KR100534367B1 - 열팽창 흡수형 리드프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온으로 가열되었던 리드프레임에 반도체 칩을 부착한 후 상온으로 냉각시 열팽창계수의 차이로 인하여 수축시 길이방향으로 발생하는 코일셋 변형을 줄이기 위해 연결바에 노치가공부를 함몰 형성하는 열팽창 흡수형 리드프레임에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열팽창 흡수형 리드프레임은 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 다수 개의 인너리드와, 상기 인너리드와 연결되는 다수 개의 아웃리드 및 상기 아웃리드와 다수 개의 연결바에 의해 연결되는 섹션바를 포함하는 유닛이 다수 개 연결된 반도체 패키지 제조를 위한 리드프레임에 있어서, 연결바의 일측면에는 일정 형상 및 일정 크기의 노치가공부가 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

열팽창 흡수형 리드프레임{heat-expansion absorb type lead- frame}

본 발명은 열팽창 흡수형 리드프레임에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온으로 가열되었던 리드프레임에 반도체 칩을 부착한 후 상온으로 냉각시 열팽창계수의 차이로 인하여 수축시 길이방향으로 발생하는 코일셋 변형을 줄이기 위해 연결바에 노치가공부를 함몰 형성하는 열팽창 흡수형 리드프레임에 관한 것이다.

최근, 전자기기와 정보기기의 메모리 용량이 대용량화함에 따라 DRAM, SRAM과 같은 반도체 메모리소자 또한 고집적화되고 있고 이에 따라 반도체 칩 사이즈 또한 점차 증대되고 있다.

반면에 반도체 칩을 내장하는 반도체 칩 패키지는 전자기기와 정보기기의 경량화, 소형화 추세에 맞추어 점차 경박 단소화하고 있다.

반도체 칩 패키지는 구조적인 측면에서 볼 때, 리드프레임의 다이패드를 사용하는 컨벤셔널 타입(Conventional type)과, 다이패드를 사용하지 않고 접착테이프를 이용하여 반도체 칩과 내부리드들을 직접 접착시키는 LOC(Lead On Chip; 이하 LOC라 함)타입으로 대별된다.

컨벤셔널 타입 패키지 경우, 패키지 이전에는 반도체 칩 패키지의 사이즈 대비 반도체 칩의 사이즈가 최대 50% 정도였으나, 최근 반도체 칩의 다기능화, 고집적화로 인하여 반도체 칩의 점유율이 70 내지 80%까지 증가함에 따라 반도체 칩의 점유 영역을 제외한 나머지 영역에 내부리드를 평면 배치할 수 있는 공간적 여유가 없는 한계점에 직면하고 있다.

또한, IR(infrared) 리플로우 공정을 진행할 때 내균열성이 취약한 단점이 있다.

한편, LOC 타입의 패키지 경우, 제한된 사이즈의 패키지 내부에 보다 큰 사이즈의 반도체 칩을 탑재할 수 있고, 반도체 칩과 봉지체인 성형수지가 직접 접착하는 계면이 넓어 전형적인 타입 패키지보다 신뢰성이 높다.

따라서, LOC타입의 패키지가 현재 고밀도 패키지에 널리 적용되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 리드프레임(10)은 동일 형상의 유닛(unit,20)이 다수 개 연결되어 있다.

상기 각각의 유닛(20)은 상 ·하부 가장자리에 사이드 레일(22)이 형성되고, 좌 ·우 가장자리에 섹션바(section bar,24)가 형성되어 있다.

상기 섹션바(24)에는 장방향으로 지지하는 댐바(Dambar,26)가 형성되고, 댐바(26)의 내부 방향으로 대칭형으로 이루어진 다수개의 인너리드(28)가 형성되며, 각각의 인너리드(28)에는 외측으로 연장되어 아웃리드(29)가 일체로 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, LOC 반도체 패키지의 리드프레임(10)의 제조방법은 프레스 금형 또는 에칭방법에 의해 제작된 리드프레임(10)의 인너리드(28) 하면에 양면 접착층을 갖는 폴리이미드 재질의 접착 테이프(40)를 접착시키고, 그 접착 테이프(40)의 반대면에 인너리드(28)를 히터블럭(도시하지 않음)에 의하여 가열함으로써 접착 테이프(40)의 나머지 접착면과 반도체 칩(30)을 접착시킨다.

상기 접착 테이프(40)는 베이스필름의 상하면에 접착층이 구성된 일종의 양면테이프인데 접착층은 상온에서 접착력을 가지지 않지만, 소정의 온도로 가열시 접착력을 갖게되는 열가소성 재료로 되어 있다.

따라서, 상기 인너리드(28)에 반도체 칩(30)을 접착시키기 위해 접착 테이프(40)가 부착된 리드프레임(10)을 직접 히터블럭에 의해 가열한 후 반도체 칩(30)을 부착하게 된다.

