KR0161864B1 - 반도체 몰딩금형의 리드프레임 위치 결정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리드프레임 다이(Die) 본딩 및 와이어(Wire) 본딩을 완료한 다음 수지물로 몰딩하여 패키지(Package)하는 반도체 금형에서 리드프레임을 금형내에 로딩시킬 때, 안내하는 위치 결정핀(Location pin)에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 리드프레임의 위치 결정방식을 달리하여 양산라인에 적용시킬 수 있는 것이다.

이를 위해, 하부 메인케비티(2)의 상부로 노출되게 라운드 파이롯트핀(6)을 설치하여 로딩되는 리드프레임(15)을 위치 결정하도록 된 것에 있어서, 리드프레임(15)이 위치되는 하부 메인케비티(2)의 양끝 둘레면에 4개의 위치 결정핀(16)을 상부로 노출되게 각각 고정하고 상부 메인캐비티(10)에는 상부로 노출된 위치 결정핀(16)을 수용하기 위한 피난홈(17)을 형성하여 로딩되는 리드프레임(15)이 각 위치 결정핀(16)의 내측면과 접속되어 위치 결정되도록 하여서 된 것이다.

Description

반도체 몰딩금형의 리드프레임 위치 결정장치

제1도는 종래의 금형을 나타낸 평면도.

제2도는 제1도의 종단면도.

제3도는 종래의 라운드 파이롯트 핀과 다이아몬드 파이롯트 핀을 나타낸 정면도 및 평면도.

제4도는 본 발명이 장착된 금형의 평면도.

제5도는 제4도의 종단면도.

제6도는 본 발명의 요부인 위치 결정핀을 나타낸 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 하부 메인캐비티 6 : 라운드 파이롯트 핀

10 : 상부 메인캐비티 15 : 리드프레임

16 : 위치 결정핀 16a : 경사면

17 : 피난홈

본 발명은 리드프레임에 다이(Die) 본딩 및 와이어(Wire) 본딩을 완료한 다음 수지물로 몰딩하여 패키지(Package)하는 반도체 금형에서 리드프레임을 금형내에 로딩 시킬 때 안내하는 위치 결정핀(Location pin)에 관한 것으로써, 좀더 구체적으로는 리드프레임의 위치 결정방식을 달리하여 양산라인에 적용시킬 수 한 반도체 몰딩금형의 리드프레임 위치 결정장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체를 제조하는 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 실리콘 기판을 이용하여 팹(FAB) 공정을 거쳐 웨이퍼(Wafer)를 얻은 다음 상기 웨이퍼를 잘라 단위칩(이하 다이라함)을 얻는다.

이와 같이 얻어진 다이(Die)를 다이본딩 공정에서 리드프레임의 패들(Paddle)에 에폭시(Epoxy)로 접착한 다음 와이어본딩 공정에서 상기 다이의 패드(Pad)와 인너리드(Inner Lead) 사이를 가느다란 금선 또는 알루미늄선으로 결선한다.

그 후, 상기 리드프레임에 다이본딩 및 와이어본딩이 완료된 상태에서 수지물로 몰딩하는 패키지공정을 거친 다음 상기 패키지완료된 리드프레임을 트리밍 / 포밍하여 반도체를 얻게 된다.

이와 같이 얻어진 반도체는 리드의 솔더링(Soldering) 및 마킹(Making)후 테스트(Test) 공정을 거치므로서 양품으로 분류된 반도체만이 출하된다.

상기한 공정중 다이본딩 및 와이어본딩을 완료한 상태에서 이들을 외부의 환경이나 충격으로부터 보호하기 위해 수지물로 몰딩하는 패키지공정을 첨부도면 제1도 및 제2도를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제1도는 종래의 금형을 나타낸 평면도이고, 제2도는 제1도의 종단면도이며, 제3도는 종래의 라운드 파이롯트 핀과 다이아몬드 파이롯트 핀을 나타낸 정면도 및 평면도로써, 하부 홀더베이스(1)에 다이본딩 및 와이어본딩이 완료된 리드프레임이 안착되는 하부 메인캐비티(2)가 양측으로 대응되게 설치되어 있고 상기 하부 메인캐비티의 사이에는 런너(3) 및 게이트(4)가 형성된 센터 블록(5)이 설치되어 있으며, 상기 하부 홀더베이스와 하부 메인캐비티에는 리드프레임의 로딩시 리드프레임의 싸이드레일에 형성된 구멍내에 끼워지는 라운드 파이롯트 핀(6)과, 가이드 구멍에 끼워지는 다이아몬드 파이롯트 핀(7)이 하부 홀더베이스(1)의 밑면으로부터 하부 메인케비티(2)를 관통하여 다이(Die)의 상부로 노출되게 설치되어 있다.

그리고, 상부 홀더베이스(8)에는 사출 성형된 패키지를 금형의 외부로 취출시키는 복수개의 이젝트 핀(9)이 상부 메인케비티(10)를 관통되게 설치되어 있다.

