KR100351921B1 - 반도체 패키지 제조용 리드프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리드프레임의 구조를 개선하여 몰드수지의 유동성을 향상시키고 메탈 프로트루젼 불량을 방지하는 한편 어셈블리 공정을 스트립 폼으로 진행할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 프레임 몸체부(2)와, 상기 몸체부(2)의 각 모서리쪽으로부터 프레임 내측으로 연장형성되는 타이바(3)와, 상기 타이바(3)에 연결되어 몸체부(2) 중심에 위치하며 그 상부면에 반도체칩이 탑재되는 사각판형의 다이패드(4)와, 상기 다이패드(4) 외측 둘레에 위치하도록 리드프레임(1)로부터 내측으로 연장형성되는 복수개의 인너리드(5)가 구비된 리드프레임(1)에 있어서; 상기 프레임 몸체부(2)의 각 모서리 영역에, 인너리드(5) 내측의 공간과 연통하는 몰드 유입홈(7)이 몰디드 바디라인(8)으로부터 외측으로 일정거리(L) 만큼 물러나도록 형성되고, 상기 몰드 유입홈(7) 양측의 엔드 댐바(9a)의 폭은 이웃하는 다른 댐바(9)의 폭 이상이 되도록 형성되며, 상기 프레임 몸체부(2) 모서리와 다이패드(4)를 연결하는 타이바(3)는 상기 몰디드 바디라인(8)에 대해 직교하면서 상기 몰드 유입홈(7)을 양분하도록 형성되는 반도체 패키지 제조용 리드프레임이 제공된다.

Description

반도체 패키지 제조용 리드프레임{lead frame for fabricating semiconductor package}

본 발명은 반도체 패키지 제조용 리드프레임에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리드프레임의 구조를 개선하여 몰드수지의 유동 불량 및 메탈 프로트루젼 불량을 방지하는 한편 어셈블리 공정을 스트립 폼(strip form)으로 진행할 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 반도체 산업에서 집적회로에 대한 패키징 기술은 소형화에 대한 요구 및 실장 신뢰성을 만족시키기 위해 지금까지 계속 발전해오고 있다.

즉, 소형화에 대한 요구는 칩 스케일에 근접한 패키지에 대한 개발을 가속화시키고 있으며, 실장 신뢰성에 대한 요구는 실장작업의 효율성 및 실장후의 기계적·전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있는 패키지 제조 기술의 중요성을 한층 부각시키고 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 리드프레임 및 이를 이용한 반도체 패키지 제조과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1은 몰드게이트가 오벌(Oval) 형태로 디자인된 리드프레임으로서, 일반적으로 널리 사용되고 있는 QFP(Quad Flat Package)용 리드프레임(1a)이다.

이와 같은 구조의 리드프레임(1a)은 패지지 몰디드 바디(molded body)의 치수가 큰 타입의 패키지 제조시에는 적합하나, 몰디드 바디의 치수가 작고 리드수가 많은 TQFP(Thin Quad Flat Package)나 LQFP(Low Quad Flat Package)에는 몰딩 공정시의 몰드수지의 유동 특성이 좋지 않아 적용하기 어려운 문제점이 있다.

즉, 도 1의 리드프레임(1)은 그 구조적인 특징상, 오벌 형태의 몰드게이트 영역중 몰디드 바디라인(8)(molded body line) 내측에 위치하는 부분의 면적이 매우 좁고 이 부분이 타이바(3) 상에 형성되어 있어, 몰딩 공정 수행시, 몰드수지가 몰디드 바디라인(8) 내측으로 유입되는 과정에서 타이바(3)의 저항을 받게 되고 몰디드 바디라인(8) 내로의 유입면적이 좁아 몰드수지의 유동특성이 나빠지게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 오벌 형태로 디자인된 몰드게이트를 갖는 리드프레임(1a)의 문제점을 해소하기 위해 후술하는 바와 같은 몰드게이트 구조를 갖는 리드프레임(1a)이 개발되어 사용되고 있다.

상기에서 몰디드 바디라인(8)은 몰딩수지가 주입되어 경화되므로써 형성되는 패키지 바디 영역을 가리킨다.

도 2 는 전술한 리드프레임(1a)의 단점을 해소하기 위한 리드프레임의 다른 예를 나타낸 것으로서, 델타 형태의 몰드게이트를 갖는 리드프레임(1b)이다.

