KR0142842B1 - 초박형 패키지용 테이프 케리어 - Google Patents

초박형 패키지용 테이프 케리어

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Abstract

이 발명은 탭 테이프와 다수개의 리드로 구성되고 측면에서 트랜스퍼 몰딩되는 초박형 패키지에 있어서, 탭 테이프 상에 반도체 칩을 실장하기 위한 내부 분리창을 형성하고, 수지 성형시 성형수지가 자유로이 유동할 수 있도록 하기 위한 중간 분리창과 외부 분리창, 바늘귀 모양의 분리창 및, 탭 테이프의 내부에 다수개의 관통공을 형성하고, 바늘귀 모양의 분리창의 말단에 탭 테이프의 변형을 방지하기 위한 보조동판을 부착시킨 테이프 케리어를 구현함으로써, 트랜스퍼 몰딩시 다이패드나 탭 테이프의 변형이 적고 신뢰성이 우수한 패키지를 구현할 수 있게 되었다. 따라서, 이 테이프 케리어는 측면에서 트랜스퍼 몰딩되는 모든 초박형 반도체 패키지에 다양하게 적용될 수 있다.

Description

초박형 패키지용 테이프 케리어
제1도는 종래 기술에 따른 테이프 케리어(tape carrier)의 일 실시예를 나타낸 평면도,
제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ에 따라 절단한 단면도,
제3도는 종래 기술에 따른 테이프 케리어를 이용한 초박형 패키지의 수지 성형(molding)된 상태를 나타낸 단면도,
제4도 (a) 및 (b)는 종래 기술에 따른 테이프 케리어를 이용한 초박형 패키지의 수지 성형시 문제점을 나타낸 단면도,
제5도는 이 발명에 따른 테이프 케리어를 나타낸 평면도,
제6도는 제5도의 Ⅵ-Ⅵ에 따라 절단한 단면도,
제7도는 제5도의 A영역의 부분 확대도,
제8도 (a) 및 (b)는 이 발명에 따른 테이프 케리어의 분리창 구조를 설명하기 위한 부분 확대도, 제9도는 이 발명에 따른 테이프 케리어를 이용한 초박형 패키지의 수지 성형된 상태를 나타내는 단면도이다.
이 발명은 초박형 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수지 성형(molding)시 리드의 뒤틀림을 방지할 수 있는 초박형(超薄形) 패키지용 테이프 케리어(tape carrier)에 관한 것이다.
VCR 일체형 카메라(camera), LCD, 메모리 모듈(memory module), 메로리 카드(memory card)등의 전자기기의 소형화, 박형화, 경량화가 요구되는 추세에 따라 고밀도의 소형 및 박형의 패키지(package) 개발이 요구되고 있다. 초박형 패키지의 대표적인 것으로 탭(TAB;Tape Automated Bonding;이하 TAB이라 한다)을 이용하는 방법이 있다.
기존의 초박형 패키지 제조기술은 와이어 본딩(wire bonding)과 리드 프레임(lead frame)을 이용한 기술 및 TAB을 이용한 기술로 크게 나누어지는데 이 발명은 TAB을 이용한 기술에 관한 것이다.
TAB 기술은 폴리이미드(polyimide)와 같은 합성수지 필름의 테이프 케리어라는 필름테이프를 사용한다. 이 필름 테이프는 일렬로 배열되고 반도체 칩에 대응되는 다수개의 리드 프레임을 갖고 있다. 필름상의 각각의 리드 프렘임은 반도체 칩을 인홰회로기판과 연결하기 위한 소정의 패텅으로 형성된 다수개의 리드로 구성되어 있다. TAB 시스템에서 각각의 리드와 그에 대응하는 반도체 칩의 본디패드는 일괄적으로 연결된다. 테이프 케리어는 에폭시 성형 수지(EMC;Epoxy Molding Compound)등으로 TAB 시스템에 의해 필름테이프와 결합하는 방식으로 반도체 칩을 수지 성형함으로써 매우 작은 크기의 반도체 칩을 수요알 수 있기 때문에 TAB 기술은 널리 쓰이고 있다.
