KR19980021722A - 고방열 반도체 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트싱크 상면에 칩과 리드를 전기 절연 접착제로 고정하고 칩을 포함하는 히트싱크 상면을 성형 수지로 봉지하는 고방열 구조의 반도체 패키지를 제공하는 것에 관한 것으로서, 복수 개의 본딩 패드를 갖고 있는 반도체 칩; 상기 본딩 패드와 각기 대응되는 리드; 칩 패드 영역와 리드 접착 영역을 갖고 있는 히트싱크; 상기 칩을 상기 히트 싱크의 칩 패드 영역에 전기절연 접착하는 수단; 상기 리드 접착 영역과 상기 리드의 외각을 접착 고정하는 제 1접착 테이프; 상기 리드 접착 영역과 상기 리드의 내측을 접착 고정하는 제 2접착 테이프; 상기 제 1접착 테이프와 제 2접착 테이프 사이에 형성된 절연 수지; 상기 본딩 패드와 대응되는 리드를 전기적으로 연결하는 전기적 연결 수단; 및 상기 칩과 전기적 연결부위를 봉지하고 상기 히트싱크 상면에만 형성된 성형수지; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고방열 반도체 패키지를 제공하여 히트싱크를 갖는 반도체 패키지의 제조 원가를 절감하는 이점(利點)이 있다.

Description

고방열 반도체 패키지

본 발명은 고방열을 하기 위한 반도체 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 히트싱크(heat sink) 상면에 칩과 리드를 전기 절연 접착제로 고정하고 칩을 포함하는 히트싱크 상면을 성형수지로 봉지하는 고방열 구조의 반도체 패키지를 제공하는 것에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 히트싱크를 갖는 반도체 패키지는 리드 프레임의 저면에 히트싱크를 접착제 또는 테이프로 접착 고정한 다음 조립 고정을 진행하여 몰딩(molding) 공정시 히트싱크를 노출 시키는 방법으로 구성된다.

또 다른 방법에 의한 히트싱크를 갖는 반도체 패키지는 와이어 본딩이 완료된 리드 프레임을 몰딩 공정시 금형에 하부 캐비티(bottom cavity)를 형성시키고, 그 캐비티내에 히트싱크를 삽입하여 리드 프레임의 다이 패드와 접합 되도록하는 구조를 갖는다.

이와 같이 히트싱크가 노출된 반도체 패키지는 성형 수지로 전기적 연결부위를 봉지하는 몰딩 공정 진행시 성형수지가 히트싱크 표면위로 도포되어 외관의 불량을 유발하는 문제점이 있다.

또한, 히트싱크 상면으로 넘쳐 도포된 성형수지는 히트싱크의 열방출 효과를 저해하고, 이와 같이 성형수지가 히트싱크 상면으로 넘쳐있는 반도체 패키지는 그 성형 수지를 제거하기 위해서는 별도의 작업이 이루어져야 한다.

종래 기술에 의한 히트 싱크를 갖는 반도체 패키지는 이를 형성하기 위하여 성형 금형의 소정의 부위에 그 히트싱크와 동일한 크기의 캐비티를 형성해야 하므로, 각 패키지의 종류와 모양별로 각기 다른 종류의 전용 금형이 필요하게 되어 원가 상승의 요인 및 금형 교체 시간의 증가되는 단점(短點)이 있다.

또한, 이와 같은 패키지는 몰딩 공정 진행 후 성형 수지의 흐름을 방지하기 위하여 리드 프레임에 형성되어 있는 댐바(dambar)의 제거 공정이 필요하고,

다른 패키지의 형태로는 칩을 포함한 전기적 연결 부위를 액상 포팅(potting)하는 방법으로 댐바의 제거는 필요하지 않으나 신뢰성 측면에서 성형 수지보다 저하되어 사용에 제한이 있다.

본 발명의 목적은 상기 전술한 종래 기술에 의한 각 히트싱크 크기 별로 성형 금형을 제작하여야 하는 원가 상승의 단점과 성형 수지가 히트싱크 상면에 흘러 넘쳐 열 방출 불량을 일으키는 단점을 제거하고, 반도체 칩에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시키기 위한 히트싱크를 갖는 반도체 패키지를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 리드 프레임이 접착 테이프로 히트싱크 상면에 접착되는 모양을 개략적으로 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 리드 프레임이 접착 테이프로 히트싱크 상면에 접착되어 있는 모양을 나타내는 평면도.

도 3은 본 발명에 의한 고열방열 구조의 반도체 패키지를 나타내는 단면도.

도면의 주요 부호에 대한 설명

10 : 칩 12 : 본딩패드

20 : 접착제 30 : 와이어

40 : 리드 50 : 히트싱크

60 : 성형수지 70 : 절연수지

80 : 제 1 테이프 85 : 제 2 테이프

상기 목적을 달성하기 위하여 복수 개의 본딩 패드를 갖고 있는 반도체 칩; 상기 본딩 패드와 각기 대응되는 리드; 칩 패드 영역와 리드 접착 영역을 갖고 있는 히트싱크; 상기 칩을 상기 히트 싱크의 칩 패드 영역에 전기절연 접착하는 수단; 상기 리드 접착 영역과 상기 리드의 외각을 접착 고정하는 제 1접착 테이프; 상기 리드 접착 영역과 상기 리드의 내측을 접착 고정하는 제 2접착 테이프; 상기 제 1접착 테이프와 제 2접착 테이프 사이에 형성된 절연 수지; 상기 본딩 패드와 대응되는 리드를 전기적으로 연결하는 전기적 연결 수단; 및 상기 칩과 전기적 연결부위를 봉지하고 상기 히트싱크 상면에만 형성된 성형수지; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고방열 반도체 패키지를 제공한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 리드 프레임이 접착 테이프로 히트싱크 상면에 접착되는 모양을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 리드 프레임이 접착 테이프로 히트싱크 상면에 접착되어 있는 모양을 나타내는 평면도 및 도 3은 본 발명에 의한 고열방열 구조의 반도체 패키지를 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 1은 리드 프레임의 다이패드와 댐바(도시 안됨)가 제거된 리드(40)를 히트싱크(50) 상면에 접착하는 모양을 나타내는 단면도로서, 그 리드(40)의 말단에 제 1테이프(80)가 접착되어 있고, 제 2테이프(85)가 제 1테이프(80)와 소정의 간격으로 이격되어 리드에 접착되는 모양을 나타내고 있다.