이와 같이 몰드게이트가 델타 형태로 디자인 된 리드프레임(1b)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이 타이바(3)와 인너리드(5) 사이의 비교적 넓은 유동로를 통해 몰드수지의 유입이 이루어지게 되므로 몰드수지에 대한 리드프레임의 간섭을 줄여 몰드수지의 유동특성을 향상시킬 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 델타 형태의 몰드게이트를 갖는 리드프레임(1b)에서는 몰드수지의 유동특성은 향상되나 그 구조적인 특징상, 패키지 제조시 다음과 같은 여러 가지 문제점이 야기하게 되는 단점이 있었다.

먼저, 델타 형태의 몰드게이트를 갖는 리드프레임(1b)에서는 도 2를 통해 알 수 있듯이 리드프레임(1b)의 모서리 부분을 지나는 몰디드 바디라인(8)이 타이바(3)에 대해 직교하지 않고 비스듬히 경사진 형태를 나타내게 된다.

따라서, 수지 몰딩 공정 진행 후에 수행되는 타이바(3) 컷팅시에 타이바(3)가 정확하게 절단되지 못하는 문제점이 있었다.

즉, 타이바(3) 컷팅시, 펀치에 의한 타이바(3) 절단이 정확하게 이루어지지 않아 타이바(3)의 절단면이 깨끗하지 않고 불규칙적으로 돌출된 부분을 갖는 메탈 프로트루젼(metal protrusion) 불량이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 도 2 및 도 3에 나타낸 델타(delta) 형태의 몰드게이트 구조를 갖는 리드프레임(1b)은, 모서리 부분의 기하학적 특징상, 게이트 쪽에 위치한 엔드 리드와 게이트 메탈 사이의 간격(d)이 좁아 댐바 제거를 위해 진행되는 트림(trim) 공정에서 엔드 댐바(9b)의 제거가 불가능하게 되어 있다.

이에 따라, 엔드 댐바(9b)의 제거를 위해서는 트림공정 수행시 리드프레임 모서리부의 타이바(3)에 대한 컷팅을 동시에 수행하여야 한다.

즉, 트리밍 공정 수행시에 엔드 댐바(9b)를 제외한 나머지 댐바(9)에 대한 댐바 컷팅, 타이바 컷팅 및, 엔드 댐바 컷팅이 동시에 수행되는데, 댐바 펀치(도시는 생략함)의 하강시에 엔드 댐바(9b)를 제외한 댐바(9)에 대한 컷팅이 이루어지고, 타이바(3)를 컷팅하는 핀치 컷 펀치(도시는 생략함)의 하강시에 엔드 댐바(9b)가 타이바(3)와 함께 컷팅된다.

그러나, 이와 같이 트리밍 공정에서 타이바 컷팅이 이루어질 경우, 델타 형태의 몰드게이트 구조를 갖는 도 2 및 도 3의 종래 리드프레임(1b)은 후공정인 포밍공정에서 아웃터리드(6)에 대한 포밍 작업 수행을 위해 써포트바를 절단할 경우, 스트립으로부터 패키지 바디가 분리(singulation)되어 유니트 상태로 되는 단점이 있었다.

이와 같이, 패키지 바디가 스트립으로부터 분리되어 아웃터리드(6)에 대한 포밍을 유니트 상태에서 행할 경우에는 아웃터리드에 대한 포밍을 스트립 상태에서 진행할 때에 비해 어셈블리 공정의 생산성이 2배 이상 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

즉, 일반적으로 스트립 상태에서 포밍공정을 진행할 때에 비해, 개별 유니트 상태에서 포밍공정을 진행할 때에는 최소한 2배 이상 생산성이 저하된다.

따라서, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 종래의 리드프레임(1b)에서는 몰드수지의 유동특성은 향상시킬 수 있으나, 타이바(3) 절단시 메탈 프로트루젼 불량 및 스트립 상태에서의 포밍공정 진행이 불가능하게 되는 등 새로운 문제점을 야기시키는 구조적인 한계가 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리드프레임의 몰드게이트가 위치하는 모서리 부분의 구조 개선을 통해, 몰드수지의 유동특성을 향상시킴과 더불어 타이바 절단시의 절단면 불량이 해소되고 스트립 상태에서의 포밍공정 진행이 가능하도록 한 반도체 패키지 제조용 리드프레임을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 리드프레임의 제1예를 나타낸 것으로서, 몰드 게이트 쪽의 형상을 나타낸 요부 평면도