반도체 칩을 수지 성형하는 방법으로는 일반적으로 1989년 반 노스트란드 레인홀드사에 의해 마이크로일렉트로닉스 패키징 핸드북의 578-604에서 튜말라(Tumamala)등에 의해 개시된 드랜드퍼 몰딩(transfer molding) 방법이 너　리 쓰인다. 트랜스퍼 몰딩법에 서는 실장될 반도체 칩이 상부 및 하부 성형 다이 부재 사이에 끼워지고, 성형 다이 부재의 성형 수지 주입구를 통하여 반도체 칩을 감싸도록 융융된 성형 수지를 소정의 압력으로 주입시켜 경화시킨다. 수지 성형한 후, 포스트큐어(postcure), 댐바 커팅, 디플레쉬(deflash)를 실시하여 높은 신뢰성의 수지 성형된 초박형 패키지를 완성시킨다. 이때 융융된 성형수지가 성형 다이 부재에 저속으로 주입되면, 본딩 와이어와 반도체 칩 등에 손상을 주지 않아 고품질의 제품을 대량생산할 수 있다.
제1도는 종래 기술에 따른 테이프 케리어의 일 실시예를 나타낸 평면도이다.
제1도를 참조하면, 종래의 테이프 케리어(10)는 폴리아미드등으로 이루어진 탭 테이프(11)와 그 탭 테이프상에 4방으로 일렬로 배열된 다수개의 리드(12)로 구성되어 있다. 탭 테이프(11)의 외측 선단에는 ILB(Inner Lead Bonding) 공정의 연속작업을 위해 탭 테이프를 이동시키는데 사용되는 인덱스 홀(13)이 형성되어 있고, 탭 테이프의 중앙에는 반도체 칩이 실장되는 내부 분리창(14)이 형성되어 있으며, 인덱스 홀(13) 및 내부 분리차(14) 사이에는 수지 성형시 수지가 자유로히 유동할 수 있도록 하기 위한 외부 분리창(15)이 형성되어 있다. 리드(12)는 반도체 칩의 본딩패드에 연결되는 내부리드(16)와, 연쇄회로기판등에 연결되는 외부리드(17)로 이루어져 있다.
제2도는 종래 기술에 따른 테이프 케리어의 일 실시예를 나타낸 도면으로서, 제1도의 Ⅱ-Ⅱ에 따라 절단한 단면도이다.
제2도를 참조하면, 종래의 테이프 케리어는 탭 테이프(11) 위에 접찹제(21)에 의해 리드(12)가 접착되어 있고, 탭 테이프(11) 상의 내부리드(16)의 표면에는 반도체 칩(도시되지 않음)의 본딩패드와 열 접착시 접착효과를 높이기 위해 주석(Sn) 또는 금(Au)과 같은 도금층(22)이 형성되어 있으며, 리드(12)의 표면을 보호하고 접착성을 향상시키기 위해 리드(12)의 상면에 솔더리지스터(solder resist)(23)가 도포되어 있다.
제3도는 종래 기술에 따른 테이프 케리어를 이용한 초박형 패키지의 수지 성형된 상태를 나타내는 단면도이다.
제3도를 참조하면, 초박형 패키지는 반도체 칩(31)과 탭 테이프(11)와 리드(12)로 구성되어 있다. 반도체 칩(31)은 접착제(32)에 의해 리드 플임 다이패드(33) 위에 접찹되어 있고, 리드(12)는 내부리드(16)와 외부리드(17)로 이루어져 있고, 내부리드(16)의 안쪽 선단의 하부에는 범푸가 형성되어 있어서 반도체 칩(31)의 상부에 형성된 본딩패드(도시되지 않음)와 COL(Chip On Lead) 방식으로 연결되어 있다. 이러한 구조에서 범프(34)에 의해 연결된 반도체 칩(31)의 상부에는 수분이나 열등의 외부환경으로부터 보호하기 위하여 외부리드(17)의 인쇄회로기판에 실장될 부분을 제외하고 에폭시 몰딩 컴파은두(36)와 같은 열경화성 수지로 측면으로부터 트랜스퍼 몰딩된다.
