KR19990002948A - Lead frame with inner lead gripper - Google Patents

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이정삼
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윤종용
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Abstract

본 발명은 리드 프레임의 구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 내부리드들의 사이에 내부리드들을 고정시킬 수 있는 그리퍼(Gripper)를 형성함으로써 내부리드들의 동일 평면성을 향상시키며 반도체 제조 공정에 요구되는 열공정을 거친 후에도 내부리드의 구조적 변형이 일어나지 않도록 하기 위한 것으로, 이를 위하여 내부리드들의 끝단 가까이에서 내부리드들의 사이에 수지(Resin) 등으로 이루어진 그리퍼를 형성하여 종래의 폴리이미드 테이프를 대신하여 내부리드들을 고정시키는 리드 프레임의 구조를 개시하며, 또한 이러한 구조를 이용함으로써 와이어 본딩 공정까지의 반제품이 규격(SPEC)에서 벗어나는 비율을 줄일 수 있고 따라서 최종 성형한 후의 완제품의 불량율을 줄일 수 있으며, 부가적으로 와이어 본딩 공정에 있어서 클램프 위치(Clamping Area) 및 히트블록(Heat Block)의 자유도를 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a structure of a lead frame, and more particularly, to form a gripper that can fix internal leads between internal leads, thereby improving coplanarity of the internal leads and a thermal process required for a semiconductor manufacturing process. In order to prevent structural deformation of the inner lead even after passing through, for this purpose, a gripper made of resin or the like is formed between the inner leads near the ends of the inner leads to replace the inner leads instead of the conventional polyimide tape. Disclosed is the structure of the lead frame to be fixed, and also by using this structure can reduce the rate at which the semi-finished product up to the wire bonding process deviates from the specification (SPEC), thereby reducing the defective rate of the finished product after the final molding, additionally Clamp Position in Wire Bonding Process The degree of freedom of the ping area and the heat block can be improved.

Description

내부리드 그리퍼를 갖는 리드 프레임 (Lead frame having inner lead gripper )Lead frame having inner lead gripper

본 발명은 리드 프레임의 구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 내부리드들의 동일 평면성을 유지하기 위하여 내부리드들 사이에 수지 등으로 형성되는 내부리드 그리퍼를 갖는 리드 프레임에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a lead frame, and more particularly to a lead frame having an inner lead gripper formed of a resin or the like between the inner leads in order to maintain the coplanarity of the inner leads.

반도체 패키지의 고집적화의 지속적인 진행으로 패키지는 경박단소화 되는 추세에 있으며, 그에 따라 기존의 제품에서는 발견되지 않던 품질 문제가 나타난다. 특히, 패키지가 박형화됨에 따라 패키지 내부에 위치하는 반도체 칩, 리드 프레임 패드 및 리드 프레임의 내부리드의 위치가 조금만 변동되어도 패키지 표면과 인접해 있는 본딩 와이어 등이 패키지 밖으로 돌출되는 불량을 유발한다.Due to the continuous progress of high integration of semiconductor packages, packages are becoming thin and short, and thus quality problems that are not found in existing products appear. In particular, as the package becomes thinner, even if the positions of the semiconductor chip, the lead frame pad, and the inner lead of the lead frame, which are located within the package, are slightly changed, the bonding wire adjacent to the surface of the package may cause a defect to protrude out of the package.

이러한 불량은 반도체 패키지의 조립공정 중 와이어 본딩이 완료된 반제품에서의 상태가 제품의 규격에서 벗어난 정도가 심할수록, 뒤따르는 몰딩공정에서 에폭시 몰딩 콤파운드(EMC ; Epoxy Molding Compound)와 같은 봉지재의 흐름의 영향 등에 의해 불량정도가 가중된다.This defect is caused by the influence of encapsulant flow such as epoxy molding compound (EMC) in the subsequent molding process as the state of semi-finished product which wire bonding is completed during the assembly process of semiconductor package is more severe than the specification of product. Etc., the degree of defects is increased.

