KR100868662B1 - 엠.엘.에프（ｍｌｆ）형 반도체 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

엠.엘.에프（ｍｌｆ）형 반도체 패키지 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

싱귤레이션(singulation) 공정에서 봉지재에 발생하는 크랙 불량(crack defect)을 억제할 수 있는 엠.엘.에프(MLF: Micro Lead Frame)형 반도체 패키지 및 그 제조방법에 관해 개시한다. 이를 위해 본 발명은 봉지재가 리드프레임의 상부를 완전히 덮어 리드의 상부가 외부로 노출되지 않는 형태의 MLF형 반도체 패키지를 제공한다. 또한 상기 반도체 패키지는 싱귤레이션 공정에서 충격 완화물에 의해 크랙이 방지되면서 단위 반도체 패키지로 분리된다.
엠.엘.에프(MLF) 패키지, 크랙 불량, 싱귤레이션 공정.

Description

엠.엘.에프（ＭＬＦ）형 반도체 패키지 및 그 제조방법{Micro Lead Frame type semiconductor package and manufacture method thereof}
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 MLF형 반도체 패키지의 단면도 및 평면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 배면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
본 발명은 반도체 패키지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 크랙 발생을 억제할 수 있는 엠.엘.에프(MLF: Micro Lead Frame, 이하 'MLF')형 반 도체 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 전자 제품의 크기가 점차 소형화됨에 따라, 전자 제품 속에 사용되는 반도체 패키지의 크기도 점차 소형화되는 경향이다. 이렇게 소형화된 반도체 패키지의 종류는 여러 가지가 있으나, 그 중 하나가 MLF형 반도체 패키지이다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 의한 MLF형 반도체 패키지의 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 MLF형 반도체 패키지(30)는, ①칩 접착부(12) 및 리드(14)로 이루어진 MLF형 리드프레임(10)과, ② 상기 리드프레임(10)의 칩 접착부(12) 위에 탑재된 반도체 칩(16)과, ③ 상기 반도체 칩(16)과 리드(14)를 연결하는 와이어(18), 예컨대 금선(gold wire)과, ④ 상기 리드프레임(10) 상부, 반도체 칩(16) 및 와이어(18)를 밀봉하는 봉지재(20)로 이루어진다.
이때, 상기 리드프레임(10)의 리드(14)의 일부분은 도 2의 평면도와 같이 일부분(24)이 외부로 노출되는 형태이면 타이바의 일부분(22) 또한 외부로 노출되는 형태로 만들어진다. 한편, 상기 외부로 노출된 리드와 리드 사이(26) 혹은 리드(24)와 타이 바(22) 사이에는 얇은 두께의 봉지재(26)가 형성되어 있다. 이렇게 외부로 노출된 리드와 리드 사이에 존재하는 봉지재(26)는 외부의 충격에 매우 약한 구조를 지니고 있다.
그러나 상술한 MLF형 반도체 패키지(30)를 싱귤레이션 공정에서 단위 MLF형 반도체 패키지(30)로 분리할 때, 상기 외부로 노출된 리드와 리드 사이의 봉지재(26)에 크랙이 발생하거나, 심할 경우 일부로 떨어져 나가는 칩 아웃 불량(chip out defect)이 발생하게 된다.
