KR0124789B1 - 반도체 패키지의 방열판(Heat sink)구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 패키지의 방열판 구조에 관한 것으로서, 방열판(1)의 보강테(2)가 소재(5)에 지지되도록 형성된 지지편(7)을 금형의 마무리 타발 작업시 지지편(7)이 제거되도록 보강테(2) 내측으로 요홈(3)을 형성하고 요홈(3)은 경사면(4)이 20°∼50°사이의 각도를 유지시켜 반도체(9) 조립시 방열판(1)이 몰입되어 성형되는 패키지(8)의 몰드재의 유입을 좋게하여 점착응력을 높이고 반도체의 고온환경 및 고열시험시 몰드재에 함축된 수분이 미세한 모세관으로 방출될 때 방열판의 보강테 선단과 패키지의 외주면 사이의 간격을 충분히 유지되게 하여 패키지를 견고하게 강화시켜 균열 및 파손을 방지하여 제품의 품질 및 성능을 높이고 신뢰성을 확보하도록 한 것이다.

Description

반도체 패키지의 방열판 구조

제1도는 본 발명의 방열판이 금형으로 타발되는 과정을 나타낸 상세도.

제2도는 본 발명에 따른 방열판 구조를 나타낸 평면도.

제3도는 본 발명에 따른 방열판의 요부 구성을 나타낸 부분 사시도.

제4도는 본 발명에 따른 방열판 구조를 나타낸 측면도.

제5도는 본 발명에 따른 방열판이 적용된 패키지의 조립상태 단면도.

제6도는 종래의 방열판 구조를 나타낸 평면도.

제7도는 종래 방열판의 주요구성을 나타낸 부분사시도.

제8도는 종래 방열판이 적용된 패키지의 조립상태 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 방열판 2 : 보강테

3 : 요홈 4 : 경사면

5 : 소재 7 : 지지편

8 : 패키지.

본 발명은 반도체 패키지의 방열판 구조에 관한 것으로서, 특히 금형으로 소재(素材)를 타발하여 방열판을 형성할 때, 상기한 방열판이 소재에 지지되어 있는 지지편을 금형의 마무리 공정에서 내측으로 요홈이 형성되도록 타발함으로서 패키지(Package)의 몰딩 점착력을 높이고, 고열상태에서 균열을 방지하도록 된 반도체 패키지의 방열판 구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 패키지의 방열판을 반도체칩의 회로동작시 발생하는 열을 외부로 방출시켜 반도체 내부소자의 온도상승을 억제시켜 반도체의 열파괴를 방지하는 것으로서, 종래에는 소재(5)를 투입시켜 금형으로 다단공정에 의하여 타발시킴으로서 방열판(1)을 연속적으로 형성하였다. 이러한 방열판(1)의 외측 둘레에는 보강테(2)가 형성되고, 이 보강테(2)는 지지편(7)에 의해 소재(5)에 지지되어 있는 것으로, 이 상태에서 최종적으로 금형 타발 가공의 마무리 공정에서 상기한 지지편(7)을 타발하여 소재(5)로부터 분리하여 방열판(1)을 얻었던 것이다. 이와 같이 상기한 지지편(7)을 최종 마무리 공정에서 타발하여 얻어지는 방열판(1)은 제5도에 도시된 바와 같이 방열판(1)의 보강테(2)가 지지편(7)으로 지지되어 있던 부분(A)이 외측으로 돌출되는 것이다. 즉, 상기한 지지편(7)이 보강테(2)에 연결된 상태로 방열판(1)이 형성되는 것이다.

이와 같이 방열판(1)의 외측 둘레로 보강테(2)를 돌출 형성하는 구조는 일본 특개평 6-5749호(1994.1.14)에서 여러 형상으로 자세하게 제시된 바 있다. 그러나, 이러한 종래의 방열판(1)은 상기한 보강테(2)에 의해 몰드재(8)와의 점착력을 높일 수 있도록 되어 있으나, 그 단점은 상기한 방열판(1)의 보강테(2)가 지지편(7)에 의해 지지되어 있던 부분(A) 이 절단될 때 , 상기 지지편(7)이 보강테(2)의 외측으로 돌출됨으로서 이 부분에 버(Burr)가 생기게 되고, 이 버(Burr)에 응력이 집중됨으로서 패키지에 균열이 발생되는 것이다.