이와 같이 이 종래의 테이프 케리어를 이용하여 측면에서 트랜스퍼 몰딩하는 경우에 성형 수지의 이동은 상부와 하부에 따로 이루어진다. 탭 테이프(11)의 상부 표면에는 다수개의 리드(12)가 있어서 상부 표면을 불규칙하게 만드는 반면에, 탭 테이프(11)의 하부 표면에는 단지 하나의 반도체 칩만 있을 뿐이므로 하부 표면은 실질적으로 거의 평평하고 체적도 상부에 비해 작다.
따라서, 성형수지가 주입될 때 상부의 기드들은 상부 성형 금형 부재의 성형 수지 주입구 내부로 잘 흘러들어갈 수 없게 하는 반면에, 하부 표면은 성형 수지의 이동에 대한 장애물이 없으므로 성형 수지는 하부 성형 금형 부재의 성형 수지 주입구 내부로 잘 흘러 들어간다. 탭 테이프 하부로 공급되는 성형 수지중에서 일부는 탭 테이프(11)의 외부 분리창(15)을 통하여 상부로 공급되지만 그 양은 소량이므로 전체적인 성형 수지의 유동의 균형을 보충하기에는 부족하다.
그러므로, 종래의 테이프 케리어를 사용할 때, 탭 테이프(11)의 상부로 들어가는 성형 수지의 유동 속도는 하부로 흘러들어가는 성형 수지의 유동 속도와 달라지게 되고 심지어는 성형 수지의 역류 현상이 발생되어, 결과적으로 탭 테이프(11)의 상부에서와 하부에서의 성형 수지의 경화 조건이 달라지므로 반도체 칩(31)의 균일한 수지 성형이 어려워지고 상부에서 기공의 집합에 의한 결함부(37)가 생기게 되어 반도체 패키지 불량이 원인이 되는 문제점이 있다.
또한, 탭 테이프(11)의 상부에서와 하부에서의 성형 수지의 유동 속도의 차이로 인하여 탭 테이프(11)가 상부 또는 하부쪽으로 구부러지는 현상이 일어나기도 한다. 여기에 대해서는 이하 제4도에서 상술한다.
제4도 (a) 및 (b)는 종래 기술에 따른 테이프 케리어를 이용한 초박형 패키지의 수지 성형시 문제점을 나타태는 단면도이다.
제4도 (a)를 참조하면, 외부리드(17) 쪽에서 성형 수지를 주입하여 수지 성형하는 경우 탭 테이프(11)의 상부에서 성형 수지(36)의 유동 속도가 더 빠른 경우에 탭 테이프(11)의 상부에 있는 성형 수지가 내부리드(16)의 하면에 부착된 탭 테이프(11)에 수직 압력을 가함으로써 탭 테이프(11)가 상부로 밀려서 뒤틀리게 된다.
제4도 (b)를 참조하면, 외부리드(17)쪽에서 성형수지를 주입하여 수지 성형하는 경우 탭 테이프(11)의 상부에서 성형수지의 유동속도가 더 빠른 경우에 탭 테이프(11)의 상부에 있는 성형수지가 내부리드(16)에 수직 압력을 가하고 내부리드(16)의 하면에 부착된 탭 테이프(11)에 수직 압력을 가함으로써 탭 테이프(11)가 하부로 밀려서 틈이 생기게 된다.
또 한가지 문제점은 탭 테이프(11)와 성형 수지간에 접착성이 불량하게되어 패키지에 균열을 일으키기 쉽다는 것이다.
