KR100191856B1 - 내부 리드 고정용 더미 타이 바를 갖는 리드 프레임 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 관한 것으로, 반도체 칩 실장된 상태의 리드 프레임을 봉지하는 성형 공정에 있어서, 겔 상태의 성형 수지가 게이트를 통해서 캐비티에 충진되는 과정과 성형 수지의 충진에 따라 에어 벤트를 통해서 캐비티 내의 공기가 빠져나가는 과정에서 게이트 및 에어 벤트에 근접한 최외각 내부 리드들의 흔들림에 따른 불량을 제거하기 위하여, 타이 바 양측에 더미 타이 바가 가이드 레일 부분과 최외각 내부 리드 사이에 형성됨으로써, 최외각 내부 리드들이 지지되어 최외각 내부 리드들이 흔들리는 불량이 해결되는 장점이 있다.
그리고, 더미 타이 바가 다중으로 절곡된 구조를 갖기 때문에, 최외각 내부 리드에 가해지는 충격을 완화시켜 주는 완충 역할을 하며, 타이 바 절단 공정에서 리드 프레임에 가해지는 충격을 완화기켜 주는 장점이 있다.
Description
본 발명은 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 관한 것으로, 게이트를 통해서 충진될 겔 상태의 성형 수지에 의해 최외각 내부 리드가 흔들리는 것을 방지하기 위해 최외각 내부 리드를 지지하는 더미 타이 바(dummy tie-bar)가 형성된 리드 프레임에 관한 것이다.
에폭시(epoxy) 계열의 성형 수지를 이용하여 봉지된 통상의 플라스틱 패키지는 패키지 크기에 비하여 탑재할 수 있는 칩 크기에 대한 제약이 많았다.
왜냐 하면, 패키지의 구조상에 있어서, 칩은 다이 패드의 상면에 접착됨으로써 탑재되고, 그 탑재된 칩의 본딩 패드들과 리드 프레임의 각기 대응된 리드들과의 전기적 연결을 위하여, 다이 패드와 리드들간의 간격은 최소한 리드 프레임의 두께만큼은 확보되어야 하기 때문이다.
따라서, 실제 탑재 가능한 칩의 크기는 패키지의 크기에 약 70%가 일반적인 한계이었다.
상기의 단점을 극복하기 위해 제시된 방안이 리드 온 칩(lead on chip; LOC) 패키지와 칩 온 리드(chip on lead; COL) 패키지 등과 같은 구조이다.
특히, LOC 패키지는 대형의 칩의 효과적인 탑재가 가능할 뿐만 아니라, 칩에 전원을 공급하는 버스 바(bus bar)의 설치가 가능하여 반도체의 전기적 특성 개선에 효과적이다.
또한, LOC 기술을 반도체 칩 패키지에 도입하게 되면, 칩의 본딩 패드들이 각기 대응된 리드들과 본딩 와이어에 의해 전기적 연결됨에 있어서, 본딩 패드 설계의 위치 제약을 받지 않기 때문에 칩 설계에 유연성을 갖게 된다.
즉, LOC 구조는 칩의 본딩 패드들의 위치가 가장자리든지 중심이든지 무관하기 때문에 새로운 칩 설계에 유연하게 대처할 수 있는 장점이 있다.
그리고, LOC 구조는 다이 패드가 없는 구조상의 특성을 갖기 때문에 다이 패드와 성형 수지 사이의 열팽창 계수의 차이에 의하여 발생되던 박리 현상이 미연에 방지된다.
도 1은 종래 기술에 따른 LOC용 리드 프레임을 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 LOC용 리드 프레임(10)은 각기 일정한 간격을 두고 양측에 이격·배치된 복수개의 리드(12, 14)가 형성되어 있다.
리드들(12, 14)은 칩의 본딩 패드들과 각기 전기적 연결될 내부 리드들(14)과 성형 공정 이후에 패키지 몸체의 외부로 돌출되며, 그 내부 리드들(14)과 각기 일체로 형성된 외부 리드들(12)로 구분된다.
성형 공정에서 겔(gel) 상태의 성형 수지가 흘러넘치는 것을 막기 위한 댐바(18)가 내부 리드(14)와 외부 리드(12)를 가로지는 방향으로 연결·형성되어 있다.
양측에 2렬로 형성된 리드들(12, 14)의 마주보는 양측에 타이 바들(16)이 형성된 구조를 갖는다.
외부 리드(12)의 말단은 상기 리드 프레임의 상·하 양측에 형성된 가이드 레일 부분(13)과 일체로 형성되어 있다.
또한, 타이 바들(16)도 상기 가이드 레일 부분(13)과 일체로 형성되어 있다.
