KR100611438B1

KR100611438B1 - 반도체 패키지 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치

Info

Publication number: KR100611438B1
Application number: KR1020050028572A
Authority: KR
Inventors: 이정주; 황선하; 김영준
Original assignee: 에스티에스반도체통신 주식회사
Priority date: 2005-04-06
Filing date: 2005-04-06
Publication date: 2006-08-09

Abstract

본 발명은 몰드 보디(Mold body)가 형성되지 않는 몰드에 에어 밴트(Air Bent)를 형성하여 금형의 클램핑(Clamping)시 갇혀 있는 공기를 외부로 배출하고, 고온에서 분출되는 기판의 가스(Gas)를 상기 에어 밴트를 통해 외부로 배출시킴으로써 본딩된 금선의 변형을 방지하도록 한 반도체 패키지의 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 다수의 제품이 배열된 기판을 BTM 금형위에 올려놓고 몰딩하는 CSP 반도체 패키지의 몰딩장치에 있어서, 상기 BTM 금형을, 몸체와; 상기 몸체의 소정 위치에 형성되고, 상기 기판 위치를 고정하기 위한 기판 위치 고정핀이 삽입되는 핀 삽입홈과; 상기 몸체상의 몰드 보디가 형성되지 않는 부분에 형성되어 기판의 하면에 존재하는 공기와 고온에 의해 기판으로부터 분출되는 가스를 외부로 배출하기 위한 에어밴트와; 상기 에어밴트의 일단과 연결되어 상기 에어밴트에 의해 배출되는 공기 및 가스를 패키지 외부로 분출하기 위한 배기 통로로 구성함으로써, 금선의 변형을 방지할 수 있게 된다.

CSP 반도체 패키지, 몰딩, 금선, 오버랩, 와이어 변형

Description

반도체 패키지 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치{Apparatus for preventing overlap of gold wire using semiconductor package molding}

도 1은 종래 CSP 반도체 패키지의 구조를 나타낸 단면도이고,

도 2는 종래 CSP 반도체 패키지의 몰드상에 올려놓은 상태의 단면도이고,

도 3은 종래 CSP 반도체 패키지를 몰드상에 올려놓고 몰딩하는 상태를 보인 단면도이고,

도 4는 종래 CSP 반도체 패키지를 몰딩한 후의 금선의 변형상태를 보인 단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 에어밴트가 형성된 BTM 금형의 사시도이고,

도 6은 본 발명에서 몰드에 에어 밴트를 형성한 후 CSP 반도체 패키지를 몰딩한 후의 상태를 보인 단면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 에어 밴트가 형성된 몰드를 이용하여 반도체 패키지를 몰딩하는 경우의 몰딩장치 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 ..... BTM 금형

110 ..... 몸체

120 ..... 기판 위치 고정핀

130 ..... 에어밴트

140 ..... 배기 통로

본 발명은 반도체 패키지(특히, CSP : Chip Scale Package)의 몰딩(Molding)시 금선(Gold wire)의 오버랩(overlap) 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몰드 보디(Mold body)가 형성되지 않는 몰드에 에어 밴트(Air Bent)를 형성하여 금형의 클램핑(Clamping)시 갇혀 있는 공기를 외부로 배출하고, 고온에서 분출되는 기판의 가스(Gas)를 상기 에어 밴트를 통해 외부로 배출시킴으로써 본딩된 금선의 변형을 방지하도록 한 반도체 패키지의 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 패키지의 몰딩 공정은 웨이퍼 상태로 제조가 끝난 반도체 칩을 반도체 패키지로 조립하는 패키징(packaging) 공정의 하나로서, 리드프레임(leadframe)에 반도체 칩을 접착시키고, 금선(gold wire)을 이용한 와이어 본딩(wire bonding)이 끝난 제품에 봉합수지(EMC : Epoxy Mold Compound)를 이용하여 밀봉(encapsulation)하는 공정을 가리킨다.

즉, 몰딩 공정의 궁극적인 목표는 외부의 물리적, 기계적, 전기적 충격으로 부터 내부에 있는 반도체 칩을 보호하는 것이며, 또한 반도체 칩이 동작시 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출하기 위함이다.

