KR19980021585A

KR19980021585A - Semiconductor Package Using Polyimide Adhesive

Info

Publication number: KR19980021585A
Application number: KR1019960040487A
Authority: KR
Inventors: 김향호; 조태제
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-06-25

Abstract

본 발명은 폴리이미드 접착제를 이용하여 다이패드에 칩을 본딩하는 것에 관한 것으로서, 리드프레임(30)의 다이패드(40) 상면에 칩(60)을 본딩하여 에폭시로 몰딩되어 봉지수지(20)를 이루는 디바이스(10)에 있어서, 상기 다이패드(40) 상면에 폴리이미드 접착제(50)를 도포수단(70)에 의해 도포하여 칩(60)을 안정되게 고정시킨 구조로 구성된 것인바, 다이패드 상면에 도포수단을 이용하여 소량의 폴리이미드 접착제를 도포하여 칩을 접착함으로써, 폴리이미드 접착제의 과다사용을 줄이고, 다이패드에는 통공을 형성시켜 봉지수지를 성형함에 따라 기존의 접착제 및 다이패드의 계면으로부터 발생되는 봉지수지의 내부 균열을 방지할 수 있어 제품에 대한 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to bonding a chip to a die pad using a polyimide adhesive, and bonding the chip 60 to the upper surface of the die pad 40 of the lead frame 30 to be molded with epoxy to form the encapsulating resin 20. In the device 10, the polyimide adhesive 50 is applied to the upper surface of the die pad 40 by the application means 70, and the chip 60 is stably fixed. By applying a small amount of polyimide adhesive to the chip by using an application means to reduce the excessive use of the polyimide adhesive, forming a hole in the die pad to form a sealing resin from the interface between the existing adhesive and the die pad It is possible to prevent internal cracking of the encapsulating resin, which can significantly improve the reliability of the product.

Description

Semiconductor Package Using Polyimide Adhesive

본 밭명은 폴리이미드 접착제를 이용하여 다이패드에 반도체 칩을 부착하는 것에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 반도체의 직접회로 소자인 디바이스의 구성을 이루는 리드프레임에 은-에폭수지 계열로 다이패드에 칩을 본딩하는 접착제의 재질을 변경하고, 다이패드의 구조를 변경하여 다이패드의 접착성을 현저히 향상시켜 디바이스의 내부로 부터의 균열을 방지할 수 있도록 한 폴리이미드 접착제를 이용한 반도체 패키지에 관한 것이다.The field name relates to attaching a semiconductor chip to a die pad by using a polyimide adhesive. More specifically, a silver-epoxy resin is used to attach a chip to a die pad in a lead frame constituting a device which is a semiconductor integrated circuit device. The present invention relates to a semiconductor package using a polyimide adhesive that changes the material of the adhesive to be bonded and changes the structure of the die pad to significantly improve the adhesion of the die pad to prevent cracking from inside the device.

일반적으로 반도체 패키기 제조공정은 리드프레임에 형성되어 있는 다이패드의 상부에 은 에폭시(Ag-Epoxy)를 도포한후 반도체칩을 부착하는 다이본딩 공정을 진행한 후에 반도체칩과 외부리드를 전기적으로 연결시키는 와이어본딩공정을 실시하게 된다. 이후 열경화성인 봉지수지를 통하여 봉지를 몰딩하는 공정, 외부리드에 대한 처리를 하는 트림/폼공정 및 리드를 마무리하는 공정을 진행함으로써, 일반적인 패키지 제조공정이 완료되게 된다.In general, a semiconductor package manufacturing process is performed by applying silver epoxy (Ag-Epoxy) to the top of the die pad formed on the lead frame and then attaching the semiconductor chip to the die bonding process to electrically connect the semiconductor chip and the external lead. The wire bonding process for connecting is performed. Thereafter, a process of molding a bag through a thermosetting encapsulation resin, a trim / form process for processing external leads, and a process of finishing leads are completed, thereby completing a general package manufacturing process.