가이드 레일 부분(13)은 리드들(12, 14) 및 타이 바들(16)을 지지하며, 리드 프레임(10)이 이송되는 경우에 있어서, 이송 레일과 접촉되는 부분이다.
도 2는 도 1의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 게이트(gate)를 통해 성형 수지가 충진되는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 상부면의 중간 부분에 복수개의 본딩 패드들(32)이 형성된 반도체 칩(30)이 구비되며, 본딩 패드들(32)이 형성된 부분의 양측에 폴리이미드 테이프(20)를 이용하여 도 1의 리드 프레임의 내부 리드들(14)이 부착되어 있으며, 본딩 패드들(32)과 각기 대응되는 내부 리드들(14)은 본딩 와이어(40)에 의해 전기적으로 연결된 구조를 갖는 리드 프레임이 성형 금형에 투입된다.
여기서, 반도체 칩(30)이 실장된 리드 프레임의 반도체 칩(30), 내부 리드들(14) 및 본딩 와이어(40)를 포함하는 전기적 연결 부분과 타이 바(16)의 일측이 에폭시 계열의 성형 수지(50)에 의해 봉지된다.
겔 상태의 성형 수지(50)는 타이 바(16) 부분의 게이트(70)를 통해서 리드 프레임에 투입된다.
여기서, 리드 프레임에 성형 수지(50)가 충진되는 상태를 설명하면, 겔 상태의 성형 수지(50)가 타이 바(16)를 지나 타이 바(16)에 근접한 최외각 내부 리드(14a)를 거쳐 성형 금형의 캐비티(60) 내에 채워진다.
그리고, 겔 상태의 성형 수지(50)가 충진되는 모습을 화살표로서 도시하였다.
도 3은 도 1의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 에어 벤트(air vent)를 통해 공기가 빠져나가는 상태를 나타내는 부분 평면도이다.
도 3을 참조하면, 도 2에서 게이트(70)를 통해서 금형의 캐비티(60)에 성형 수지(50)가 채워진다면, 게이트(70)의 반대쪽에 형성된 에어 벤트(75)에서는 성형 수지(50)가 채워지는 양만큼의 캐비티(60) 내의 공기(55)가 빠져나가게 된다.
이와 같은 반도체 칩이 실장된 리드 프레임에 성형 수지가 충진되는 구조에 있어서, 성형 수지(50)의 충진 속도는 최외각 내부 리드(14a) 부분에서 가장 빠르며, 금형 캐비티(60) 내로 들어 갈수록 속도는 느려진다.
따라서, 성형 수지(50)의 충진 속도가 가장 빠른 최외각 내부 리드들(14a)에 가장 큰 영향을 주게 되며, 리드 프레임의 두께가 얇을수록 영향을 주는 강도가 크게 된다.
TSOP(Thin Small Outline Package)와 같은 박형 패키지에서는 리드 프레임의 두께는 0.15∼0.127mm로 다른 통상적인 패키지에 사용되는 리드 프레임에 비해 두께가 얇기 때문에 최외각 내부 리드(14a)가 성형 수지(50)의 흐름을 이기지 못하고 좌·우로 흔들리게 된다.
도 2에서 성형 수지(50)에 의해 최외각 내부 리드(14a)가 흔들리는 모습을 점선으로서 도시하였다.
성형 수지(50)가 충진되는 과정에서 최외각 내부 리드들(14a)이 좌·우로 흔들리게 되면, 성형 수지(50)의 흐름을 방해하게 되어 성형 불량을 발생시킨다.
그리고, 최외각 내부 리드(14a)와 본딩 패드(32)를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(40)에 스트레스를 주게 되므로 최외각 내부 리드(14a)와 본딩 와이어(40)의 연결 부분이 분리되는(wire heel creak) 문제점을 발생시킨다.
또한, 게이트(70) 반대편의 에어 벤트(75)는 성형 수지(50)가 캐비티(60) 내에 채워지면서 캐비티(60) 내의 공기(55)가 빠져나가는 통로로서, 그 에어 벤트(75)에 근접한 최외각 내부 리드들(14a)도 공기(55)가 빠져나가는 과정에서 흔들리게 되며, 상기한 불량이 발생된다.
도 3에서 빠져나가는 공기(55)에 의해 최외각 내부 리드들(14a)이 흔들리는 모습을 점선으로 도시하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 최외각 내부 리드들의 흔들림을 방지할 수 있는 내부 리드 고정용 더미 타이 바를 갖는 리드 프레임을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 리드 온 칩용 리드 프레임을 나타내는 평면도.
도 2는 도 1의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 게이트를 통해 성형 수지가 충진되는 상태를 나타내는 부분 평면도.