도 1은 종래 CSP 반도체 패키지의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래 CSP 반도체 패키지의 몰드상에 올려놓은 상태의 단면도이고, 도 3은 종래 CSP 반도체 패키지를 몰드상에 올려놓고 몰딩하는 상태를 보인 단면도이고, 도 4는 종래 CSP 반도체 패키지를 몰딩한 후의 금선의 변형상태를 보인 단면도이다. 이것은 일측면에 캐비티(cavity) 형성없이 플레이트(plat)하고, 다른 일측면은 몰드 보디가 형성되는 금형 구조이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 외부로 노출되는 형태의 칩패드가 있는 리드 프레임에 반도체 칩(11)이 접착제를 이용하여 부착되고, 금선(12)으로 와이어 본딩된다. 그 후, 상기 와이어 본딩이 완료된 제품은 봉합수지(EMC)(13)에 의해 몰딩된다. 미설명 부호 14는 기판을 나타낸다.

이러한 종래 CSP 반도체 패키지를 몰딩하는 경우 몰드 캐비티가 대형이므로, 도 2에 도시된 바와 같이 몰드 금형이 클램핑(clamping)될 때 기판(14)의 하면(15)에 갇혀 있는 공기(16)가 빠져나가지 못하거나 금형 클램핑후 고온 상태에서 발생하는 기판 자체의 분출 가스가 외부로 배출되지 못하게 된다.

따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 봉합수지(13)를 주입하게 되면 기판(14)의 변형에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 본딩된 금선(12)이 변형되어 전기적인 불량을 유발시키는 문제를 발생하였다.

도면중 미설명 부호 17은 몰드 금형을 나타내고, 18은 기판 위치 고정핀을 나타내며, 참조부호 19는 캐비티를 나타내며, 참조부호 20은 두께 조정용 블록(block)을 나타낸다.

한편, 종래에는 상기와 같은 문제를 최소화하기 위해서 기판의 두께 정도에 따라 금형의 두께 조정용 블록(20)을 교체해야 하는 불편함이 발생하였으며, 몰딩시 기판 위치 고정핀(18)을 반드시 수지 주입구 방향(21)으로 설치해야하는 불편함도 따랐다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 CSP 반도체 패키지 몰딩시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 몰드 보디(Mold body)가 형성되지 않는 몰드에 에어 밴트(Air Bent)를 형성하여 금형의 클램핑(Clamping)시 갇혀 있는 공기를 외부로 배출하고, 고온에서 분출되는 기판의 가스(Gas)를 상기 에어 밴트를 통해 외부로 배출시킴으로써 본딩된 금선의 변형을 방지하도록 한 반도체 패키지의 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기판의 두께에 따라 금형의 두께 조정용 블록을 교체하는 불편함을 해소하기 위한 반도체 패키지의 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기판의 위치 고정용 핀의 위치를 자유로이 설치할 수 있도록 한 반도체 패키지의 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 패키지의 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치는,

다수의 제품이 배열된 기판을 BTM 금형 위에 올려놓고 몰딩하는 CSP 반도체 패키지의 몰딩 장치에 있어서,

상기 BTM 금형은,

몸체와;

상기 몸체의 소정 위치에 형성되고, 상기 기판 위치를 고정하기 위한 기판 위치 고정핀이 삽입되는 핀 삽입홈과;

상기 몸체상의 몰드 보디가 형성되지 않는 부분에 형성되어 기판의 하면에 존재하는 공기와 고온에 의해 기판으로부터 분출되는 가스를 외부로 배출하기 위한 에어밴트와;

상기 에어밴트의 일단과 연결되어 상기 에어밴트에 의해 배출되는 공기 및 가스를 패키지 외부로 분출하기 위한 배기 통로로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기에서, 에어밴트는,

적어도 두 개 이상 복수개로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기에서, 에어밴트는,

상부 금형상의 에어밴트와 대응되는 위치에 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 에어밴트는,

상부 금형상의 에어밴트 폭 이내로 폭을 설정하는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 에어밴트는,

몰드 보디의 에지로부터 0.5㎜ ~ 배열 제품까지로 그 길이를 설정하는 것을 특징으로 한다.

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 에어밴트가 형성된 BTM 금형의 사시도이고, 도 6은 본 발명에서 몰드에 에어 밴트를 형성한 후 CSP 반도체 패키지를 몰딩한 후의 상태를 보인 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 에어 밴트가 형성된 몰드를 이용하여 반도체 패키지를 몰딩하는 경우의 몰딩 장치 평면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에어밴트가 형성된 BTM 금형(100)은, 몸체(110)가 구비되고, 그 몸체(110)의 소정 위치(제품이 배열되지 않는 위치)에 기판 위치를 고정하기 위한 기판 위치 고정핀(120)이 삽입되는 복수개의 핀 삽입홈(121)이 형성된다.