따라서 이 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 탭 테이프 상에 사각형 또는 원형의 구멍을 형성하고 탭 테이프의 사각부위에 보조동판을 설치하여 다이패드의 뒤틀림 및 성형 수지의 균열을 방지할 수 있는 초박형 패키지용 테이프 케리어를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 초박형 패키지용 테이프 케리어의 특징은 탭 테이프와 상기 탭 테이프상에 4방으로 일렬로 배열된 다수개의 리드로 구성된 초박형 패키지용 테이프 케리어에 있어서, 탭 테이프 상에 반도체 칩을 실장하기 위한 내부 분리창과 수지 성형시 성형 수지가 유동할 수 있도록 하기 위한 중간 분리창과 외부 분리창, 및 중간 분리창이 만나는 4모서리에 바늘귀 모양의 분리창(이하 바늘귀형 분리창이라 한다)을 갖는 별도의 보조필름이 형성되고, 바늘귀형 분리창의 말단부에 탭 테이프의 변형을 방지하기 위한 보조동판이 부착된 점에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 초박형 패키지용 테이프 케리어의 특징은, 탭 테이프와 탭 테이프상에 4방으로 일렬로 배열된 다수개의 리드로 구성된 초박형 패키지용 테이프 케리어에 있엇, 탭 테이프 상에 반도체 칩을 실장하기 위한 내부 분리창과 수지 성형시 성형 수지가 유동할 수 있도록 하기 위한 중간 분리창 및 외부 분리창과, 중간 분리창이 만나는 4 모서리에 바늘귀형 분리창을 갖는 별도의 보조필름이 형성되고, 탭 테이프상에 다수개의 관통공을 형성하고, 바늘귀형 분리창의 말단부에 탭 테이프의 변형을 방지하기 위한 보조동판이 부착된 점에 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 이 발명에 따른 초박형 패키지용 테이프 케리어의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조차혀 상세히 설명한다.
제5도는 이 발명에 따른 테이프 케리어를 나타낸 평면도이다.
제5도를 참조하면, 테이프 케리어(50)는 폴리아미드등으로 이루어진 탭 테이프(11)와 그 탭 테이프상에 4방으로 일렬로 배열된 다수개의 리드(12)로 구성되어 있다. 탭 테이프(11)의 외측 선단에는 ILB(Inner Lead Bonding) 공정의 연속 작업을 위해 탭 테이프를 이동시키는 데 사용되는 인덱스 홀(13)이 형성되어 있고, 탭 테이프(11)의 중앙에는 반도체 칩이 실장되는 내부 분리창(14)이 형성되어 있으며, 인덱스 홀(13) 및 내부 분리창(14) 사이에는 수지 성형시 성형 수지가 유동할 수 있도록 하기 위한 외부 분리창(15)이 형성되어 있다.
특히, 이 발명에서는 성형 수지의 유동을 더욱 쉽게 하기 위하여 내부분리창(14)과 외부 분리창(51)이 만나는 4 모서리에서 내부 분리창(14) 방향으로 바늘귀형 분리창(52)을 갖는 별도의보조필름(54)을 형성하며, 탭 테이프(11)의 변형을 방지하기 위해 탭 테이프의 사각부에 보조동판(53)을 부착하였다. 리드(12)는 반도체 칩의 본딩패드에 연결되는 내부리드(16)와 인쇄회로기판등에 연결되는 외부리드(17)로 이루어져 있다.
제6도는 종래 기술에 따른 초박형 패키지용 테이프 케리어의 일 실시예를 타나낸 도면으로서, 제5도의 Ⅳ-Ⅳ에 따라 절단한 단면도이다.
제6도를 참조하면, 종래의 테이프 케리어는 탭 테이프(11) 위에 접착제(21)에 의해 리드(12)가 접착되어 있고, 탭 테이프(11)상의 내부리드(16)의 표면에는 반도체 칩(도시되지 않음)의 다이패드와 열 접착시 접착효과를 높이기 위해 주석(Sn) 또는 금(Au)과 같은 도금층(22)이 형성되어 있으며, 리드(12)의 표면을 보호하고 접착성을 향상시키기 위해 리드(12)의 상면에 솔더리지스터(solder resister)(23)가 도포되어 있고, 탭 테이프의 표면에는 보조필름(54)이 부착되어 있다.
제7도는 제5도의 A영역의 부분 확대도이다.
제7도를 참조하면, 테이프 케리어(50)는 폴리이미드등으로 이루어진 탭 테이프(11)와 탭 테이프상에 4 방으로 일렬로 배열되고 반도체 칩의 본딩패드에 연결되는 내부리드(16)와 인쇄회로기판등에 연결되는 외부리드(17)로 된 다수개의 리드(12)로 구성되어 있다.
