KR19990030679U - 반도체 패키지용 금형 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 패키지용 금형을 개시한다. 개시된 본 고안은, 게이트 포트(1)와 캐비티(3)를 연결하는 러너가 제 1 및 제 2 러너(21,22) 2개로 구성되고, 각 러너(21,22)는 직교하게 연결된다. 제 1 러너(21)에는 열경화성 수지에 함유된 공기가 배출되는 벤트 포트(23)가 형성되고, 또한 제 1 러너(21)의 내벽에는 공기의 흐름 유도를 위해서, 거칠게 가공된다. 제 2 러너(22)에는 캐비티(3)로 플로우되기 직전의 열경화성 수지가 일시 머무르게 되는 대기실(25)이 형성되어서, 전체 열경화성 수지들간에 점도 차이가 최대한 줄어들게 된다.

Description

반도체 패키지용 금형

본 고안은 반도체 패키지용 금형에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 패키지를 몰딩하기 위해, 반도체 칩이 위치한 캐비티(cavity)로 이동되는 열경화성 수지의 이동 통로인 러너(runner)의 구조에 관한 것이다.

일반적인 반도체 패키지는 패들상에 안치된 반도체 칩에 한 쌍의 리드 프레임의 인너 리드가 와이어를 매개로 접속되어, 열경화성 플라스틱 재질인 수지로 몰딩된 구조로 이루어져 있다. 열경화성 수지는 게이트 포트를 통해서 금형내에 주입된 후, 캐비티에 위치한 반도체 칩으로 러너를 통해서 플로우되므로써, 반도체 패키지를 몰딩되도록 되어 있다.

도 1은 종래의 금형을 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 하나의 게이트 포트(2)에 4개의 러너(2)가 연결되어 있고, 각 러너(2)에 반도체 칩이 위치하게 되는 4개의 캐비티(3)가 연결되어 있다. 각 캐비티(3)에는 내부 공기가 금형 외부로 배출되는 벤트 포트(미도시)가 연결되어 있다.

상기와 같이 구성되어서, 게이트 포트(2)를 통해 수지가 금형내로 주입되면, 이 수지는 각 러너(2)를 통해 캐비티(3)로 플로우되므로써, 반도체 칩을 몰딩하게 되고, 캐비티(3) 내부의 공기는 벤트 포트를 통해 금형 외부로 배출된다.

종래에는 열경화성 수지가 러너(2)를 통과할 때, 아무런 제약을 받지 않으면서 직접 캐비티(3)내로 플로우된다. 그런데, 초기의 열경화성 수지내에는 다량의 공기가 함유되어 있는데, 이 공기로 인해서 먼저 캐비티(3)내로 플로우된 수지와, 이후에 캐비티(3)내로 플로우된 수지간에 점도 차이가 발생하게 된다. 수지 사이의 점도 차이는, 반도체 칩의 패드와 리드 프레임을 연결하는 와이어에 대미지(damage)를 주게 된다. 즉, 점도가 상이한 수지가 플로우되므로써, 각 와이어가 일측으로 휩쓸리는 와이어 스윕(wire sweep) 현상과, 와이어가 끊어지는 현상, 반도체 칩이 경사지게 기울어지는 틸트 현상, 및 패키지의 형상이 휘어지는 와프(warpage) 현상 등이 발생된다.

특히, 캐비티(3)내의 공기는 벤트 포트를 통해 금형 외부로 완전히 배출되어야 하는데, 점도가 상이한 수지로 인해서, 캐비티(3)내에 공기가 잔류하여, 금형내에 보이드(void)가 형성되는 문제점이 있다. 이 보이드는, 패키지 신뢰성 테스트시, 동작에 따른 열로 인해서 보이드내의 수분이 증기화되고, 이 증기압에 의해 패키지에 균열(crack)을 발생시키는 심각한 문제점을 유발시킨다.

따라서, 본 고안은 종래의 금형이 안고 있는 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 다량의 공기를 함유하고 있는 초기의 수지가 직접 캐비티로 플로우되지 못하도록 지연시켜서, 이후의 수지와 점도 차이를 최대한 억제시킬 수 있으며, 아울러 캐비티내에 보이드가 형성되는 것도 방지할 수 있는 반도체 패키지용 금형을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 종래의 금형 내부 구조를 나타낸 단면도

도 2는 본 고안의 실시예 1에 따른 금형의 내부 구조를 나타낸 단면도

도 3은 본 고안의 실시예 2에 따른 금형의 내부 구조를 나타낸 단면도

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

1 - 게이트 포트 3 - 캐비티

11,23,26,27 - 벤트 포트 21 - 제 1 러너

22 - 제 2 러너 24 - 가공부

25 - 대기실

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 다음과 같은 구성을 갖는다.

