KR101563164B1 - 리드 프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부에 회로 패턴이 형성된 도전층으로 이루어진 제1부분; 및 상기 도전층과 일체로 된 복수개의 통전부와 상기 통전부 사이를 절연하는 절연부를 포함하며, 상기 제1부분의 하부에 배치된 제2부분;을 포함하며, 상기 제1부분은 복수개의 더미 홀을 포함하는, 리드 프레임을 제시하여 조립 불량을 해소한다.

Description

리드 프레임 {LEAD FRAME}

본 발명은 칩이 부착되는 제1부분과 통전/접착 부재가 부착되는 제2부분이 비대칭적인 구조를 가지는 리드 프레임 및 리드 프레임의 제조 방법에 관한 것이다.

리드 프레임은 반도체 칩을 올려 부착하는 금속 기판의 일종으로, 리드 프레임의 제1부분은 반도체 칩이 장착되고, 제1부분과 반대인 제2부분은 볼(ball)과 같은 통전/접착 부재가 장착되어 다른 인쇄 회로 기판과 접합된다. 따라서, 리드 프레임은 다른 인쇄 회로 기판으로부터 반도체 칩에 전기를 공급하고 이를 지지해 주는 역할을 한다.

리드 프레임은 절연 물질로 이루어진 코어 기판을 사이에 두고, 칩이 부착되는 제1부분과 통전/접착 부재가 부착되는 제2부분이 대칭적인 구조를 가진다. 즉, 코어 기판 상부 및 하부에 회로 패턴이 형성된 도전층들이 각각 구비된다.

그러나, 상술한 구조의 리드 프레임은 상기 도전층들을 통전하기 위해 비아홀, 관통홀 등을 가공하고 도금하는 과정이 요구되어 공정 과정이 복잡하고 제조 원가가 상승하는 문제가 있다.

이에 따라, 코어 기판이 없이 칩이 부착되는 제1부분과 통전/접착 부재가 부착되는 제2부분이 비대칭적인 구조를 가지는 리드 프레임을 제조할 수 있다. 그러나 리드 프레임의 상부 및 하부의 비대칭 구조로 인해 리드 프레임이 휘는 현상이 발생하며, 이와 같은 현상은 조립 불량 및 접촉 불량을 일으키는 문제가 있다.

1. 특허공개공보: 한국공개특허 제10-2011-0093406호

본 발명의 일실시예는 휘는 현상 없이 칩이 부착되는 제1부분과 통전/접착 부재가 부착되는 제2부분이 비대칭적인 구조를 가지는 리드 프레임 및 리드 프레임의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부에 회로 패턴이 형성된 도전층으로 이루어진 제1부분; 및 상기 도전층과 일체로 된 복수개의 통전부와 상기 통전부 사이를 절연하는 절연부를 포함하며, 상기 제1부분의 하부에 배치된 제2부분;을 포함하며, 상기 제1부분은 복수개의 더미 홀을 포함하는, 리드 프레임을 제공한다.

상기 더미 홀은 상기 통전부에 대응하는 부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2부분은 상기 도전층과 일체로 된 복수개의 도전 더미부; 를 더 포함하며, 상기 더미 홀은 상기 도전 더미부에 대응하는 부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 더미 홀의 직경은 상기 도전 더미부의 직경보다 같거나 작은 것을 특징으로 한다.

상기 더미 홀의 직경은 상기 통전부의 직경보다 같거나 작은 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도전 물질로 이루어진 기판을 준비하는 단계; 상기 기판의 하부를 패터닝하여 복수개의 통전부를 형성하는 단계; 상기 복수개의 통전부의 사이에 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 상부에 회로 패턴 및 복수개의 더미 홀을 일괄적으로 형성하는 단계; 를 포함하는, 리드 프레임의 제조 방법을 제공한다.

