KR100251863B1

KR100251863B1 - 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법

Info

Publication number: KR100251863B1
Application number: KR1019970064128A
Authority: KR
Inventors: 김승모
Original assignee: 김규현; 아남반도체주식회사
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR19990043141A

Abstract

본 발명은 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 몰딩시에 봉지수단의 유동성을 향상시키고 보이드 및 와이어의 쏠림 현상 등을 제거하기 위해 봉지수단이 안착되는 컬과, 상기 컬에 연결되어 형성됨으로써 상기 봉지수단이 흘러갈 수 있도록 하는 런너와, 상기 런너에 일렬로 연결되어 반도체패키지자재를 몰딩하는 다수의 캐비티로 이루어진 바텀다이와, 상기 바텀다이와 대칭된 형태를 하는 탑다이로 이루어진 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조에 있어서, 상기 탑다이 및 바텀다이의 런너에 연결된 캐비티는 다수개가 직접 일렬로 연통되어 길게 형성되어 있고, 상기 각각의 캐비티 경계 부분에는 돌기가 형성되어 있는 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법.

Description

반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법

본 발명은 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면 몰딩시에 봉지수단의 유동성을 향상시키고 보이드 및 와이어의 쏠림 현상 등을 제거할 수 있는 반도체패키지제조용 쓰루게이트금형의 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체패키지의 제조 공정은 웨이퍼에서 다수의 반도체칩을 각각 잘라 내는 절단공정, 상기 반도체칩을 미리 준비된 리드프레임 등에 접착시키는 다이본딩공정, 상기 반도체칩과 리드프레임의 소정 부분을 전도성와이어로 본딩하는 와이어본딩공정, 상기 반도체칩, 전도성와이어, 리드프레임 등을 외부의 전기적, 기계적, 화학적 환경으로부터 보호하기 위해 봉지수단으로 몰딩하는 몰딩공정, 상기 몰딩된 반도체패키지에서 리드프레임을 소정의 원하는 형상으로 자르고 성형하는 트림(Trim) 및 포밍(Forming)공정, 상기 반도체패키지의 일면에 제조회사나 로고(Logo) 등을 프린팅(Printing)하는 마킹(Marking)공정 등으로 이루어져 있다.

이러한 많은 공정중에서 봉지수단을 이용하여 몰딩하는 몰딩공정은 소정의 금형을 이용하여 실시하며 상기 금형중에서도 종래의 쓰루게이트(Through Gate)금형 구조를 첨부된 도1a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

일반적인 쓰루게이트금형(10')은 다른 여러 금형과 마찬가지로 크게 탑다이(Top Die)와 바텀다이(Bottom Die)로 이루어져 있으며 상기 탑다이와 바텀다이는 서로 대칭된 형태를 하고 있다. 이중에서 도1a는 쓰루게이트금형(10')에서 바텀다이(10a')를 도시한 평면도로서 측면에 다수의 컬(12')이 형성되어 봉지수단(22'), 예를 들면 에폭시몰드컴파운드(Epoxy Mold Compound) 등을 고압으로 흘려 보낼 수 있도록 되어 있고, 상기 컬(12')에는 역시 다수의 런너(14')가 연결 형성되어 봉지수단(22')이 흘러가는 길 역할을 할 수 있도록 되어 있으며, 상기 런너(14')에는 실제 반도체패키지자재(24')가 안착되어 몰딩되는 캐비티(16')가 다수 형성되어 있다. 상기 캐비티(16')는 일렬로 다수개가 연결되어 있는데 각 캐비티(16') 사이에는 그 캐비티(16')보다 폭 및 높이가 작은 게이트(18')가 형성되어 서로 연통됨으로써 각 캐비티(16')로 봉지수단(22')이 신속히 흘러갈 수 있도록 되어 있다.

도면중 미설명부호 20'는 몰딩 공정중에 캐비티(16')내에서 공기를 빼어주기 위한 에어벤트이다.