아울러 상기 몸체(110)상의 몰드 보디가 형성되지 않는 부분에 기판의 하면에 존재하는 공기와 고온에 의해 기판으로부터 분출되는 가스를 외부로 배출하기 위한 에어밴트(130)가 형성되고, 상기 에어밴트(130)의 일단과 연결되어 상기 에어밴트(130)에 의해 배출되는 공기 및 가스를 패키지 외부로 분출하기 위한 배기 통로(140)로 구성된다

상기에서, 에어밴트(130)는, 적어도 두 개 이상 복수개로 형성되는 것이 바람직하며, 상부 금형상의 에어밴트와 대응되는 위치에 형성하는 것이 바람직하고, 그 폭은 상부 금형상의 에어밴트 폭 이내로 폭을 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 에어밴트의 길이는 몰드 보디의 에지로부터 0.5㎜ ~ 배열 제품까지로 설정하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 하부 BTM 금형(100)의 몸체(110)중 제품이 배열되지 않는 위치에 기판(14)의 하부에 갇혀있는 공기나 고온에 의해 기판(14)으로부터 분출되는 가스를 배출하기 위한 에어밴트(130)를 복수개 형성한다.

그러면 도 6에 도시된 바와 같이, 몰딩 공정시 봉합 수지를 주입구를 통해 주입하는 경우, 기판(14)의 하부에 존재하는 공기나 고온에 의해 기판(14)에서 발생하는 가스가 상기 복수개의 에어밴트(130)를 통해 흐르게 되고, 이 후 에어밴트(130)를 따라 흐르는 공기나 가스는 배기 통로(140)를 통해 반도체 패키지의 외부로 배출된다.

따라서 도 6에 도시된 바와 같이, 몰딩 공정이 완료된 후에도 본딩된 금선(12)의 변형이 발생하지 않게 된다.

또한, 기판(14)의 하면에 갇혀있는 공기나 고온에 의해 기판으로부터 발생되는 가스를 모두 반도체 패키지의 밖으로 배출할 수 있으므로, 기존과 같이 기판의 두께 정도를 조정하기 위한 기판 두께 조정용 블록을 교체하지 않아도 되는 편리함과 생산성을 높일 수 있게 된다.

또한, 주지한 바와 같은 연유로 도 6에 도시된 바와 같이 기판 위치 고정을 위한 기판 위치 고정핀(120)의 위치도 자유롭게 설계할 수 있게 된다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 기판의 하면에 갇혀있는 공기나 고온에 의해 기판으로부터 발생되는 가스를 모두 반도체 패키지의 밖으로 배출할 수 있으므로, 몰딩 공정이 완료된 후에도 본딩된 금선의 변형을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존과 같이 기판의 두께 정도를 조정하기 위한 기판 두께 조정용 블록을 교체하지 않아도 되는 편리함이 있으며, 이로 인해 생산성 향상도 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 주지한 바와 같은 연유로 기판 위치 고정을 위한 기판 위치 고정핀의 위치도 기존과 같이 고정되는 것이 아니고 설계자의 의도에 따라 자유롭게 설계할 수 있는 장점이 있다.

Claims

다수의 제품이 배열된 기판을 BTM 금형위에 올려놓고 몰딩하는 CSP 반도체 패키지의 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치에 있어서,

상기 BTM 금형은,

몸체와;

상기 몸체의 몰드 보디가 형성되지 않은 위치에 형성되고, 상기 기판 위치를 고정하기 위한 기판 위치 고정핀이 삽입되는 핀 삽입홈과;

상기 몸체상의 몰드 보디가 형성되지 않는 부분에 형성되어 기판의 하면에 갇혀있는 공기와 고온에 의해 기판으로부터 분출되는 가스를 외부로 배출하기 위한 에어밴트와;

상기 에어밴트의 일단과 연결되어 상기 에어밴트에 의해 배출되는 공기 및 가스를 패키지 외부로 분출하기 위한 배기 통로로 구성한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치.
제1항에 있어서, 상기 에어밴트는,

적어도 두 개 이상 복수개로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치.
제1항에 있어서, 상기 에어밴트는,

상부 금형상의 에어밴트와 대응되는 위치에 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어밴트는,

상부 금형상의 에어밴트 폭 이내로 폭을 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에어밴트는,

몰드 보디의 에지로부터 0.5㎜ ~ 배열 제품까지로 그 길이를 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩시 금선의 오버랩 방지장치.