열경화성 수지가 주입되는 게이트 포트와, 반도체 칩이 배치된 캐비티를 연결하는 러너가 동일선상에 위치하지 않도록 어긋나게 배치된 제 1 및 제 2 러너 2개로 이루어진다. 제 1 러너는 게이트 포트에 연결되고, 제 2 러너는 캐비티에 연결된다. 제 1 러너의 내벽은 거칠게 가공되어, 게이트 포트를 통해 초기에 주입된 수지에 다량 함유된 공기가, 제 2 러너의 거칠은 내벽을 따라 이동되어진다. 제 2 러너에 연결되는 제 1 러너의 단부에, 수지내에 함유된 공기가 배출되는 벤트 포트가 형성된다. 또한, 제 2 러너에는, 캐비티내로 수지가 플로우되기 전에 일시 대기하게 되는 대기실이 형성된다. 이 대기실은 수지간에 시간 지연을 줄여서, 일시에 수지가 캐비티내로 플로우되도록 하므로써, 캐비티내에 공기가 잔류하지 못하게 하는 기능을 한다.

상기된 본 고안의 구성에 의하면, 열경화성 수지가 동일선상에 위치하지 않는 제 1 및 제 2 러너를 통해서 캐비티내로 플로우되므로써, 수지들간에 점도 차이가 거의 발생하지 않게 된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

실시예 1

도 2는 본 고안의 실시예 1에 따른 금형의 내부 구조를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 열경화성 수지가 주입되는 하나의 게이트 포트(1)에 4개의 캐비티(3)가 4개의 러너로 연결된다. 각 러너는 제 1 및 제 2 러너(21,22) 2개로 이루어진다. 캐비티(3)에는 내부 공기가 배출되는 벤트 포트(미도시)가 형성된다.

제 1 러너(21)는 게이트 포트(1)에서 캐비티(3) 방향과 직교되는 방향을 향해 형성되고, 제 2 러너(22)는 제 1 러너(21)에 연결되어서 캐비티(3)에 연결되어서, 제 1 러너(21)와 직교를 이루게 된다. 즉, 제 1 및 제 2 러너(21,22)는 동일선상에 위치하지 않고 서로 직교를 이루게 배치된다. 다만, 본 실시예 1과 같이 제 1 및 제 2 러너(21,22)가 반드시 직교를 이룰 필요는 없고, 동일선상에 위치하지 않도록 어긋나게 배치되면 된다.

제 1 러너(21)는 다량의 공기가 함유된 상태로 게이트 포트(1)를 통해 주입된 초기의 열경화성 수지가 직접 캐비티(3)로 플로우되지 않도록, 열경화성 수지가 일시 대기 상태로 있게 되는 기능을 한다. 또한, 제 1 러너(21)의 내벽에 거칠게 가공된 가공부(24)가 형성된다. 이 거칠게 가공된 가공부(24) 형상을 따라 열경화성 수지에 함유된 다량의 공기가 플로우되므로써, 공기의 이동 속도를 지연시킬 수가 있다. 제 1 러너(21)의 단부에는, 열경화성 수지에 함유된 공기가 금형 외부로 배출되는 벤트 포트(23)가 형성된다.

제 2 러너(22)에는 열경화성 수지가 일시 대기하게 되는 대기실(25)이 형성된다. 대기실(25)은, 먼저 도착하여 대기 상태에 있는 열경화성 수지가 이후의 열경화성 수지가 플로우되는 압력에 의해 함께 캐비티(3)로 플로우되게 하는 기능을 갖는다.

상기와 같이 구성되어서, 게이트 포트(1)를 통해 주입된 열경화성 수지는 제 1 러너(21)를 통해 플로우된다. 이때, 열경화성 수지는 제 1 러너(21)에서 일시동안 머무르게 되고, 특히 초기의 열경화성 수지에 다량 함유된 공기는 거칠게 가공된 가공부(24) 형상을 따라 이동되므로써, 제 1 러너(21)내에서 일시동안 머무르게 된다. 이렇게 제 1 러너(21)에 일시 머무르게 된 공기는 벤트 포트(23)를 통해서 금형 외부로 배출된다.

대부분의 공기가 배출된 열경화성 수지는 제 2 러너(22)로 플로우된 후, 대기실(25)에서 일시동안 머무르게 된다. 이렇게 열경화성 수지가 대기실(25)에 머무르게 되면, 후속 열경화성 수지와 대기실(25)내의 열경화성 수지 사이에 공기가 형성될 소지가 없어지게 된다. 즉, 전체 열경화성 수지들간에 시간 지연이 일어나지 않게 되어, 열경화성 수지내에 공기가 형성되지 않게 된다.

