KR19980080290A - 볼 그리드 어레이용 리드 프레임과, 그것을 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

외부에서 내부로 연장하는 복수의 내부 리드와 각각의 내부 리드를 따라 형성되는 단자 볼 범프를 포함하고 상기 단자 볼 범프는 서로 인접한 열들이 상기 내부 리드의 길이 방향으로 오버랩되지 않은 2개 이상의 열로 구성되며, 상기 인접한 열들은 그들 사이에서 결합 영역을 유지하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임에 관한 것이다. 결합 영역은 필요에 따라 도금될 수 있다. 리드 프레임은 핀의 수를 줄이는 것 없이 높은 수율로 제조될 수 있다. 리드 프레임을 사용하는 반도체 장치와 동일한 것을 제조하는 방법에 대한 설명은 이하에서 설명한다.

Description

볼 그리드 어레이용 리드 프레임과, 그것을 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 특히 리드 프레임을 갖는 반도체 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임과, 그것을 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근의 반도체 장치는 성능을 개선하고 소형 경량화된 전자 장치나 설비에 대한 필요성을 만족하기 이전에 고 집적도 및 고기능을 필요로 한다. 그러나, 종래의 QFP(Quad Flat Package)에 있어서는 크기가 대형화되고 리드 프레임 핀의 수가 증가함으로써 외부 단자의 피치가 좁아지게 되어 이와 같은 필요성을 충족할 수 없었다. 결과적으로 리드 프레임은 더욱 변형되기 쉽고 불완전한 장착이 더욱 빈번하게 발생하기 쉽다.

이러한 단점들을 제거하기 위해 반도체 장치의 장착용 땝납 볼을 갖는 외부 단자를 사용하는 볼 그리드 어레이(BGA)를 개발하였다.

BGA는 더 넓게 피치된 외부 단자를 갖는 리드 프레임을 허용하여 반도체 장치의 장착에 역효과가 없이 외부 단자의 수를 증가시킬 수 있다.

일반적인 BGA용 리드 프레임은 도4에 도시된 바와 같이 구성되어 있다. 이러한 구성은 에칭이나 압축에 의해 형성된다. 종래의 QFP와 마찬가지로, BGA용 리드 프레임의 구성은 반도체 칩이 다이 패드상에 장착되고 내부 리드의 앞쪽 단부가 반도체 소자의 단자에 와이어 결합에 의해 접속되도록 설계되었다. 장착용 단자가 볼 범프인 점이 QFP와는 상이하다.

도4에 도시된 종래의 리드 프레임은 단자 볼 범프와 내부 리드의 앞쪽 단부가 반도체 소자에 와이어 결합에 의해 접속하기 때문에 단자 볼 범프(1)와 함께 내부 리드의 앞쪽 단부(2)가 극도로 좁아지는 단점이 있다. 에칭이나 압축에 의해 높은 정밀도를 갖는 리드 프레임의 제조 수율은 필연적으로 낮아진다.

본 발명의 목적은 반도체 장치의 기능에 역효과가 없이 핀수를 증가시킬 수 있는 BGA용 신규의 리드 프레임과, 그것을 갖는 반도체 장치 및 그것을 높은 수율로 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.

도1은 본 발명에 따른 BGA용 리드 프레임의 일실시예를 도시하는 개략 평면도.

도2는 리드 프레임의 선단이 짧게 절취되고 반도체 소자를 장착하기 위해 접착 테이프용 결합 영역이 넓게 형성된 특성을 갖는 본 발명에 따른 BGA용 리드 프레임의 또 다른 실시예를 도시하는 개략 평면도.

도3은 도2에 도시된 BGA용 리드 프레임을 사용하여 조립된 반도체 장치의 일실시예를 도시하는 개략 단면도.

도4는 종래의 BGA용 리드 프레임을 도시한 개략 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 단자 볼 범프

2: 내부 리드

3: 결합 영역

4: 리드 프레임

5: 반도체 소자

6: 접착 테이프

7: 와이어 결합

8: 몰딩 수지

9: 땝납 볼

본 발명의 제1 특징은 외부에서 내부로 연장하는 복수의 내부 리드와 각각의 내부 리드를 따라 형성되는 단자 볼 범프를 포함하고 상기 단자 볼 범프는 서로 인접한 열들이 상기 내부 리드의 길이 방향으로 오버랩되지 않은 2개 이상의 열로 구성되며, 상기 인접한 열들은 그들 사이에서 결합 영역을 유지하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임을 포함한다.

