KR100621436B1 - 멀티 칩 반도체 패키지 - Google Patents

Abstract

반도체 칩이 부착된 상부 리드프레임 및 하부 리드프레임중 상부 리드프레임의 인너 리드의 좌굴이 방지되도록 상부 리드 프레임에 트러스트 구조를 갖는 리드 변형 방지부를 형성함과 동시에 상부 리드프레임의 더미 리드를 개별화하기 위하여 절단할 때 더미 리드와 겹쳐져 있는 하부 리드 프레임의 아웃터 리드가 절단되지 않도록 한 리드프레임 구조를 갖는 멀티 칩 패키지에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 반도체 칩이 전기적으로 연결된 2 개의 리드 프레임을 적층한 후 몰드 수지에 의하여 몰딩하는 멀티 칩 반도체 패키지에서 리드 프레임에 외부로부터 전달된 외력에 의하여 리드의 변형이 발생되지 않도록 하는 리드 변형 방지부를 형성하여 리드 프레임 취급 과정에서 리드의 변형이 발생되는 것을 최소화하여 리드 변형에 따른 불량 요인을 대폭 감소시키는 효과가 있다.

멀티 칩 패키지, 리드 변형

Description

멀티 칩 반도체 패키지{Multi-chip semiconductor package}

도 1은 본 발명에 의한 멀티 칩 반도체 패키지의 하부 리드 프레임의 일부를 도시한 평면도.

도 2는 본 발명에 의한 멀티 칩 반도체 패키지의 상부 리드 프레임의 일부를 도시한 평면도.

도 3은 도 1의 하부 리드 프레임과 도 2의 상부 리드 프레임을 얼라인먼트하여 겹친 상태에서 도 1의 A, 도 2의 B 부분에 해당하는 곳을 확대한 확대 평면도.

도 4는 하부 리드 프레임과 상부 리드 프레임을 겹친 상태에서 몰딩 후 싱귤레이션한 것을 도시한 외관 부분 사시도.

도 5는 하부 리드 프레임의 아웃터 리드와 상부 리드 프레임의 아웃터 리드를 솔더에 의하여 솔더링한 것을 도시한 외관 부분 사시도.

본 발명은 멀티 칩 반도체 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 칩이 부착된 상부 리드프레임, 하부 리드프레임중 상부 리드프레임의 인너 리드의 변형이 발생하지 않도록 상부 리드 프레임에 트러스트 구조를 갖는 리드 변형 방지 부를 형성함과 동시에 상부 리드프레임의 더미 리드를 개별화하기 위하여 절단할 때 더미 리드와 겹쳐져 있는 하부 리드 프레임의 아웃터 리드가 절단되지 않도록 한 리드프레임 구조를 갖는 멀티 칩 패키지에 관한 것이다.

최근들어 급속한 개발이 진행되고 있는 반도체 제조 기술의 개발에 의하여 반도체 제품의 고집적화 및 고성능화 또한 급속하게 진행되고 있다.

반도체 제품중 메모리 반도체 제품의 저장용량 발전을 살펴보면, 4Mbit, 16Mbit, 64Mbit, 128Mbit, 256Mbit로 집적도가 2 배 또는 4 배씩 증가되는 것을 알 수 있는데, 특이하게 최근 개발된 256Mbit의 경우, 128Mbit 반도체 칩 2 개를 패키징 기술을 이용하여 256Mbit 반도체 제품으로 제작하는 기술에 의하여 제작하기도 한다.

이때, 제작 방법 또한 크게 보아 2 가지 방법이 있는데, 그 중 하나는 완전히 패키징된 128Mbit 반도체 제품 2 개를 적층하는 멀티 패키징 방법이 있고, 1 개의 패키지 내부에 2 개의 반도체 칩을 실장하는 멀티 칩 패키징이 있을 수 있는 바, 이들중 후자의 경우를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 이를 반도체 칩이 센터 패드일 경우 패키지의 크기를 비교적 작게 구현할 수 있는 LOC(Lead On Chip) 방식 패키지를 적용하는 바, 이때 상부 리드 프레임은 인너 리드와 아웃터 리드로 구성되는데, 아웃터 리드는 몰딩되었을 때 단부가 몰드 외측으로 조금 돌출될 정도의 길이만을 갖는다.

한편, 하부 리드 프레임 역시 인너 리드와 아웃터 리드로 구성되는데, 아웃터 리드는 인쇄회로기판등에 실장될 수 있는 충분한 길이를 갖도록 구성된다.