대기실(25)에 머물고 있던 열경화성 수지는 후속 열경화성 수지의 플로우 압력에 의해, 캐비티(3)내로 플로우되므로써, 반도체 칩을 몰딩하게 된다. 한편, 캐비티(3)내의 공기는 열경화성 수지가 균일하게 플로우되는 것에 의해, 캐비티(3)의 벤트 포트를 통해 금형 외부로 배출된다.

실시예 2

도 3은 본 고안의 실시예 2에 따른 금형 내부 구조를 나타낸 단면도이다.

도시된 바와 같이, 러너(2)는 종래의 금형에 구비된 형상과 동일하다. 즉, 게이트 포트(1)와 캐비티(3)를 연결하는 러너(2)는 실시예 1과는 달리 종래와 동일하게 하나로 이루어진다. 다만, 러너(2)에는 실시예 1에서 제시된 대기실(25)이 형성되고, 이 대기실(25)의 기능은 실시예 1에서 언급된 바와 같다.

또한, 게이트 포트(1)에 한 쌍의 벤트 포트(11)들이 형성된다. 즉, 이 벤트 포트(11)를 통해서, 게이트 포트(1)로 막 주입된 초기의 열경화성 수지에 다량 함유된 공기가 배출된다. 또한, 각 캐비티(3)로 분기되는 각 러너(2) 부분에도 벤트 포트(27)가 형성된다. 그리고, 대기실(25)에도 한 쌍의 벤트 포트(26)가 형성된다. 각 벤트 포트(11,26,27)들이 열경화성 수지에 함유된 공기가 배출되는 기능을 담당하게 된다.

즉, 본 실시예 2에서는, 종래의 금형 형상은 그대로 유지한 채, 러너(2)에 대기실(25)을 형성시키고, 수 개의 벤트 포트(11,26,27)를 형성시키므로써, 열경화성 수지에 함유된 공기를 캐비티(3)에 플로우되기 전에, 금형 외부로 배출할 수가 있게 된다.

상기된 바와 같이 본 고안에 의하면, 열경화성 수지들간에 점도 차이를 최대한 줄일 수가 있게 되어, 각 와이어가 일측으로 휩쓸리는 와이어 스윕(wire sweep) 현상과, 와이어가 끊어지는 현상, 반도체 칩이 경사지게 기울어지는 틸트 현상, 및 패키지의 형상이 휘어지는 와프(warpage) 현상 등을 방지할 수가 있게 된다.

특히, 캐비티(3)내로 플로우된 열경화성 수지내에 공기가 잔류되는 것에 의한 보이드가 형성되지 않게 되므로써, 신뢰성 테스트시나 구동시에 보이드내의 수분이 열에 의해 증기화되어, 증기압에 의한 패키지의 크랙 현상을 방지할 수가 있게 된다.

한편, 본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 열경화성 수지가 주입되는 게이트 포트가 러너를 통해 반도체 칩이 배치된 캐비티에 연결된 반도체 패키지용 금형에 있어서,

   상기 러너는 제 1 및 제 2 러너 2개로 구성되고, 상기 제 1 및 제 2 러너는 동일선상에 위치하지 않도록 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 금형.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 러너의 단부에 공기가 배출되는 벤트 포트가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 금형.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 러너의 내벽은, 열경화성 수지에 함유된 공기의 흐름을 지연시키도록 거칠게 가공되어, 상기 가공부의 형상을 따라 공기가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 금형.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 러너에는 캐비티로 플로우되기 직전의 열경화성 수지가 일시 대기하게 되는 대기실이 형성되어, 상기 대기실에 있는 열경화성 수지가 후속 열경화성 수지의 플로우 압력에 의해 캐비티내로 플로우되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 금형.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 대기실에 벤트 포트가 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 금형.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 포트에 벤트 포트가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 금형.
7. 열경화성 수지가 주입되는 게이트 포트가 러너를 통해 반도체 칩이 배치된 캐비티에 연결된 반도체 패키지용 금형에 있어서,

   상기 러너에 캐비티로 플로우되기 직전의 열경화성 수지가 일시 대기하게 되는 대기실이 형성되어, 상기 대기실에 있는 열경화성 수지가 후속 열경화성 수지의 플로우 압력에 의해 캐비티내로 플로우되고, 상기 대기실과 게이트 포트 각각에 벤트 포트가 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 금형.