KR100401143B1

KR100401143B1 - 반도체 패키지 제조용 히트블럭

Info

Publication number: KR100401143B1
Application number: KR10-1999-0067594A
Authority: KR
Inventors: 김송학
Original assignee: 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2003-10-10
Also published as: KR20010066012A

Abstract

본 발명은 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 관한 것으로서, 와이어 본딩 공정시 히트블럭의 열로 인한 리드프레임의 산화를 크게 감소시키고자, 히트블럭에 진공홀 중심으로 형성되는 슬롯홀을 보다 넓은 면적으로 성형하여, 리드프레임의 칩탑재판의 저면은 산소가 없는 상태로 되는 슬롯홀과 접촉되는 면적이 증대됨으로써, 산화에 필요한 산소가 없는 슬롯홀에 의하여 리드프레임의 산화를 크게 감소시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 히트블럭을 제공하고자 한 것이다.

Description

반도체 패키지 제조용 히트블럭{Heat block for manufacturing semiconductor package}

본 발명은 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 패키지 제조공정중 와이어 본딩공정시 리드프레임의 칩탑재판이 올려지는 히트블럭의 열로 인하여 칩탑재판을 중심으로 리드프레임에 산화가 일어나는 바, 이 산화의 정도를 크게 감소시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 패키지는 전자기기의 집약적인 발달과 소형화로 제조되는 경향으로 고집적화, 소형화, 고기능화의 추세에 병행하여, 상기 반도체 칩탑재판의 저면이 외부로 노출된 구조의 반도체 패키지, 솔더볼과 같은 인출단자를 포함하는 반도체 패키지, 리드프레임, 인쇄회로기판, 필름등의 부재를 이용한 반도체 패키지등 다양한 종류의 패기키가 경박단소화로 개발되어 왔고, 개발중에 있다.

첨부한 도 5에 도시한 바와 같이, 리드프레임을 이용한 반도체 패키지는 반도체 칩(20)이 실장되는 리드프레임(15)의 칩탑재판(16)과, 이 칩탑재판(16)의 사방에 인접위치되는 다수의 리드프레임(15)의 리드(22)와, 상기 반도체 칩(20)의 본딩패드와 리드(22)간에 연결되는 와이어(24)와, 상기 반도체 칩, 와이어, 리드등을 외부로부터 보호하기 위하여 몰딩하는 수지(26)로 구성되어있다.

상기와 같은 구조의 반도체 패키지의 제조공정으로 간략히 설명하면, 반도체 칩을 리드프레임의 칩탑재판에 부착하는 공정과, 반도체 칩의 본딩패드와 리드프레임의 리드를 와이어로 본딩하는 공정과, 상기 반도체 칩, 와이어, 리드등을 수지로 몰딩하는 공정으로 이루어지며, 특히 상기 와이어 본딩공정은 칩이 부착된 칩탑재판의 저면이 히트블럭의 상면에 올려져 고정된 상태에서 실시하게 된다.

상기 종래의 반도체 패키지 제조용 히트블럭(10b)은 첨부한 도 3에 도시한 바와 같이, 상면에 리드프레임의 칩탑재판의 면적보다 다소 큰 안착홈(18)이 형성되어 있고, 이 안착홈(18)의 중심부에는 진공홀(12)이 형성되어 있으며, 이 진공홀을 중심으로 하여 슬롯홀(14b)이 사방으로 일정길이 연장되어 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.

따라서, 상기 히트블럭(10b)의 안착홈(18)에 칩탑재판(16)의 저면이 안착되는 동시에 진공홀(12)에 의하여 진공흡착되며 고정되어진 상태에서 반도체 칩의 본딩패드와 리드간에 와이어 본딩 공정을 실시하게 되며, 이때의 히트블럭의 온도는 와이어 본딩이 용이하게 이루어지도록 200℃이상의 고온상태이다.

그러나, 상기 리드프레임은 대개 구리(Copper)이기 때문에 히트블럭의 열에 의하여 산화가 쉽게 일어나게 되는데, 이 산화의 정도는 도 4a,4b에 나타낸 바와 같다.

