KR101056749B1 - 반도체 패키지 - Google Patents

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KR101056749B1
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정종대
홍성준
정양규
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Abstract

본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 칩을 보호하는 동시에 열방출 등의 기능을 수행하는 리드(Lid)를 견고하게 잠금 고정시킬 수 있도록 한 반도체 패키지에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 반도체 칩을 보호하는 동시에 열방출 등의 기능을 수행하도록 기판상에 지지 고정되는 리드(Lid)에 별도의 잠금수단을 부가하여 리드의 부착 상태를 견고하게 유지시킴으로써, 핸들링시 부주의, 외부 충격, 접착수단의 접착력 약화 등의 원인으로 리드가 기판으로부터 떨어지는 문제점을 해결할 수 있도록 한 반도체 패키지를 제공하고자 한 것이다.

Description

반도체 패키지{SEMICONDUCTOR PACKAGE}
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 칩을 보호하는 동시에 열방출 등의 기능을 수행하는 리드(Lid)를 견고하게 잠금 고정시킬 수 있도록 한 반도체 패키지에 관한 것이다.
각종 전자기기내에는 반도체 칩을 감싸면서 반도체 칩의 전기적 신호를 입출력시키는 반도체 패키지가 탑재되는 바, 반도체 칩의 동작중 많은 열이 발생되기 때문에 히트스프레더와 같은 열방출수단을 부가하여 외부로 열을 원활하게 방출시킬 수 있도록 함으로써, 반도체 패키지의 열적 성능(thermal performance)을 개선시키고 있다.
이러한 열적 성능을 개선시킨 반도체 패키지의 일례를 첨부한 도 4를 참조로 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 반도체 패키지는 기판(10)상에 반도체 칩(12)을 플립칩(14)을 이용하여 전기적 신호 교환 가능하게 부착시킨 구조로서, 기판(10)의 상면 중앙부에 구획된 칩부착영역에 다수의 플립칩(14)에 의하여 반도체 칩(12)이 적층 부착되고, 반도체 칩(12)의 저면과 기판(10)의 상면 사이공간에 언더필 재료에 의한 충진이 이루어진 구조로 제조된다.
또한, 별도의 몰딩 공정을 진행하지 않고, 반도체 칩(12)을 외부로부터 보호하는 동시에 반도체 칩(12)에서 발생된 열을 방출시킬 수 있는 히트스프레더(이하, 리드(Lid)라 칭함)가 기판(10)상에 지지되며 부착된다.
즉, 상기 리드(20)의 상판(22) 저면은 반도체 칩(12)의 상면과 밀착되면서 접착수단(30)에 의하여 접착되고, 리드(20)의 다리부(24)는 기판(10)의 테두리 부위에 에폭시 수지와 같은 접착수단(30)에 의하여 접착된다.
그러나, 상기 리드(20)의 다리부(24)와 기판(10)의 테두리 부위가 접착수단(30)에 의하여 그 접착된 상태를 지속적으로 유지해야 하나, 제조공정중의 핸들링시 부주의, 외부 충격, 접착수단의 접착력 약화 등의 원인으로 리드(20)의 다리부(24)가 기판(10)으로부터 떨어지는 문제점이 있었다.
한편, RF와 무선 장치, 이미지 센서, 플래시 카드에서 기능을 통합시키는 동시에 성능을 개선시킬 수 있도록 능동소자인 트랜지스터 또는 IC와 같은 반도체 칩, 수동소자인 저항, 콘덴서 또는 인덕터 등이 하나의 패키지로 제조된 시스템 인 패키지가 출시되고 있는 바, 이 시스템 인 패키지에도 내부 구성들을 외부로부터 보호하는 동시에 열방출 기능을 수행하거나, 또는 수광을 위한 투명창을 갖거나 전자파를 차폐하는 등의 기능을 수행하는 리드(Lid)가 포함되어 있다.
