KR100208768B1 - 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형 - Google Patents

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Abstract

반도체소자를 성형수지로 봉지하는데 사용하는 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형에 관한 것으로써, 반도체소자를 봉지하는데 점성이 낮은 성형수지를 사용해도 수지버르의 발생이 방지되도록 하기 위해, 반도체소자가 탑재된 리이드 프레임을 탑재하기 위한 캐비티를 갖는 캐비티피스, 반도체소자를 봉지하는 수지가 캐비티로 도입되는 서브러너를 포함하고, 캐비티피스로 부터 착탈가능한 게이트피스 및 서브러너로 부터 리이드 프레임의 리이드로 누출되는 수지의 흐름을 막는 서브러너를 따라 배치된 실링댐이 마련된다.
이것에 의해, 리이드상에 수지버르가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 금형의 제조비용이 저감될 수 있다.

Description

반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형
제1도는 본 발명의 1실시예의 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형의 상부금형의 사시도.
제2도는 제1도에 도시한 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형의 상부 및 하부 금형의 단편적 사시도.
제3도는 제2도에 도시한 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형의 상부금형의 단편적 평면도.
제4도는 사이에 리이드 프레임이 배치되는 상부 및 하부 금형의 제3도의 D-D'선에 따른 부분적 단면도.
제5도는 금형 상에 리이드 프레임이 탑재된 반도체장치를 제조하기 위한 종래의 수지봉지용 금형의 하부금형의 사시도.
제6도는 금형 사이에 배치된 반도체칩 상에 리이드 프레임을 탑재한 상부 및 하부 금형의 제5도의 X-X'선에 따른 단면도.
제7도는 캐비티 피스와 게이트 피스가 하나의 피스로 형성된 반도체장치를 제조하기 위한 종래의 수지봉지용 금형의 상부금형의 부분적 단면도.
제8도는 하부 금형과 리이드 프레임의 제7도의 A-A'선에 따른 단면도.
제9도는 캐비티 피스와 게이트 피스가 분리 부재로 형성된 게이트 피스형의 반도체장치를 제조하기 위한 종래의 수지봉지용 금형의 상부금형의 단편적 평면도.
제10도는 상부금형과 리이드프레임의 제9도의 B-B'선에 따른 단면도.
제11도는 반도체장치를 제조하기 위한 종래의 수지봉지용 금형의 상부 및 하부금형의 단편적 사시도.
제12도는 금형에 형성된 수지버르가 도시된 제9도 - 제11도에 도시된 수지봉지용 금형의 상부금형의 단편적 평면도.
제13도는 하부금형과 리이드 프레임의 제12도의 C-C'선에 따른 단면도.
본 발명은 반도체소자를 성형수지로 봉지하는데 사용하는 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형에 관한 것이다.
제5도는 리이드 프레임이 배치된 종래의 수지봉지용 금형의 하부금형의 1예를 나타낸 도면이고, 제6도는 제5도의 X-X'선에 따른 단면을 나타낸 도면이다. 이들 도면에 있어서, 하부 금형 내부에는 서브러너(3b)를 통해 용융된 봉지수지가 캐비티(1)로 유입되는 러너(4)에 각각이 접속되는 여러개의 캐비티(1)가 형성된다. 서브러너(3b)는 러너(4)로 부터 분기되고, 금형의 게이트부(3)에 게이트(3a)를 구비한다. 리이드 프레임(2)가 금형 상에 배치된다. 리이드 프레임(2)는 반도체칩(7)이 접합되고 금배선(9)를 통해 전기적으로 접속된 여러개의 다이패드(8)을 갖는다. 제6도에 도시한 바와 같이, 반도체칩(7)은 금형의 각각의 캐비티(1) 내에 배치된다.
제5도 및 제6도에 도시한 바와 같이 반도체장치를 제조하기 위한 종래의 수지봉지용 금형은 게이트부(3)과 캐비티부(1)이 통합되어 단일 구조로 된 유형이다. 이러한 금형에 있어서, 실리카 등의 많은 양의 충전재를 포함하는 성형 수지를 사용하면, 성형 수지의 주입부인 게이트(3)이 심하게 마모되어, 성형 수지의 용융상태를 제어하기 어렵고, 게이트가 파손됨은 물론 금형으로 부터 불완전하게 분리되는 문제가 발생한다.