종래에는 첨부된 도1에서 도시한 바와같이, 반도체패키지(1)의 외형을 이루는 봉지수지(2)의 몰딩시 리드프레임(3)의 다이패드(4) 고정력을 강화하기 위하여 다 이패드(4)의 하부 저면에 딤플(3a)을 형성하되, 그 상부면에는 은-에폭시접착제(Ag-Epoxy)(5)를 도포하여 반도체 칩(6)을 본딩하고, 플라스틱 재질의 봉지수지로 몰딩하여 이루는 패키지 구조이다.In the related art, as shown in FIG. 1, the die pad 4 may be used to reinforce the fixing force of the die pad 4 of the lead frame 3 when molding the encapsulation resin 2 forming the outline of the semiconductor package 1. A dimple (3a) is formed on the bottom of the lower surface, and the semiconductor chip (6) is bonded by applying silver-epoxy adhesive (Ag-Epoxy) (5) on the upper surface, and molded by molding with a plastic encapsulation resin. The package structure.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법과 같이, 은 에폭시접착제를 사용하여 반도체칩을 다이패드에 부착시킬 경우에는 반도체칩과 다이패드의 접착력이 상호 강하지 못하게되어 봉지수지로 몰딩을 할 경우에 접착된 부위로부터 패키지 크랙(crack) 이 발생할 가능성이 높게 된다.However, when the semiconductor chip is attached to the die pad using the silver epoxy adhesive as described above, the adhesive force between the semiconductor chip and the die pad is not strong enough to be bonded to each other when molding with a sealing resin. The likelihood of package cracking is high.

실제로 크랙이 발생되는 대부분의 패키지는 상술한 바와 같이 부착부위에서 일어나고, 특히 신뢰성 평가시 흡습에 따라 패키지(1)는 다이패드의 상부면(43)과 하부면(41)의 끝단과 접하는 봉지수지(2)의 내측 계면에서 균열(crack)(45,47)이 발생되는 문제점이 있었다.In fact, most packages in which cracks are generated occur at the attachment site as described above, and in particular, the package 1 is encapsulated in contact with the ends of the upper surface 43 and the lower surface 41 of the die pad according to moisture absorption. There was a problem that cracks 45 and 47 were generated at the inner interface of (2).

본 발명의 기술적과제는 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반도체패키지의 균열에 의한 불량을 개선 또는 방지하기 위해서 계면 접착력이 우수하고 흡습률이 낮은 계수의 봉지수지를 사용함과 동시에 리드프레임과 봉지수지 접착층의 계면에서 발생되는 균열을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.The technical problem of the present invention is to solve the conventional problems, and in order to improve or prevent defects caused by cracking of the semiconductor package, while using a sealing resin having a coefficient of excellent interfacial adhesion and a low moisture absorption rate, the lead frame and the sealing The purpose is to prevent the cracks generated at the interface of the resin adhesive layer to improve the quality of the product.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 리드프레임의 다이패드 상면에 칩을 본딩하여 봉지수지로 몰딩되어 이루어 지는 반도체패키지에 있어, 상기 다이패드 상면에 폴리이미드 접착제를 도포수단에 의해 도포하여 칩을 안정적으로 고정하는 폴리이미드 접착제를 이용한 반도체 패키지가 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, in the semiconductor package formed by bonding the chip to the upper surface of the die pad of the lead frame molded with an encapsulating resin, by applying a polyimide adhesive to the upper surface of the die pad by a coating means Provided is a semiconductor package using a polyimide adhesive for stably fixing a resin.

도1은 종래 다이패드에 은-에폭시 접착제가 접착되어 몰딩된 상태를 보인 반도체 패키지의 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a semiconductor package showing a state in which a silver-epoxy adhesive is bonded to a conventional die pad and molded;

도2는 본 발명에 따른 실링튜브를 이용한 다이패드의 본딩상태를 보인 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a bonding state of the die pad using the sealing tube according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 다이패드에 폴리이미드 접착제를가 접착되어 몰딩된 상태를 보인 반도체 패키지의 종단면도.3 is a longitudinal cross-sectional view of a semiconductor package showing a molded state in which a polyimide adhesive is bonded to a die pad according to the present invention;

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10 : 반도체 패키지 20 : 봉지수지10 semiconductor package 20 encapsulation resin

30 : 리드프레임 40 : 다이패드30: lead frame 40: die pad

41 : 통공 50 : 폴리이미드 접착제41: through hole 50: polyimide adhesive

60 : 칩 70 : 도포수단60 chip 70 application means

본 발명의 일실시예를 도시한 도2 및 도3을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 2 and 3 showing an embodiment of the present invention in more detail as follows.

첨부된 도2는 본 발명에 따른 실링튜브를 이용한 다이패드의 본딩상태를 보인 사시도이고, 도3은 본 발명에 따른 다이패드에 폴리이미드 접착제를가 접착되어 몰딩된 상태를 보인 반도체 패키지의 종단면도이다.2 is a perspective view illustrating a bonding state of a die pad using a sealing tube according to the present invention, and FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of a semiconductor package showing a molded state in which a polyimide adhesive is bonded to a die pad according to the present invention. .