도 3은 도 1의 리드프레임(10)에 반도체 칩(30)이 부착된 후, 냉각시의 수축에 의해 휘게 된 개략적인 단면도이다.

그러나, 고온으로 가열되었던 리드프레임이 반도체 칩 부착 후 상온으로 냉각 시, 반도체 칩보다 열팽창계수가 큰 리드프레임이 수축하면서 길이방향으로 휘게 되는 코일셋 변형이 발생되어 운반용기에 적치될 수 없게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 리드프레임의 코일셋 변형으로 자동화 공정의 생산성이 저하되고, 고가의 반도체 칩이 부착된 채로 불량처리 될 경우 원가상승이 발생되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 고온으로 가열되었던 리드프레임에 반도체 칩을 부착한 후 상온으로 냉각시킬 때 열팽창계수의 차이로 인하여 수축시 길이방향으로 발생하는 리드프레임의 코일셋 변형을 줄일 수 있는 열팽창 흡수형 리드프레임을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명에 따른 열팽창 흡수형 리드프레임은 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 다수 개의 인너리드와, 상기 인너리드와 연결되는 다수 개의 아웃리드 및 상기 아웃리드와 다수 개의 연결바에 의해 연결되는 섹션바를 포함하는 유닛이 다수 개 연결된 반도체 패키지 제조를 위한 리드프레임에 있어서, 연결바의 일측면에는 일정 형상 및 일정 크기의 노치가공부가 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 리드프레임이 유닛에 노치가공부가 형성된 요부 평면도이고, 도 5는 도 4의 단면도이다.

종래의 기술과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하기로 한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열팽창 흡수형 리드프레임은 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 다수 개의 인너리드(128)와, 인너리드(128)와 연결되는 다수 개의 아웃리드(129) 및 상기 아웃리드(129)와 다수 개의 연결바(125)에 의해 연결되는 섹션바(124)를 포함하는 유닛(120)이 다수 개 연결된 반도체 패키지 제조를 위한 리드프레임에 있어서, 연결바(125)의 일측면에는 일정 형상 및 일정 크기의 노치가공부(200)가 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 리드프레임은 여러 개의 유닛(unit,120)으로 구성되어 있다.

상기 유닛(120)은 전기적으로 서로 연결되어 있다.

상기 유닛(120)은 중앙부에 인너리드(128)와 전기적으로 연결되는 반도체 칩이 구비되어 있다.

그리고, 상기 유닛(120)의 인너리드(128)는 댐바(126)와 연결되고, 댐바(126)의 외측으로 아웃리드(129)가 연장 형성되어 있다.

또한, 상기 유닛(120)의 상 ·하 가장자리에는 사이드 레일(122)이 형성되고, 좌 ·우 가장자리에는 섹션바(section bar,124)가 형성되어 외형을 이룬다.

상기 섹션바(124)는 유닛(120)의 좌 ·우 양측에서 사이드 레일(122) 간에 다수 개 형성되어 사이드 레일(122)을 연결하며 지지한다.

이때, 상기 섹션바(124) 사이에는 일정 간격으로 연결바(125)가 다수 개 구비되어 섹션바(124)의 비틀림을 방지하도록 연결한다.

한편, 상기 섹션바(124) 사이에 구비된 연결바(125)의 일측면에는 노치가공부(200)가 함몰 형성되어 있다.

이때, 상기 연결바(125)는 다양한 폭으로 형성될 수 있는데, 가능한 상대적으로 적은 폭의 연결바(125)에 노치가공부(200)가 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 노치가공부(200)는 하나의 연결바(125) 상에 하나 이상 구비될 수 있는데, 하나 형성되는 것이 바람직하다.

상기 노치가공부(200)는 접착 테이프(도시하지 않음)에 의한 열팽창 응력에 의한 유닛(120)과 반도체 칩(도시하지 않음)의 열팽창계수 차이에서 유발되는 유닛(120)의 코일셋 변형을 줄이기 위해 형성되는 것이다.

즉, 상기 유닛(120)의 인너리드(128)와 반도체 칩이 접착된 후 상온에서 냉각되는 과정에서 수축하면서 인너리드(128)가 반도체 칩의 외측방향과 그 반대 방향으로 미세하게 이동되는 것을 노치가공부(200)가 수용하도록 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 노치가공부(200)는 'V'자형 또는 개방된 상부로 갈수록 폭이 넓어지는' 자형'으로 이루어져 있다.

상기 노치가공부(200)는 내부 하부에 각이 형성되고, 개방된 상부로 갈수록 벌어지는 형상으로 이루어져 있다.