도 2는 종래 리드프레임의 제2예를 나타낸 평면도

도 3은 도 2의 A부 확대도로서, 몰드 게이트 쪽에서의 에폭시 유동 경로를 나타낸 평면도

도 4는 본 발명에 따른 리드프레임을 나타낸 평면도

도 5는 도 4의 B부 확대도로서, 몰드 게이트 쪽에서의 에폭시 유동 경로를 나타낸 평면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:리드프레임 2:프레임 몸체부

3:타이바 4:다이패드

5:인너리드 6:아웃터리드

7:몰드 유입홈 8:몰디드 바디라인

9:댐바 9a:엔드 댐바

10:요입홈

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 프레임 몸체부와, 상기 몸체부의 각 모서리쪽으로부터 프레임 내측으로 연장형성되는 타이바와, 상기 타이바에 연결되어 몸체부 중심에 위치하며 그 상부면에 반도체칩이 탑재되는 사각판형의 다이패드와, 상기 다이패드 외측 둘레에 위치하도록 프레임 몸체부로부터 내측으로 연장형성되는 복수개의 인너리드가 구비된 리드프레임에 있어서; 상기 프레임 몸체부의 각 모서리 영역에, 인너리드 내측의 공간과 연통하는 몰드 유입홈이 몰디드 바디라인으로부터 외측으로 일정거리(L) 만큼 물러나도록 형성되고, 상기 몰드 유입홈 양측의 엔드 댐바의 폭은 이웃하는 다른 댐바폭 이상이 되도록 형성되며, 상기 프레임 몸체부 모서리와 다이패드를 연결하는 타이바는 상기 몰디드 바디라인에 대해 직교하면서 상기 몰드 유입홈을 양분하도록 형성됨을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 리드프레임이 제공된다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면 도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 리드프레임을 나타낸 것으로서, 몰드 게이트 쪽의 형상을 나타낸 요부 평면도이고, 도 5는 도 4에서의 에폭시 유동 경로를 나타낸 평면도로서, 본 발명은 프레임 몸체부(2)과, 상기 프레임 몸체부(2)의 각 모서리쪽으로부터 프레임 내측으로 연장형성되는 타이바(3)와, 상기 타이바(3)에 연결되어 프레임 몸체부(2) 중심에 위치하며 그 상부면에 반도체칩이 탑재되는 사각판형의 다이패드(4)와, 상기 다이패드(4) 외측 둘레에 위치하도록 리드프레임(1)로부터 내측으로 연장형성되는 복수개의 인너리드(5)가 구비된 리드프레임(1)에 있어서; 상기 몸체부(2)의 각 모서리 영역에, 인너리드(5) 내측의 공간과 연통하는 몰드 유입홈(7)이 몰디드 바디라인(8)으로부터 외측으로 일정거리(L) 만큼 물러나도록 형성되고, 상기 몰드 유입홈(7) 양측의 엔드 댐바(9a)의 폭은 이웃하는 다른 댐바(9)의 폭(W) 이상이 되도록 형성되며, 상기 프레임 몸체부(2) 모서리와 다이패드(4)를 연결하는 타이바(3)는 상기 몰디드 바디라인(8)에 대해 직교하면서 상기 몰드 유입홈(7)을 양분하도록 형성된다.

또한, 상기 타이바(3)의 몰디드 바디라인(8)과의 교차 부위 양측에는 상기 타이바(3)의 폭이 축소되어 타이바 컷팅시 메탈 프로트루젼 불량이 방지되도록 하는 요입홈(10)이 형성되어 구성된다.

이 때, 상기 타이바(3)에 형성되는 요입홈(10)의 타이바(3) 길이 방향으로의 폭(W_G)은 최소한 0.2㎜ 이상이 되도록 하고, 상기 요입홈(10)의 타이바(3) 중심방향으로의 요입 깊이(D_G)는 0.05㎜ 이상이 되도록 함이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 리드프레임(1)의 작용은 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 리드프레임(1)은 몰드 유입홈(7)이 몰디드 바디라인(8)으로부터 일정거리(L) 만큼 외측으로 물러나 위치하고, 타이바(3)가 몰드 유입홈(7)을 양분하도록 리드프레임(1)의 프레임 몸체부(2)와 다이패드(4) 사이에 연결되어 있으므로 인해, 몰딩공정 수행시 타이바(3) 양측의 유동로를 통해 몰디드바디라인(8) 내측으로 에폭시의 유입이 원할하게 이루어지게 된다.