즉, 첨부한 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 기판(10)상에 복수개의 반도체 칩(12)이 부착되고, 각 칩(12)들간, 그리고 칩(12)과 기판(10)간이 와이어(16)로 연결되며, 그 밖에 수동소자 및 콘덴서 등(미도시됨)이 탑재된 구조로서, 별도의 몰딩 공정없이 반도체 칩(12) 등을 외부로부터 보호하기 위한 리드(20)가 포함되어 있다.
이때, 도 5에 도시된 리드(20)는 상판(22)과 다리부(24)로 구성되어, 다리부(24)가 기판(10)상에 접착수단(30)으로 부착 고정되고, 도 6에 도시된 리드(20)는 기판(10)의 테두리부에 세워진 세라믹 또는 몰딩수지 재질의 지지대(18)상에 지지되며 고정되는 수평판 형태로 채택된 것이다.
이러한 시스템 인 패키지에 포함되어 있는 리드도 단순히 접착수단의 접착력에 의하여 그 접착상태가 유지될 뿐, 제조공정중의 핸들링시 부주의, 외부 충격, 접착수단의 접착력 약화 등의 원인으로 리드가 기판으로부터 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 반도체 칩을 보호하는 동시에 열방출 등의 기능을 수행하도록 기판상에 지지 고정되는 리드(Lid)에 별도의 잠금수단을 부가하여 리드의 부착 상태를 견고하게 유지시킴으로써, 핸들링시 부주의, 외부 충격, 접착수단의 접착력 약화 등의 원인으로 리드가 기판으로부터 떨어지는 문제점을 해결할 수 있도록 한 반도체 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기판과, 이 기판의 칩부착영역에 부착된 반도체 칩과, 반도체 칩의 상면에 접착수단에 의하여 접착되는 상판 및 기판의 테두리에 접착수단에 의하여 접착되는 다리부를 갖는 리드를 포함하는 반도체 패키지에 있어서, 상기 리드의 다리부에 복수개의 잠금홈을 등간격으로 형성하여, 다리부와 기판의 테두리부간을 접착하고 있는 접착수단이 잠금홈내에 유입되어 리드의 다리부를 잠금시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지를 제공한다.
바람직하게는, 상기 리드의 상판에도 적어도 하나 이상의 잠금홈을 더 형성하여, 상판과 반도체 칩의 상면간을 접착하고 있는 접착수단이 잠금홈내에 유입되어 리드의 상판을 잠금시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예로서, 기판과, 이 기판의 칩부착영역에 부착되는 반도체 칩과, 기판의 테두리에 세워진 지지대에 접착수단에 의하여 접착되는 수평형 리드를 포함하는 반도체 패키지에 있어서, 상기 리드의 측단에 복수개의 잠금홈을 등간격으로 형성하여, 리드의 측단과 지지대의 테두리부위를 접착하고 있는 접착수단이 잠금홈내로 유입되어 리드의 잠금이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지를 제공한다.
상기한 잠금홈은 "T"자형, 역사다리꼴, 타원형 단면중 선택된 하나의 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 반도체 칩을 보호하는 동시에 열방출 등의 기능을 수행하도록 리드를 갖는 반도체 패키지에 있어서, 기판 또는 기판 및 반도체 칩에 지지 고정되는 리드(Lid)에 별도의 잠금홈을 형성하여, 리드와 기판간을 접착하는 접착수단이 잠금홈내에 유입되어 리드의 잠금이 이루어지도록 함으로써, 리드의 부착 상태를 견고하게 유지시킬 수 있고, 종래에 핸들링시 부주의, 외부 충격, 접착수단의 접착력 약화 등의 원인으로 리드가 기판으로부터 떨어지는 문제점을 해소시킬 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지로서, 잠금홈을 갖는 리드 구조를 나타내는 단면도,
도 4 내지 도 6은 종래의 리드를 갖는 반도체 패키지를 나타내는 개략적 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명의 반도체 패키지를 나타내는 단면도로서, 기판(10)상에 반도체 칩(12)을 플립칩(14)을 이용하여 전기적 신호 교환 가능하게 부착시킨 구조를 나타내고 있다.
