KR100223076B1 - 리드 프레임 - Google Patents

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Abstract

(목적) 원방 타이 바아 사양의 리드 프레임에 있어서, 제품 코스트 및 원가 코스트의 저감을 도모하고, 값이 싸면서 신뢰성이 높은 수지봉합형 반도체장치를 공급한다.
(구성) 리드 프레임은 반도체 칩을 탑재하는 아일랜드(4), 아일랜드를 지지하는 지지핀(1), 반도체장치 외부에 돌출되어 있는 외부리드(2a), 반도체장치 내부에 있는 내부리드(2b) 및 수지봉합시, 수지의 유출을 방지하는 타이바아(6)를 가지며, 아일랜드(4)의 측면으로부터 뻗어 나와, 봉합수지의 표면에서 종단 또는 이 표면 보다 약간 돌출하여 종단되는 윙 리드(3)를 갖는다. 이로써, 원방 타이 바아 사양 리드 프레임에서의 조립고정에 있어서, 타이 바아 절단공정에서의 금형비용 및 공정수를 삭감할 수 있으며 버어 제거공정에서의 불량율을 저감할 수 있다.

Description

리드 프레임
제1도는 본 발명의 실시예 1의 리드 프레임의 평면도
제2도는 본 발명의 리드 프레임의 외부리드 둘레부의 확대도.
제3도는 종래의 윙 리드를 채용한 리드 프레임도.
제4도는 종래의 윙 리드를 채용한 타이 바(tie bar)사양의 리드 프레임도.
제5도는 리드성형후의 타이 바의 위치를 나타낸 측면 확대도.
제6도는 본 발명의 리드 프레임을 이용한 반도체 장치의 윙 리드 확대도.
제7도는 본 발명의 리드 프레임을 이용한 반도체 장치의 윙 리드 확대도.
제8도는 본 발명의 실시예 2의 리드 프레임의 평면도.
제9도는 종래의 리드 프레임을 나타내는 도면
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 지지핀 2 : 리드
2a : 외부리드 2b : 내부 리드
3 : 윙 리드 4 : 아일랜드
5 : 몰드 라인 6 : 타이 바
7 : 리드 프레임 8 : 수지
9 : 봉합금형 10 : 반도체 칩
11 : 연장부재 12 : 절단된 외부리드
본 발명은 리드 프레임에 관한 것이며, 특히 외부리드를 갖는 리드 프레임에 관한 것이다.
종래의 리드 프레임은 제9도에 나타내는 바와 같이 반도체 칩을 탑재하는 아일랜드(4) 아일랜드를 지지하는 당김핀(1)의 반도체 장치외부에 돌출되어 있는 리드인 외부리드(2a), 반도체 장치 내부에 있는 내부리드(2b) 및 수지 봉합시, 수지의 유출을 방지하는 타이 바(6)를 갖고 있다.
상기 종래의 수지봉합형 반도체 장치의 제조방법은 상술한 바와 같은 리드 프레임을 준비하고 리드 프레임의 아일랜드에 반도체 침을 탑재하고, 반도체 칩의 전극과 내부리드를 와이어로 본딩한 후, 제9도에 나타내는 몰드라인(5)에 따르는 형태로 수지봉합한다. 이때 리드 사이에 수지가 유출되지만, 타이 바(6)로 저지되고, 수지는 리드 사이에 버(burr)로서 남는다. 다음에 리드사이의 버와 타이 바를 금형으로 절단하게하고 이어서, 외부리드에 희망하는 도금을 실시한 후, 외부리드 선단 및 당김핀을 절단하여 리드 프레임으로부터 반도체 장치를 분리함과 동시에 외부리드를 소망의 형상으로 성형하여 수지봉합형 반도체 장치가 완성된다.
이와같은 수지봉합형 반도체 장치를 프린트 기판 등에 땜납을 통하여 실장하는 경우 땜납 침지 등의 실장시의 열적 쇼크에 의해 수지내에 침입한 수분이 외부로 빠져나가기 전에 기화하고 패키지인 수지내에서 팽창하고, 패키지에 클랙을 균열을 발생시킨다는 문제가 있었다.