즉, 몰드게이트를 지나 몰드 유입홈(7)으로 흘러 들어온 에폭시는 몰디드 바디라인(8) 내측으로 유입시, 도 5에 나타낸 바와 같이 타이바(3)와 그에 이웃하는 엔드 인너리드(5)와의 사이에 확보된 양측의 에폭시 유동로를 통해 원할하게 유동하여 몰디드 바디라인(8) 내측을 채우게 된다.

한편, 본 발명에서는 몰딩공정 수행후에 행해지는 트리밍 공정에서 댐바(9) 컷팅을 행할 경우, 본 발명의 리드프레임(1)은 엔드 댐바(9a)의 폭(W)이 종래와는 달리 컷팅하기에 충분한 폭을 갖도록 형성되어 있으므로, 엔드 댐바(9a)와 타이바(3)를 동시에 컷팅하지 않고 엔드 댐바(9a)만을 나머지 댐바(9)와 함께 컷팅하는 것이 가능하게 된다.

즉, 트리밍 공정 수행시 타이바(3)의 컷팅없이 엔드 댐바(9a)를 포함한 댐바(9)만의 컷팅이 용이하게 이루어지므로 인해, 타이바(3)가 스트립상에 남아 있게 된다.

이에 따라, 후공정인 포밍 공정에서 아웃터리드(6)에 대한 포밍을 수행하기 위해 써포트바를 절단한 후에도 몰디드 바디가 리드프레임(1)으로부터 분리되지 않고 타이바(3)에 의해 지지되어 스트립 상태를 유지하게 되므로 인해, 스트립 포밍이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명의 리드프레임(1)을 이용한 포밍시에는 델타 형태의 몰드게이트를 갖는 리드프레임(1b)을 이용한 종래와는 달리, 생산성을 2배 이상 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 스트립 상태에서 아웃터리드(6)에 대한 포밍을 완료한 후에 타이바(3)를 컷팅하여 각 개별 패키지를 스트립으로부터 분리할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 리드프레임(1) 구조에서는 몰드 유입홈(7)을 양분하는 타이바(3)가 몰디드 바디라인(8)에 대해 직교하도록 형성됨과 더불어, 몰디드 바디라인(8)과 교차하는 부위의 폭이 좁게 형성되어 있으므로 인해, 타이바 컷팅시 작은힘으로도 쉽게 타이바(3)의 절단이 이루어질 뿐만 아니라 절단면이 깨끗하게 나타나게 된다.

한편, 상기에서 타이바(3)의 몰디드 바디라인(8)에 대해 직교하는 부위에 형성된 요입홈(10)은 에폭시의 유입이 원할하게 이루어지도록 하는 역할도 겸하게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 리드프레임의 구조를 개선하여 몰드수지의 흐름을 향상시키고 메탈 프로트루젼 불량을 방지하는 효과를 가져오게 된다.

한편, 본 발명은 패키지 어셈블리시, 아웃터리드에 대한 포밍 공정을 개별 유니트 단위가 아닌 스트립 단위로 진행할 수 있으므로 인해, 어셈블리 공정의 생산성을 현저히 향상시킬 수 있게 되는 효과를 가져오게 된다.

Claims (2)

1. 프레임 몸체부와, 상기 몸체부의 각 모서리쪽으로부터 프레임 내측으로 연장형성되는 타이바와, 상기 타이바에 연결되어 몸체부 중심에 위치하며 그 상부면에 반도체칩이 탑재되는 사각판형의 다이패드와, 상기 다이패드 외측 둘레에 위치하도록 프레임 몸체부로부터 내측으로 연장형성되는 복수개의 인너리드가 구비된 리드프레임에 있어서;

   상기 프레임 몸체부의 각 모서리 영역에,

   인너리드 내측의 공간과 연통하는 몰드 유입홈이 몰디드 바디라인으로부터 외측으로 일정거리(L) 만큼 물러나도록 형성되고,

   상기 몰드 유입홈 양측의 엔드 댐바의 폭은 이웃하는 다른 댐바폭 이상이 되도록 형성되며,

   상기 프레임 몸체부 모서리와 다이패드를 연결하는 타이바는 상기 몰디드 바디라인에 대해 직교하면서 상기 몰드 유입홈을 양분하도록 형성됨을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 리드프레임.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 타이바는,

   몰디드 바디라인과의 교차 부위 양측에 상기 타이바의 폭이 축소되어 타이바 컷팅시 메탈 프로트루젼 불량이 방지되도록 하는 요입홈이 형성됨을 특징으로 하는반도체 패키지 제조용 리드프레임.