탭 테이프(11)의 외측 선단에는 ILB 공정의 연속 작업을 위해 탭 테이프를 이동시키는 데 사용되는 인덱스 홀(13)이 형성되어 있고, 탭 테이프의 중앙에는 반도체 칩이 실장되는 내부 분리창(14) 사이에는 수지 성형시 성형 수지가 자유로이 유동할 수 있도록 하기 위한 외부 분리창(15)이 형성되어 있다.
특히, 이 발명에서는 성형 수지의 이동을 더욱 쉽게 하기 위하여 내부 분리창(14)과 외부 분리창(51) 사이에 직사각형의 중간 분리창(51)을 형성하고, 중간 분리창(51)이 만나는 4 모서리에서 내부 분리창(14) 방향으로 바늘귀 모양의 분리창(52)을 갖는 별도의 보조필름(54)을 형성하였으며, 탭 테이프(11)의 변형을 방지하기 위해 탭 테이프의 사각부에 보조동판(25)이 부착되어 있다.
이 실시예에서는 제5도의 실시예에 더하여 중간 분리창(51) 및 내부 분리창(14)의 사이에 있는 내부 테이프(55)에 다수개의 작은 관통공을 형성하여 성형 수지의 이동을 더욱 원하라게 하였다. 관통공은 보통 직경이 30μm이상이며, 사각형 또는 원형, 타원형 등 다양한 모양으로 형성될 수 있다.
제8도 (a) 및 (b)는 이 발명에 따른 테이프 케리어의 분리창 구조를 설명하기 위한 부분확대도이다.
제8도 (a)를 참조하면, 이 발명에 따른 테이프 케리어에서 P1, P2, P3는 각각 내부리드(16)의 간격, 리드 중간의 간격, 외부리드의 간격을 나타내고, L, L1, L0, L2는 각각 중간 분리창(51)의 외부 필름의 폭, 중간 분리창의 폭, 중간 분리창의 내부 필름의 폭을 나타낸다. 여기서, L 및 L1은 적어도 0.8-1.0mm를 유지하며, L2는 최대로 P2 지점까지 폭을 늘릴 수 있다. L0의 폭은 최소한 1.0mm이상을 유지하여야 하고, P2 간격이 30μm이상일 때는 그 폭(L0)을 더욱 크게 설계할 수 있다.
도면에서 설명도지 않은 번호 14, 52, 53, 54는 각각 내부 분리창, 보조필름, 보조동판, 바늘구멍형 분리창을 나타낸다. 제8도 (b)를 참조하면, 2개의 내부리드(16) 사이에 위치한 바늘귀형 보조필름(52)상의 바늘귀형 분리창(54)은 가로폭(W0) 및 세로폭(W1)의 크기가 최소한 0.8-1.0mm이상인 비대칭 마름모꼴로 형성된다.
제9도는 이 발명에 따른 테이프 케리어를 이용한 초박형 패키지의 수지 성형된 상태를 나타내는 단면도이다.
제9도를 참조하면, 상기 초박형 패키지는 반도체 칩(31)과 탭 테이프(11)와 리드(12)로 구성되어 있다. 반도체 칩(31)은 접착제(32)에 의해 리드 프레임 다이패드(33)위에 접착되어 있고, 리드(12)는 내부리드(16)와 외부리드(17)로 이루어져 있고, 내부리드(16)의 중앙 하부에는 탭 테이프(11)가 접착되어 있으며, 내부리드(16)의 안쪽 선단의 하부에는 범프(34)가 형성되어 있어서 반도체 칩(31)의 상부에 형성된 본딩패드(도시되지 않음)와 COL(Chip On Lead)방식으로 연결되어 있다. 이러한 구조에서 범프(34)에 의해 연결된 반도체 칩(31)의 상부에는 성형 수지의 코팅부(35)가 형성되어 있고, 리드(12) 및 반도체 칩(31)을 수분이나 열 등의 외부환경으로부터 보호하기 위하여 외부리드(17)의 인쇄회로기판에 실장될 부분을 제외하고 에폭시 성형수지(36)와 같은 열경화성 수지로 측면으로부터 트랜스퍼 몰딩된다. 여기서, 설명되지 않은 도면 부호15, 51, 52는 각각 외부 분리창, 중간 분리창, 내부 분리창을 나타낸다.