도 3은 도 1의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 에어 벤트를 통해 공기가 빠져나가는 상태를 나타내는 부분 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 최외각 내부 리드에 더미 타이 바가 연결된 리드 온 칩용 리드 프레임을 나타내는 평면도.
도 5는 도 4의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 게이트를 통해 성형 수지가 충진되는 상태를 나타내는 부분 평면도.
도 6은 도 4의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 에어 벤트를 통해 공기가 빠져나가는 상태를 나타내는 부분 평면도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 설명 ※
10, 110 : 리드 프레임 12, 112 : 외부 리드
13, 113 : 가이드 레일 부분 14, 114 : 내부 리드
16, 116 : 타이 바18, 118 : 댐바
20, 120 : 폴리이미드 테이프 30, 130 : 반도체 칩
32, 132 : 본딩 패드 40, 140 : 본딩 와이어
50, 150 : 성형 수지 55, 155 : 공기
60, 160 : 캐비티 70, 170 : 게이트
75, 175 : 에어 벤트 115 : 더미 타이 바
상기 목적을 달성하기 위하여, 일정한 간격을 두고 양측에 이격·배치된 복수개의 내부 리드와, 상기 내부 리드와 일체로 형성된 외부 리드를 포함하는 리드와; 상기 내부 리드와 외부 리드를 가로지르는 방향으로 연결·형성된 댐바와; 상기 리드 열의 양측에 형성된 복수개의 타이 바; 및 상기 외부 리드 및 타이 바의 말단과 일체로 형성된 가이드 레일 부분;을 포함하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서,
상기 타이 바의 양측에 형성되어 있으며, 상기 내부 리드 중에서 최외각 내부 리드와 각기 연결된 복수개의 더미 타이 바를 갖는 것을 특징으로 하는 내부 리드 고정용 더미 타이 바를 갖는 리드 프레임을 제공한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명에 따른 최외각 내부 리드에 더미 타이 바가 연결된 LOC용 리드 프레임을 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 LOC용 리드 프레임(110)은 각기 일정한 간격을 두고 양측에 이격·배치된 복수개의 리드(112, 114)가 형성되어 있다.
상기 리드들(112, 114)은 칩의 본딩 패드들과 각기 전기적 연결될 내부 리드들(114)과 성형 공정 이후에 패키지 몸체의 외부로 돌출되며, 상기 내부 리드들(114)과 각기 일체로 형성된 외부 리드들(112)로 구분된다.
성형 공정에서 겔 상태의 성형 수지가 흘러넘치는 것을 막기 위한 댐바(118)가 내부 리드(114)와 외부 리드(112)를 가로지는 방향으로 연결·형성되어 있다.
양측에 2렬로 형성된 리드들(112, 114)의 마주보는 양측에 타이 바들(116)이 형성된 구조를 갖는다.
그리고, 외부 리드(112)의 말단은 상기 리드 프레임의 상·하 양측에 형성된 가이드 레일 부분(113)과 일체로 형성되어 있다.
또한, 타이 바들(116)도 상기 가이드 레일 부분(113)과 일체로 형성되어 있다.
가이드 레일 부분(113)은 리드들(112, 114) 및 타이 바들(116)을 지지하고, 리드 프레임(110)이 이송되는 경우에 있어서, 이송 레일과 접촉되는 부분이다.
그리고, 내부 리드(114) 중에서 타이 바들(116)에 근접한 최외각 내부 리드(114a)는 타이 바(116)와 연결된 가이드 레일 부분(113)과 더미 타이 바(115)에 의해 연결되어 있다.
여기서, 더미 타이 바(115)에 대하여 좀더 상세히 설명하면, 더미 타이 바(115)는 타이 바(116)의 양측에 각기 형성되어 최외각 내부 리드들(114)을 지지한다.
더미 타이 바(114)의 설계 위치는 종래에 최외각 내부 리드의 흔들림이 발생되는 부분 중에서 최대 변이점이 되는 최외각 내부 리드(114a)의 중심 부분이 바람직하다.
그리고, 더미 타이 바(115)는 타이 바(116) 절단 공정에서 리드 프레임(110)에 작용되는 충격을 완화시켜 주기 위해 여러 번 절곡된 구조를 갖는다.
즉, 더미 타이 바(115)는 평면적 구조를 갖는 스프링과 같은 완충 수단으로서의 기능을 갖는다.