이와 같은 상부 리드 프레임 및 하부 리드 프레임에 128Mbit 반도체 칩을 어탯치하고, 상부 리드 프레임과 하부 리드 프레임의 인너 리드와 반도체 칩의 본딩 패드를 와이어 본딩한다.

이후, 상부 리드 프레임과 하부 리드 프레임의 반도체 칩이 상호 마주보도록 한 상태에서 상부 리드 프레임의 아웃터 리드와 하부 리드 프레임의 아웃터 리드가 얼라인먼트되도록 한 후, 몰딩 수지에 의하여 몰딩 공정을 수행한다.

몰딩 공정을 수행할 때에는 상부 리드 프레임의 아웃터 리드가 몰드 외측으로 소정 길이 돌출되도록 한다.

이후, 하부 리드 프레임을 트리밍, 포밍한 후 상부 리드 프레임의 아웃터 리드와 하부 리드 프레임의 아웃터 리드를 솔더(solder)에 의하여 솔더링한다.

그러나, 이와 같은 종래 멀티 칩 반도체 패키지의 상부 리드 프레임 또는 하부 리드 프레임에 외력이 가해졌을 경우, 하부 리드 프레임에 비하여 상부 리드 프레임의 인너 리드의 방향이 뒤틀리거나 좌굴되는 등 취급이 매우 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 멀티 칩 반도체 패키지의 구성요소인 리드 프레임들에 외력이 가해지더라도 인너 리드의 방향이 뒤틀리거나 좌굴되지 않도록 하여 취급을 용이하게 함은 물론 인너 리드의 불량을 예방함에 있다.

본 발명의 다른 목적들은 후술될 본 발명의 상세한 설명에서 보다 명확해질 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 멀티 칩 반도체 패키지는 도전성 스트립 몸체, 스트립 몸체에 형성된 복수개의 몰딩 영역 내부에 각각 형성된 인너 리드, 몰딩 영역 외부에 형성된 아웃터 리드로 구성된 2 장 이상의 리드 프레임의 인너 리드에 반도체 칩을 전기적으로 연결한 후, 2 장 이상의 리드 프레임을 적층하여 몰딩하는 멀티 칩 반도체 패키지에 있어서, 상부에 위치한 리드 프레임은 몰딩 영역 외부에 형성되며 인너 리드와 아웃터 리드 사이에는 리드 변형 방지수단이 형성된다.

이하, 본 발명에 의한 멀티 칩 반도체 패키지의 보다 자세한 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

멀티 칩 반도체 패키지(500)는 전체적으로 보아 반도체 칩(100), 상부 리드 프레임(200) 및 하부 리드 프레임(300), 몰딩 수지(400)를 포함한다.

첨부된 도 1에는 하부 리드 프레임(300)의 평면도가 도시되어 있고, 도 2에는 상부 리드 프레임(200)의 평면도가 도시되어 있다.

먼저, 하부 리드 프레임(300)의 구성을 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

하부 리드 프레임(300)은 두께가 얇고 긴 직사각형 형상의 스트립 몸체(310), 스트립 몸체(310)에 형성된 인너 리드(330)와 아웃터 리드(320)로 구성된다.

아웃터 리드(320)는 도 1에 점선으로 표시된 몰딩 영역(340)의 외측에 복수개이면서 상호 소정 간격을 갖도록 직사각형 홀(350)을 형성함으로써 제작되는 바, 직사각형 홀(350)과 직사각형 홀(350)의 사이에 해당하는 스트립 몸체(310) 부분이 아웃터 리드(320)가 되는 것이다.

이 아웃터 리드(320)는 도 1에 도시된 바와 같이 몰딩 영역의 중심을 기준으로 서로 대향하도록 양측에 형성된다.

한편, 이와 같이 스트립 몸체(310)에 아웃터 리드(320)의 위치가 먼저 정의되면, 몰딩 영역(340)의 내부에 아웃터 리드(320)로부터 연장된 인너 리드(330)를 형성한다.

이때, 인너 리드(330)의 단부에 해당하는 인너 리드(330)의 밑면에는 비전도성 양면 접착 테이프(미도시)가 접착되고, 비전도성 접착 테이프(미도시)는 반도체 칩(100)의 상면 소정 영역에 부착된다.

이하, 하부 리드 프레임(300)과 함께 멀티 칩 반도체 패키지(500)를 구성하는 중요한 구성요소인 상부 리드 프레임(200)을 설명하기로 한다.

상부 리드 프레임(200) 역시 두께가 얇고 긴 직육면체 플레이트 형상인 스트립 몸체(210), 인너 리드(230), 아웃터 리드(220)로 구성되는 바, 이를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 스트립 몸체(210)에는 도 1을 통하여 앞서 설명한 하부 리드 프레임(300)에 형성된 몰딩 영역(340)과 일치하는 몰딩 영역(240)이 형성된다.