상기 제 1테이프(80)와 제 2테이프(85)는 폴이이미드(polyimide) 접착 테이프(tape)로 전기 절연성이 우수한 것을 사용하여 히트싱크(50)과 각 리드(40)간의 전기적인 절연 역할을 한다.

그리고, 도 2는 상기 제 2테이프(85)는 히트싱크(50) 외각에 접착되고 소정의 간격으로 이격되어 있는 제 1테이프(80)는 리드(40)의 말단에 접착되어 히트싱크(50) 상면에 접착 고정되어 있는 모양을 나타내고 있다.

상기 제 1테이프(80)와 제 2테이프(85) 사이에는 절연 수지(도시 안됨)가 형성되어 몰딩 공정시 성형 수지(도시 안됨)가 히트싱크(50) 방향으로 흘러 넘치지 못하도록 하는 댐바의 역할을 하고, 상기 제 2테이프(85)는 상기 절연 수지의 댐바 역할을 한다.

도 3은 반도체 칩(10) 상면에 복수 개의 본딩 패드들(12)이 형성되어 있고, 그 칩(10)이 히트 싱크(50)의 칩 패드 영역(도시 안됨)에 전기 절연 접착제(20)로 접착 고정되어 있고, 제 2테이프(85)가 상기 히트싱크(50)의 리드 접착 영역(도시 안됨)에서 히트싱크(50)와 리드(40)의 외각을 접착 고정하고, 제 1테이프(80)가 제 2테이프(85)와 소정의 간격으로 이격되어 리드(40) 말단과 히트싱크(50)를 접착 고정하고 있고, 절연 수지(70)가 상기 제 1테이프(80)와 제 2테이프(85) 사이에 형성되어 있고, 상기 본딩 패드들(12)과 각기 대응되는 리드들(40)이 와이어(30)로 전기적으로 연결되어 있고 상기 칩(10)과 전기적 연결부위와 히트싱크(50) 상면만을 성형 수지(60)가 봉지하고 있는 모양을 나타내고 있다.

이와 같은 구조를 달성하기 위해서는 먼저 리드 프레임을 종래의 기술에 의한 제조 방법과 유사하게 식각하는 공정 또는 스탬핑(stamping)하는 공정을 통해 리드 프레임을 제작하며, 칩이 접착되는 다이패드와 댐바는 리드 프레임 제작후 제거하거나 리드 프레임 제작시 부터 형성하지 않도록 한다.

이와 같이 다이패드와 댐바가 제거된 리드 프레임은 그 리드들의 하면에 전기 절연성과 접착성이 우수한 폴리이미드 테이프를 접착하여 댐바 역할을 하는 동시에 히트싱크 상면에 접착 고정되는 역할을 한다.

그리고, 칩이 부착되는 히트싱크의 칩 패드에는 은 플레이팅(Ag plating)을 실시하거나 요철을 형성시켜 성형수지와 접착성을 향상시킬수 있다. 그 이후의 와이어 본딩 공정등은 일반적인 패키지의 제조 방법을 따라 실시한다.

몰딩 공정은 히트싱크 상면만을 성형 금형이 덮고, 성형 수지를 금형 내부로 주입하는 방법으로 전기적 연결부위 봉지한다. 따라서, 종래 기술에 의한 금형에 캐비티를 형성하지 않고도 히트싱크를 갖는 반도체 패키지를 제작할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의한 반도체 패키지는 댐바를 제거하는 공정이 삭제되고, 캐비티가 형성되어 있는 성형 금형을 사용하지 않고 다양한 크기의 히트싱크를 갖는 반도체 패키지를 제조할 수 있어 원가 절감의 효과가 있다.

Claims (3)

1. 복수 개의 본딩 패드를 갖고 있는 반도체 칩;

   상기 본딩 패드와 각기 대응되는 리드;

   칩 패드 영역와 리드 접착 영역을 갖고 있는 히트싱크;

   상기 칩을 상기 히트 싱크의 칩 패드 영역에 전기절연 접착하는 수단;

   상기 리드 접착 영역과 상기 리드의 외각을 접착 고정하는 제 1접착 테이프;

   상기 리드 접착 영역과 상기 리드의 내측을 접착 고정하는 제 2접착 테이프;

   상기 제 1접착 테이프와 제 2접착 테이프 사이에 형성된 절연 수지;

   상기 본딩 패드와 대응되는 리드를 전기적으로 연결하는 전기적 연결 수단; 및

   상기 칩과 전기적 연결부위를 봉지하고 상기 히트싱크 상면에만 형성된 성형수지;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 고방열 반도체 패키지.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1접착 테이프가 전기 절연 폴리이미드 접착 테이프 인 것을 특징으로 하는 고방열 반도체 패키지.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2접착 테이프가 전기 절연 폴리이미드 접착 테이프 인 것을 특징으로 하는 고방열 반도체 패키지.