즉, 일본 특개평6-5749호에 제시된 방열판(1)을 포함하여 반도체 패키지(9)에 내장되는 모든 방열판(1)은 금형으로 다단 공정을 거쳐 완성되게 되는데, 이때 상기한 방열판(1)을 최종적으로 분리시키는 공정에서 버의 발생은 필연적이고, 이러한 버를 없애기 위해서 최종적으로 절단되는 부분(A)을 최소화하여 버의 발생을 줄였던 것이다.

이러한 방열판(1)으로 반도체 패키지(9)를 조립하게 되면, 제6도에 도시된 바와 같이 상기한 방열판(1)의 상부 중앙에 반도체칩(10)을 안치시켜 실장하고, 상부 양측은 리이드 프레임(Lead Frame : 6)을 설치하여 몰드재(8)로 볼딩함으로서 반도체 패키지(9)를 완성시켰던 것이다.

이렇게 몰드재(8)로 몰딩된 방열판(1)은 보강테(2)에 의해 몰드재의 점착응력을 높이도록 하였으나, 상기한 보강테(2)의 외측으로 돌출 형성된 지지편(7)에 의해 몰드점착응력이 약화되어 패키지에 균열이 발생되었던 것이다. 즉, 상기한 지지편(7)을 마무리 공정에서 타발시 상기 지지편(7)이 보강테(2)의 외측으로 돌출 형성됨으로서 이러한 지지편(7)의 선단부(7')에 응력이 집중되어 이 부위에서부터 균열부(8')가 발생되어 반도체 패키지(9)를 파손시킴으로서 제품의 품질 성능을 저하시키고 신뢰성을 약화시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 금형으로 소재를 타발하여 방열판을 형성할 때, 상기한 방열판이 소재에 지지되어 있는 지지편을 타발시 보강테의 내측으로 요홈이 형성되도록 타발함으로서 패키지의 몰딩 점착력을 높이고, 반도체가 고온 상태에 주어질 때 고열에 의해팽창하는 패키지의 균열을 방지한 것을 목적으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 반도체 패키지의 방열판 구조는 반도체 패키지(9)에 내장되어 반도체칩(10)의 회로동작시 발생하는 열을 외부로 방출하고, 몰드재(8)와의 결합력을 향상시켜 몰딩 점착력을 높이도록 외측면 둘레에 보강테(2)가 돌출되도록 형성된 방열판(1) 구조에 있어서, 상기한 방열판(1)이 지지되어 있던 부분(A)의 보강테(2)에 내측으로 경사면(4)을 갖는 요홈(3)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 상기한 요홈(3)의 경사면(4)은 20°∼ 50°의 각도(α)로 유지되어 있는 것이다.

이와 같이 된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면, 소재(5)를 투입시켜 금형으로 다단공정에 의하여 타발시킴으로서 방열판(1)을 연속적으로 형성한다. 이때, 상기한 방열판(1)의 외측면 둘레에는 보강테(2)가 돌출되도록 형성되고, 이 보강테(2)는 지지편(7)에 의해 소재(5)에 지지되어 있는 것이다. 이 상태에서 최종적으로 금형 타발 가공의 마무리 공정에서 상기한 지지편(7)을 타발하여 소재(5)로부터 분리하여 방열판(1)을 얻는 것이다. 이와 같이 상기한 지지편(7)을 절단시 지지편(7)이 연결되어 있던 부분(A)의 보강테(2)에 내측으로 경사면(4)을 갖는 요홈(3)이 형성되도록 절단함으로서, 버(Burr)의 발생을 방지할 수 있는 것이다. 즉, 상기한 지지편(7)을 타발시 지지편(7)이 연결되어 있던 부분(A)의 보강테(2)에 내측으로 요홈(3)이 형성되도록 함으로서 상기한 보강테(2)의 외측으로는 돌출되는 부분이 없어 버(Burr)의 발생을 방지하는 것이다.