몰딩 영역(240)의 내부에는 인너 리드(230)가 형성되고, 몰딩 영역(240)의 외부에는 아웃터 리드(220)와 리드 변형 방지부(270)가 형성된다.

보다 구체적으로 몰딩 영역(240)을 기준으로 내부에 형성된 인너 리드(230)는 앞서 언급한 하부 리드 프레임(300)에 형성된 인너 리드(330)와 동일한 크기 및 동일한 형상을 갖는다.

물론, 이는 하부 리드 프레임(300)에 부착되는 반도체 칩(100)과 상부 리드 프레임(200)에 부착되는 반도체 칩(100)의 크기 및 종류가 같을 경우이며, 만일 반도체 칩(100)의 크기 및 종류가 다를 경우에는 해당 반도체 칩(100)에 적합하게 인너 리드(230)를 제작하면 된다.

본 발명에서는 일실시예로 하부 리드 프레임(300) 및 상부 리드 프레임(200)에 접속되는 반도체 칩(100)을 동일 크기 및 동일 종류를 사용함으로, 하부 리드 프레임(300)과 상부 리드 프레임(200)의 인너 리드(230,330)는 동일한 형상을 갖는다.

한편, 몰딩 영역(240)을 기준으로 소정 거리 이격된 곳에는 리드 변형 방지부(270)가 형성된다.

리드 변형 방지부(270)는 제 1, 제 2, 제 3 리드 변형 방지부(272,274,276)로 구성되는 바, 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제 1 리드 변형 방지부(272)는 인너 리드(230)가 외력에 의하여 변형되는 것을 방지하기 위한 복수개의 사각형 관통홀(272a)과 더미 리드(272b)로 구성된다.

사각형 관통홀(272a)은 몰딩 영역(240)을 기준으로 복수개의 인너 리드(230)로부터 소정 간격 이격된 곳에 각각의 인너 리드(230)와 대응하여 일직선이 되도록 형성된다.

이때, 각 인너 리드(230)에 대응하여 형성된 사각형 관통홀(272a)과 사각형 관통홀(272a) 사이 또한 소정 간격 이격되는데, 사각형 관통홀(272a)과 사각형 관통홀(272a) 사이에는 더미 리드(272b)가 형성되는 바, 더미 리드(272b)는 마치 트러스트 구조와 같이 인너 리드(272a)의 변형을 방지하는 역할을 한다.

제 2 리드 변형 방지부(274)는 제 1 리드 변형 방지부(272)의 복수개의 사각형 관통홀(272a)중 최외각에 위치한 사각형 관통홀(272a)의 측면으로부터 소정 거리 이격된 곳에 형성된 "ㄷ"자형 형상을 갖는 변형 방지용 개구로, 외력이 A 방향으로 가해졌을 때, 제 1 리드 변형 방지부(272)에 최소의 힘이 전달되도록 하는 버퍼 역할을 한다.

제 3 리드 변형 방지부(276)는 제 1 리드 변형 방지부(272)의 사각형 관통홀(272a)의 단부로부터 소정 간격 이격된 곳에 형성된 개구로 B 방향에서 외력이 가해졌을 때 제 1 리드 변형 방지부(272)에 최소의 힘이 전달되도록 하는 버퍼 역할을 하며, "ㄷ"자 형상을 갖는 제 2 리드 변형 방지부(274)와 일정 부분이 오버 랩 되도록 하여 인너 리드(230)의 변형을 유발시키는 외력이 최소의 힘으로 전달되도록 하는 역할을 한다.

여기서, 제 1, 제 2, 제 3 리드 변형 방지부(272,274,276)는 인너 리드(230)의 변형을 최소화하기 위하여 다양한 형상으로 설계될 수 있다. 예를 들어 앞서 설명한 일실시예에서는 제 2 리드 변형 방지부(274)를 "ㄷ"자 형상으로 하였지만 이를 "C"자 형상으로 가공하여도 무방하다.

앞서 설명한 상부 리드 프레임(200) 및 하부 리드 프레임(300)을 포함하는 멀티 칩 반도체 패키지를 조립하는 방법을 첨부된 도 3 이하를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상부 리드 프레임(300)과 하부 리드 프레임(200)의 인너 리드(230,320)를 동일한 크기 및 동일 종류를 갖는 반도체 칩(100)의 상면에 접착시킨다.

이후, 반도체 칩(100)의 본딩 패드(미도시)와 인너 리드(230,320)를 와이어 본딩하여 패키징될 상부 리드 프레임(200)과 하부 리드 프레임(300)을 마련한다.