이러한 불량을 유발하는 요인중의 하나로 리드 프레임의 내부리드 부분에 부착되는 폴리이미드 테이프(Polyimide Tape)를 들 수 있다. 즉, 동일 평면성(Co-planarity)을 향상시키기 위해 부착된 폴리이미드 테이프가 열경화성 수지의 재질임에도 불구하고, 열에 의한 수축과 팽창이 일어날 수 있으며 특히 반도체 패키지의 조립 공정중 다이접착(Die Attach) 이후에 진행하는 경화공정(Oven Cure)에서 큰 폭으로 변화할 수 있다. 이러한 변화에 따라 결과적으로 내부리드의 구조적 균형이 깨어져 동일 평면성을 상실함으로써, 패키지 구조의 불량을 일으킬 수 있다.One of the factors causing such a defect is a polyimide tape attached to the inner lead portion of the lead frame. That is, although the polyimide tape attached to improve co-planarity is made of a thermosetting resin, thermal shrinkage and expansion may occur, and particularly after die attach during the assembly process of the semiconductor package. In the curing process (Oven Cure) to proceed to a large change. As a result of this change, the structural balance of the inner leads is broken, resulting in loss of coplanarity, resulting in a defect in the package structure.

도 1a는 종래의 리드 프레임 구조에서 폴리이미드 테이프가 사용된 부분을 중심으로 사시도로 나타내었으며, 도 1b는 도1a의 리드 프레임이 열공정을 거쳐 변형이 일어난 예를 변형부분을 중심으로 사시도로 나타내었다. 도 1a에는 내부리드들(30a) 윗면으로 폴리이미드 테이프(60a)가 부착된 구조가 도시되어 있으며, 이러한 구조의 리드 프레임이 이용된 패키지를 조립하는 과정에서 열공정 후에 내부리드(30b)들이 폴리이미드 테이프(60b)의 열적 변화에 따라 구조적 균형을 상실한 모습이 도 1b에 도시되어 있다. 또한 위와 같이 폴리이미드 테이프를 사용할 때, 폴리이미드 테이프가 부착되는 위치가 내부리드의 윗면 또는 아랫면에 위치함으로써 추후에 진행되는 와이어 본딩 공정에서 제약이 뒤따를 수 있다. 즉 내부리드의 윗면으로 테이프가 부착된 경우에는 내부리드를 고정하는 클램프의 위치(Clamping Area ; 도시되지 않음)를 테이프가 부착된 위치를 피해서 적용해야 하며, 내부리드의 아랫면에 부착된 경우에는 내부리드를 밑에서 지지해주는 히트블록(도시되지 않음)의 상부면에 테이프가 삽입되는 홈이 형성되어야 하는 제약이 있다.Figure 1a is a perspective view of the lead frame structure in which the polyimide tape is used in a perspective view, Figure 1b is a perspective view of the deformation of the lead frame of Figure 1a through a thermal process in a center perspective view It was. FIG. 1A illustrates a structure in which a polyimide tape 60a is attached to an upper surface of the inner leads 30a, and the inner leads 30b are formed after the thermal process in the process of assembling a package using the lead frame having such a structure. The loss of structural balance due to the thermal change of the mid tape 60b is illustrated in FIG. 1B. In addition, when using the polyimide tape as described above, the position to which the polyimide tape is attached is located on the upper or lower surface of the inner lead may be followed in the subsequent wire bonding process. In other words, when the tape is attached to the upper surface of the inner lead, the clamping area (not shown) that fixes the inner lead should be applied to avoid the position where the tape is attached. There is a restriction that a groove into which a tape is inserted must be formed in an upper surface of a heat block (not shown) supporting the lid from below.

본 발명은 리드 프레임의 구조에 관한 것으로, 내부리드의 동일 평면성을 향상하기 위한 목적으로 내부리드의 사이에 그리퍼를 갖는 리드 프레임의 구조를 제공하고자 한다.The present invention relates to a structure of a lead frame, and to provide a structure of a lead frame having grippers between inner leads for the purpose of improving the coplanarity of the inner leads.