상기 칩탑재판(16)을 중심으로 하여 리드프레임(15)에 산화가 일어난 상태에서 반도체 패키지를 제조하게 되면, 산화가 가장 많이 일어난 칩탑재판(16)의 저면과 몰딩수지간에 디라미네이션 현상이 발생하게 되는 문제점을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 와이어 본딩 공정시 히트블럭의 열로 인한 리드프레임의 산화를 크게 감소시키고자, 히트블럭에 진공홀 중심으로 형성되는 슬롯홀을 보다 넓은 면적으로 성형하여, 리드프레임의 칩탑재판의 저면은 산소가 없는 상태로 되는 슬롯홀과 접촉되는 면적이 증대됨으로써, 산화에 필요한 산소가 없는 슬롯홀에 의하여 리드프레임의 산화를 크게 감소시킬 수 있도록 한 반도체 패키지 제조용 히트블럭을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a,1b,1c,1d,1e는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 히트블럭을 나타내는 평면도,

도 2a,2b는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 올려진 리드프레임의 칩탑재판의 산화정도를 나타내는 평면도,

도 3은 종래의 반도체 패키지 제조용 히트블럭을 나타내는 평면도,

도 4a,4b는 종래의 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 올려진 리드프레임의 칩탑재판의 산화정도를 나타내는 평면도,

도 5는 통상적인 리드프레임을 이용한 반도체 패키지를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10a,10b : 히트블럭 12 : 진공홀

14a,14b : 슬롯홀 16 : 칩탑재판

18 : 안착홈

이하 첨부도면을 참조로 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 칩탑재판(16)이 안착되는 안착홈(18)과, 이 안착홈(18)의 중심에 형성된 진공홀(12)과, 이 진공홀(12)에서 사방으로 연장되어 형성된 슬롯홀로 구성되어, 와이어 본딩시 올려지는 칩탑재판(16)을 진공으로 흡착 고정시키는 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 있어서, 상기 히트블럭(10a)의 슬롯홀(14a)의 면적이 증대되도록 상기 슬롯홀(14a)을 상기 진공홀(12)을 중심으로 사방으로 연장시키는 동시에 연장된 끝단에서 다시 사변을 따라 연장시켜 성형한 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 슬롯홀(14a)은 진공홀(12)을 중심으로 하여 사각으로 파여진 형태이다.

또한, 상기 슬롯홀(14a)은 진공홀(12)에서 사방으로 일정거리 떨어진 안착홈(18)의 위치상에 파여진 형태이다.

여기서 본 발명을 실시예로서, 첨부한 도면을 참조로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1a에서 1e까지는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 히트블럭을 나타내는 평면도로서, 상기 직사각체의 블럭 형상으로 성형된 히트블럭(10a)의 상면에는 리드프레임(15)의 칩탑재판(16)의 면적보다 다소 큰 면적의 안착홈(18)이 형성되어 있고, 이 안착홈(18)의 중앙에는 진공홀(12)이 형성되어 있다.

여기서 상기 진공홀(12)을 중심으로 슬롯홀(14a)이 형성되는데, 가장 바람직한 구현예로서의 슬롯홀(14a)은 도 1a에 도시한 바와 같이, 상기 슬롯홀(14a)은 진공홀(12)을 중심으로 사방으로 동일한 깊이를 갖도록 연장되는 동시에 연장된 끝단에서 다시 사변을 따라 동일한 깊이를 갖도록 연장되어진 형태로 성형되어진다.

좀 더 상세하게는, 상기 슬롯홀(14a)이 형성됨에 따라 슬롯홀(14a) 사이에는 네개의 삼각형이 서로 마주보고 있는 형태의 돌출부가 형성된 것 처럼 보여지게 된다.

또한, 첨부한 도 1b에서 도 1e까지는 슬롯홀(14a)의 또 다른 구현예를 보여주는 평면도로서, 도 1b의 슬롯홀(14a)은 진공홀(12)을 중심으로 사각형상이 되도록 파여져 형성된 형태이고, 도 1c에서 1e의 슬롯홀(14a)는 진공홀에서 사방으로 일정거리 떨어진 위치에 사각고리 형상으로 파여져 형성된 형태이다.

보다 상세하게는, 도 1c의 슬롯홀(14a)은 각 구석 위치에 안쪽에서 바깥쪽 방향으로 돌출되는 단이 형성되어 폭이 보다 협소하게 형성된다.

또한, 도 1d의 슬롯홀(14a)은 일정한 폭을 갖으며 사각 고리 형상으로 형성되고, 도 1e의 슬롯홀(14a)은 도 1d의 슬롯홀과 동일한 형상으로 형성되되, 보다 큰 면적으로 형성된다.