이 문제를 해결하는 방법으로서 종래의 윙 리드에 채용한 리드 프레임의 도면을 나타낸다. 이 도면에 나타내는 바와 같이 종래의 당김 핀(1)과는 별도로 아일랜드(4)의 측면으로부터 연재하고 내부리드(2b)및 외부리드(2a)의 사이에 있어며, 또 타이 바(6)에 연결되어 있는 연장부재(11)를 설치하는 방법이 있다(예를들면 일본국 특개소 63-133656). 이 연장부재(11)는 아일랜드(4)를 지지하고 있지만, 이드 사이에 존재하기 때문에 종래의 당김핀(1)과는 구별하고 여기에서는 윙 리드(Wing Lead)라 칭한다.
이 윙 리드는 수지 내의 수분을 밖으로 내보내는 작용을 하므로 실장시의 가열로 균열을 방지할 수 있는 것이다. 따라서 아일랜드와 수지 봉합부의 거리가 짧은 곳에 설치되어 있으며 예를 들면 제3도에서는 패키지 길이방향의 대략 중앙에 설치되어 있다. 또 아일랜드 지지리드로서도 기능하므로 안정한 수지봉합을 실시할 수 있는 것이다.
그러나 연장부재(11)의 수지봉합부 밖에 있는 윙 리드로서 불필요한 부분은 절단제거할 필요가 있다. 그래서 종래의 리드 사이 버와 타이 바를 금형으로 절단하는 타이 바 절단공정에서 동시에 절단제거되는 것이지만, 이 윙 리드로 되는 연장부재(11)가 존재하므로 그 부분의 금형의 펀치와 다이의 형상을 윙 리드의 불필요부분 및 리드 사이 머와 타이 바를 절단 제거할 수 있도록 변경할 필요가 있었다.
한편, 종래의 타이 바에 대신하는 방법으로서 원방 타이 방법이 알려져 있다.
이 원방 타이방법은 종래 외부리드 선단의 내측에 타이 바를 형성한 것을 외부리드 선단의 외측에 타이 바를 연장한 것이 있다.
제5도(a)(b)에 종래 타이 바 법과 타이 방법을 타나내면, 종래 타이 방법은 제5도(a)와 같이 외부리드(2a)의 선단의 내측에 타이바(6)를 형성한 것이며 원방 타이 방법은 제5도(b)와 같이 외부리드(2a)선단의 외측에 타이 바(6)를 형성한 것이다.
그리고, 이 제조공정에 있어서, 제5도(a)의 종래 타이 방법에서는 수지봉합후, 금형으로 리드간의 버와 타이 바를 절단제거하고 있다. 또, 제5도(b)의 원방 타이방법에서 외부리드(2a)선단의 외측에 타이 바(6)가 설치되어 있으므로 수지봉합시에 리드간의 수지는 외부리드(2a)선단의 외측에 타이 바(6)가 형성되어 있으므로 수지 봉합시시에 리드간의 수지는 외부리드(2a)선단으로부터 외측까지 유출하게 된다. 이어서 수지봉합후에 외부리드(2a)를 도면의 리드 절단위치에서 절단한다. 이 절단에 의해 타이 바(6)도 절단제거되고, 버는 외부리드(2a)사이에 남는다.
이와 같이 외부리드(2a)의 절단에 의해 타이 바(6)도 절단제거되므로 종래의 타이방법에서와 같이 금형에서의 타이바 절단제거공정이 불필요하게 된다. 그래서 리드간의 버를 고압제트호닝(고압수의 분무)법 등으로 리드간의 버만을 제거하는 방법이 채용되게 된다.
그리고, 원방 타이버법은 제조공정에 있어서 종래의 반도체 장치의 종류별로 금형을 준비하는 것이 불필요하게해 되는 것, 또 리드간의 버의 제거는 종래 실시하고 있었던 리드상의 얇은 바의 제거공정도 동시에 실시할 수 있으며, 타이 바 절단공정이 불필요하게 되는 이점을 갖는다.