또한 본 발명은 내부리드의 사이에 형성되는 그리퍼를 제공함으로써, 내부리드의 변형량을 최소화하며 반도체 조립공정중의 와이어 본딩 공정에서 클램프와 히트블록에 대한 설계상의 자유도를 향상할 수 있는 구조를 제공한다.In addition, the present invention provides a gripper formed between the inner lead, thereby minimizing the amount of deformation of the inner lead and provides a structure that can improve the design freedom of the clamp and the heat block in the wire bonding process during the semiconductor assembly process. .

도 1a는 종래의 폴리이미드 테이프를 이용한 리드 프레임의 일부를 나타낸 사시도,Figure 1a is a perspective view showing a part of a lead frame using a conventional polyimide tape,

도 1b는 도 1a의 리드 프레임의 일부가 열공정을 거친 후 변형된 예를 나타낸 사시도,1B is a perspective view illustrating an example in which a part of the lead frame of FIG. 1A is deformed after a thermal process;

도 2는 본 발명에 따른 내부리드 그리퍼를 갖는 리드 프레임의 평면도,2 is a plan view of a lead frame having an inner lead gripper according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 내부리드 그리퍼를 갖는 리드 프레임의 일부를 나타낸 사시도,3 is a perspective view showing a part of a lead frame having an inner lead gripper according to the present invention;

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 내부리드 그리퍼를 형성하는 과정을 나타낸 개략도이다.4A and 4B are schematic views illustrating a process of forming the inner lead gripper according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 설명Description of the main parts of the drawing

30a, 30b, 130 : 내부리드들60a, 60b : 폴리이미드 테이프30a, 30b, 130: inner leads 60a, 60b: polyimide tape

100 : 리드 프레임110 : 다이패드100: lead frame 110: die pad

120 : 타이-바140 : 외부리드들120: tie-bar 140: external leads

150 : 댐-바160 : 그리퍼(Gripper)150: dam-bar 160: Gripper

210 : 시린지(Syringe)220 : 액상 수지210: Syringe 220: Liquid resin

230 : 압축블록(Press Block)240 : 지지블록(Support Block)230: Press Block 240: Support Block

본 발명은 내부리드의 동일 평면성(Co-planarity)을 향상시키기 위하여 내부리드의 사이에 그리퍼를 갖는 리드 프레임의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a structure of a lead frame having grippers between inner leads to improve co-planarity of the inner leads.

반도체 패키지 제품에 사용되는 리드 프레임의 구조는, 반도체 칩이 부착되며 칩에서 발생되는 열의 방출 경로인 다이패드(Die Pad), 칩의 본딩패드와의 전기적 접속 경로인 복수개의 내부리드들 및 외부기판에 실장되며 전기적 접속 경로인 복수개의 외부리드들로 형성된다. 또한 다이패드를 지지해주는 타이-바(Tie Bar)와 봉지 수지가 패키지 봉지 영역 외부로 유출되는 것을 방지하는 댐-바(Dam Bar)를 포함하여 형성된다.The structure of a lead frame used in a semiconductor package product includes a die pad to which a semiconductor chip is attached and releases heat generated from the chip, a plurality of internal leads and an external substrate to be electrically connected to a bonding pad of the chip. It is mounted on and formed of a plurality of external leads that are electrical connection paths. In addition, a tie bar for supporting the die pad and a dam bar for preventing the encapsulation resin from leaking out of the package encapsulation area are formed.