본 발명의 제1 특징에 있어서 결합 영역은 단자 볼 범프의 열의 중간에 바람직하게 형성되고 적어도 결합 영역은 금, 은 또는 팔라듐으로 바람직하게 도금된다.

또한, 본 발명의 제1 특징에 있어서 내부 리드는 그 선단이 짧게 절취되고 대응하는 폭으로 패터닝 또는 코이닝(coining)에 의해 넓게 형성된다.

본 발명의 제2 특징은 외부에서 내부로 연장하는 복수의 내부 리드로 구성되고, 적어도 2개의 열로 내부 리드를 따라 엇갈리게 코이닝되는 방식으로 형성된 단자 볼 범프를 갖는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임에 장착된 반도체 소자에 관한 것으로, 상기 열은 그들 사이에서 결합 영역을 유지하고 상기 볼 범프는 그들에 결합된 땝납 볼을 갖는다. 반도체 소자는 열가소성 수지 접착제 또는 열경화성 수지 접착제로 이루어진 접착 테이프에 의해 장착된다.

본 발명의 제3 특징은 반도체 장치를 제조하는 방법에 관한 것으로, 볼 그리드 어레이용 리드 프레임의 대략 중앙 부분에 반도체 소자를 중간에 삽입되는 접착층으로 결합하는 단계와, 반도체 소자의 단자를 내부 리드의 결합 영역에 와이어 결합에 의해 접촉하는 단계와, 단자 볼 범프에 땝납 볼을 접속하는 단계와, 내부 리드의 불필요한 부분을 제거하는 단계를 포함하는 상기 리드 프레임은 외부에서 내부로 연장하는 복수의 내부 리드로 구성되고 적어도 2개의 열로 엇갈리게 코이닝되는 방식으로 형성된 단자 볼 범프를 갖는 것으로 상기 열은 그들사이에서 결합 영역을 유지하고 상기 볼 범프는 그들에 결합된 땝납 볼을 갖는다. 접착 테이프는 열가소성 수지 접착제나 열경화성 수지성 접착제중 하나이다.

본 발명에 따른 BGA용 리드 프레임은 종래의 리드 프레임과 달리 다이 패드를 가지고 있지 않다. 그러므로, 리드 프레임의 선단에 접착 테이프를 붙이는 단계와, 조립시에 접착 테이프에 의해 반도체 소자를 장착하는 단계가 필요하다.

이하, 본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 설명할 것이다. 도1은 본 발명에 따른 BGA용 리드 프레임의 일실시예를 도시한다. 리드 프레임은 외부에서 내부로 4 방향으로 연장되는 복수의 내부 리드(2)를 갖는데, 각각의 내부 리드는 그것을 따라서 형성된 단자 볼 범프(1)를 갖는다. 내부 리드(2)는 종래의 내부 리드에 비해서 더 짧지만 전술한 접착 테이프에 의해 반도체 소자를 유지하기에 충분할 정도로 길다. (도3 참조)

단자 볼 범프(1)는 인접한 내부 리드(2)의 길이 방향으로 오버랩되지 않도록 내부 리드(2)상에서 형성되지만, 리드 프레임의 각 면에 평행한 라인 a 와 b에 일치한다. 도1에 도시된 실시예에서 단자 볼 범프(1)는 라인 a 와 b를 따라 두 개의 열로 배열되지만, 3개 이상의 열로 배열될 수도 있다. 내부 리드(2)를 연장시킬 필요가 있기 때문에 너무 많은 열은 비용면에서 부적절한 결점이 있다. 각각의 내부 리드(2)는 결합 영역(3)에서 형성되고, 이 결합 영역은 라인 a와 b사이의 라인 c와 일치한다.

결합 영역(3)은 필요한 경우에 금, 은, 팔라듐등으로 도금될 수 있다.

도2는 본 발명에 따른 BGA용 리드 프레임의 또 다른 실시예를 도시한 개략 평면도이다. 이 실시예에서, 내부 리드(2)는 반도체 소자를 장착하기 위해 사용되는 접착 테이프를 결합 영역에 제공되도록 그 선단을 짧게 절취하여 넓게 구성된다. 넓은 선단은 패터닝 또는 코이닝에 의해 구성될 수 있다. 또한, 결합 영역(3)은 필요한 경우에 금, 은, 팔라듐등으로 도금될 수 있다.

