KR19980034145A - 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 리드 프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지에 관한 것으로, 내부 리드와 대향되는 다이 패드의 양변에 그 다이 패드의 중심 방향으로 요철(凹凸)이 형성되어 있으며, 그 요부에 연장·삽입된 내부 리드와 반도체 칩이 전기적으로 연결됨으로써, 내부 리드와 내부 리드 사이에 그라운드 역할을 할 수 있는 다이 패드의 철부가 개재되기 때문에 종래의 내부 리드 사이의 전기적 간섭 현상에 따른 노이즈를 억제할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본딩 패드와 내부 리드가 금속 범프에 의해 전기적으로 연결됨으로써, 전기적 특성이 향상되며, 내부 리드가 다이 패드의 중심에 근접하게 삽입되기 때문에 패키지의 크기가 축소되는 장점이 있다.

또한, 반도체 칩, 리드 프레임 및 성형 수지 사이의 접촉 면적이 증가되기 때문에 반도체 칩 패키지의 내부 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.

Description

요철(凹凸)이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지

본 발명은 리드 프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이 패드의 양변에 내부 리드들이 삽입될 수 있는 복수개의 요부 및 철부가 형성되어 있으며, 요부에 삽입된 내부 리드들 사이의 전기적 간섭 현상을 철부를 포함하는 다이 패드가 억제하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지에 관한 것이다.

현대 기술의 발달과 함께 반도체 제조 기술의 발달은 최근에 이르러 눈부시게 발전하고 있으며, 이러한 반도체의 종류도 그 종류를 정확히 나열하기 힘들만큼 많은 종류가 개발되고 있다.

이러한 반도체의 개발에는 당연히 반도체 칩을 보호하고, 외부 전자 장치에 실장의 편리성 등을 고려하여 패키징(packaging)하는 기술이 수반되었다.

이에 따라 새롭게 반도체 칩을 패키징하는 기술의 필요도 증가하게 되었다.

특히, 패키지를 구성하는 가장 기본적인 요소 중의 하나인 리드 프레임도 이에 맞추어 많은 개발이 이루어지고 있다.

그러나, 메모리의 고속화 및 고밀도화가 이루어지면서 노이즈(noise)의 문제가 점차 대두되고 있으며, 이는 메모리 기술이 발전해 감에 따라 더욱 중요한 부분을 차지하게 될 것이다.

종래의 패키지 구조를 보면, SOJ, TSOP, QFP 등의 경우 한정된 리드 수와 리드 사이의 공간의 축소로 리드들 사이에 발생되는 노이즈 예를 들면, 전기적 간섭 현상을 극복할 수 있는 그라운드 영역(ground space)의 확보가 어려워졌으며, 그에 따라서 이런 종래의 패키지로는 고속화 및 고밀도화에 대응하는데 한계가 있다.

따라서, 이러한 문제점을 극복하기 위해 BGA, Flip Chip 및 KGD 등의 다양한 패키지가 개발되고 있으나 비용 측면에서나 생산 면에서 종래의 패키지를 대체하기에는 아직 부족하다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에서 최대한의 그라운드 영역을 확보하여 반도체 칩 패키지에서 발생되는 전기적 간섭 현상과 같은 노이즈를 최소화하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 나타내는 사시도.

도 2는 도 1을 이용한 리드 프레임에 반도체 칩이 실장되는 구조를 나타내는 사시도.

도 3은 도 1의 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지를 나타내는 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 설명*