즉, 도 1에 도시된 반도체 패키지는 상기 기판(10)의 상면 중앙부에 구획된 칩부착영역에 다수의 플립칩(14)에 의하여 반도체 칩(12)이 적층 부착되고, 반도체 칩(12)의 저면과 기판(10)의 상면 사이공간에 언더필 재료가 충진된 구조를 나타내고 있다.
이때, 상기 반도체 칩(12)을 외부로부터 보호하는 동시에 반도체 칩(12)에서 발생된 열을 방출시킬 수 있는 금속 재질의 리드(20)가 기판(10)상에 지지되며 부착된다.
상기 리드(20)는 수평판 형태의 상판(22)과 상판(22)의 모서리부위에서 하향 절곡된 다리부(24)로 구성되는 바, 리드(20)의 상판(22) 저면이 반도체 칩(12)의 상면과 밀착되면서 접착수단(30)에 의하여 접착되고, 리드(20)의 다리부(24)는 기판(10)의 테두리 부위에 에폭시 수지와 같은 접착수단(30)에 의하여 접착된다.
특히, 상기 리드(20)의 다리부(24)에는 그 둘레방향을 따라 복수개의 잠금홈(40a)이 등간격으로 형성된다.
더욱 바람직하게는, 상기 리드(20)의 상판(22)에도 적어도 하나 이상의 잠금홈(40b)이 형성된다.
상기 리드(20)의 상판(22) 및 다리부(24)에 형성되는 잠금홈(40a,40b)은 위쪽은 넓은 단면적을 가지고 아래쪽은 좁은 단면적을 갖는 어떠한 단면 형상도 가능하고, 바람직하게는 "T"자형, 역사다리꼴, 타원형 단면중 선택된 하나의 단면 형상으로 형성된다.
따라서, 상기 리드(20)가 탑재될 때, 리드(20)의 다리부(24)와 기판(10)의 테두리간을 접착하는 에폭시 수지와 같은 접착수단(30)이 유동성을 갖는 상태이므로, 다리부(24)의 잠금홈(40a)내로 접착수단(30)이 유입되어 리드(20)의 다리부(24)를 잠금하는 효과를 발휘하게 된다.
또한, 상기 리드(20)의 상판(22)에 형성된 잠금홈(40b)내에도 리드(20)의 상판(22)과 반도체 칩(12)간을 접착하고 있는 접착수단(30)이 유입되어, 리드(20)의 상판(22)도 잠금되는 상태가 된다.
이에, 상기 리드(20)의 다리부(24)와 기판(10)의 테두리간을 접착하는 접착수단(30), 그리고 리드(20)의 상판(22)과 반도체 칩(12)을 접착하는 접착수단(30)이 경화(CURE)공정에 의하여 경화됨에 따라, 최종적으로 리드(20)의 다리부(24) 및 상판(22)에 대한 잠금이 이루어진다.
결국, 상기 접착수단(30)의 저면은 기판(10)의 표면을 덮고 있는 솔더 레지스트와 같은 절연수지와는 강한 접착력을 발휘하므로 잘 떨어지지 않게 되고, 또한 접착수단(30)의 상부는 잠금홈(40a)내에 유입되어 리드(20)의 다리부(24)를 잠금하는 상태가 되므로, 리드(20)의 부착 상태를 항상 견고하게 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 리드(20)의 상판(22)도 잠금홈(40b)내로 유입된 접착수단(30)에 의하여 잠금된 상태가 됨에 따라, 리드(20)의 상판(22)이 반도체 칩(12)으로부터 들뜨는 등의 현상을 방지할 수 있다.