상기와 같은 본 발명의 히트블럭(10a)의 슬롯홀(14a)의 면적은 첨부한 도 3에 도시한 종래의 히트블럭(10b)의 슬롯홀(10b)의 면적보다 크게 형성된다.

여기서, 상기와 같이 성형된 본 발명의 반도체 패키지 제조용 히트블럭을 작용효과면에서 설명한다.

반도체 패키지의 제조공정에 있어서, 리드프레임(15)의 칩탑재판(16)에 반도체 칩을 부착하는 공정후에 반도체 칩의 본딩패드와 리드간에 와이어를 본딩하는 공정시, 상기 히트블럭(10a)에 리드프레임의 칩탑재판(16)을 올려놓은 상태에서 와이어 본딩을 실시하게 된다.

상기 리드프레임의 칩탑재판(16)이 히트블럭(10a)에 올려진 상태를 좀 더 상세히 설명하면, 칩탑재판(16)의 사변 테두리가 상기 슬롯홀(14a)의 최외곽라인과 인접한 안착홈(18)에 걸쳐지듯 밀착되는 동시에 칩탑재판(16)의 사변 테두리 안쪽면의 일부는 마치 네개의 삼각형이 마주보고 있는 형태의 돌출부에 밀착되어지며, 이렇게 돌출부와 안착홈(18)에 밀착된 칩탑재판(16)의 나머지 면적은 슬롯홀(14a)과 접하게 되는 상태가 된다.

따라서, 슬롯홀(14a)의 중심에 위치되어 형성된 진공홀(12)로부터 진공이 제공되면, 슬롯홀(14a)과 접하고 있는 칩탑재판(16)의 저면이 진공으로 흡착되어짐과 동시에 칩탑재판(16) 전체가 견고히 고정되어져 정확한 와이어 본딩을 실시할 수 있게 된다.

이때, 상기 와이어 본딩시의 히트블럭의 온도는 200℃이상으로서, 리드프레임의 칩탑재판이 히트블럭의 고온에 의하여 산화가 되는 바, 본 발명의 히트블럭(10a)에 의한 리드프레임의 산화정도는 첨부한 도 2a,2b에 도시한 바와 같다.

즉, 첨부한 도 2a는 본 발명의 히트블럭(10a)의 온도가 200℃일때, 리드프레임의 칩탑재판(16) 부위의 산화정도를 나타내고, 첨부한 도 2b는 본 발명의 히트블럭(10a)의 온도가 240℃일때 리드프레임의 칩탑재판(16) 부위의 산화정도를 나타내고 있다.

한편, 첨부한 도 4a,4b는 종래 히트블럭(10b)의 온도가 200℃일때와 240℃일때의 리드프레임의 칩탑재판(16) 부위의 산화정도를 나타내고 있는 바, 도면을 비교하여 본 바와 같이, 본 발명의 히트블럭에 의한 리드프레임의 산화정도는 종래에 비하여 크게 감소되었음을 알 수 있고 그 이유는 다음과 같다.

본 발명의 히트블럭(0a)에는 산소가 없는 진공상태로 되는 슬롯홀(14a)의 면적이 증가되어 형성되어 있기 때문에 리드프레임의 칩탑재판(16)은 산화에 필요한 산소의 량이 크게 감소된 상태로 슬롯홀(14a)과 접촉하게 되어, 산화의 정도가 크게 감소되어진다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 의하면, 히트블럭에 진공홀 중심으로 형성되는 슬롯홀을 보다 넓은 면적으로 성형하여, 리드프레임의 칩탑재판의 저면과의 접촉면적을 증대시켜줌으로써, 진공홀의 진공흡착으로 산화에 필요한 산소가 없는 상태로 되는 상기 슬롯홀에 의하여 리드프레임의 산화를 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

칩탑재판(16)이 안착되는 안착홈(18)과, 이 안착홈(18)의 중심에 형성된 진공홀(12)과, 이 진공홀(12)에서 사방으로 연장되는 슬롯홀을 포함하고, 와이어 본딩시 올려지는 칩탑재판(16)을 진공으로 흡착 고정시키는 반도체 패키지 제조용 히트블럭에 있어서,

상기 히트블럭(10a)의 진공홀(12)을 중심으로 안착홈(18)의 바깥쪽을 향하며 대각으로 4갈래를 이루며 연장되는 동시에 연장된 끝단들이 이어지면서 사각형 홈을 이루는 슬롯홀(14a)을 형성하여서, 슬롯홀의 면적을 증대시킨 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 히트블럭.
삭제
삭제