그리고, 상부 메인캐비티(10)와 하부 메인캐비티(2) 사이에는 리턴핀(11)이 끼워져 있으며, 드라이브 플레이트(12)와 하부 홀더 베이스(1) 사이에는 리턴 스프링(13)이 탄력 설치되어 있다.

따라서, 오토 크리너(Auto Cleaner)에 의해 다이를 크리닝하고 난 상태에서 로더(Loader)에 의해 다이본딩 및 와이어본딩이 완료된 리드프레임과 콤파운드(compound)가 상, 하부 메인케비티(2)(10)의 내부로 로딩되어 셋팅된다.

이와 같이 리드프레임이 로딩되면 상기 리드프레임은 제3도와 같이 전체가 둥근형상을 한 라운드 파이롯트 핀(6)과 다이아몬드 형상을 한 다이아몬드 파이롯트 핀(7)에 의해 위치가 결정된다.

상기 동작시 금형의 양측면에 위치하는 다이아몬드 파이롯트 핀(7)은 로딩되는 리드프레임이 상온상태에서 다이온도(보통 175^oC)에 의해 열 팽창되어 있는 다이 칫수와 같도록, 좌, 우측으로 열팽창이 이루어질 수 있도록 마름모꼴로 가공되어 있다.

이러한 상태에서 상형과 하형이 닫히고, 일정시간이 지난 후 클램핑 압력보다 낮은 압력(트랜스퍼 압력)으로 액체상태로 용융된 콤파운드를 플런져(Plunger)가 밀어주면 용융된 콤파운드가 센터 블록(5)에 형성된 런너(3) 및 게이트(4)를 통해 캐비티(Cavity)(14)내로 유입되므로 패키지의 성형이 이루어지게 된다.

그 후, 일정시간이 지나 캐비티(14)로 유입되었던 콤파운드가 경화되고 나면, 콤파운드를 밀어 주던 압력원이 제거되고, 클램핌압력이 사라지면서 상형과 하형이 분리된다.

상기 상형과 하형이 분리 완료된 시점에서 성형된 패키지를 금형으로부터 취출하게 되는데, 상기한 바와 같이 패키지를 금형으로부터 취출시키는 역할은 이젝트 핀(9)이 하게 된다.

상기 이젝트핀(9)에 의해 패키지 완료된 상태로 리드프레임이 취출되면 언로더(도시는 생략함)가 성형된 패키지를 홀딩하여 별도의 위치로 이송시키게 된다.

그러나 이러한 종래의 금형에서 로딩되는 리드프레임을 위치 결정하는 방식은 다음과 같은 문제점을 갖는다.

첫째, 다이아몬드 파이롯트 핀(7)이 길이 방향보다 컷팅되어 있어 리드프레임이 열 변형 후 정확한 위치에 있도록 잡아 주는 기능을 충분히 수행하지 못하게 되므로 오프 셋(off set) 불량을 방지하지 못한다.

둘째, 상온상태의 리드프레임이 다이에 로딩될 때 다이아몬드 파이롯트 핀에 의해 다이와의 밀착성이 저하되어 충분한 열변형을 일으키지 못하게 되므로 성형 불량을 일으키게 된다.

셋째, 다이아몬드 파이롯트 핀이 고정되어 리드프레임의 구멍으로 끼워져 위치 결정하는 관계로 리드프레임을 손상시키는 스티킹(Sticking) 현상을 유발시키게 된다.

넷째, 다이아몬드 파이롯트 핀의 제작이 어렵게 됨은 물론 충격이 가해질 때 쉽게 부러진다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 리드프레임을 위치 결정하는 핀의 구조 및 설치위치를 변경하여 다이에 로딩되는 리드프레임을 보다 정확히 위치 결정함과 동시에 리드프레임의 로딩 불량에 따른 성형 불량을 미연에 방지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 하부 메인 케비티의 상부로 노출되게 라운드 파이롯트 핀을 설치하여 로딩되는 리드프레임을 위치 결정하도록 된 것에 있어서, 리드프레임이 위치되는 하부 메인케비티의 양끝 둘레면에 4개의 위치 결정핀을 상부로 노출되게 각각 고정하고 상부 메인 캐비티에는 상부로 노출된 위치 결정핀을 수용하기 위한 피난홈을 형성하여 로딩되는 리드프레임이 각 위치결정핀의 내측면과 접속되도록 함을 특징으로 하는 반도체 몰딩금형의 리드프레임 위치 결정장치가 제공된다.

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 첨부된 도면 제4도 내지 제6도를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 제4도는 본 발명이 장착된 금형의 평면도이고, 제5도는 제4도의 종 단면도이며, 제6도는 본 발명의 요부인 위치 결정핀을 나타낸 사시도로써, 종래의 금형과 그 구성이 동일한 부분을 생략하고 동일부호를 부여하기로 한다.