따라서 종래 기술에 의한 MLF형 반도체 패키지(30)는 구조상 크랙 및 칩 아웃 불량에 취약한 구조이며, 상기 크랙 및 칩 아웃 불량은 그 계면으로 외부 습기가 침투할 수 있는 경로를 제공하기 때문에 MLF형 반도체 패키지(30)의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점들을 해결할 수 있도록 구조상 크랙 및 칩 아웃 불량의 발생을 억제할 수 있는 MLF형 반도체 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 MLF형 반도체 패키지의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에 의한 MLF형 반도체 패키지는, 칩 부착부 및 리드로 이루어진 엠.엘.에프형(MLF type) 리드프레임과, 상기 리드프레임의 칩 부착부에 탑재된 반도체 칩과, 상기 반도체 칩과 상기 리드프레임의 리드를 전기적으로 연결하는 와이어와, 상기 리드프레임 상부, 반도체 칩 및 와이어를 봉합하되, 상기 리드프레임 상부에서 리드를 노출시키지 않고 완전히 덮는 봉지재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 봉지재는 상기 리드프레임의 타이 바(tie bar)의 상부도 모두 덮는 것이 적합하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 칩 부착부 및 리드를 포함하는 매트릭스형(matrix type) 엠.엘.에프 리드프레임을 준비하는 단계와, 상기 리드프레임의 칩 부착부에 반도체 칩을 탑재하는 단계와, 상기 반도체 칩과 상기 리드프레임의 리드를 와이어로 연결하는 단계와, 상기 리드프레임 상부, 반도체 칩 및 와이어를 봉지재로 밀봉하되 상기 봉지재가 상기 리드프레임 리드의 상부 전체를 외부로 노출시키지 않도록 몰딩하는 단계와, 상기 봉지재가 형성된 매트릭스형 엠.엘.에프(MLF) 리드프레임을 낱개로 분리하는 싱귤레이션(singulation) 공정을 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 MLF형 반도체 패키지 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 싱귤레이션 공정은 프레스(press) 장비의 펀치(punch)를 이용하여 진행하는 것이 적합하다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 싱귤레이션 공정은 프레스 장비의 탑 클램프에 충격 완화물을 설치하여 진행하는 것이 적합하다.
바람직하게는, 상기 충격 완화물은 상기 탑 클램프에 설치된 스프링 혹은 상기 탑 클램프의 표면에 설치된 코팅물질인 것이 적합하다.
본 발명에 따르면, MLF형 반도체 패키지에서 크랙 및 칩 아웃 불량에 취약한 구조를 개선하고, 제조공정에서 충격완화물을 통한 크랙 및 칩 아웃 불량을 억제하여 MLF형 반도체 패키지의 신뢰성을 개선할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 아래의 상세한 설명에서 개시되는 실시예는 본 발명을 한정하 려는 의미가 아니라, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게, 본 발명의 개시가 실시 가능한 형태로 완전해지도록 발명의 범주를 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 MLF형 반도체 패키지(100)는, 칩 부착부 (114) 및 리드(112)로 이루어진 엠.엘.에프형(MLF type) 리드프레임(110)과, 상기 리드프레임(110)의 칩 부착부(114)에 탑재된 반도체 칩(120)과, 상기 반도체 칩(120)과 상기 리드프레임(110)의 리드(112)를 전기적으로 연결하는 와이어(130)와, 상기 리드프레임(110) 상부, 반도체 칩(120) 및 와이어(130)를 봉합하되, 상기 리드프레임(110) 상부에서 리드(112)를 노출시키지 않고 완전히 덮는 봉지재(140)를 포함한다.
본 발명에서 상기 봉지재(140)는, 종래 기술과 같이 리드를 일부 노출시키지 않고 도면과 같이 리드(112)의 끝부분까지 완전히 밀봉하는 특징이 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지(100)는 종래 기술과 같이 리드프레임 상부에서 리드의 일부를 노출시킴으로 말미암아, 리드와 리드 사이에 크랙이나 칩 아웃 불량에 취약한 봉지재가 남게되는 구조가 아닌 리드(112)의 끝부분까지 봉지재(140)가 완전히 덮는 구조이다. 따라 서 싱귤레이션 공정시에 불량 발생을 원천적으로 방지할 수 있으며, 크랙이나 칩 아웃 불량으로 인한 습기 침투에 기인하는 신뢰성 문제를 해결할 수 있는 구조이다. 도면에서 참조부호 142는 오리엔테이션 마크(orientation mark)로 리드(112)의 기준점을 표시하는 역할을 수행한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 배면도이다.
도 5를 참조하면, 도 4와 같이 MLF 반도체 패키지(100) 상부면에서 노출된 리드(112)는 없을지라도, 하부 면에는 인쇄회로기판(PCB)과의 연결을 위한 리드(112)가 외부로 노출되어 있다. 또한 칩 접착부(114) 역시 외부로 노출된 구조이기 때문에 반도체 칩에서 발생한 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있다. 도면의 참조부호 116은 타이 바(Tie bar)를 가리킨다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF형 반도체 패키지의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이어서 도 1 및 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 MLF 반도체 패키지(100)의 제조방법을 설명하기로 한다.