도1 이나 도2에 도시된 리드 프레임은 에칭이나 압축에 의해 쉽게 제조될 수 있다.

도3은 본 발명에 따른 반도체 장치의 일실시예를 도시하는 단면도이다. 이 반도체 장치는 반도체 소자(5)가 접착 테이프(6)에 의해 리드 프레임(4)(도2에 도시된 것)상에 장착되고, 반도체 소자(5)의 단자가 내부 리드(2)의 결합 영역(3)에 와이어 결합(7)에 의해 접속되며, 전체 조립체가 몰딩 수지(8)에 의해 몰딩되고, 땝납 볼(9)이 내부 리드(2)의 단자 볼 범프(1)에 결합되도록 구성된다. 이 반도체 장치는 통상의 방법으로 땝납 볼에 의해 와이어링 보드상에 장착된다.

도3에 도시된 반도체 장치는 다음과 같은 방법으로 조립된다. 첫 번째로, 소정 크기의 접착 테이프(6)는 반도체 소자가 장착되는 리드 프레임(도2에 도시된 바와 같이)의 일부분에 부착된다. 접착 테이프(6)는 열가소성 수지 형태이거나 또는 열경화성 수지 형태중 어느것이나 상관없다.

두 번째로, 반도체 소자(5)의 단자는 내부 리드(2)의 결합 영역(3)에 와이어 결합(7)에 의해 접속된다. 세 번째로, 조립체는 몰딩 수지(8)로 몰딩된다. 네 번째로, 땝납 볼(9)은 단자 볼 범프(1)에 결합된다. 마지막으로, 내부 리드(2)의 불필요한 부분은 절단되어 제거된다.

본 발명에 따른 BGA용 리드 프레임은 단자 볼 범프(1)사이의 결합 영역(3)을 갖는다. 이것에 의하여 리드 프레임의 내부 리드(2)의 길이를 저감하고 내부 리드(2)의 선단사이의 리드 공간을 증가시키는 이점을 제공한다. 그에 따라서 에칭이나 압축에 의해 리드 프레임의 제조 수율을 증가시킨다.

Claims (11)

1. 외부에서 내부로 연장하는 복수의 내부 리드와 각각의 내부 리드를 따라 형성된 단자 볼 범프를 포함하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임에 있어서,

   상기 단자 볼 범프는 서로 인접한 열들이 상기 내부 리드의 길이 방향으로 오버랩되지 않은 2개 이상의 열로 구성되고, 상기 인접한 열들은 그들 사이에서 결합 영역을 유지하는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임.
2. 제1항에 있어서, 결합 영역은 단자 볼 범프의 열의 중앙에 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임.
3. 제1항에 있어서, 적어도 상기 결합 영역은 도금되는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임.
4. 제1항에 있어서, 상기 도금은 금, 은 또는 팔라듐 도금인 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임.
5. 제1항에 있어서, 상기 내부 리드는 짧게 절결되어 넓게 형성된 선단을 갖는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임.
6. 제1항에 있어서, 상기 내부 리드의 선단은 대응하는 폭에 따라 패터닝 또는 코이닝에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 그리드 어레이용 리드 프레임.
7. 제1항에 기재된 볼 그리드 어레이용 리드 프레임상에 장착된 반도체 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 반도체 소자는 접착 테이프에 의해 장착되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 접착 테이프는 열가소성 수지 접착제나 열경화성 수지 접착제를 기초로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
10. 반도체 장치의 제조 방법에 있어서, 제1항에 기재된 볼 그리드 어레이용 리드 프레임의 대략 중앙 부분에 반도체 소자를 중간에 삽입되는 접착층으로 결합하는 단계와;

    상기 반도체 소자의 단자를 상기 내부 리드의 결합 영역에 와이어 결합에 의해 접속하는 단계와;

    몰딩 수지로 몰딩을 실행하는 단계와;

    상기 단자 볼 범프에 땝납 볼을 접속하는 단계와;

    상기 내부 리드의 불필요한 부분을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 접착 테이프는 열가소성 수지 접착제나 열경화성 수지 접착제를 기초로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.