즉, 상기한 제5도는 리드 성형후의 (a)종래 타이 방법, (b)원방 타이 방법의 외부리드에 대한 타이 바의 위치관계를 나타내고 있으며, 원방 타이 방법은 외부리드에 종래의 타이 바부의 절단한 나머지가 존재하지 않으며 리드성형이 안정하게 된다는 것이 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 타이 방법에 의해 타이 바 절단금형이나 타이 바 절단공정이 불필요해 지는 것 및 리드성형을 안정하게 하는 것을 목적으로 하는 리드형상을 얻을 수 있지만, 원방 타이 바에, 상기 종래의 기술로 나타낸 연장부재의 수지봉합부 밖에 있는 윙 리드의 불필요한 부분을 절단제거하여 형성하는 윙 리드를 구비할 경우에는 외부리드(2a)의 절단에 의해 타이 바(6)도 절단되지만, 윙 리드도 외부리드(2a)와 같은 길이로 남게 된다. 리드간의 버는 고압제트호닝법으로 제거할 수 있지만 고압제트호닝법에서는 윙 리드로서의 불필요부분의 제거는 불가능하며, 결과로서 윙 리드절단금형을 준비하여 윙 리드 절단공정을 추가하는 것이 필요해 지고, 그때문에 원방 타이 바의 전술과 같은 효과를 대폭적으로 잃게 된다.
또, 제4도에 종래의 윙 리드를 채용한 원방 타이 바 사양의 리드 프레임의 도면을 나타낸다. 이 제4도의 윙 리드를 채용한 종래의 리드 프레임으로 타나내는 것에서는 윙 리드(3)와 외부리드(2a)의 간격이 좁아진다.
그래서 원방 타이 바 사양으로 고압제트호닝을 외부리드(2a)간의 버를 제거하는 조건으로 사용한 경우 윙 리드(3)와 외부리드(2a)의 사이의 버는 제거되지 않는다. 여기에서 그 부분의 버를 제거하기 위하여 고압제트호닝의 조건을 변경하며 외부리드(2a)가 변형 된다는 문제점이 있었다.
또한, 원방 타이 방법에 관계없이 내부리드(2b)를 설계할 때에도, 윙 리드(3)가 타이 바(6)에 접속되어 있을 경우 윙 리드 절단금형에 의해 윙 리드 위치가 고정되므로 내부리드(2b)의 설계의 자유도가 제한 된다는 문제점도 있었다.
본 발명은 아일랜드의 측면으로부터 연장하여 봉합수지의 표면에서 종단 또는 이 표면 보다 약간 돌출하여 종단되는 하나 이상의 윙 리드를 갖는 것을 특징으로 하는 리드 프레임이다.
또, 본 발명은 아일랜드의 측면으로부터 연장하여 본지수지의 표면에서 종단 또는 이 표면 보다 약간 돌출하여 종단하는 윙 리드를 가지며, 또 외부리드 선단의 외측에 타이 바를 구비한 것을 특징으로 하는 리드 프레임이다.
본 발명에 있어서, 윙 리드가 아일랜드의 측면으로부터 연장하여 봉합수지의 표면에서 종단 또는 이 표면 보다 약간 돌출하여 종단하는 것이므로, 윙 리드 절단금형이나 윙 리드 절단공정이 불필요해 지는 것으로 또, 외부리드 사이에 잉 리드가 존재하지 않으므로 고압제트호닝법으로의 버 제거공정에서의 불량율을 대폭적으로 저감시킬 수 있다는 것이다. 그리고 그 윙 리드가 수지내의 수분을 밖으로 내보내는 작용을 하고 또 아일랜드 지지 리드로서도 기능하는 것이다.
다음에 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
[실시예1]
제1도는 본 발명의 리드 프레임의 평면도를 나타내고 있다.