제7도 및 제8도는 이러한 마모현상을 설명하는데 용융한 도면으로써, 제7도는 캐비티와 게이트가 통합된 종래의 통합형 금형의 게이트부의 단편적 평면도이고, 제8도는 제7도의 A-A'선에 따른 부분적 단면도이다. 이러한 통합형 단일 피스의 금형에 있어서, 게이트부의 단면에는 단차나 불연속성이 없으므로, 용융된 수지의 누출에 의해 버르가 형성되지 않는다. 그러나, 게이트부(3)이 마모되는 경우에 게이트부(3)만 대체하는 것은 불가피하다. 제7도 및 제8도에 도시한 금형은 그의 4측면에 핀을 갖는 칩을 제조하기 위한 금형이고(QFP), 제5도 및 제6도에 도시한 금형은 한 측면 또는 그의 두개의 대항하는 측면에 핀을 갖는 반도체장치를 제조하기 위한 금형(SIP 또는 DIP)로써, 서로 다르지만, 금형의 상술한 마모현상에 있어서는 동일하다.
따라서, 최근, 게이트피스가 마모되면, 게이트부(3)만 새로운 피스로 대체되게 하는 게이트피스형 수지봉지용 금형이 제안되어 왔다.
제9도 ~ 제11도는 게이트 피스형의 종래의 수지봉지용 금형을 도시한 것으로써, 제9도는 게이트피스와 캐비티피스를 도시한 단편적 평면도이고, 제10도는 제9도의 B-B'선에 따른 단면도이며, 제11도는 종래의 게이트피스형 수지봉지 금형의 단편적 사시도이다. 이들 도면에 있어서, 금형은 설명의 편의상 스윙오픈 위치에 도시한 상부금형A 및 하부금형B를 포함한다. 상부금형A는 성형 캐비티(1)의 상반부에 형성된 상부 캐비티피스(11)및 성형캐비티(1)의 한 코너부의 상부 캐비티피스(11)에 밀접하게 끼워맞춰지고 내부에는 게이트(3a) 및 서브러너(3b)로 이루어진 게이트부(3)의 형성된 상부 게이트피스(15)를 포함한다.
하부금형B는 상부금형A와 동일하고, 성형 캐비티(1)의 하반부가 형성된 하부 캐비트피스(12) 및 성형 캐비티(1)의 코너부의 하부 캐비티피스(12)에 밀접하게 끼워맞춰진 하부 게이트피스(16)을 포함한다. 그러나, 하부금형B의 하부 게이트피스(16)는 게이트부(3)을 갖지 않는다. 사용시, 제11도에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 반도체칩(7)이 탑재되어 와이어 본딩된 리이드 프레임(1)은 상부금형A와 하부금형B 사이에 배치되고, 상부금형A 및 하부금형 B가 폐쇄되어 반도체칩(7), 리이드 프레임(1)의 내부 리이드 및 배선 주위에 폐쇄공간을 형성한다. 다음에, 러너(4)(제5도) 및 게이트부(3)을 통해 압력하에서 캐비티(1)에 용융된 봉지수지를 공급해도 좋다.
이러한 종래의 게이트피스형의 수지봉지용 금형에 있어서, 게이트(3a) 및 서브러너(3b)로 이루어진 게이트부(3)이 상부 및 하부 캐비트피스(11)및 (12)로 부터 분리된 상부 및 하부 게이트피스(15) 및 (16)으로써 형성되므로, 게이트피스(15) 및 (16)의 게이트부(3)이 마모되거나 손상되는 경우에 더 큰 캐비티피스(11) 및 (12)를 변경하지 않고 상부 및 하부 게이트피스(15) 및 (16)만 쉽게 대체할 수 있다.
그러나, 종래의 게이트피스형의 수지봉지용 금형에 있어서, 가공 및 조립에 의해, 상부와 게이트피스(15), (16) 사이 또는 게이트 러너부(3)을 봉지하는 캐비티피스와 게이트피스가 만나는 면과 반도체 패키지의 외주변을 봉지하는 캐비티피스(11)과 (12) 사이에 불연속이나 단차가 형성되기 쉬워, 상부 게이트피스(15)와 하부 게이트피스(16)사이에 갭이 생기고(제10도 참조), 그 결과, 금형 사이의 이러한 갭을 통해 용융된 수지의 누출에 의한 버르가 형성되기 쉽다.
특히, 종래의 게이트피스형 봉지금형에 있어서, 상부 빛 하부 게이트피스(15) 및 (16)이 캐비티피스로 부터 분리된 부분으로써 캐비티피스와 조립되어, 캐비티피스와 게이트피스 사이에 종종 수지버르의 발생의 원인이 되는 갭이 형성된다. 미세하고 복잡한 구성의 작고 얇은 반도체소자를 완벽하고 안정하게 봉지하기 위해 최근에는 점성이 낮은 성형수지를 사용하고 있으므로, 게이트피스와 캐비티피스 사이에 형성된 불연속에 의한 버르가 더 자주 발생하기 쉽다.