1 : 다이 패드 2 : 철(凸)부

3 : 내부 리드 4 : 요(凹)부

5 : 외부 리드 6 : 댐바

7 : 가이드 레일 부분 8 : 타이 바

9 : 금속 범프 10 : 리드 프레임

20 : 반도체 칩23 : 본딩 패드

30 : 패키지 몸체 40 : 반도체 칩 패키지

상기 목적을 달성하기 위하여, 양변에 복수개의 요철(凹凸)이 형성되어 있으며, 반도체 칩이 실장될 다이 패드와; 상기 다이 패드의 양변에 형성된 요(凹)부에 삽입된 복수개의 내부 리드와; 상기 내부 리드와 일체로 형성된 외부 리드와; 상기 내부 리드와 외부 리드를 가로지는 방향으로 연결·형성된 댐바와; 상기 다이 패드의 요철이 형성된 양변에 이웃하는 양변과 일체로 형성되어 있으며, 상기 다이 패드를 지지하는 복수개의 타이 바; 및 상기 외부 리드 및 타이 바를 지지하며, 상·하 말단에 형성된 가이드 레일 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 하부면에 복수개의 본딩 패드들이 형성된 반도체 칩과; 양변에 복수개의 요철(凹凸)이 형성되어 있으며, 상기 반도체 칩이 부착된 다이 패드와; 상기 다이 패드의 양변에 형성된 요(凹)부에 삽입되어 있으며, 상기 본딩 패드에 각기 대응되어 전기적으로 연결된 복수개의 내부 리드와; 상기 반도체 칩과 내부 리드를 포함하는 전기적 연결 부분이 봉지된 패키지 몸체; 및 상기 내부 리드와 일체로 형성되어 있으며, 상기 패키지 몸체에 대하여 외부로 돌출된 외부 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지를 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 요철(凹凸)이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 나타내는 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 리드 프레임(10)은 반도체 칩이 실장되는 다이 패드(1)는 직사각형의 구조를 갖고 있으며, 그 다이 패드(1)의 두 장변에 복수개의 요철(2, 4)이 형성되어 있으며, 그 요부(4)에 각각 내부 리드들(3)이 삽입되어 있다.

그리고, 그 내부 리드들(3)과 일체로 형성되어 있으며, 외부의 전자 장치와 전기적으로 접속될 외부 리드(5)가 형성되어 있다.

성형 공정시 액상의 성형 수지가 유출되는 것을 방지하기 위한 댐바(6)가 상기 내부 리드(3)와 외부 리드(5)를 가로지는 방향으로 연결·형성되어 있다.

그리고, 상기 다이 패드(1)의 장변에 이웃하는 양 단변과 연결되어 있으며, 상기 다이 패드(1)를 지지하는 복수개의 타이 바(8)가 형성되어 있다.

또한, 외부 리드(5) 말단 및 타이 바(8)의 말단과 연결되어 리드 프레임(10) 전체를 지지하는 가이드 레일 부분(7)이 상·하 양 말단에 형성되어 있다.

본 발명에 따른 리드 프레임(10)에 있어서, 다이 패드(1) 및 내부 리드(3)의 설계 구조에 대하여 좀더 상세히 설명하면, 다이 패드(1)에 형성된 복수개의 요철(2, 4)은 다이 패드(1)의 중심에 대하여 2렬로 일정한 간격을 가지고 형성되어 있으며, 요부(4)의 폭은 내부 리드(3)의 폭보다는 넓게 형성되어 있으며, 요부(4)는 다이 패드(1)의 중심에 근접하게 형성되어 있다.

여기서, 다이 패드(1)에 형성된 요철(2, 4)은 내부 리드(3)의 설계 구조에 따라서 그 요철(2, 4)의 간격이 일정하게 형성되지 않을 수도 있다.

그리고, 철부(2)의 폭은 내부 리드(3)의 폭보다는 작게 형성되어 있다.

또한, 다이 패드(1)와 내부 리드(3)의 상부면은 동일면에 형성된 구조를 갖는다.

여기서, 내부 리드(3)를 다이 패드(1)의 중심 방향으로 형성된 요부(4)에 삽입시킨 이유는 후술하겠다.

도 2는 도 1을 이용한 리드 프레임에 반도체 칩이 실장되는 구조를 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 1의 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지를 나타내는 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 도 1의 리드 프레임(10)을 이용한 반도체 칩 패키지(40)는 하부면에 복수개의 본딩 패드들(23)이 형성된 반도체 칩(20)이 구비되며, 다이 패드의 요부(4)에 삽입된 내부 리드(3)의 말단 부분에 금속 범프(9, Metal Bump)가 형성되어 있다.

통상적으로 금속 범프(9)는 솔더(solder) 또는 금(Au) 범프이다.

여기서, 본딩 패드들(23)과 내부 리드들(3)이 그 내부 리드들(3)의 말단에 형성된 금속 범프(9)에 의해 일괄적인 내부 리드 본딩 방법(ILB; Inner Lead Bonding)을 이용하여 전기적으로 연결된다.

그리고, 반도체 칩(20) 및 내부 리드(3)를 포함하는 전기적 연결 부분은 외부의 환경으로부터 보호하기 위하여 성형 수지에 의해 봉지되어 패키지 몸체(30)가 형성된다.

내부 리드(3)와 일체로 형성된 외부 리드(5)는 성형 수지에 의해 봉지된 패키지 몸체(30) 외부로 돌출되어 있으며, 외부 전자 장치의 실장 구조에 맞게 말단이 절곡된다.

본 발명에서는 외부 리드(5)가 걸 윙 타입( Gull Wing Type)의 면실장 형태로 절곡되어 있다.