이러한 쓰루게이트금형(10')을 이용하여 반도체패키지를 제조하는 방법은 도1a의 A-A'선 단면을 도시한 도1b에서 볼수 있는 바와 같이 바텀다이(10a')와 탑다이(10b') 사이에 각 반도체패키지자재(24')를 안착시켜 놓고, 상기 바텀다이(10a')와 탑다이(10b')를 밀착시킨 후에 컬(12')에 고체상의 봉지수단(22', 펠렛)을 넣고 고열 및 고압으로 램을 이용하여 밀어주게 된다. 그러면 상기 고체상의 봉지수단(22')은 액체상태로 변화하면서 각 런너(14') 및 게이트(18')를 통해 각각의 캐비티(16')에 모두 충진된다. 한편, 이와 같이 봉지수단(22')이 충진될 때 캐비티(16')내의 공기는 에어벤트(20')를 통해 모두 빠져나감으로써 보이드(Void)를 감소시키고 또한 그 봉지수단(22')이 부드럽게 흘러 들어감으로써 반도체패키지자재(24')의 한 구성 요소인 와이어의 쏠림 현상을 방지할 수 있도록 도모하고 있다. 이와 같이 모든 캐비티(16')에 봉지수단(22')이 채워지고 소정의 시간이 지난 후에는 상기 탑다이(10a')를 들어내고 바텀다이(10b')상의 게이트(18') 및 런너(14')에 남아 있는 봉지수단(22')의 찌꺼기를 분리 및 제거시킴으로서 낱개의 반도체패키지를 제조하게 된다.

그러나 이러한 종래의 쓰루게이트금형(10') 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법은 각 캐비티(16') 사이에 통로로써 형성된 게이트(18')의 폭 및 넓이가 작기 때문에 상기 봉지수단(22')의 유동성이 매우 저하되어 컬(12')에서 멀리 떨어진 캐비티(16')일수록 불완전하게 몰딩될 확률이 높다. 또한 상기 게이트의 폭 및 넓이가 작음으로써 그것을 통과한 봉지수단(22')에는 심한 와류현상이 발생하여 보이드가 심하게 발생하고 그 압력이 주변보다 높음으로써 반도체패키지자재의 와이어가 쏠리는 문제점을 야기한다. 더불어서 랜덤억세스메모리(RAM)와 같이 동일한 형태의 반도체패키지를 다수개 필요로 하는 분야에서는 일련의 분리되지 않은 반도체패키지를 구비함으로써 메인보드에의 실장이나 패킹(Packing) 작업이 유리하지만 종래의 쓰루게이트금형의 구조하에서는 이러한 것이 실현 불가능한 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 몰딩시에 봉지수단의 유동성을 향상시킴과 더불어 보이드 및 와이어의 쏠림 현상 등을 제거할 수 있으며, 일련의 연속된 반도체패키지를 제조할 수 있는 반도체패키지제조용 쓰루게이트금형의 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법을 제공하는데 있다.

도1a는 종래의 쓰루게이트금형의 구조를 도시한 평면도이고 도1b는 사용상태를 도시한 단면도이다.

도2a는 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조를 도시한 평면도이고 도2b는 사용 상태를 도시한 단면도이다.

도3은 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형으로 제조된 반도체패키지를 도시한 상태도이다.

- 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 ; 쓰루게이트금형(Through Gate Mold) 10a ; 바텀다이

10b ;탑다이 12 ; 컬(Cull)

14 ; 런너(Runner) 16 ; 캐비티(Cavity)

18 ; 돌기 20 ; 에어벤트(Air Bent)

22 ; 봉지수단 24 ; 반도체패키지자재

30 ; 반도체패키지 32 ; 덴트(Dent)