본 발명은 로더(도시는 생략함)에 의해 다이의 상면으로 리드프레임(15)이 위치되는 하부 메인캐비티(2)의 양끝 둘레면에 4개의 위치 결정핀(16)이 상부 하부 메인 케비티의 상부로 노출되게 각각 고정되어 있고, 상부 메인캐비티(10)에는 하부 메인캐비티(2)의 상부로 노출되게 설치된 위치 결정핀(16)을 수용하기 위한 피난홈(17)이 형성되어 있어 로딩되는 리드프레임(15)이 각 위치 결정핀(16)의 내측면과 접속되어 위치 결정하도록 구성되어 있다.

상기 위치 결정핀(16)은 제6도에 도시한 바와 같이 리드프레임(15)의 외주면과 접속되는 부위에 경사면(16a)이 형성되어 있다.

이는 로더에 의해 리드프레임(15)이 다이의 상면으로 정확히 로딩되지 않더라도 상기 경사면(16a)에 의해 안내되어 정확히 위치 결정할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용, 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 금형이 열린 상태에서 오토 크리너(Auto Cleaner)에 의해 다이를 크리닝하고 나면 로더(Loader)가 리드프레임과 콤파운트(Compound)를 각각 로딩하게 된다.

상기한 바와 같이 로더가 리드프레임(15)을 다이의 상면으로 로딩하면 상기 리드프레임(15)의 외주면이 하부 메인케비티(2)의 상부로 노출되게 설치된 위치 결정핀(16)에 안내되어 위치 결정하게 되는데, 상기 동작시 로더가 리드프레임(15)의 위치를 약간 틀어지게 로딩시키더라도 상기 위치 결정핀(16)의 상부 내측에 경사면(16a)이 형성되어 있으므로, 로딩되는 리드프레임(15)이 상기 경사면에 안내되어 다이의 상면으로 정확히 로딩된다.

이에 따라 상기 리드프레임의 싸이드레일에 형성된 구멍(15a)이 라운드 파이롯트 핀(6)에 끼워지게 됨과 동시에 리드프에임은 원하는 위치에 정확히 로딩된다.

이와 같이 리드프레임이 위치 결정된 상태로 로딩 완료하면 상형과 하형이 닫히고 일정시간이 지난 후 클램핑 압력보다 낮은 압력(트랜스퍼압력)으로 액채의 콤파운드를 플런저(Plunger)가 밀어 주게 되므로, 용융된 콤파운드가 센터 블록()에 형성된 런너(3) 및 게이트(4)를 통해 캐비티(Cavity)(14)내로 유입된다.

그 후, 일정시간이 지나 캐비티로 유입되었던 콤파운드가 경화되고 나면, 콤파운드를 밀어 주던 압력원이 제거되고, 클램핑 압력이 사라지면서 상형과 하형이 분리되므로 성형된 패키지를 금형으로부터 취출시키게 된다.

이와 같이 패키지 완료된 몰드물이 금형밖으로 취출되면 언로더(도시는 생략함)가 성형된 패키지를 홀딩하여 별도의 위치로 이송시키게 되므로, 계속해서 성형작업을 할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같은 본 발명은 종래의 장치에 비해, 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 로딩되는 리드프레임이 위치 결정핀의 내부에 위치되므로, 라운드 파이롯트 핀과 싸이드 레일에 형성된 구멍사이의 갭으로 인해 오프 셋현상이 발생되는 것을 미연에 방지하게 된다.

둘째, 리드프레임이 위치 결정핀에 삽입되지 않는 구조로 되어 있으므로, 스티킹현상이 발생되지 않는다.

셋째, 리드프레임의 양측면을 위치 결정핀이 잡아주는 구조로 되어 있어, 중앙부위에 설치되는 라운드 파이롯트핀의 싸이즈를 축소시킬 수 있게 된다.

넷째, 로딩되는 리드프레임을 다이의 상면과 긴밀히 접속시킬 수 있게 되므로 충분한 예열이 가능해지게 되고, 이에 따라 성형에 따른 품질을 향상시키게 된다.

다섯째, 사출성형 작업시 위치 결정핀이 상부 메인 케비터에 형성된 피난홈내에 수용되어 부러지지 않게 되므로 반영구적으로 사용할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 하부 메이캐비티의 상부로 노출되게 라운드 파이롯트핀을 설치하여 로딩되는 리드프레임을 위치 결정하도록 된 것에 있어서, 리드프레임이 위치되는 하부 메인캐비티의 양끝 둘레면에 4개의 위치 결정핀을 상부로 노출되게 각각 고정하고, 상부 메인 캐비티에는 상부로 노출된 위치 결정핀을 수용하기 위한 피난홈을 형성하여 로딩되는 리드프레임이 각 위치 결정핀의 내측면과 접속되도록 함을 특징으로 하는 반도체 몰딩금형의 리드프레임 위치 결정장치.
2. 제1항에 있어서, 위치 결정핑의 상부 내측에 경사면을 형성함을 특징으로 하는 반도체 몰딩금형의 리드프레임 위치 결정장치.