이후 상부 리드 프레임(200)과 하부 리드 프레임(300)의 후면을 마주보도록 겹친다.

이를 도 3을 통하여 설명하면, 상부 리드 프레임(200)의 제 1 리드 변형 방지부(272)의 사각형 관통홀(272a)의 하부로는 하부 리드 프레임(300)의 아웃터 리드(320)가 통과하므로 도시된 바와 같이 사각형 관통홀(272a)을 통하여 통과하게 되고, 하부 리드 프레임(300)의 아웃터 리드(320)와 아웃터 리드(320)의 사이로는 상부 리드 프레임(200)의 제 1 리드 변형 방지부(272)의 더미 리드(272b)가 통과하게 된다.

따라서, 이와 같은 구조에 의하면 미세 펀칭이 가능한 펀치(미도시)에 의하여 하부 리드 프레임(300)의 아웃터 리드(320)의 손상 및 절단 없이도 상부 리드 프레임(200)의 더미 리드(272b)만을 깨끗하게 펀칭할 수 있다.

더미 리드(272b)를 펀칭할 때, 상부 리드 프레임(200)의 몰딩 영역(240) 외 측으로 약간 돌출되는 아웃터 리드(220)가 형성된다.

앞으로 돌아가서, 상부 리드 프레임(200)과 하부 리드 프레임(300)의 후면이 마주보도록 겹쳐지면, 금형인 몰드 다이(미도시)에 겹쳐진 상부 리드 프레임(200) 및 하부 리드 프레임(300)을 위치시킨 후 몰딩 수지(400)를 몰드 다이에 주입하여 경화시킨 후 몰드 다이에서 빼내면 도 4에 도시된 형상과 같은 미완성 멀티 칩 반도체 패키지가 형성된다.

이와 같은 상태로는 상부 리드 프레임(200)의 아웃터 리드(220)는 외부 기기와 전기적 신호를 주고 받을 수 없음으로 이를 구현하기 위해서 도 5에 도시된 바와 같이 상부 리드 프레임(200)의 아웃터 리드(220)를 하부 리드 프레임(300)의 아웃터 리드(320)는 솔더(450) 또는 솔더 페이스트에 의하여 솔더링한다.

이상에서 상세하게 살펴본 바와 같이 반도체 칩이 전기적으로 연결된 2 개의 리드 프레임을 적층한 후 몰드 수지에 의하여 몰딩하는 멀티 칩 반도체 패키지에서 리드 프레임에 외부로부터 전달된 외력에 의하여 리드의 변형이 발생되지 않도록 하는 리드 변형 방지부를 형성하여 리드 프레임 취급 과정에서 리드의 변형이 발생되는 것을 최소화하여 리드 변형에 따른 불량 요인을 대폭 감소시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 도전성 스트립 몸체, 상기 스트립 몸체에 형성된 복수개의 몰딩 영역 내부에 각각 형성된 인너 리드, 상기 몰딩 영역 외부에 형성된 아웃터 리드로 구성된 2 장 이상의 리드 프레임의 상기 인너 리드에 반도체 칩을 전기적으로 연결한 후, 2 장 이상의 상기 리드 프레임을 적층하여 몰딩하는 멀티 칩 반도체 패키지에 있어서,

   상부에 위치한 상기 리드 프레임은

   상기 몰딩 영역 외부에 형성되며 상기 인너 리드와 상기 아웃터 리드 사이에 는 리드 변형 방지수단이 형성되며,

   상기 리드 변형 방지수단은,

   상기 몰딩 영역을 기준으로 상기 인너 리드를 미러(mirror)시킨 위치에 형성된 복수개의 사각형 관통홀과, 상기 사각형 관통홀과 상기 사각형 관통홀 사이에 형성된 더미 리드로 구성된 제 1 리드 변형 방지수단과;

   복수개의 상기 사각형 관통홀중 최외각에 형성된 2 개의 상기 사각형 관통홀로부터 소정 거리 이격된 곳에 형성되어 상기 제 1 리드 변형 방지 수단에 가해지는 힘을 완충시키는 제 2 리드 변형 방지수단과;

   복수개의 상기 사각형 관통홀로부터 소정 간격 이격된 곳에 형성되어 상기 제 1 리드 변형 방지 수단에 가해지는 힘을 완충시키는 제 3 리드 변형 방지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 칩 반도체 패키지.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 리드 변형 방지수단의 내부에 상기 제 3 리드 변형 방지수단의 일부가 형성된 것을 특징으로 하는 멀티 칩 반도체 패키지.

Images