상기 더미 홀을 형성하는 단계는, 상기 더미 홀은 상기 통전부에 대응하는 부분에 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 복수개의 통전부를 형성하는 단계는, 복수개의 도전 더미부를 일괄적으로 형성하는 것을 더 포함하며, 상기 더미 홀은 상기 도전 더미부에 대응하는 부분에 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 종래 코어 기판이 존재하는 리드 프레임에 비해 제조 공정이 단순화되고, 공정 비용이 절감되어 가격 경쟁력이 향상된 리드 프레임을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 칩이 부착되는 제1부분과 통전/접착 부재가 부착되는 제2부분이 비대칭적인 구조를 가지는 리드 프레임의 휘는 현상이 감소되어나 없어 조립 불량 및 접촉 불량이 해소되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 리드 프레임의 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 절단한 개략적인 단면도이다.
도 3 내지 도 6은 도 2의 리드 프레임의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 리드 프레임의 개략적인 단면도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 리드 프레임의 효과를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, -포함한다- 또는 -가지다- 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 리드 프레임의 개략적인 평면도이다. 도 2는 도 1을 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 절단한 개략적인 단면도이다. 참고로, 도시된 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 리드 프레임(11)이 포함된 모 기판(1)을 도시한 것이다. 도 1에서는 총 4개의 리드 프레임(11)이 포함된 모 기판(1)을 도시하였으나, 모 기판(1)에 포함된 리드 프레임(11)의 개수는 도시된 바에 한정되지 않는다.

도 2를 참조하면, 리드 프레임(11)은 칩이 부착되는 제1부분(CA)과 볼(ball)과 같은 통전/접착 부재가 부착되는 제2부분(BA)을 포함한다. 여기서 리드 프레임(11)은 코어 기판이 구비되지 않고, 제1부분(CA)과 제2부분(BA)이 비대칭적인 구조를 가지는 코어리스(coreless) 형태이다.

제1부분(CA)은, 반도체 칩(미도시)이 부착되는 부분으로 도전층을 포함한다. 여기서 도전층은 구리(Cu)나 은(Ag)과 같은 전기를 전도하는 소재를 포함할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다. 제1부분(CA)은 회로 패턴(103)과 제1 더미 홀(105)을 포함한다.

회로 패턴(103)은 사용자의 요구에 따라 원하는 패턴이 형성된 것이며, 회로 패턴(103)은 제2부분(BA)의 통전부(101)와 전기적으로 연결된다. 회로 패턴(103)을 형성하는 구체적인 방법에 대해서는 리드 프레임(11)의 제조 방법을 설명할 때 함께 설명하기로 한다.

제1 더미 홀(105)은 제2부분(BA)의 통전부(101)에 대응하는 제1부분(CA)에 형성된 홀이다. 제1 더미 홀(105)은 회로 패턴(103)과는 별개의 홀로써, 제1부분(CA)에 포함된 도전층의 분율을 감소시키기 위한 목적으로 형성된 것이다.

제1 더미 홀(105)의 직경(w2) 또는 크기는 제2부분(BA)의 통전부(101)의 직경(w1) 또는 크기와 같거나 작은 것을 특징으로 한다. 왜냐하면 제1 더미 홀(105)의 직경(w2) 또는 크기가 제2부분(BA)의 통전부(101)의 직경(w1) 또는 크기보다 크면 통전부(101)와 회로 패턴(103)이 전기적으로 연결되지 않아 단선이 일어날 문제가 있기 때문이다.

제1 더미 홀(105)의 깊이(d2)는 제1부분(CA)의 두께(d1)에 대응할 수 있다. 즉, 제1 더미 홀(105)의 깊이(d2)는 제1부분(CA)의 도전층 두께(d1)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제1 더미 홀(105)의 깊이(d2)가 제1부분(CA)의 두께(d1)보다 작은 경우 또는 큰 경우에는 제2부분(BA)에 비하여 제1부분(CA)에 포함된 도전층의 분율을 감소시키는 정도가 작다. 따라서, 제1 더미 홀(105)의 깊이(d2)가 제1부분(CA)의 두께(d1)와 실질적으로 동일할 때, 제1부분(CA)에 포함된 도전층의 분율이 최대로 감소되는 효과가 있다.

제2부분(BA)은 볼(ball)과 같은 통전/접착 부재(미도시)가 부착되는 부분이다. 제2부분(BA)은 통전부(101), 도전 더미부(102)와 절연부(111)를 포함한다. 여기서 통전부(101) 및 도전 더미부(102)는 제1부분(CA)의 도전층과 일체로 구비된다. 따라서, 제2부분(BA)은 절연부(111)를 포함함으로써 도전층만 포함하는 제1부분(CA)과 상이하고, 결국 리드 프레임(11)은 비대칭적인 구조를 포함하게 된다.