본 발명에 따라 형성된 리드 프레임의 구조는, 내부리드들의 동일 평면성을 향상시키기 위한 목적으로 내부리드들의 끝단 가까이에서 내부리드들의 사이에 수지 등으로 형성되는 그리퍼를 갖는다. 종래의 리드 프레임 구조에 사용된 폴리이미드 테이프는 내부리드들의 일면에 연속적으로 부착되어 경화공정에서 열적으로 팽창 및 수축을 일으켜 결과적으로 내부리드들을 변형시키는 데 반하여, 본 발명에 따라 형성되는 그리퍼는 수지 등의 재질로 형성되며 내부리드들의 사이에 단락 되어 위치함으로써 경화공정 후에도 내부리드들 및 타이-바의 구조적 균형을 잃지 않도록 한다.The structure of the lead frame formed according to the present invention has a gripper formed of a resin or the like between the inner leads near the ends of the inner leads for the purpose of improving the coplanarity of the inner leads. The polyimide tape used in the conventional lead frame structure is continuously attached to one surface of the inner leads, which thermally expands and contracts in the curing process and consequently deforms the inner leads, whereas the gripper formed according to the present invention is a resin. It is formed of a material such as a short and positioned between the inner leads so as not to lose the structural balance of the inner leads and tie-bar even after the curing process.

그리퍼를 형성하는 물질로는 에폭시 수지와 같은 패키지 봉지재와 같은 계열의 수지를 사용할 수 있으며, 보다 좋은 접착력을 갖기 위하여 액상 폴리이미드와 같은 접착제를 사용할 수 있다.As the material for forming the gripper, a resin of a series such as a package encapsulant such as an epoxy resin may be used, and an adhesive such as liquid polyimide may be used to have better adhesion.

이하, 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따라 내부리드 그리퍼를 갖는 리드 프레임을 나타내는 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 리드 프레임에서 내부리드 그리퍼가 형성된 부분을 중심으로 표현한 사시도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating a lead frame having an inner lead gripper according to the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the lead frame illustrated in FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 리드 프레임(100)은 크게 중앙부에 형성된 사각형 형상의 다이패드(110), 다이패드를 고정하는 타이-바(120), 다이패드를 중심으로 연배열된 내부리드들(130) 및 내부리드들과 일체로 형성된 외부리드들(140)를 구비한다. 또한 패키지 조립 공정에서 봉지 수지가 패키지 봉지 영역 외부로 유출되는 것을 방지하는 댐-바(150)가 내부리드(130)와 외부리드(140) 사이에 형성되어 있다.2 and 3, the lead frame 100 includes a rectangular die pad 110 formed at a central portion thereof, a tie-bar 120 for fixing the die pad, and an inner lead arranged in series around the die pad. And outer leads 140 formed integrally with the rods 130 and the inner leads. In addition, a dam-bar 150 is formed between the inner lead 130 and the outer lead 140 to prevent the encapsulation resin from flowing out of the package encapsulation region in the package assembly process.

그리퍼(160)는 내부리드들(130) 사이에 형성되며 양쪽으로 내부리드들(130)과 접착되어 동일 평면성을 향상시킨다. 이 때 내부리드들(130) 윗면으로 얇게 수지층(도시되지 않음)이 도포된 채 남아있을 수 있으나, 이는 내부리드들(130)의 동일 평면성에 거의 영향을 미치지 못하며 와이어 본딩하는 과정에서도 클램프(도시되지 않음)가 접촉되는 위치에 제약을 가하지 않는다.The gripper 160 is formed between the inner leads 130 and is bonded to the inner leads 130 on both sides to improve coplanarity. At this time, a thin resin layer (not shown) may remain on the upper surfaces of the inner leads 130, but this may have little effect on the coplanarity of the inner leads 130 and may also be applied to the clamps during wire bonding. (Not shown) does not place a constraint on the contact.