이와 같이 이 발명에 따른 테이프 케리어(50, 70)를 이용하여 외부리드쪽에서 트랜스퍼 몰딩하는 경우에는, 성형 수지의 이동은 탭 테이프(11)의 상부와 하부에서 거의 똑같은 속도로 이루어진다. 탭 테이프(11)의 상부 표면에는 다수개의 리드(12)가 있어서 상부 표면을 불규칙하게 만드는 반면에, 탭 테이프(11)의 하부 표면에는 단지 하나의 칩만 있을 뿐이므로 하부 표면은 실질적으로 거의 평평하고 체적도 상부에 비해 작다. 그러나, 테이프 케리어에 형성된 다수개 분리창(15, 51, 52) 및 탭 테이프(11)에 형성된 다수개의 관통공(제7도의 56참조)에 의해 탭 테이프(11) 하부의 성형 수지가 상부로 유입되어 상하부 성형 수지의 유동이 균형을 이루게 된다. 따라서, 테이프 케리어의 뒤틀림이나 다이패드의 변형이 발생하지 않는다.
상기한 바와 같이 이 발명에 따른 트랜수퍼 몰딩으로 제작되는 초박형 패키지에 있어서, 테이프 케리어 상에 다수개의 분리창과 관통공을 형성함으로써 테이프 케리어의 뒤틀림, 다이패드의 변형, 리드 사이의 단락 또는 성형 수지의 균열 등이 일어나지 않아 신뢰성이 우수한 패키지를 제조할 수 있는 이점이 있다.

Claims (10)

  1. 탭 테이프와 상기 탭 테이프상에 4방으로 일렬로 배열된 다수개의 리드로 구성된 초박형 패키지용 테이프 케리어에 있어서, 상기 탭 테이프상에 반도체 칩을 실장하기 위한 내부 분리창과 수지 성형시 성형수지가 자유로히 유동할 수 있도록 하기 위한 분리창 및 외부 분리창과, 상기 중간 분리창이 만나는 4 모서리에 바늘귀형 분리창을 갖는 별도의 보조필름이 형성되고, 상기 바늘귀형 분리창의 말단에 상기 탭 테이프의 변형을 방지하기 위한 보조동판이 형성된 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주안 분리창이 직사각형인 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중간 분리창의 폭이 0.8mm 이상인 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  4. 제1항에 있어서, 상기 바늘귀형 분리창의 폭이 0.8mm 이상인 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  5. 탭 테이프와 상기 탭 테이프 상에 4방으로 일렬로 배열된 다수개의 리드로 구성된 초박형 패키지용 테이프 케리어에 있어서, 상기 탭 테이프 상에 반도체 칩을 실장하기 위한 내부 분리창과 수지 성형시 성형 수지가 자유로히 유동할 수 있도록 하기 위한 중간 분리창 및 외부 분리창과, 상기 중간 분리창이 만나는 4 모서리에 바늘귀형 분리창을 갖는 별도의 보조필름이 형성되고, 탭 테이프상에 다수개의 관통공을 형성하고, 상기 바늘귀형 분리창의 말단에 상기 탭 테이프의 변형을 방지하기 위한 보조동판이 형성된 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중간 분리창이 직사각형인 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  7. 제5항에 있어서, 상기 중간 분리창의 폭이 0.8mm 이상인 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  8. 제5항에 있어서, 상기 바늘귀형 분리창의 폭이 0.8mm 이상인 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  9. 제5항에 있어서, 상기 관통공의 형상이 원형, 사각형, 타원형 중의 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
  10. 제5항에 있어서, 상기 관통공의 크기가 30μm 이상인 것을 특징으로 하는 초박형 패키지용 테이프 케리어.
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