集成功率模块的引线框架，其特征在于，包括：
多个基岛，用于承载集成功率模块的器件；
彼此连接的外框、第一横向肋、第二横向肋，所述第一横向肋和所述第二横向肋分别位于所述引线框架彼此相对的第一侧和第二侧；
多个内引脚，分布于所述多个基岛周围，且包括位于所述引线框架的第一侧的第一组内引脚和位于所述引线框架的第二侧的第二组内引脚；
位于所述引线框架的第一侧的第一组外引脚、第二组外引脚和第三组外引脚；
其中，所述第一组外引脚与所述第一横向肋连接，所述第二组外引脚通过基岛与所述第一横向肋和第二横向肋连接，所述第三组外引脚通过互联引线与所述第一横向肋和第二横向肋连接，所述第一组外引脚、第二组外引脚和第三组外引脚从所述第一侧引出，并且所述第二横向肋支撑所述引线框架。
2.根据权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述第一组外引脚和第三组外引脚为低压引脚，所述第二组外引脚为高压引脚，并且所述第一组外引脚为信号传输端，所述第三组外引脚为三相直流负端。
3.根据权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述集成功率模块包括控制芯片和多个功率器件，所述多个基岛包括用于承载所述控制芯片的第一基岛和用于承载所述多个功率器件的多个第二基岛，所述第一基岛邻近所述引线框架的第一侧，所述多个第二基岛邻近所述引线框架的第二侧。
4.根据权利要求3所述的引线框架，其特征在于，所述控制芯片通过第一组内引脚与所述第一组外引脚电连接，所述多个功率器件通过第一组内引脚与所述第二组外引脚电连接。
5.根据权利要求4所述的引线框架，其特征在于，所述控制芯片和所述功率器件彼此之间以及所述控制芯片和所述功率器件与所述第一组内引脚之间的电连接以引线连接。
6.根据权利要求1所述的引线框架，其特征在于，还包括：连接在所述外框和所述第二横向肋之间的纵向肋，所述纵向肋在塑封步骤中作为塑封料的注入通道。
7.根据权利要求6所述的引线框架，其特征在于，所述纵向肋包括间隔排布的两条或者三条。
8.根据权利要求6所述的引线框架，其特征在于，所述第二横向肋将所述第二组内引脚和所述纵向肋连接成一体。
9.根据权利要求6所述的引线框架，其特征在于，所述纵向肋还用于对所述引线框架的辅助支撑。
10.根据权利要求3所述的引线框架，其特征在于，所述集成功率模块还包括热敏电阻，所述热敏电阻安装在所述第一基岛上。
11.根据权利要求3所述的引线框架，其特征在于，所述多个功率器件包括多个高侧晶体管和多个低侧晶体管，所述多个高侧晶体管安装在所述多个第二基岛的公共基岛上，所述多个低侧晶体管安装在所述多个第二基岛的各自基岛上。
12.根据权利要求11所述的引线框架，其特征在于，所述高侧晶体管和低侧晶体管为绝缘栅双极晶体管，所述功率器件还包括多个续流二极管，所述多个续流二极管分别与相应的绝缘栅双极晶体管位于相同的基岛上，并且反向并联在相应的绝缘栅双极晶体管的发射极和集电极之间。
13.根据权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述第一横向肋与所述第一组外引脚、第二组外引脚和所述第一组内引脚相连接。
14.根据权利要求1所述的引线框架，其特征在于，还包括支撑件，设置在所述外框上，用于支撑固定塑封体。
15.根据权利要求1所述的引线框架，其特征在于，所述引线框架的第一组外引脚和第三组外引脚与所述第二组外引脚中的相邻引脚分别弯折成不同的形状，从而分别位于彼此平行的第一平面和第二平面上，从而形成锯齿型单列式直插封装结构。
技术总结