수지를 이용하여 그리퍼를 형성하는 순서는 수지 댐-바를 형성하는 때 동시에 실시할 수 있으며 또한 동일한 방법으로 형성할 수 있으며, 도 4a 및 도 4b에 그리퍼를 형성하는 과정을 간단히 나타내었다. 이를 참고로 하여 설명하면, 지지블록(240 ; Support Block) 위에 놓여지는 리드 프레임의 위로 액상 수지(220)가 담겨진 시린지(210 ; Syringe)를 내부리드들이(130) 연배열된 방향의 직각방향으로 이동시키면서, 압축공기의 압력 등을 이용하여 시린지(210) 내의 액상 수지(220)를 도포한다. 이 때 내부리드들(130)간의 간격과 두께를 고려하여 액상 수지의 점도를 조절하며, 액상 수지(220)를 도포한 윗면에 압축블록(230 ; Press Block)과 같은 도구를 이용하여 압축함으로써, 내부리드들(130) 윗면의 액상 수지(220)를 내부리드들 사이의 틈으로 채울 수 있다. 이후 열을 가하여 액상 수지(220)를 경화시켜 그리퍼로 형성한다.The step of forming the gripper using the resin can be carried out simultaneously when the resin dam-bar is formed and can be formed in the same manner, and the process of forming the gripper is simply illustrated in FIGS. 4A and 4B. Referring to this, the syringe 210 (syringe) containing the liquid resin 220 is placed on the lead frame placed on the support block 240 in a direction perpendicular to the direction in which the inner leads 130 are arranged. While moving, the liquid resin 220 in the syringe 210 is applied using the pressure of compressed air or the like. At this time, by adjusting the viscosity of the liquid resin in consideration of the interval and thickness between the inner lead 130, by compressing the upper surface of the liquid resin 220 is applied using a tool such as a compression block 230 (Press Block), The liquid resin 220 on the upper surfaces of the inner leads 130 may be filled with a gap between the inner leads. Then, the liquid resin 220 is cured by applying heat to form a gripper.

본 발명은 리드 프레임의 내부리드들 사이에 그리퍼를 형성함으로써 내부리드들의 동일 평면성을 향상시키며, 패키지 조립 과정에서 열공정을 거친 후의 리드 프레임이 폴리이미드 테이프의 열적 변형에 의해 구조적으로 변형되던 예를 방지한다.The present invention improves the coplanarity of the inner leads by forming a gripper between the inner leads of the lead frame, and an example in which the lead frame after the thermal process in the package assembly process is structurally deformed by thermal deformation of the polyimide tape. prevent.

또한 본 발명은 내부리드들의 사이에 그리퍼를 형성함으로써, 와이어 본딩 공정에서 요구되는 내부리드 윗면의 클램핑되는 위치에 대한 제약과 내부리드 아랫면이 접촉하는 히트블록의 상부면에 대한 제약을 제거한다.In addition, the present invention removes the constraints on the clamping position of the upper surface of the inner lead and the upper surface of the heat block which the lower surface of the inner lead contact, which are required in the wire bonding process, by forming a gripper between the inner leads.

Claims (4)

반도체 칩에 전기적으로 연결되는 복수개의 내부리드들;A plurality of internal leads electrically connected to the semiconductor chip; 상기 내부리드들과 대응되어 일체로 형성된 복수개의 외부리드들; 및A plurality of outer leads integrally formed with the inner leads; And 상기 내부리드들을 고정시키는 그리퍼(Gripper);A gripper for fixing the inner leads; 를 포함하는 리드 프레임에 있어서,In the lead frame comprising: 상기 그리퍼가 상기 내부리드들의 사이에 형성되어 상기 내부리드들과 동일 평면성을 갖는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.And the gripper is formed between the inner leads to have the same planarity as the inner leads. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 상기 반도체 칩이 부착되는 다이패드와 상기 다이패드를 고정하기 위한 타이-바를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.The lead frame according to claim 1, wherein the lead frame includes a die pad to which the semiconductor chip is attached and a tie-bar for fixing the die pad. 제 1 항에 있어서, 상기 그리퍼는 패키지 봉지 수지 계열의 액상 수지로 형성되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.The lead frame according to claim 1, wherein the gripper is formed of a liquid resin of a package encapsulation resin series. 제 1 항에 있어서, 상기 그리퍼는 액상 폴리이미드로 형성되는 것을 특징으로 하는 리드 프레임.The lead frame according to claim 1, wherein the gripper is formed of liquid polyimide.
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