리드 프레임은 반도체 칩을 탑재하는 아일랜드(4), 아일랜드를 지지하는 지지핀(1), 반도체 장치외부에 돌출되어 있는 리드인 외부리드(2a), 반도체 장치 내부에 있는 내부 리드(2b) 및 수지봉합시, 수지의 유출을 방지하는 타이 바(6) 및 윙 리드(3)를 갖고 있다.
본 발명의 리드 프레임은 원방 타이 바 사양이며, 아일랜드(4)의 측면으로부터 연장된 윙 리드(3)가 몰드라인(5)보다 약간 돌출하여 종단되어 있다.
제2도는 본 발명의 리드 프레임의 윙 리드(3)주변부의 확대도이다.
윙 리드(3)의 선단은 몰드라인(5)에 대하여 봉지수지의 표면에서 종단 또는 이 표면 보다 약간 돌출하여 종단되는 것으로 예를들면 0.05~0.2mm정도 타이 바(6)에 돌출하여 종단되어 있다.
제7도는 수지봉합형 반도체장치의 제조에 있어서의 수지봉합공저에서의 봉합금형(9) 및 반도체장치의 단면도이다.
리드 프레임의 아일랜드(4)에 반도체 칩(10)을 탑재하고 반도체 칩의 전극과 내부리드를 와이어로 본딩 후, 봉합금형(9)으로 윙 리드(3)의 종단을 조여 몰드라인에 따른 형태로 수지봉합한다.
이와같이 봉합금형(9)으로 윙 리드(3)의 존단을 조임으로써 윙 리드(3)의 위치가 고정됨으로써 아일랜드(4)의 지지력이 강해지고 윙리드의 효과인 안정한 봉합작업이 가능하다.
제6도는 본 발명의 리드 프레임을 이용한 반도체 장치의 윙 리드(3)부 주변의 확대도이다. 제5도에서는 수지(8), 윙 리드(3), 외부리드(2a)를 나타내고 이것은 수지봉합후의 윙 리드(3)의 돌출상태를 나타내고 있으며, 윙 리드(3)의 수지(8)로부터의 돌출량은 예를 들면 봉합공정에서의 봉합오차가 0.05mm정도이므로, 0 ~ 0.25mm정도로 되는 것이다.
여기에서 돌출량이 0보다 작은 경우는 수분의 빠져나감길인 윙 리드가 수지표면에 달하지 못하므로 반도체 장치내의 수분을 내보낼 수 없다.
0.25mm정도를 초과하면 봉합장치 등의 자유인식부가 윙 리드와 외부리드를 오인식해 버린다. 윙 리드와 외부리드를 오인식해 버리면 봉합장치 등으로 작업전에 행하고 있는 리드수 등을 인식하여 제품의 품종을 자동 식별하는 것이 힘들어 진다.
[실시예 2]
제8도에 본 발명의 실시예 2를 나타낸다.
제8도에서는 상기 실시예 1과 동일하게 리드 프레임은 반도체 칩을 탑재하는 아일랜드(4) 아일랜드를 지지하는 당김핀(1), 반도체 장치 외부에 돌출되어 있는 리드인 외부리드(2a), 반도체장치 내부에 있는 내부리드(2b) 및 수지봉합시, 수지의 유출을 방지하는 타이 바(6) 및 윙 리드(3)를 갖고 있는 것으로 이 실시예에서는 아일랜드(4)의 측면 보다 복수의 윙 리드가 연장하고 있어 봉합공정에서의아일랜드(4)의 유지력이 강해지며 반도체 장치 내부의 수분이 보다 외부로 빠져나가기 쉽게 되어 있는 것이다.