길이방향으로 다수개 형성되어 제작되는 리드프레임(30)의 다이패드(40) 상면에 칩(40)을 본딩하여 봉지수지로 몰딩되어 이루어 지는 반도체 패키지(10)에 관한 것에 있어, 상기 다이패드(40) 상면에 액상의 폴리이미드 접착제(50)로하여 도포수단(70)에 의해 도포하여 반도체 칩(60)을 안정적으로 고정할 수 있는 구조로 구성된다.The semiconductor package 10 is formed by bonding a chip 40 to the upper surface of the die pad 40 of the lead frame 30 is formed in a plurality of longitudinal direction is molded with an encapsulating resin, the die pad ( 40) It is composed of a structure capable of stably fixing the semiconductor chip 60 by applying a liquid polyimide adhesive 50 to the upper surface by the application means 70.

그리고, 상기 도포수단(70)은 액상의 폴리이미드 접착제(50)를 공급할 수 있도록 하부에 주입구(71a)가 형성된 실링튜브(71)와, 상기 주입구(71a)에 연결되어 담겨진 액상의 폴리이미드 접착제(50)를 일회의 동작에 의해 다수개 도팅(dotting)되도록 하부에 다수개의 노즐(72a)이 구비된 도포부재(72)로 구성된다.The coating means 70 is a sealing tube 71 having an injection hole 71a formed at a lower portion thereof so as to supply a liquid polyimide adhesive 50, and a liquid polyimide adhesive connected to the injection hole 71a. It consists of an application member 72 provided with a plurality of nozzles 72a at the bottom so as to dot a plurality of 50 by one operation.

또한, 상기 다이패드(40)는 봉지수지(20)로 몰딩한 후 봉지수지(20)에 견고히 고정되도록 길이방향 중앙에 통공(41)이 형성된다.In addition, the die pad 40 is molded with the encapsulation resin 20 and a through-hole 41 is formed in the center of the longitudinal direction so as to be firmly fixed to the encapsulation resin 20.

상기 통공(41)은 다이패드(40)에 접착되는 칩의 면적에 따라 각각 모양이 달리 형성될 수 도 있다.The through holes 41 may be formed in different shapes depending on the area of the chip adhered to the die pad 40.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면, 폴리이미드 접착제(50)가 담겨있는 도포수단(70)의 실링튜브(71)로부터 미도시된 작동구에 따라 화살표 방향과 같이 하강하여 작업다이(도면에서 생략함)에 재치된 리드프레임(30)의 다이패드(40) 상면에 도포부재(72)의 노즐(72a)부분이 일시적으로 접촉되었다가 상승되면 폴리이미드 접착제(50)는 점(spot)형식으로 다이패드(40)의 상면에 일정량씩 응집되는 형태로 도포된다.Referring to the operation of the present invention configured as described above, the work die (drawings) by descending as shown in the direction of the arrow from the sealing tube 71 of the application means 70 containing the polyimide adhesive 50, according to the operating tool not shown When the nozzle 72a portion of the coating member 72 is temporarily brought into contact with the upper surface of the die pad 40 of the lead frame 30 mounted on the lead frame 30, the polyimide adhesive 50 becomes a spot. It is applied in the form of a predetermined amount aggregated on the upper surface of the die pad 40 in the form.

상기와 같은 상태에서 칩(60)을 다이패드(40)의 폴리이미드 접착제(50) 상면에 얹어 본딩시켜 주며, 이때의 다이패드(40)에 도포된 폴리이미드 접착제(50)는 다 이패드(40)에서 통공(41)을 제외한 나머지 다이패드(40)의 상면에 일정두께로 본딩되어 칩(60)을 견고하게 고정시켜 준다.In this state, the chip 60 is bonded to the upper surface of the polyimide adhesive 50 of the die pad 40, and the polyimide adhesive 50 applied to the die pad 40 at this time is a die pad ( 40 is bonded to the upper surface of the remaining die pad 40 except the through-hole 41 to a fixed thickness to firmly fix the chip (60).

상기 통공(41)의 구조는 상대적으로 접착력이 낮은 다이패드(40)와 봉지수지(20) 계면의 일부를 접착력이 비교적 높게 일어나는 다이패드(40)의 바닥면부분을 봉지수지 (20)계면으로 대처하여 접착제의 도포량을 감소시켜 폴리이미드 접착제(50) 층에서 발생하는 균열을 방지하기 위함이다.The through-hole 41 has a portion of the interface between the die pad 40 and the encapsulation resin 20 having a relatively low adhesive strength, and the bottom portion of the die pad 40 having the adhesive force relatively high to the encapsulation resin 20 interface. This is to prevent the cracks occurring in the polyimide adhesive layer 50 by reducing the coating amount of the adhesive.