34 ; 리드(Lead) 36 ; 몸체

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 쓰루게이트금형의 구조는 봉지수단이 안착되는 컬과, 상기 컬에 연결되어 형성됨으로써 상기 봉지수단이 흘러갈 수 있도록 하는 런너와, 상기 런너에 일렬로 연결되어 반도체패키지자재를 몰딩하는 다수의 캐비티로 이루어진 바텀다이와, 상기 바텀다이와 대칭된 형태를 하는 탑다이로 이루어진 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조에 있어서, 상기 탑다이 및 바텀다이의 런너에 연결된 캐비티는 다수개가 직접 일렬로 연통되어 길게 형성되어 있고, 상기 각각의 캐비티 경계부분에는 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 쓰루게이트금형을 이용한 반도체패키지의 제조 방법은 탑다이 및 바텀다이의 런너에 다수개의 캐비티가 일렬로 직접 연통되어 형성되어 있으며, 각각의 캐비티 경계부분에는 돌기가 형성되어 있는 쓰루게이트금형을 구비하는 단계와, 상기 각각의 캐비티에 반도체패키지자재를 안착시켜놓고 상기 런너 및 이에 일렬로 연결된 다수의 캐비티 내측으로 봉지수단을 고압으로 흘려보내 몰딩하는 단계와, 상기 몰딩이 완료된 일련의 연속된 반도체패키지에서 리드를 트림 및 포밍하여 스트립 형태로 반도체패키지를 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 첨부된 도2a는 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형(10)중 바텀다이(10a)를 도시한 평면도이고, 도2b는 도2a의 B-B'선 단면으로 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형(10)에 반도체패키지자재(24)가 몰딩되는 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 쓰루게이트금형(10)의 구조는 고체상의 봉지수단(22)이 안착되는 컬(12)과, 상기 컬(12)에 연결되어 형성됨으로써 액체로 변화된 봉지수단(22)이 고압으로 흘러갈 수 있도록 하는 런너(14)와, 상기 런너(14)에 일렬로 연결되어 반도체패키지자재(24)를 몰딩하는 다수의 캐비티(16)가 바텀다이(10a)를 이루고 있다. 여기서 상기 바텀다이(10a)의 상부에 위치되는 탑다이(10b)는 상기 바텀다이(10a)와 같이 컬(12), 런너(14) 및 캐비티(16)가 각각 대칭되어 형성되어 있다.

한편, 상기 바텀다이(10a)의 런너(14)에 일렬로 연결된 캐비티(16)는 다수개가 직접 연통되어 길게 형성됨으로서 봉지수단(22)이 유동성의 저하 현상 없이 마지막 캐비티(16)까지 용이하게 흘러들어 갈 수 있도록 되어 있다. 또한 상기 캐비티(16)의 경계부분에는 소정의 돌기(18)가 형성되어 있음으로써 반도체패키지가 몰딩되었을 때 각 반도체패키지(30)의 경계 부분에 덴트(32)가 형성될 수 있도록 하였다. 여기서 상기 돌기(18)의 크기는 봉지수단(22)의 유동성을 저하시키지 않는 범위내에서 그 크기에 제한이 있는 것은 아니다.

그리고 상기 각각의 돌기(18)에는 에어벤트(20)를 형성함으로써 몰딩중에 상기 캐비티(16) 내의 공기가 빠져나갈 수 있도록 하여 보이드 문제를 해결할 수 있도록 하였다.

이러한 에어벤트(20)는 바텀다이(10a)의 돌기(18)에 형성하거나 또는 탑다이(10b)의 돌기(18)에 형성할 수 있으며 일정한 제한이 있는 것은 아니다.

상기와 같은 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형(10)을 이용하여 반도체패키지를 제조하는 방법은 다음과 같다.

먼저 각각의 캐비티(16)에 와이어본딩이 완료된 반도체패키지자재(24)를 안착시킨다. 이어서 컬(12)에 고체상태의 봉지수단(22)을 안착하여 도시되지 않은 소정의 램을 하강시킴으로서 상기 컬(12)에 고압 및 고온이 제공되도록 하여 그 봉지수단을 액체화시킨다. 이렇게 액체화된 봉지수단(22)은 상기 램의 연속적인 하강에 의해 컬(12)에 이어진 런너(14)를 따라서 각 캐비티(16)로 신속하게 이동하게 되며 이때 상기 각각의 캐비티(16)에는 종래와 같은 게이트가 형성되어 있지 않고 단지 일정 크기의 돌기(18)만이 형성되어 있음으로써 아무런 저항없이 마지막 캐비티(16)까지 흘러들어 가게 된다. 여기서 상기 돌기(18)에는 에어벤트(20)가 형성되어 있음으로써 몰딩중에 캐비티(16)내의 모든 공기를 바깥으로 빼내게 된다.