통전부(101) 및 도전 더미부(102)는 도전층과 일체로 구비된 통전구조로써, 구리(Cu)나 은(Ag)과 같은 전기를 전도하는 소재를 포함할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다. 통전부(101) 및 도전 더미부(102)의 형태는 필라(pillar) 형태일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다각형 기둥 형태일 수도 있다.

통전부(101)는 제1부분(CA)과 통전부(101)에 부착되는 통전/접착 부재를 도통하여, 전기를 흐르게 한다. 도전 더미부(102)는 통전부(101)와 달리 통전/접착 부재가 부착되지 않고, 따라서, 제1부분(CA)과 도통하여 전기를 흐르게 하는 부분이 아니다. 도전 더미부(102)는 제1부분(CA)에 부착되는 반도체 칩의 얼라인먼트(alignment)를 맞춰주는 역할을 하거나, 리드 프레임(11)의 강성을 유지하는 역할을 한다.

절연부(111)는 통전부(101)의 사이를 채우도록 형성되며, 통전부(101)들을 절연한다. 절연부(111)는 절연 물질로 이루어지며, 예를 들어 필러(filler)가 함침된 레진(resin)으로 이루어질 수 있다.

도 3 내지 도 6은 도 2의 리드 프레임(11)의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 도전 물질로 이루어진 기판(100)을 준비한다. 도전 물질은 구리(Cu)나 은(Ag)과 같은 전기를 전도하는 소재를 포함할 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.

도 4를 참조하면, 도 3 기판(100)의 하부를 패터닝하여 복수개의 통전부(101) 및 도전 더미부(102)를 일괄적으로 형성한다. 통전부(101) 및 도전 더미부(102)는 물리적 에칭 또는 화학적 에칭 방법으로 형성할 수 있다.

도 5를 참조하면, 통전부(101) 및 도전 더미부(102)의 사이에 절연 물질을 채워 절연부(111)를 형성한다. 절연 물질은 라미네이션, 코팅, 인쇄 등의 방법으로 채울 수 있다. 이로부터, 통전부(101), 도전 더미부(102) 및 절연부(111)를 포함하는 리드 프레임(11)의 제2부분(BA)이 제조된다.

도 6을 참조하면, 기판(100)의 상부에 회로 패턴(103) 및 복수개의 제1 더미 홀(105)을 일괄적으로 형성한다.

회로 패턴(103)은 텐팅(tenting) 및 패널/패턴(Panel/Pattern)법을 포함하는 서브트렉티브(Subtractive)법과 세미 에디티브(Semi-Additive)법(SAP), 모디파이드 세미 에디티브(Modified Semi-Additive)법(MSAP), 어드밴스드 모디파이드 세미 에디티브(Advanced Modified Semi-Additive)법(AMSAP) 및 풀 에디티브(Full-Additive)법(FAP)를 포함하는 에디티브(Additive)법 등 다양한 패터닝 방법에 의해 형성할 수 있다. 간략히 서브트렉티브법은 도전층에서 도체 외에 불필요한 부분을 에칭 등에 의해 선택적으로 제거하여, 회로 패턴(103)을 형성하는 방법이고, 에디티브법은 절연층 위에 도금 등에 의해 전도성 소재의 물질을 선택적으로 석출시켜 회로 패턴(103)을 형성하는 방법이며 해당 방법은 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도면에서는 서브트렉티브법에 의해 회로 패턴(103)을 형성한 결과를 도시한 것이다.

복수개의 제1 더미 홀(105)은 통전부(101)에 대응하는 제1부분(CA)에 형성한다. 제1 더미 홀(105)은 회로 패턴(103)과 일괄적으로 형성하므로, 회로 패턴(103)을 형성한 방법에 의해 선택적으로 도전층을 제거하여 형성한다. 제1 더미 홀(105)의 크기, 모양, 깊이, 배치 등은 상술하였으므로 중복되는 기재는 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 더미 홀(105)을 별도의 공정으로 형성하는 것이 아니라, 회로 패턴(103)을 형성할 때 일괄적으로 형성함으로써, 제조 방법이 단순하고 경제적인 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 리드 프레임(12)의 개략적인 단면도이다.

