KR100254256B1 - 반도체 리드 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 리드프레임에 관하여 개시한 것으로서, 본 발명에 따른 반도체 리드프레임의 특징에 의하면, 종래 리드프레임의 패드에 형성된 홈보다 넓은 면적을 가지는 요철형 폐곡선 슬롯바 홈을 패드에 형성함으로써 몰딩공정시 침투되는 용융수지의 증가로 인해 칩의 상, 하면 수지가 보다 강하게 응고되어 결합력을 높일 수 있도록 한 동시에 요철형의 슬롯바 홈의 형상이 패드의 강도를 보강하고, 고온의 영향하에서 완충작용을 해줌으로써 열변형을 최소화시켜 크랙발생을 방지할 수 있도록 한 것이다.

Description

반도체 리드프레임

도1은 종래의 QFP형 반도체 리드프레임을 나타내 보인 개략적 평면구성도.

도2은 종래의 리드 프레임을 이용한 반도체 패키지의 개략적 단면구성도.

도3 및 도4는 종래 반도체 리드 프레임에 있어서 패드 표면의 절단면 형상 예를 나타내 보인 개략적 단면도.

도5는 본 발명에 의한 반도체 리드프레임의 패드부를 나타내 보인 개략적 평면 구성도.

도6은 도5의 본 발명 반도체 리드 프레임의 패드부를 발췌하여 도시한 확대도.

도7 및 도8는 도5에 도시된 본 발명 반도체 리드프레임의 패드에 각각 소형칩과 대형칩을 안착한 경우의 예를 나타내 보인 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기판 11 : 패드

12 : 내부 리드 13 : 외부 리드

14 : 타이 바 15 : 댐바

20 : 기판 21 : 패드

21a : 요철형 슬롯바 홈 21b : 비연속부

22 : 내부 리드 23 : 외부 리드

24 : 타이 바 25 : 댐바

본 발명은 반도체 리드프레임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 패키지에 있어서 반도체 칩 부위에 발생되는 변형을 최소화시킬 수 있도록 반도체 칩이 안착되는 패드의 구조를 개선한 반도체 리드프레임에 관한 것이다.

반도체 리드프레임은 웨이퍼와 함께 반도체 패키지를 이루는 핵심 구성요소의 하나로서, 반도체 패키지의 내부와 외부를 연결해 주는 도선(lead)의 역할과 반도체 칩을 지지해 주는 지지체의 역할을 한다.

이러한 반도체 리드프레임은 기억소자인 칩을 탑재하여 정적인 상태로 유지하여 주는 패드(Pad)와, 칩을 외부회로에 연결해 주는 내부 리드(Internal lead) 및 외부 리드(External lead)를 포함하는 구조로 이루어진다. 이와 같은 구조를 가지는 반도체 리드프레임은 통상 스템핑(Stamping) 프로세스와, 에칭(Etching) 프로세스라는 두가지 제조방법에 의해 만들어진다. 즉, 상기 스템핑 프로세스에 의한 반도체 리드프레임의 제조방법은 순차적으로 이송되는 프레스 금형장치를 이용하여 박판의 소재를 소정 형상으로 타발함으로써 반도체 리드프레임을 제조하는 방법이다. 이 스템핑 프로세스는 반도체 리드프레임을 대량생산할 경우에 주로 적용되고 있는 제조방법이다. 그리고, 상기 에칭 프로세스에 의한 제조방법은 화학약품을 이용하여 소재의 국소 부위를 부식시킴으로써 제품을 형성해 나가는 화학적 식각방법으로서, 이 에칭프로세스는 반도체 리드프레임의 소량생산에 주로 적용되고 있는 방법이다.

통상, 상기한 스템핑 프로세스와 에칭 프로세스라는 두가지 제조방법 중 어느 하나의 제조방법에 의해 제조되는 반도체 리드프레임은 다른 부품, 예를 들면 기억소자인 칩 등과의 조립 과정을 거쳐 반도체 패키지를 이루게 된다. 이와 같이 형성되는 반도체 패키지는 일반적으로 반도체 리드프레임에 칩이 탑재되는 형태 등의 조립구조와 기판에 탑재되는 형태 등에 따라 기판실장형(COB: Chip On Board Type), 쿼드플랫 패키지(QFP: Quad Flat Package), 듀얼 인 라인 패키지(DIP: Dual In-line Package) 등으로 구분되는 반도체 패키지로 제조된다.

