KR100195158B1 - 반도체 리드프레임 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 칩과의 배선을 위하여 연속적으로 마련되는 단위 프레임과 열방출을 위해 상기 반도체 칩의 하면과 접합되어 있는 방열판을 포함하는 반도체 리드프레임에 있어서, 상기 방열판은 상기 반도체 칩과 접합되어 있는 면의 반대면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임을 제공한다. 본 발명에 따르면, 반도체 칩으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킴로써 열적 변형에 의한 반도체 칩의 크랙을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 신뢰성이 우수한 반도체 팩키지를 얻을 수 있다.

Description

반도체 리드프레임
본 발명은 반도체 리드프레임에 관한 것으로서, 열방출 효과가 우수한 방열판이 구비된 반도체 리드프레임에 관한 것이다.
반도체 리드프레임은 반도체 기판과 함께 반도체 팩키지를 이루는 핵심 구성 요소중의 하나이다. 여기에서 반도체 리드프레임은 반도체 팩키지의 내부와 외부를 연결해주는 도선의 역할과 반도체 칩을 지지해주는 지지체의 역할을 동시에 한다.
상기 반도체 리드프레임은 기억소자인 칩을 탑재하여 정적인 상태로 유지하여 주는 패드와 와이어 본딩에 의해 칩내 소자의 각 단자와 연결되는 내부리드 및 기판과의 납땜을 위한 외부리드를 구비하고 있다.
반도체 리드프레임은 통상 스탬핑(stamping)공정이나 에칭(etching)공정에 의하여 제조된다. 여기에서 스탬핑공정은 프레스 금형장치를 이용하여 박판의 소재를 소정 형상으로 타발하는 것으로서, 대량생산시 주로 이용되는 방법이다. 에칭공정은 화학약품을 이용하여 소재의 국소부위를 부식시킴으로써 제품을 형성해 나가는 화학적 방법으로서, 소량생산시 주로 이용되는 공정이다.
반도체 리드프레임은 상기 스탬핑공정 또는 에칭공정을 이용하여 제조되어 기억소자인 칩 등 다른 부품과의 조립과정을 거쳐 반도체 팩키지를 이루게 된다.
최근, 반도체 칩의 고집적화, 박형화 및 소형화추세에 따라 리드프레임도 소형화되고 있는 추세이다. 이렇게 반도체 칩이 고집적화, 고밀도화되면 집적회로의 소비전력이 증가하게 되고, 이로 인하여 반도체 리드프레임에 우수한 방열성이 요구되어진다.
도 1은 방열판이 보호막에 완전히 덮여 있는 형태 즉, 내장형 방열판(heat sink)이 구비되어 있는 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 방열판 일부가 보호막의 외부로 노출되어 있는 형태 즉, 노출형 방열판(heat spread)이 구비된 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1과 도 2를 동시에 참조하면, 리드 (12) 및 (22)의 하부에 절연테이프층 (13) 및 (23)이 형성되어 있고, 이 절연 테이프층에 테두리영역이 맞닿도록 방열판 (16) 및 (26)이 부착되어 있다. 그러므로 상기 방열판 (16) 및 (26)은 상기 리드프레임의 중앙 공간으로 그 상면 일부가 노출되어 있으며, 그 노출 부위상에 반도체 칩 (11) 및 (21)이 탑재된 구조를 이루고 있다.
상기 반도체 칩 (11) 및 (21)의 내부 기억소자와 내부리드는 본딩 와이어 (14) 및 (24)에 의하여 연결되어 있으며, 내부리드의 외측에는 기판과의 접촉을 위한 외부리드가 구비되어 있다.
상기 리드프레임의 상면과 하면에는 에폭시 수지 등의 몰딩을 통하여 형성된 보호막 (15) 및 (25)이 구비되어 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 반도체 팩키지에 전기를 인가하면, 반도체 칩에 소정의 열이 발생된다. 그러나, 상기 방열판들이 반도체 칩으로부터 발생된 열을 방출시키는 능력이 충분치 않다. 그 결과, 반도체 칩이 열적 변화를 받게 되어 냉각과정에서 내부응력이 발생된다. 이러한 내부응력으로 인하여 빈틈이 생기고 이 빈틈에 수분 등이 침투되어 반도체 칩에 크랙이 발생된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 반도체 칩으로부터 방출된 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 방열판을 구비함으로써 열적 변화에 대한 영향이 최소화된 반도체 리드프레임을 제공함에 그 목적을 두고 있다.