제12도 및 제13도는 상술한 문제점을 더 상세하게 설명하기 위한 도면으로써, 제12도는 반도체소자가 제9도 ~ 제11도에 도시한 금형으로 수지봉지되는 경우에 형성된 수지버르(18)을 도시한 단편적 평면도이고, 제13도는 제12도의 C-C'에 따른 단면도이다. 도시한 바와 같이, 수지봉지 후 반도체장치의 외부 전극이 되는 외부 리이드(13) 주위에 수지버르(18)이 형성되므로, 수지버르(18)를 제거하기가 매우 어렵다. 수지버르(18)를 제거할 수 없으면, 반도체소자의 수지봉지 후 외부전극을 원하는 구성으로 형성하는 프레스시 외부전극이 적절하게 성형될 수 없다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 종래의 금형의 상술한 문제점을 해결한 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수지버르의 발생의 방지된 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체소자를 봉지하는데 점성이 낮은 성형수지를 사용해도 수지버르의 발생이 방지되는 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형을 제공하는 것이다.
상술한 목적에 있어서, 본 발명은 반도체소자가 탑재되는 리이드 프레임을 탑재하기 위한 캐비티를 갖는 캐비티피스 및 반도체소자를 봉지하는 수지가 캐비티로 도입되는 서브러너를 포함하도 캐비티피스로 부터 착탈가능한 게이트피스를 포함하는 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형에 관한 것이다. 금형은 서브러너로 부터 리이드 프레임의 리이드로 누출되는 수지의 흐름을 막기 위한 서브러너를 따라 패치된 실링댐을 또 포함한다.
실링댐은 게이트부의 게이트에 밀접하게 배치된 리이드를 고정하기 위한 클램프구조를 포함하고, 캐비티피스의 연속적인 단일구조이며, 실링댐은 캐비티피스의 분할면과 거의 동일 레벨인 분할면을 가질 수도 있다.
본 발명은 도면과 관련한 바람직한 실시예의 상세한 설명에서 더 명확해진다.
제1도 ~ 제4도는 실링댐(23), 게이트피스(24)를 포함하는 캐비티피스(22)와 베이스블럭(21)을 각각이 갖는 상부금형(20)과 하부금형(60)(제2도 참조)을 포함하는 본 발명의 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형을 도시한 것이다. 제1도는 상부금형(20)만 도시한 것으로써, 본 발명의 수지봉지용 금형은 상부금형 및 하부금형을 포함하고, 하부금형은 러너가 제2도에 도시한 바와 같이 마련되지 않는다는 것을 제외하고는 상부금형(20)과 동일하거나 또는 종래의 단일형 금형이어도 좋다.
제1도에 도시한 상부금형(20)은 캐비티피스(22)와 게이트피스(24)가 배치되고, 캐비티피스(22)의 홈(25)에 끼워맞춰진 지지부재(26), (27) 및 (28)에 의해 캐비티피스(22) 주위에 제자리에 유지되는 홈(25)를 구비한 베이스블럭(21)을 포함한다. 캐비티피스(22)에는 반도체칩이 배치되어 봉지수지가 채워진 3개의 수지봉지용 캐비티(29)가 형성된다. 또한, 캐비티피스(22)에는 게이트피스(24)가 마련된 각각의 성형캐비티(29)의 하나의 코너부와 연결된 3개의 노치(30)이 형성되고, 서브러너(32)를 포함하는 게이트부(31)이 형성된다. 각각의 서브러너(32)는 지지부재(27)에 마련된 홈(33)에 접속되고, 용융된 봉지수지를 공급하는 베이스블럭(21)에 마련된 러너(35)에 홈(34)를 통해 또 접속된다.
따라서, 반도체소자(도시하지 않음)가 탑재된 리이드 프레임(36)은 각각의 반도체소자가 성형 캐비티(29) 내에 배치된 금형 상에 배치될 수도 있다. 반도체소자를 봉지하는 수지는 서브러너(32)를 포함하는 게이트부(31)을 갖는 게이트피스(24)를 통해 캐비티(29)로 도입될 수 있다. 게이트피스(24)는 캐비티피스(22)의 노치(30)으로 부터 착탈가능하다.