상기와 같이 몰딩이 완료된후에는 탑다이 및 바텀다이를 해제하고 런너(14)에 형성된 봉지수단의 찌꺼기를 제거하여, 일련의 연속된 스트립 형태의 반도체패키지를 형성한다. 이와 같은 스트립 형태의 반도체패키지는 곧 다음 공정으로 이송하여 리드(34)부분을 트림 및 포밍함으로써 도2c에 도시된 바와 같은 스트립 형태의 반도체패키지가 완성된다. 참고로 본 발명의 반도체패키지 제조 공정 중에는 종래와 같이 금형에 게이트가 형성되어 있지 않음으로써 게이트상의 봉지수단 찌꺼기를 제거하지 않아도 되는 장점이 있다.

한편, 상기와 같은 방법으로 제조된 반도체패키지(30)는 도2c에 도시된 바와 같이 캐비티(16)에 형성된 돌기(18)로 인해 소정의 덴트(32)가 형성되어 있음으로써 각 유닛을 구분지을 수 있도록 되어 있다. 이러한 스트립 형태의 반도체패키지(30)는 스트립 형태 그대로 팩킹하거나 인쇄회로기판에 실장할수 있으며, 또한 소정의 절단수단을 이용함으로써 각 유닛으로 분리하여 사용하는 것도 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 의한 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형 구조 및 이를 이용한 반도체패키지의 제조 방법에 의하면, 쓰루게이트 금형을 형성함에 있어서 각 캐비티 사이에 게이트를 형성하지 않고 직접 연통되도록 형성하되 그 경계부분에는 일정크기의 돌기를 형성하고 또한 그 돌기에 에어벤트를 형성함으로써 액체상의 봉지수단이 용이하게 동일한 압력으로 마지막 캐비티까지 흘러들어 갈 수 있도록 하여 봉지수단의 유동성을 향상시키고 또한 그로 인한 반도체패키지의 보이드 및 와이어의 쏠림 현상도 방지하는 효과가 있다. 또한 일련의 연속된 스트립 형태의 반도체패키지를 제조하게 됨으로써 각각의 유닛으로 절단할 필요없이 직접 메인보드등에 실장 가능하고 팩킹도 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.

Claims

봉지수단이 안착되는 컬과, 상기 컬에 연결되어 형성됨으로써 상기 봉지수단이 흘러갈 수 있도록 하는 런너와, 상기 런너에 일렬로 연결되어 반도체패키지자재를 몰딩하는 다수의 캐비티로 이루어진 바텀다이와, 상기 바텀다이와 대칭된 형태를 하는 탑다이로 이루어진 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조에 있어서,

상기 탑다이 및 바텀다이의 런너에 연결된 캐비티는 다수개가 직접 일렬로 연통되어 길게 형성되어 있고, 상기 각각의 캐비티 경계부분에는 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조.
제1항에 있어서, 상기 돌기는 몰딩시 공기가 빠져나갈 수 있도록 에어벤트가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체패키지 제조용 쓰루게이트금형의 구조.
반도체패키지의 제조 방법에 있어서,

탑다이 및 바텀다이의 런너에 다수개의 캐비티가 일렬로 직접 연통되어 형성되어 있으며 각각의 캐비티 경계부분에는 돌기가 형성되어 있는 쓰루게이트금형을 구비하는 단계와;

상기 각각의 캐비티에 반도체패키지자재를 안착시켜놓고 상기 런너 및 이에 일렬로 연결된 다수의 캐비티 내측으로 봉지수단을 고압으로 흘려보내 몰딩하는 단계와;

상기 몰딩이 완료된 일련의 연속된 반도체패키지에서 리드를 트림 및 포밍하여 스트립 형태로 반도체패키지를 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 쓰루게이트금형을 이용한 반도체패키지의 제조 방법.