도 7에 의한 다른 실시예에 의한 리드 프레임(12)은 도 2의 리드 프레임(11)에 비하여, 도전 더미부(102)에 대응하는 제1부분(CA)에도 제2 더미 홀(107)이 형성되는 것이 상이하다. 그 외에 도 7 에 표시된 도면의 참조 번호 중 도 2와 동일한 참조 번호는 전술한 실시예와 동일한 구성요소를 가리킨다. 동일한 구성요소는 그 기능이나 작용 또한 동일하므로 이하에서 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 7에 의하면, 도전 더미부(102)에 대응하는 제1부분(CA)에도 제2 더미 홀(107)이 형성됨으로써, 제1부분(CA)에 포함된 도전 물질의 분율이 더욱 감소하여, 리드 프레임(11)이 휘는 현상이 줄어드는 장점이 있다.

도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 리드 프레임(11, 12)의 효과를 도시한 도면이다.

도 8 및 도 9를 참조하면 C1은 제1 더미 홀(105) 구조가 포함되지 않은 리드 프레임이 포함된 모기판의 변형 정도를 도시한 것이고, P1은 본 발명의 일 실시예 의한 제1 더미 홀(105) 구조가 포함된 리드 프레임(11,12)이 포함된 모 기판(1)의 변형 정도를 도시한 것이다. P1은 C1에 비해 휨(warpage)가 감소한 것을 확인할 수 있다. 휨(warpage)란 편평한 곳에 도 1의 리드 프레임이 포함된 모기판을 올려 놓고 얼마가 휘는지 그 정도를 측정한 것으로 길이 단위를 가진다. 도 9에서는 mm 단위로 측정한 결과를 도시한 것이다.

비대칭 구조를 포함하는 리드 프레임(11,12)은 제1부분(CA)에 포함된 도전 물질의 분율과 제2부분(BA)에 포함된 도전 물질의 분율이 상이하다. 왜냐하면, 제1부분(CA)에는 회로 패턴(103)만 형성되어 있으나, 제2부분(BA)에는 통전부(101)가 형성되어 제1부분(CA)에 더 많은 양의 도전 물질이 남아 있게 된다. 바이메탈 원리에 의해 이러한 구조는 온도 변화 유발시 제1부분(CA)과 제2부분(BA)의 열 수축 또는 팽창 정도가 다르므로 휘는 현상이 발생한다. 따라서, 비대칭구조를 포함하는 리드 프레임(11,12) 및 모 기판(1)은 휨(warpage)값이 클 수 밖에 없다. 그러나 본 발명의 일 실시예에 의한 리드 프레임(11,12)은 제1부분(CA)에 복수개의 제1 더미 홀(105)이 형성되어 제1부분(CA)의 도전 물질의 체적을 낮춤으로써, 이와 같은 휨 정도를 개선할 수 있는 특징이 있다. 따라서, 리드 프레임(11,12)의 변형을 방지하고 작은 휨(warpage)값을 가진다. 이는, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 제1 더미 홀(105)이 형성되어 제1부분(CA)에 포함된 도전 물질의 체적이 C1 보다 적은 P1의 경우 휨(warpage) 값이 작은 것으로 확인할 수 있다. 휨(warpage) 가 작을수록 리드 프레임(11,12)의 변형이 작은 것이므로, 조립 불량이나 접촉 불량이 발생할 위험이 적다.

또한, 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 도면에는 소정 개수의 도전 더미부(102), 통전부(101) 및 소정 형태의 회로패턴 등이 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 제조방법을 크게 벗어나지 않는 한, 다른 형태, 다른 개수, 다른 패턴이 포함될 수 있음은 물론이다.

본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 모 기판
11,12: 리드 프레임
100: 기판
101: 통전부
102: 도전 더미부
103: 회로 패턴
105: 제1 더미 홀
111: 절연부

Claims (6)

1. 상부에 회로 패턴이 형성된 도전층으로 이루어진 제1부분; 및
   상기 도전층과 일체로 된 복수개의 통전부와 상기 통전부 사이를 절연하는 절연부를 포함하며, 상기 제1부분의 하부에 배치된 제2부분;을 포함하며,
   상기 제1부분은 복수개의 제1 더미 홀을 포함하고,
   상기 제1 더미 홀은 상기 통전부에 대응하는 부분에 형성되며,
   상기 제2부분은 상기 도전층과 일체로 된 복수개의 도전 더미부를 더 포함하고, 상기 제1부분은 상기 도전 더미부에 대응하는 부분에 형성되는 제2 더미 홀을 더 포함하는, 리드 프레임.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 더미 홀의 직경은 상기 도전 더미부의 직경 또는 상기 통전부의 직경보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는, 리드 프레임.
5. 삭제
6. 삭제

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