KR19980034352A - 반도체 칩 패키지용 리드 프레임 - Google Patents

Abstract

반도체 칩이 실장되는 다이패드와, 상기 다이패드와 소정의 거리로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 리드들과, 상기 다이패드와 일체형으로 형성되어 있는 타이바를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 타이바가 몰딩 공정에서의 수지의 유입 속도를 감소시킬 수 있도록 복수 개의 더미 패드들을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 제공함으로써, 몰드 금형의 캐비티에서 리드 프레임을 중심으로 상부와 하부로 유입되는 에폭시 성형 수지의 유입 속도를 균형있게 해줌으로써 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 칩 패키지용 리드 프레임

본 발명은 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 칩 패키지의 제조에 사용되는 리드 프레임의 타이바 구조를 개량하여 몰딩(molding) 공정에서 성형성을 향상시킨 관통공이 형성된 타이바를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임의 구조에 관한 것이다.

리드 프레임은 반도체 칩 패키지의 제조에 사용되는 반도체 칩의 실장 수단이다. 현재 반도체 칩 패키지의 크기가 감소하고, 반도체 칩의 크기는 증가하는 추세에 따라 리드 프레임도 그에 따라 변화되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 리드 프레임의 일 실시예를 나타낸 평면도이다. 도 2를 참조하면, 리드 프레임(80)은 중앙에 반도체 칩(93)이 실장되는 영역에 다이패드(82)가 위치하고 있고, 그 다이패드(82)의 장방향의 각 변으로부터 소정의 거리로 이격되어 리드(84)들이 배열되어 있으며, 다이패드(82)의 단방향의 두 변에는 다이패드(82)를 공정이 진행될 때 지지해줄 수 있도록 타이바(87)가 일체형으로 형성되어 있는 구조를 갖고 있다. 상기 리드(84)들은 보통 에폭시 성형 수지로의 봉지 여부에 따라 내부 리드(85)와 외부 리드(86)로 구분된다.

위와 같은 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지조립 공정 중에서 몰딩 공정은 반도체 칩이 리드 프레임에 실장되어 전기적 연결이 완료된 상태에서 실시되는 공정으로, 반도체 칩과 리드의 전기적 연결을 외부 환경으로부터 화학적으로나 기계적으로 보호하기 위하여 반도체 칩, 리드의 내측 부분, 그리고 전기적 연결부를 감싸도록 소정의 수지 봉지재를 사용하여 봉지시키는 공정이다.

보통 플라스틱 반도체 칩 패키지에 있어서의 몰딩 공정은 트랜스퍼 몰딩법이 많이 이용되고 있다. 트랜스퍼 몰딩법은 상부 금형과 하부 금형의 정합에 의해 형성되는 캐비티에 봉지시키고자 하는 부분이 위치하도록 하여 캐비티에 리드 프레임을 탑재시킨후 캐비티로 가열 용융된 상태의 에폭시 성형 수지를 일정한 온도와 압력으로 주입시켜 봉지 시키는 방법이다. 이때 사용되는 에폭시 성형 수지는 보통 고체 상태인 타블렛 형태로 이용된다. 에폭시 성형 수지의 타블렛을 용융 상태로 만들어 몰딩 공정을 진행하게 되는데, 이때 타블렛 속에 존재하는 공기와 금형의 캐비티에 유입되는 과정에서 공기가 용융된 상태의 에폭시 성형 수지에 흡수된다. 이것이 에폭시 성형 수지와 함께 캐비티에 주입되어 경화되면 보이드로 존재한다. 이러한 보이드의 발생을 방지하기 위하여 캐비티내에 유입된 에폭시 성형 수지에서 공기를 배출시키기 위하여 에어벤트를 금형에 형성시켜 해결하고 있다.