이상, 실시예에서 설명한 바와 같이 상기 실시예 1에 의한 리드 프레임을 사용하여 수지봉합형 반도체장치를 제조하는 경우는 윙 리드 절단공정을 필요로 하지 않으며 종래의 원방 타이 방법과 동일한 방법으로 실시할 수 있다. 또한 윙 리드의 위치에 대해서도 금형에 제약받는 일 없이 자재롭게 형성할 수 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 아일랜드의 측면으로부터 연장하여 봉합수지의 표면에서 종단 또는 표면보다 약간 돌출하여 종단하는 윙리드를 갖는 것으로 원방 타이 방법으로 윙 리드를 채용하여도 윙 리드 절단금형이나 윙 리드 절단공정이 불필요해지며, 원방 타이버의 본래의 효과를 얻을 수 있다.
또, 외부리드간에 윙 리드가 존재하지 않으므로 고압제트호닝법으로의 버 제거공정에서의 불량율이 대폭적으로 저감할 수 있다는 효과를 갖는 것이다.
또한, 내부리드 설계에 있어서도 타이 바 절단금형이나 윙 리드 절단 금형이 불필요하므로 윙 리드 위치에 설계전부터 고정되어 있기 때문에 내부리드 설계의 자유도가 높아진다는 효과를 얻으며, 윙 리드의 수도 늘릴 수 있으므로 윙 리드의 효과를 더욱 높일 수 있다는 효과도 얻을 수 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 반도체 칩을 탑재하는 아일랜드, 상기 아일랜드로부터 연장하여 상기 아일랜드를 지지하는 하나 이상의 지지핀, 상기 아일랜드로부터 분리된 위치로부터 개시하여 몰드라인에서 종단되는 내부 리드 및 상기 내부 리브의 종단부로부터 외부 단부까지 연속하여 외부로 연장하는 외부 리드를 갖는 상기 아일랜드를 둘러싸며 상기 아일랜드로부터 분리된 복수의 외부 연장 리드,
    상기 몰드라인으로부터 멀리 위치되어 상기 리드를 서로 결합시켜 수지패키징이 수행되는 경우 수지의 유출을 방지하는 하나 이상의 타이바, 및
    한쌍의 인접한 리드 사이의 상기 아일랜드로부터 외부로 연장하여 상기 타이바로부터 분리하여 상기 몰드 라인에서 또는 상기 몰드라인의 약간 외부에서 종단된 하나 이상의 윙리드를 구비하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  2. 제1항에 있어서 상기 타이바는 상기 외부 리드의 외부 단부에 인접하여 위치되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.
  3. 제1항에 있어서 한쌍의 상기 지지핀은 상기 아일랜드의 제1쌍의 대항 측부로부터 상기 리드 프레임의 2개의 대항 측부로 외부로 연장하고, 한쌍의 상기 윙리드는 한쌍의 상기 지지핀이 연장하는 상기 제1쌍의 대항측부와 직교하는 상기 아일랜드의 제2쌍의 대항 측부로부터 외부로 연장하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임
  4. 제1항에 있어서, 한쌍의 상기 지지핀은 상기 아일랜드의 제1쌍의 대항 측부로부터 상기 리드 프레임의 2개의 대항 측부로 외부로 연장하고 2개의 쌍의 상기 윙리드는 한쌍의 상기 지지핀이 연장하는 상기 제1쌍의 대항 측부와 직교하는 상기 아일랜드의 제2쌍의 대항측부로부터 외부로 연장하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임
  5. 제2항에 있어서 한쌍의 상기 지지핀은 상기 아일랜드의 제1쌍의 대항측부로부터 상기 리드 프레임의 2개의 대항 측부로 외부로 연장하고 한쌍의 상기 윙리드는 한쌍의 상기 지지핀이 연장하는 상기 제1쌍의 대항측부와 직교하는 상기 아일랜드의 제2쌍의 대항 측부로부터 외부로 연장하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임
  6. 제2항에 있어서, 한쌍의 상기 지지핀은 상기 아일랜드의 제1쌍의 대항 측부로부터 상기 리드 프레임의 2개의 대항 측부로 외부로 연장하고 2개의 쌍의 상기 윙리드는 한쌍의 상기 지지핀이 연장하는 상기 제1쌍의 대항측부와 직교하는 상기 아일랜드의 제2쌍의 대항측부로부터 외부로 연장하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임
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