도 1은 종래의 내장형 방열판이 구비된 리드프레임을 포함하는 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 종래의 노출형 방열판이 구비된 리드프레임을 포함하는 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 3는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내장형 방열판이 구비된 리드프레임을 적용한 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노출형 방열판이 구비된 리드프레임을 적용한 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11, 21, 31, 41. 반도체 칩
12, 22, 32, 42. 리드
13, 23, 33, 43. 절연 테이프층
14, 24, 34, 44. 본딩 와이어
15, 25, 35, 45. 보호막
16, 26, 36, 46. 방열판
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 반도체 칩과의 배선을 위하여 연속적으로 마련되는 단위 프레임과 열방출을 위해 상기 반도체 칩의 하면과 접합되어 있는 방열판을 포함하는 반도체 리드프레임에 있어서, 상기 방열판은 반도체 칩과 접합되어 있는 면의 반대면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임을 제공한다.
본 발명은 내장형 또는 노출형 방열판의 하면에 홈을 형성하여 방열판의 표면적을 확대시킴으로써 열방출 효과를 최대화시키고자 함에 그 특징을 두고 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 반도체 팩키지는 본 발명을 특징지우는 방열판을 제외하고는, 종래의 반도체 팩키지와 동일한 구조를 가지고 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내장형 방열판이 구비된 리드프레임을 적용한 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 노출형 방열판이 구비된 리드프레임을 적용한 반도체 팩키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 리드 (32) 및 (42)의 하부에 절연 테이프층 (33) 및 (43)이 각각 형성되어 있다. 여기에서 절연 테이프층은 리드와 방열판을 서로 고정하는 역할을 하며, 기저 필름을 중심으로 하고 그 양면에 열가소성 필름이 형성되어 있는 3층 구조를 가지고 있다.
상기 기저필름은 폴리이미드로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 열가소성 필름은 염화비닐수지, 초산비닐수지, 폴리스티렌, 아크릴수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 불소수지, 폴리아미드 수지, 폴리카보네이트, 폴리에테르이미드 및 폴리이미드중에서 선택된 수지로 형성된다.
상기 절연 테이프층 (33) 및 (43)에 테두리 영역이 맞닿도록 방열판 (36) 및 (46)이 부착되어 있다. 이러한 방열판은 상기 리드프레임의 중앙 공간으로 그 상면 일부가 노출되어 있으며, 그 노출 부위에 접착제가 도포되어 있고 그 위에 반도체 칩 (31) 및 (41)이 안착되어 있다.
상기 반도체 칩의 내부 기억소자와 내부리드는 본딩 와이어 (34) 및 (44)에 의하여 연결되어 있으며, 내부리드의 외측에는 기판과의 접촉을 위한 외부리드가 구비되어 있다.
상기 리드프레임의 상면과 하면에는 에폭시 수지 등의 몰딩을 통하여 형성된 보호막 (35) 및 (45)이 구비되어 있다.
상기 방열판 (36) 및 (46)에서는 반도체 칩 (31) 및 (41)과 접합되는 면의 반대면에 홈이 형성되어 있다. 이러한 방열판은 프레스를 이용하여 소성, 변형시킴으로써 제조할 수 있다.
본 발명에서는 방열판 후면에 형성된 홈의 형상이 특별히 제한되지 않으나, 그 방열판의 표면적을 최대화시킬 수 있는 홈의 형상이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 반도체 칩으로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시킴로써 열적 변형에 의한 반도체 칩의 크랙을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 신뢰성이 우수한 반도체 팩키지를 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 반도체 칩과의 배선을 위하여 연속적으로 마련되는 단위 프레임과 열방출을 위해 상기 반도체 칩의 하면과 접합되어 있는 방열판을 포함하는 반도체 리드프레임에 있어서,
    상기 방열판은 상기 반도체 칩과 접합되어 있는 면의 반대면에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임.
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