한편, 다음공정으로는 폴리이미드 접착제(50)에 포함되어 있는 레진(resin) 성분을 드라이 아웃시켜 제거하고 난 다음, 종래와 동일한 순서에 의해 칩(60)과 리드 프레임(30)에 와이어(도면에서 생략함)를 본딩하고, 다이패드(40)의 외곽으로는 에폭 수지를 몰딩하여 첨부된 도3에서 나타낸 바와같이 반도체 패키지(10)를 완성한다.On the other hand, in the next step, the resin component contained in the polyimide adhesive 50 is dried out to be removed, and then wires (drawings) to the chip 60 and the lead frame 30 are carried out in the same order as in the prior art. And the epoxy resin is molded around the die pad 40 to complete the semiconductor package 10 as shown in FIG.

이에따라 리드프레임(30)의 다이패드(40)는 봉지수지(20)의 몰딩에 따른 성형에 있어서, 다이패드(40)의 통공(41)부분은 봉지수지(20)의 내면적을 크게하여 종래의 다이패드(40)보다 내구성을 강화할 수 있어, 반도체 패키지(10)를 기판에 설치된 컨넥터(도면에서 생략함)에 접속시켜 테스팅시 접착제 및 계면박리에 대해 균열의 발생됨을 억제시킬 수 있케 된다.Accordingly, when the die pad 40 of the lead frame 30 is molded according to the molding of the encapsulation resin 20, the through-hole 41 portion of the die pad 40 increases the inner area of the encapsulation resin 20 to provide a conventional method. Since the durability can be enhanced than that of the die pad 40, the semiconductor package 10 can be connected to a connector (not shown in the drawing) installed on the substrate, thereby suppressing the occurrence of cracks on the adhesive and the interface peeling during the testing.

한편, 다이패드(40)에 칩(60)이 정확히 접착되지 않은 상태에 따라 교정작업 시간에 있어서도 종래 은-엣폭시 접착제의 전면접착과는 달리 다이패드(40)에 형성된 통공(41)이 차지하는 범위가 넓어 상대적으로 다이패드(40)에 도포된 폴리이미드 접착제(50)를 짧은 시간내에 교정할수 있게 된다.On the other hand, according to the state in which the chip 60 is not correctly adhered to the die pad 40, the through hole 41 formed in the die pad 40 occupies differently from the front adhesion of the silver-epoxy adhesive even during the calibration operation time. The wide range allows the polyimide adhesive 50 applied to the die pad 40 to be calibrated in a short time.

따라서, 액상의 폴리이미드 접착제(50)를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 폴리이미드 테이프를 사용하여 반도체칩과 다이패드를 본딩할 수 있다.Therefore, not only the liquid polyimide adhesive 50 can be used but also a semiconductor chip and a die pad can be bonded using a polyimide tape.

또한, 상기 다이패드(40)에 폴리이미드 접착제(50)를 점형식으로 도포함으로써 폴리이미드 접착제(50)의 양을 절감할 수 있게 된다.In addition, it is possible to reduce the amount of the polyimide adhesive 50 by applying the polyimide adhesive 50 to the die pad 40 in the form of dots.

이상에서와 같이, 본 발명은 다이패드(40) 상면에 도포수단(70)을 이용하여 소량의 폴리이미드 접착제(50)를 도포하여 칩(60)을 접착함으로써, 폴리이미드 접착제(50)의 과다사용을 줄이고, 다이 패드(40)에는 통공(41)을 형성시켜 봉지수지(20)를 성형함에 따라 기존의 접착제 및 다이패드의 계면으로부터 발생되는 봉지수지의 내부 균열을 방지할 수 있어 제품에 대한 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, in the present invention, a small amount of polyimide adhesive 50 is applied by applying a small amount of polyimide adhesive 50 to the upper surface of the die pad 40 by applying a small amount of polyimide adhesive 50 to the chip 60. By reducing the use and forming the encapsulation resin 20 by forming a through-hole 41 in the die pad 40, it is possible to prevent the internal cracks of the encapsulation resin generated from the interface between the existing adhesive and the die pad to prevent There is an effect that can greatly improve the reliability.

Claims

In the semiconductor package 10 formed by bonding a chip 60 to an upper surface of the die pad 40 of the lead frame 30 and molding the encapsulation resin, a polyimide adhesive 50 is formed on the upper surface of the die pad 40. A semiconductor package using a polyimide adhesive, characterized in that interposed between the semiconductor chip 60 and the die pad (40).

The semiconductor package using a polyimide adhesive according to claim 1, wherein the polyimide adhesive (50) is a liquid resin.

The semiconductor package using a polyimide adhesive according to claim 1, wherein the polyamide adhesive (50) is made of a tape.

The semiconductor package using a polyimide adhesive according to claim 1, wherein the die pad (40) has a through hole (41) formed in a longitudinal center thereof.