여기서, 내부 리드들(3)이 다이 패드의 요부(4)에 삽입시킨 이유는, 종래에는 내부 리드와 내부 리드가 근접하게 설계될 경우에 내부 리드 사이에 전기적 간섭 현상과 같은 노이즈 문제가 발생되었지만, 본 발명에서는 그 내부 리드(3) 사이에 다이 패드의 철부들(2)이 개재됨으로써, 그 다이 패드(1) 자체가 그라운드 역할을 하게 되므로 내부 리드(3) 사이의 전기적 간섭은 억제될 수 있다.

즉, 다이 패드(1)는 금속이면서 전기적으로 절연되어 있기 때문에 다이 패드의 철부(2)는 내부 리드들(3) 사이에 발생되는 전기적 간섭을 막을 수 있는 그라운드의 역할을 하게 된다.

그러므로, 다이 패드의 철부(2)는 전기 간섭을 막는 방파제 역할을 하게 된다.

그리고, 성형 공정에서 리드 프레임의 다이 패드에 요철이 형성되어 있기 때문에, 성형 공정에서 성형 수지가 그 요철 부분에 채워짐으로써, 반도체 칩, 리드 프레임 및 성형 수지 사이의 결합력이 증가된다.

또한, 본 발명에서는 반도체 칩(20)과 내부 리드(3)가 금속 범프(9)에 의해 전기적으로 연결되어 요철이 형성된 다이 패드(1)는 다이 패드의 역할을 하지 못하고, 반도체 칩 패키지(40)의 그라운드 영역으로서 사용되었지만, 또 다른 구조로서 본 발명에 따른 다이 패드(1) 및 내부 리드(3)에 상부면에 본딩 패드들이 형성된 반도체 칩을 실장시키고, 그 반도체 칩의 본딩 패드와 내부 리드(3)를 와이어 본딩함으로써 전기적으로 연결함으로써, 그 다이 패드(1)는 다이 패드의 역할 뿐아니라 그라운드 역할도 수도 있다.

따라서, 본 발명의 의한 구조를 따르면, 내부 리드와 내부 리드 사이에 그라운드 역할을 할 수 있는 다이 패드의 철부가 개재되기 때문에 종래의 내부 리드 사이의 전기적 간섭 현상을 억제할 수 있는 이점(利點)이 있다.

그리고, 본딩 패드와 내부 리드가 금속 범프에 전기적으로 연결됨으로써, 전기적 특성이 향상되며, 내부 리드가 다이 패드의 중심에 근접하게 삽입되기 때문에 패키지의 크기가 축소되는 이점이 있다.

또한, 반도체 칩, 리드 프레임 및 성형 수지 사이의 접촉 면적이 증가되기 때문에 반도체 칩 패키지의 내부 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 양변에 복수개의 요철(凹凸)이 형성되어 있으며, 반도체 칩이 실장될 다이 패드와;

   상기 다이 패드의 양변에 형성된 요(凹)부에 삽입된 복수개의 내부 리드와;

   상기 내부 리드와 일체로 형성된 외부 리드와;

   상기 내부 리드와 외부 리드를 가로지는 방향으로 연결·형성된 댐바와;

   상기 다이 패드의 요철이 형성된 양변에 이웃하는 양변과 일체로 형성되어 있으며, 상기 다이 패드를 지지하는 복수개의 타이 바; 및

   상기 외부 리드 및 타이 바를 지지하며, 상·하 말단에 형성된 가이드 레일 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임.
2. 제 1항에 있어서, 상기 다이 패드와 내부 리드가 동일면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 다이 패드의 요부에 삽입된 내부 리드 상부면에 금속 범프가 형성된 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임.
4. 하부면에 복수개의 본딩 패드들이 형성된 반도체 칩과;

   양변에 복수개의 요철(凹凸)이 형성되어 있으며, 상기 반도체 칩이 부착된 다이 패드와;

   상기 다이 패드의 양변에 형성된 요(凹)부에 삽입되어 있으며, 상기 본딩 패드에 각기 대응되어 전기적으로 연결된 복수개의 내부 리드와;

   상기 반도체 칩과 내부 리드를 포함하는 전기적 연결 부분이 봉지된 패키지 몸체; 및

   상기 내부 리드와 일체로 형성되어 있으며, 상기 패키지 몸체에 대하여 외부로 돌출된 외부 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지.
5. 제 4항에 있어서, 상기 다이 패드와 내부 리드가 동일면 상에 형성된 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 다이 패드의 요부에 삽입된 상기 내부 리드 상부면에 금속 범프가 형성되어 있으며, 그 금속 범프와 상기 본딩 패드가 각기 대응되어 접속된 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지.