이러한 방열판(1)을 반도체 패키지(9)에 조립시 반도체칩(10)을 방열판(1)에 부착시켜 실장하고, 방열판(1)의 상부 외측으로는 리이드 프레임(6)을 설치하여 반도체칩(10)과 리이드 프레임(6)을 금선(Wire : 9')으로 연결한 다음, 몰드재(8)을 투입하여 몰딩하는 것이다. 이와 같이 몰드재(8)로 몰딩할 때 상기한 방열판(1)의 보강테(2)에 형성된 요홈(3)의 경사면(4)이 20°∼ 50°사이의 각도(α)로 형성되어 있음으로 몰드재(8)가 용이하게 몰입되도록 하여 점착력을 향상시키므로서 몰드재(8)에 방열판(1)이 견고하게 몰딩되는 것이다.

이렇게 몰드재(8)를 투입시켜 몰딩하는 중에 경화되는 몰드재(8)는 일정량의 수분을 함유한 채 경화되어 몰딩되는데, 이러한 반도체 패키지(9)는 고열의 자연환경에 놓이거나, 고열시험을 행하게 되면 반도체 패키지(9)의 몰드재(8) 및 방열판(1)이 고열로 발열됨에 따라 열팽창하게 된다.

이와 같이 열팽창되는 몰드재(8)의 내부에서는 일정함량이 함축된 수분이 미세한 모세관으로 외부로 방출되는데, 이때 방열판(1)의 보강테(2)의 선단부와 패키지(8)의 외주면 사이가 좁은 곳에서의 작용이 심화된다.

본 발명은 이렇게 팽창되어 수분이 이세한 모세관을 통해 유출되더라도 방열판(1)의 보강테(2) 내부로 형성된 요홈(3)에 의하여 반도체 패키지(9)의 외주면 사이의 공간이 충분히 확보되어 몰드재가 견고하게 강화되어 있어 파손되거나 균열되는 것을 방지한다. 또한, 상기한 요홈(3)의 형성으로 인하여 지지편(7)을 타발시 버(Burr)가 발생되지 않음으로서 응력을 분산시켜 패키지의 균열 발생을 억제하는 것이다.

따라서, 방열판(1)에 돌출된 보강테(2)는 몰드재가 경화되어 형성되는 반도체 패키지(9)에 몰입되어 상호점착응력에 의하여 고정되고, 또한 보강테(2) 내부로 형성된 요홈(3)으로 투입된 몰드재에 의해 방열판(1)이 몰드재(8)에 몰입된 상태로 견고하게 고정 유지될 수 있게 한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 다단공정으로 이루어지는 금형의 타발 작업시 소재를 투입하여 얻어지는 방열판의 보강테 양측중앙에 형성된 지지편이 제거되도록 보강테 내부로 일정각도를 갖고 경사면이 형성되는 요홈을 형성하여 반도체 조립시 몰드재와 몰딩되어 성형되는 패키지와 방열판이 견고하게 고정시켜 몰딩점착응력을 강화시키고 반도체 패키지의 고온환경 및 고열시험중에 몰드재의 경화중 함축된 수분이 미세한 모세관으로 방출될 때 방열판의 보강테 선단과 패키지의 외주면 사이의 간격을 충분히 유지시켜 패키지를 견고하게 상화시켜 균열 및 파손을 방지하여 제품의 품질 및 성능을 높이고 신뢰성을 확보할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 반도체 패키지(9)에 내장되어 반도체칩(10)의 회로동작시 발생하는 열을 외부로 방출하고, 몰드재(8)와의 결합력을 향상시켜 몰딩점착력을 높이도록 외측면 둘레에 보강테(2)가 돌출되도록 형성된 방열판(1) 구조에 있어서, 상기한 방열판(1)이 소재(5)에 지지되어 있던 부분(A)의 보강테(2)에 내측으로 경사면(4)을 갖는 요홈(3)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 방열판 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기한 요홈(3)의 경사면(4)은 20°∼ 50°의 각도(α)로 유지된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 방열판 구조