도 5는 도 4의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 게이트 통해 성형 수지가 충진되는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상부면의 중간 부분에 복수개의 본딩 패드들(132)이 형성된 반도체 칩(130)이 구비되며, 상기 반도체 칩의 본딩 패드들(132)이 형성된 부분의 양측에 폴리이미드 테이프(120)를 이용하여 도 3의 리드 프레임의 내부 리드들(114)이 부착되어 있으며, 본딩 패드들(132)과 각기 대응되는 내부 리드들(114)은 본딩 와이어(140)에 의해 전기적으로 연결된 구조를 갖는 리드 프레임이 성형 금형에 투입된다.
여기서, 반도체 칩(130)이 실장된 리드 프레임의 반도체 칩(130), 내부 리드들(114) 및 본딩 와이어(140)를 포함하는 전기적 연결 부분과 타이 바들(115, 116)의 일측이 에폭시 계열의 성형 수지(150)에 의해 봉지된다.
겔 상태의 성형 수지(150)는 타이 바(116) 부분의 게이트(170)를 통해서 리드 프레임에 투입된다.
리드 프레임에 성형 수지(150)가 충진되는 상태를 설명하면, 겔 상태의 성형 수지(150)가 타이 바(116)를 지나 타이 바(116)에 근접한 최외각 내부 리드(114a)를 거쳐 금형의 캐비티(160)에 채워진다.
여기서, 최외각 내부 리드들(114a)이 더미 타이 바(115)에 의해 지지되기 때문에, 캐비티(160) 안으로 충진되는 성형 수지(150)에 의해 최외각 내부 리드들(114a)이 흔들리는 문제점이 극복될 수 있다.
그리고, 최외각 내부 리드들(114a)이 성형 수지(150)의 충진에 따라서 받는 충격은 더미 타이 바(115)의 다중으로 절곡된 부분이 스프링과 같은 완충 역할을 함으로써, 그 충격을 흡수하게 되어 최외각 내부 리드(114a)에 가해지는 충격을 최소화시켜 준다.
본 도면에서 게이트(170)를 통해 성형 수지(150)가 캐비티(160) 내로 충진되는 모습을 화살표로서 도시하였다.
도 6은 도 4의 리드 프레임에 반도체 칩이 실장된 상태에서 에어 벤트를 통해 공기가 빠져나가는 상태를 나타내는 부분 평면도이다.
도 6을 참조하면, 게이트(170) 통해서 캐비티(160)에 성형 수지(150)가 채워지는 양만큼, 에어 벤트(175)를 통해서 캐비티(160) 내의 공기(155)가 빠져나가는 과정에서 에어 벤트(175)에 근접한 최외각 내부 리드들(114a)이 흔들리는 문제도 최외각 내부 리드(114a)를 지지하는 더미 타이 바(115)에 의해 해결된다.
본 도면에서 캐비티(160)에서 에어 벤트(175)를 통해서 공기(155)가 빠져나가는 모습을 도시하였다.
따라서, 본 발명의 의한 구조를 따르면, 최외각 내부 리드들이 더미 타이 바에 의해 지지됨으로써, 최외각 내부 리드의 흔들림에 따른 문제점을 극복할 수 있는 이점(利點)이 있다.
그리고, 본 발명에 따른 더미 타이 바는 다중으로 절곡된 구조를 갖기 때문에, 타이 바 절단 공정과 같은 최외각 더미 리드에 가해지는 충격을 완화시켜 주는 이점이 있다.
Claims (3)
- 일정한 간격을 두고 양측에 이격·배치된 복수개의 내부 리드와, 상기 내부 리드와 일체로 형성된 외부 리드를 포함하는 리드와;상기 내부 리드와 외부 리드를 가로지르는 방향으로 연결·형성된 댐바와;상기 리드 열의 양측에 형성된 복수개의 타이 바; 및상기 외부 리드 및 타이 바의 말단과 일체로 형성된 가이드 레일 부분;을 포함하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서,상기 타이 바의 양측에 형성되어 있으며, 상기 내부 리드 중에서 최외각 내부 리드와 각기 연결된 복수개의 더미 타이 바를 갖는 것을 특징으로 하는 내부 리드 고정용 더미 타이 바를 갖는 리드 프레임.
- 제 1항에 있어서, 상기 더미 타이 바는 상기 최외각 내부 리드의 상기 반도체 칩에 부착될 부분과 상기 댐바의 중간 부분과 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 내부 리드 고정용 더미 타이 바를 갖는 리드 프레임.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 타이 바는 다중으로 절곡된 구조를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 내부 리드 고정용 더미 타이 바를 갖는 리드 프레임.
Priority Applications (1)
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| KR1019960055007A KR100191856B1 (ko) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | 내부 리드 고정용 더미 타이 바를 갖는 리드 프레임 |
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- 1996-11-18 KR KR1019960055007A patent/KR100191856B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR19980036441A (ko) | 1998-08-05 |
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