이때, 상기 인너리드(128)는 반도체 칩과 접착되어 있고, 그 반대면 상에 형성된 연결바(125)의 노치가공부(200)가 열수축시 넓어지면서 변위의 상당 부분을 흡수할 수 있어 코일셋 변형을 줄이게 된다.

본 발명에서 노치가공부(200)는 개방된 상부로 갈수록 넓어지는 '자'형으로 이루어져 용이하게 열수축에 의한 변위를 상당부분 흡수 하도록 한다.

상기 노치가공부(200)의 내부가 한 번 이상 각이 지도록 형성되면, 팽창과 수축에 따라 더 유연하게 변형될 수 있으며, 열팽창에 의한 변위도 상당 부분을 흡수할 수 있게 된다.

또한, 상기 노치가공부(200)의 두께(t)는 댐바(126)보다 1/10배의 두께로 형성되는데, 특히 1/10 내지 8/10배의 두께(t)로 형성된다.

도 5를 참조하여 실제로 열팽창이 발생하는 경우, 노치가공부(200)를 형성한 연결바(125)와 인너리드(128)에 나타나는 현상을 살펴본다.

여기서 설명하는 현상은 미세한 것이며 인너리드(128)의 부분적 이동도 매우 작은 것이다.

또한, 상기 인너리드(128)의 각각의 부분들의 움직임은 복합적인 벡터 요소들의 합으로서 복잡하게 나타나겠지만 여기서는 편의상 상대적으로 큰 움직임을 설명한다.

상기 인너리드(128)가 팽창하면 대략 노치가공부(200)가 형성된 연결바(125)방향으로 미세하게 이동하며, 노치가공부(200)는 미세하게 상부 개방부를 좁혀 가며 오므라들게 된다.

따라서, 열팽창된 부분은 미세한 구조적 변형에 의해 흡수되므로 인너리드(128)의 양단에는 매우 작은 응력이 영향을 미칠 뿐이다.

물론, 상기 반도체 칩을 사용하는 장비의 작동이 완료되어 열이 발생하지 않는 상태가 되면, 인너리드(128)는 다시 수축하여 원상태로 돌아가게 된다.

이때, 상기 인너리드(128)의 각 부분들은 팽창할 때와 반대의 방향으로 이동하게 된다.

즉, 상기 인너리드(128)가 수축하면 대략 노치가공부(200)가 형성된 연결바(125)방향의 반대 방향으로 미세하게 이동하며, 노치가공부(200)는 미세하게 상부 개방부를 넓혀 가며 원상태로 복귀하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 열팽창 흡수형 리드프레임에 의하면, 리드프레임의 각 개체인 유닛의 섹션바를 연결하도록 소정 폭으로 형성된 연결바에 노치가공부를 함몰 형성하여 인너리드의 열팽창 및 수축을 흡수함으로써 리드프레임의 코일셋 변형을 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 노치가공부는 하부에서 개방된 상부로 갈수록 넓어지도록 형성되어 인너리드의 내부 응력에 대해 용이하게 변형되는 효과도 있다.

또한, 상기 리드프레임의 코일셋 변형을 줄일 수 있어서 불량률을 줄일 수 있고, 생산성을 향상할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 리드프레임의 평면도.

도 2는 일반적인 리드프레임의 인너리드와 반도체 칩이 접착된 상태의 사시도.

도 3은 도 1의 리드프레임이 코일셋 변형을 한 상태의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 리드프레임이 유닛에 노치가공부가 형성된 요부 평면도.

도 5는 도 4의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 리드프레임 20,120: 유닛

22,122: 사이드 레일 24,124: 섹션바　　　　　　　　

26,126: 댐바 28,128: 인너리드　　　　　　

29,129: 아웃리드　　　　 30: 반도체 칩

40: 접착 테이프 125: 연결바 　

200: 노치가공부

Claims (3)

1. 반도체 칩과 전기적으로 연결되는 다수 개의 인너리드와, 상기 인너리드와 연결되는 다수 개의 아웃리드 및 상기 아웃리드와 다수 개의 연결바에 의해 연결되는 섹션바를 구성하는 유닛이 다수 개 연결되어 반도체 패키지를 제조하도록 형성된 리드프레임에 있어서,

   상기 연결바는 상기 인너리드와 반도체 칩을 접착 테이프로써 접착한 상태로 냉각 수축시 상기 인너리드와 접착 테이프 간의 열팽창계수 차이로 인해 발생하는 상기 인너리드의 코일셋 변형을 수용하기 위해 상부로 갈수록 넓어지는 'V'자형 또는

   ''자형으로 이루어진 노치가공부를 형성함을 특징으로 하는 열팽창 흡수형 리드프레임.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 노치가공부는 상기 연결바보다 1/10 내지 8/10배의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 열팽창 흡수형 리드프레임.
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