도1은 종래의 일반적인 QFP형 반도체 리드프레임을 개략적으로 나타내 보인 평면 구성도로서, 이를 참조하여 그 구조에 대해 살펴보면 다음과 같다.

사각기판(10)상의 소재 중앙부에 반도체 칩이 탑재되는 사각형 패드(Pad;11)가 형성되어 있고, 이 패드(11)의 모서리부는 타이바(Tiebar;14)에 의해 지지되어 있다. 그리고, 상기 패드(11)의 둘레에는 와이어 본딩에 의해 칩내 소자의 각 단자와 선으로서 연결되는 내부 리드(Internal lead;12)가 댐바(Dambar;15)에 의해 연속하여 연결된 상태로 설치되어 있다. 또한, 상기 내부리드(12)의 외측에는 기판과의 접속을 위한 외부리드(External lead;13)가 마련되어 있는 구조를 이루고 있다.

이러한 구조를 가지는 종래의 반도체 리드프레임은 통상 열전도도가 우수한 니켈(Ni)이나 동(Cu) 합금재료를 사용하여 제작되며, 에폭시 접촉제(2)를 사용하여 반도체 칩(1)을 패드(11)에 안착시킨 후, 반도체 칩(1) 내부의 기억소자와 내부리드(12)를 와이어(3) 본딩에 의해 연결하는 동시에, 외부리드(13)와 외부의 기능부위를 연결하고, 반도체 칩(1) 안착 부위에 에폭시 수지로 보호막(4)을 형성하는 몰딩을 함으로써 도2에 그 단면 구성을 개략적으로 도시한 바와 같은 반도체 패키지로 형성된다.

한편, 상기 패드(11)에는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 반도체 칩(1)의 안착면에 기계가공에 의한 피라밋형의 홈이나 또는 화학적 부식에 의한 반달형의 홈이 형성되어 있는데, 이 홈은 도2에서와 같은 반도체 패키지를 형성할 때 몰딩공정에서 고온에 의해 용융된 액상의 수지가 흘러 들어가도록 한 것으로서, 액상 수지가 응고된 후에 칩의 결합력을 견고하게 해주는 앵커(anchor)의 역할을 하도록 하기 위한 것이다.

그러나, 이러한 구조에 있어서도 리드 프레임의 원소재 두께가 0.15mm 이하인 극박판일 경우에는 상기한 홈을 형성하는데 있어서 그 깊이의 제한 등으로 인하여 실질적으로 적절한 홈을 형성하기가 어려우므로, 극박판의 리드 프레임을 사용하는 경우에 있어서 패드 부위의 틸트(Tilt; 패드의 상하방향 기울어짐)와 플랫니스(Flatness; 패드의 웨이브 발생) 불량이 다발하여, 특히 패드의 크기가 대형일 경우에는 패키지의 크랙 발생 빈도가 높아지는 문제점이 있었다.

더욱이, 최근의 반도체 칩의 고집적화, 대형화 추세에 따라 리드 프레임도 보다 박형화, 대형화되고 있는 추세에 있으며, 이러한 추세에 따라 반도체 리드프레임의 일부 구성요소를 이루고 있는 패드의 크기가 커지게 되고, 결국 리드프레임에 있어서 패드 크기의 증가는 패드 틸트(Tilt)와 플랫니스(Flatness) 발생을 증가시켜 리드프레임의 품질 저하에 영향을 미치는 동시에 제조수율을 저하시키게 되는 문제점을 유발한다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선코자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 칩이 탑재되는 패드에 댐핑수단을 마련하여 열적 변형을 최소화시키는 동시에 다양한 규격의 칩이 탑재될 수 있도록 구조 개선된 반도체 리드프레임을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 리드프레임은, 반도체 칩이 탑재되는 사각형 패드와, 상기 칩과의 배선을 위하여 상기 패드 주위에 연속적으로 마련되는 단위 프레임과, 이 단위 프레임을 이어주는 댐바를 구비하여 된 반도체 리드프레임에 있어서, 상기 사각형 패드는 다수의 폐곡선 슬롯바 홈을 4변을 따라 띠모양으로 형성하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 반도체 리드프레임에 있어서, 특히 상기 슬롯바 홈은 요철 형상으로 형성된 것이 바람직하며, 각 슬롯바 홈 사이에는 비연속부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 반도체 리드프레임의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도5는 본 발명에 의한 반도체 리드프레임을 나타내 보인 개략적 평면구성도이다.