제2도 ~ 제4도에 본 발명의 금형의 상부금형(20)과 하부금형(60)을 상세하게 도시한 바와 같이, 캐비티피스(22)는 서브러너(32)로 부터 리이드 프레임(36)의 리이드(37)로 누출되는 용융된 수지의 흐름을 막는 게이트피스(24)의 서브러너(32)를 따라 패치된 실링댐(23)을 포함한다. 제4도에 도시한 바와 같이, 실링댐(23)은 게이트부(31)의 게이트에 밀접하게 패치된 리이드(37)을 고정하는 클램프구조(38)을 포함한다. 상술한 실시예에 있어서, 실링댄(23)은 게이트피스(24)측이나 서브러너(32)측을 따라 연장된 캐비티피스(22)또는 연속하는 단일구조이다. 실링댐(23)은 캐비티피스(22)의 분할면(38)과 수지봉지용벨인 분할면(37)을 갖는다.
즉, 수지 실링댐(23)은 게이트피스(24)에 형성된 서브러너(32) 또는 용융된 수지 도입로를 따라 또는 그와 평행하게 배치되고, 캐비티(1)을 갖는 캐비티피스(21)과 통합된다. 또한, 단면 방향에 있어서의 실링댐(23)의 높이는 단면 방향에 있어서의 캐비티피스(22)의 높이와 거의 동일하다.
실링댐(23)은 게이트부(31)에 가장 밀접하게 배치된 리이드(36)을 고정할 수 있도록 배치되어, 게이트부(31)로 부터의 누출된 용융 수지가 고정된 리이드(36)으로 막혀서, 용융된 수지는 버르로써 리이드(37)을 둘러쌓을 수 없다. 또한, 리이드 프레임(36)은 구성상 캐비티피스(22)와 수지실링댐(23) 사이에 확실하게 고정될 수 있으므로, 용융된 수지는 높은 주입 압력이 인가되는 경우에도 실링댐(23)을 통과하지 않는다.
또한, 수지 실링댐(23)이 서브러너(32)가 연장된 리이드 프레임(36)의 평탄면부를 오버랩하도록 배치되면, 용융된 수지가 외부 리이드(37)에 도달하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 통상 사용되는 수지에 있어서 누출되는 용융 수지의 이동거리 또는 수지버르의 길이가 3mm보다 작으므로, 본 발명은 게이트부(31)에 가장 밀접하게 배치된 외부리이드(37)과 서브러너(32) 사이에 3mm이하의 거리를 갖는 반도체장치의 제조에 적용하면 특히 유용하다. 또한, 본 발명은 수지버르를 쉽게 형성하는 최소의 용융 컨시스턴시 또는 600포이즈 이하의 점성을 갖는 수지로 반도체장치를 봉지하는데 사용하면 특히 유용하다.
본 발명의 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형은 반도체소자가 탑재된 리이드 프레임을 탑재하기 위한 캐비티를 갖는 캐비티피스 및 반도체소자를 봉지하는 수지가 캐비티로 도입되는 서브러너를 구비하고 캐비티피스로 부터 착탈가능한 게이트피스를 포함한다. 수지봉지용 금형은 서브러너로 부터 리이드 프레임의 리이드로 누출되는 수지의 흐름을 막는 서브러너를 따라 배치된 실링댐을 또 포함한다. 따라서, 서브러너로 부터 누출된 용융 수지가 리이드를 향해 더 흐르는 것이 제한되고, 리이드상에 수지버르가 형성되는 것이 방지된다.
실링댐은 게이트부의 게이트에 밀접하게 배치된 리이드를 고정하는 클램프구조를 포함하고, 캐비티피스의 연속하는 단일구조이며, 캐비티피스의 분할면과 거의 동일 레벨인 분할면을 가질 수도 있다. 따라서, 리이드 상에 수지버르가 발생하는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있고, 금형의 제조비용이 저감될 수 있다.

Claims (3)

  1. 반도체소자가 탑재된 리이드 프레임을 탑재하기 위한 캐비티를 갖는 캐비티피스, 반도체소자를 봉지하는 수지가 상기 캐비티로 도입되는 서브러너를 포함하고, 상기 캐비티피스로 부터 착탈가능한 게이트피스 및 상기 서브러너로 부터 상기 리이드 프레임의 리이드로 누출되는 수지의 흐름을 막기 위해 상기 서브러너를 따라 배치된 실링댐을 포함하는 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형.
  2. 제1항에 있어서, 상기 실링댐은 상기 게이트부의 상기 게이트에 근접하여 배치된 상기 리이드를 고정하는 클램프수단을 포함하는 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형.
  3. 제1항에 있어서, 상기 실링댐은 상기 캐비티피스의 연속적인 단일 구조인 반도체장치를 제조하기 위한 수지봉지용 금형.
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