도 2는 종래 기술에 다른 리드 프레임을 이용한 몰딩 공정을 설명하기 위한 트랜스퍼 성형기의 개략 단면도이고, 도 3은 도 2의 몰딩 공정이 완료된 후 발생되는 보이드의 발생 메카니즘을 설명하기 위한 개략 단면도이다. 도 2와 도 3을 참조하면, 용융 상태의 에폭시 성형 수지(38)는 플랜저(35)의 가압으로 포트(36)내에서 런너(34)를 통하여 캐비티(33)로 유입된다. 이때 에폭시 성형 수지(38)는 반도체 칩(93)이 실장된 리드 프레임(80)을 중심으로 상부와 하부로 유입된다. 여기서 상부와 하부로 유입되는 에폭시 성형 수지의 유입 속도는 보이드의 발생과 밀접한 관련이 있다. 상부로 유입되는 에폭시 성형 수지의 유입 속도가 하부보다 빠른 경우, 상부로 유입되는 에폭시 성형 수지(38)가 하부로 유입되어 그 에폭시 성형 수지 내에 내재되어 있는 공기(39)가 미처 에어벤트(37)를 통하여 배출되지 못하고 하부에서 잔존하여 보이드로 남는 불완전 몰딩이 발생된다. 이와는 반대의 경우로, 리드 프레임 하부로의 유입 속도가 상부보다 빠른 경우 상기한 원인으로 인하여 상부에서 보이드나 불완전 몰딩이 발생하게 된다.

상기 문제점을 해결하기 위해서는 리드 프레임을 중심으로 상부와 하부에 유입되는 에폭시 성형 수지의 유입 속도를 균형있게 해 줄 수 있는 일반적인 방법의 하나는 리드 프레임을 중심으로 상부와 하부로 유입되는 유입속도의 균형을 맞추기 위해, 반도체 칩 두께를 고려하여 리드 프레임의 다운셋(down-set) 깊이를 제어하는 방법이다. 이 방법은 에폭시 성형 수지의 흐름을 어느 정도 균형을 이루게 할 수는 있으나, 다운셋 공차(±1.2mil)가 크기 때문에 패키지의 박형화됨에 따른 몰더빌리티(moldability)가 문제로 발생된다. 몰더빌리티의 개선을 위해 리드 프레임의 다운 셋 공차를 최소화 해야 하나 리드 프레임의 한계로 제어가 어려운 실정이다.

따라서 본 발명의 목적은 몰드 금형의 캐비티에서 리드 프레임을 중심으로 상부와 하부로 유입되는 에폭시 성형 수지의 유입 속도를 균형있게 해 줄 수 있는 구조의 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 리드 프레임의 일 실시예를 나타낸 평면도.

도 2는 종래 기술에 다른 리드 프레임을 이용한 몰딩 공정을 설명하기 위한 트랜스퍼 성형기의 개략 단면도.

도 3은 도 2의 몰딩 공정이 완료된 후 발생되는 보이드의 발생 메카니즘을 설명하기 위한 개략 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 리드 프레임의 일 실시예를 나타낸 평면도.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 이용하여 몰딩 공정을 진행하는 상태를 나타낸 단면도.

도 6은 도 5의 캐비티 부분을 확대한 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,80 : 리드 프레임11,81 : 사이드 레일