먼저, 칩 부착부(114) 및 리드(112)를 포함하는 매트릭스형(matrix type) MLF 리드프레임(110)을 준비한다. 상기 MLF 리드프레임(110)은 매트릭스형으로 복수개의 MLF 리드프레임(110)이 배열되어 있는 것이 적합하다. 이어서, 상기 리드프레임(110)의 칩 부착부(114)에 반도체 칩(120)을 탑재한다. 계속해서 와이어 본딩 공정을 통해 상기 반도체 칩(120)과 상기 리드프레임의 리드(112)를 와이 어(130), 예컨대 금선(gold wire)으로 연결한다. 이어서 몰딩 공정(molding process)을 진행하여 상기 리드프레임(110) 상부, 반도체 칩(120) 및 와이어(130)를 봉지재(140)로 밀봉하되 상기 봉지재(140)가 상기 리드프레임 리드(112)의 상부 전체를 외부로 노출시키지 않도록 밀봉한다. 마지막으로 상기 봉지재(140)가 형성된 매트릭스형 MLF 리드프레임(110)을 낱개로 분리하는 싱귤레이션(singulation) 공정을 진행한다.
도 6은 상기 싱귤레이션 공정이 진행되면 프레스 장비의 단면도이다. 상기 MLF형 반도체 패키지(100)는 하부 클램프(200)와 상부 클램프(210)에 고정된다. 그리고 펀치(punch, 220)가 하부로 내려와 각각의 MLF 반도체 패키지(100)를 타발하여 낱개로 분리하게 된다. 이때 본 발명에서는 상기 상부 클램프(210)에 스프링과 같은 충격 완화물(212)을 설치하여 싱귤레이션 공정을 진행한다. 따라서 상부 클램프(210)가 충격 완화물(212)인 스프링의 탄성을 이용하여 MLF 반도체 패키지(100)를 고정하기 때문에 MLF 반도체 패키지(100)에 가해지는 물리적인 힘을 완충시킬 수 있다. 이에 따라 MLF 반도체 패키지(100)에서 발생하는 크랙 및 칩 아웃과 같은 불량 발생을 억제할 수 있다.
상기 충격 완화물은 다른 형태로 변형될 수 있다. 가령 MLF 반도체 패키지(100)와 접촉하는 상부 클램프(210) 표면에 충격 완화물, 예컨대 엘라스토머(elastomer)나 폴리이미드(polymide)와 같은 충격 완화물질을 코팅(coating)하여 MLF 반도체 패키지(100)에 가해지는 물리적인 충격을 최소화시킬 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함이 명백하다.
따라서, 상술한 본 발명에 따르면, MLF형 반도체 패키지에서 크랙 및 칩 아웃 불량에 취약한 구조를 개선하고, 제조공정에서 충격완화물을 통한 크랙 및 칩 아웃 불량을 억제하여 MLF형 반도체 패키지의 신뢰성을 개선할 수 있다.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 칩 부착부 및 리드를 포함하는 매트릭스형(matrix type) 엠.엘.에프 리드프레임을 준비하는 단계;
    상기 리드프레임의 칩 부착부에 반도체 칩을 탑재하는 단계;
    상기 반도체 칩과 상기 리드프레임의 리드를 와이어로 연결하는 단계;
    상기 리드프레임 상부, 반도체 칩 및 와이어를 봉지재로 밀봉하되 상기 봉지재가 상기 리드프레임 리드의 상부 전체를 외부로 노출시키지 않도록 몰딩하는 단계; 및
    상기 봉지재가 형성된 매트릭스형 엠.엘.에프(MLF) 리드프레임을 낱개로 분리하는 싱귤레이션(singulation) 공정을 진행하되, 싱귤레이션 장비의 탑 클램프 표면에 코팅물질을 설치하고 진행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 엠.엘.에프형 반도체 패키지 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 싱귤레이션 공정은 프레스(press) 장비의 펀치(punch)를 이용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 엠.엘.에프형 반도체 패키지 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 싱귤레이션 공정은 프레스 장비의 탑 클램프에 충격 완화물을 설치하여 진행하는 것을 특징으로 하는 엠.엘.에프형 반도체 패키지 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 충격 완화물은 상기 탑 클램프에 설치된 스프링인 것을 특징으로 하는 엠.엘.에프형 반도체 패키지 제조방법.
  7. 삭제
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