상기 도5를 참조하면 본 발명에 의한 반도체 리드프레임은 사각기판(20)상의 소재 중앙부에 반도체 칩이 탑재되는 직사각형패드(21)가 마련되어 있고, 상기 패드(21)의 각변 모서리부에는 타이바(24)가 마련되어 있어서, 이 타이바(24)에 의해 상기 패드(21)가 지지된다. 그리고, 상기 패드(21)의 둘레에는 와이어 본딩에 의해 칩내소자의 각 단자와 선으로서 연결되는 내부 리드(22)가 댐바(25)에 의해 연속하여 연결된 상태로 설치되어 있고, 상기 내부리드(22)의 외측에는 기판과의 접속을 위한 외부리드(23)가 마련되어 있는 구조를 이루고 있으며, 이와 같은 전체적인 구조는 종래 반도체 리드 프레임과 동일한 구조를 이루는 것이다.

도6는 본 발명에 의한 반도체 리드 프레임에 있어서 패드(21)를 발췌하여 도시한 확대도로서, 본 발명의 특징에 의하면 상기 패드(21)에는 다수의 요철형 폐곡선 슬롯바(21a)가 4변을 따라 띠모양으로 형성되어 있고, 각 슬롯바(21a) 사이에는 비연속부(21b)가 형성되어 댐핑을 유도할 수 있도록 된 구조를 이루는 것이다.

상기한 바와 같이 요철형 슬롯바가 형성된 패드를 가지는 본 발명에 의한 반도체 리드프레임은, 종래 리드 프레임의 패드에 형성된 홈보다 넓은 면적을 가지는 요철형 폐곡선 슬롯바 홈을 형성함으로써 몰딩공정시 침투되는 용융수지의 증가로 인해 칩의 상, 하면 수지가 보다 강하게 응고되어 결합력을 높일 수 있다. 이와 동시에 요철형의 슬롯바 홈의 형상이 패드의 강도를 보강하고, 고온의 영향 하에서 완충작용을 해줌으로써 크랙발생을 방지하는 역할을 하게 된다. 또한, 요철형 슬롯바홈이 이루고 있는 띠형상의 내, 외부 패드 상에는 여유 공간을 마련해둠으로써 도7 및 도8에 예시된 바와 같이 소형의 칩에서 대형의 칩에 이르기까지 다양한 칩을 탑재할 수 있도록 하여 그 적용범위를 넓힐 수 있도록 하였다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 리드 프레임은 기존 구조의 반도체 리드프레임에 있어서 패드에 다수의 요철형 폐곡선 슬롯바를 4변을 따라 띠모양으로 형성하여 댐핑을 유도할 수 있는 구조를 형성한 것으로써, 특히 200℃ 이상의 고온에서 패키지를 형성하는 경우와, 0.15mm 이하의 극박판 리드 프레임을 사용하는 경우에 있어서도 열변형을 최소화시킬 수 있는 효과를 가지므로 패드 틸트와 플랫니스(Flatness)에 의한 크랙을 감소시켜 품질 및 제조 수율 향상을 도모할 수 있도록 한 것이다.

Claims (4)

1. 반도체 칩이 탑재되는 사각형 패드와, 상기 칩과의 배선을 위하여 상기 패드 주위에 연속적으로 마련되는 단위 프레임과, 이 단위 프레임을 이어주는 댐바를 구비하여 된 반도체 리드프레임에 있어서, 상기 사각형 패드는 다수의 폐곡선 슬롯바 홈을 4변을 따라 띠모양으로 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬롯바 홈은 요철 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임.
3. 제1항에 있어서, 상기 슬롯바 홈 사이에는 비연속부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임.
4. 제1항에 있어서, 상기 슬롯바 홈이 이루고 있는 띠형상의 내, 외부 패드 상에는 여유 공간부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임.