12,82 : 다이패드13,83 : 안내구멍

14,84 : 리드15,85 : 내부 리드

16,86 : 외부 리드17,87 : 타이바

18,88 : 댐바20,21 : 더미패드

23,93 : 반도체 칩30 : 트랜스퍼 성형기

31 : 상부 금형32 : 하부 금형

33 : 캐비티34 : 런너

35 : 플랜저36 : 포트

37 : 에어벤트38 : 에폭시 성형 수지

39 : 공기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 리드 프레임은 반도체 칩이 실장되는 다이패드와, 상기 다이패드와 소정의 거리로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 리드들과, 상기 다이패드와 일체형으로 형성되어 있는 타이바를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 타이바가 몰딩 공정에서의 수지의 유입 속도를 감소시킬 수 있도록 복수 개의 더미 패드들을 갖는 것을 특징으로 한다. 이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 리드 프레임의 일 실시예를 나타낸 평면도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 리드 프레임(10)은 중앙에 반도체 칩이 실장되는 영역인 다이패드(12)가 위치하고 있으며, 그 다이패드(12)의 장방향의 각 변으로부터 소정의 거리로 이격되어 리드(14)들이 배열되어 있다. 이 리드(14)들은 보통 에폭시 성형 수지로의 봉지 여부에 따라 내부 리드(15)와 외부 리드(16)로 구분된다. 그리고 다이패드(12)의 단방향의 두 변에는 다이패드(12)를 공정이 진행될 때 지지해줄 수 있도록 타이바(17)가 일체형으로 형성되어 있다. 이때 타이바(17)는 일면에 복수 개의 더미패드(20,21)가 형성되어 있다. 이 더미패드(20,21)은 몰딩 공정에서 상하 유입 속도를 균형있도록 해주기 위하여 그 크기와 방향이 조절될 수 있다. 유입 속도가 빠른 쪽의 타이바(17)면에 유입 되는 방향과 수직하는 방향으로 형성시킬 때 가장 크게 에폭시 성형 수지의 흐름을 저지할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 이용하여 몰딩 공정을 진행하는 상태를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 캐비티 부분을 확대한 단면도이다. 도 5와 도 6을 참조하면, 캐비티(33)에 반도체 칩(23)이 실장된 리드 프레임(10)의 몰딩될 부분이 위치하도록 하여 상부 금형(31)과 하부 금형(32)의 사이에 리드 프레임(10)이 탑재되어 있다. 이 상태에서 포트(36)의 플랜저(35)를 가압하면 용융 상태의 에폭시 성형 수지(38)가 런너(34)를 통하여 캐비티(33)로 주입된다. 이때 리드 프레임(10)은 에폭시 성형 수지(38)의 유입속도가 빠른쪽 부분인 타이바(17)부분에 더미패드(20,21)들이 형성되어 있어서, 하부쪽으로 유입되는 에폭시 성형 수지의 유입 속도를 감소시켜 상부의 유입 속도와 균형을 이룰 수 있다. 그리고 에폭시 성형 수지내에 잔존하는 공기는 에어벤트(37)를 통하여 효과적으로 배출될 수 있다.

상기한 바와 같이 에폭시 성형 수지의 유입 속도를 감소시키기 위하여 타이바 부분에 그에 대응되는 쪽에 타이바에 더미패드들을 형성시켜줌으로써, 에폭시 성형 수지가 빨리 유입되는 쪽의 유입 속도를 감소시켜 상부와 하부로 유입되는 에폭시 성형 수지의 충전이 상부와 하부가 균형있도록 충전이 이루어질 수 있다. 따라서 유입 속도가 낮은 부위의 에폭시 성형 수지가 에어벤트 부위 까지 정상 도달하게 됨으로써 보이드와 같은 불완전 몰드의 발생을 방지할 수 있다. 특히 박형의 패키지 제조에서 균형있게 상부와 하부에 에폭시 성형 수지를 유입시킬 수 있어서, 공기를 에어벤트를 통하여 배출시킴에 그 효과를 증대시킬 수 있다.

따라서 본 발명에 의한 구조에 따르면, 몰딩 금형의 캐비티에서 리드 프레임을 중심으로 상부와 하부로 유입되는 에폭시 성형 수지의 유입 속도를 균형있게 해줌으로써 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (2)

1. 반도체 칩이 실장되는 다이패드와, 상기 다이패드와 소정의 거리로 이격되어 배열되어 있는 복수 개의 리드들과, 상기 다이패드와 일체형으로 형성되어 있는 타이바를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 타이바가 몰딩 공정에서의 수지의 유입 속도를 감소시킬 수 있도록 복수 개의 더미 패드들을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임.
2. 제 1항에 있어서, 상기 더미 패드들이 에폭시 성형 수지가 유입되는 방향과 수직하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임.