한편, 첨부한 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 기판(10)상에 복수개의 반도체 칩(12)이 부착되고, 각 칩(12)들간, 그리고 칩(12)과 기판(10)간이 와이어(16)로 연결되며, 그 밖에 수동소자 및 콘덴서 등(미도시됨)이 탑재된 시스템 인 패키지에도 반도체 칩(12) 등을 외부로부터 보호하기 위한 리드(20)가 포함되어 있다.
이러한 시스템 인 패키지의 리드(20)는 도 2에서 보듯이 상판(22) 및 다리부(24)를 갖는 구조, 또는 도 3에서 보듯이 수평판 형상으로서, 기판(10)의 테두리에 세워진 세라믹 또는 몰딩수지 재질의 지지대(18)에 접착수단(30)에 의하여 접착된다.
마찬가지로, 시스템 인 패키지에 사용되는 리드(20)의 다리부(24) 또는 측단에도 복수개의 잠금홈(40a)을 등간격으로 형성하여, 리드(20)의 측단과 지지대(18)의 테두리부위를 접착하고 있는 접착수단(30)이 잠금홈(40a)내로 유입되도록 한 후, 경화 공정을 거치게 함으로써, 지지대(18)에 대한 리드(20)의 잠금이 이루어져, 리드(20)의 부착 상태를 견고하게 유지시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 기판(10) 또는 기판(10) 및 반도체 칩(12)에 지지 고정되는 리드(20,Lid)에 별도의 잠금홈(40a,40b)을 형성하여, 리드(20)와 기판(10)간을 접착하는 접착수단(30)이 잠금홈(40a,40b)내에 유입되어 리드(20)의 잠금이 이루어지도록 함으로써, 리드의 부착 상태를 견고하게 유지시킬 수 있고, 종래에 핸들링시 부주의, 외부 충격, 접착수단의 접착력 약화 등의 원인으로 리드(20)가 기판 등으로부터 떨어지는 문제점을 완전히 해소시킬 수 있다.
10 : 기판 12 : 반도체 칩
14 : 플립칩 16 : 와이어
18 : 지지대 20 : 리드
22 : 상판 24 : 다리부
30 : 접착수단 40a,40b : 잠금홈

Claims (4)

  1. 기판(10)과, 이 기판(10)의 칩부착영역에 부착되는 반도체 칩(12)과, 반도체 칩(12)의 상면에 접착수단(30)에 의하여 접착되는 상판(22) 및 기판(10)의 테두리에 접착수단(30)에 의하여 접착되는 다리부(24)를 갖는 리드(20)를 포함하는 반도체 패키지에 있어서,
    상기 리드(20)의 다리부(24)에 복수개의 잠금홈(40a)을 등간격으로 형성하여, 상기 다리부(24)와 기판(10)의 테두리간을 접착하고 있는 접착수단(30)이 잠금홈(40)내에 유입되어 리드(20)의 다리부(24)를 잠금시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 리드(20)의 상판(22)에도 적어도 하나 이상의 잠금홈(40b)을 더 형성하여, 상판(22)과 반도체 칩(12)의 상면간을 접착하고 있는 접착수단(30)이 잠금홈(40)내에 유입되어 리드(20)의 상판(22)을 잠금시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  3. 기판(10)과, 이 기판(10)의 칩부착영역에 부착된 반도체 칩(12)과, 기판(10)의 테두리에 세워진 지지대(18)에 접착수단(30)에 의하여 접착되는 수평형 리드(20)를 포함하는 반도체 패키지에 있어서,
    상기 리드(20)의 측단에 복수개의 잠금홈(40a)을 등간격으로 형성하여, 리드(20)의 측단과 지지대(18)의 테두리부위를 접착하고 있는 접착수단(30)이 잠금홈(40)내로 유입되어 리드(20)의 잠금이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 잠금홈은 "T"자형, 역사다리꼴, 타원형 단면중 선택된 하나의 단면 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
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