KR20010069478A

KR20010069478A - 금속 봉합된 플라스틱 패캐지(피피엠에스)

Info

Publication number: KR20010069478A
Application number: KR1020010016087A
Authority: KR
Inventors: 김영선
Original assignee: 김영선
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2001-07-25

Abstract

본 발명은 반도체 패캐지(Package)에 관한 것으로 특히, 알에프 디바이스(RF Device)용 반도체 칩(Chip)에 대한 패캐지에 있어, 그 형태와 구조 및 제조하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 종래 기술의 반도체 패캐지 제조공정의 일부를 추가하고, 칩(Chip)(3)과 인너리드(Inner lead)(5) 및 미세금선(Gold Wire)(7)을 덮을 수 있는 금속뚜껑(Metal Lid)(9,10)을 접착제(8)를 사용하여 필요한 부분을 금속뚜껑으로 봉합(Sealing)을 실시한다.

(필요시, 금속뚜껑 내부에 절연물질을 사용하여 칩과 미세금선 또는 인너리드와의 접촉에 의한 전기적 연결(Electric Short)을 막을 수 있다)

봉합(Sealing)이 완료된 상태에서 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound : EMC)(4)를 사용하여 몰딩(Molding)을 실시하여 (도1)및 (도2)와 같이 패캐지 한다.

(필요시, 봉합된 금속뚜껑을 외부에 노출시킬 수 있다)

이러한 구조는 고주파수(High Frequency)를 사용하는 알에프(RF)제품에 있어, 패캐지 내/외부로부터 발생하는 전자기 간섭(Electro-Magnetic Interference : EMI) 영향을 최소화하여 제품의 특성을 안정화 할 수 있으며,금속뚜껑의 노출로 인한 열방출(Thermal Dissi-pation)증대 효과로 고주파 사용에 따른 소비전력(Power Consumption)증가의 문제점을 감소시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

특히,'방열지붕이 몰딩된 플라스틱 패캐지 (특허 출원번호:10-2001-0004711)'의 Metal Canopy 구조를 효과적으로 변형하여 사용할 수 있다.

Description

금속 봉합된 플라스틱 패캐지 (피피엠에스){Plastic Package with Metal Sealing : PPMS}

종래 반도체 패캐지 제조는 (도3)과 (도4)에서 처럼 일반적으로,

- 리드프레임(Lead Frame)의 다이 패들(Die Paddle)(1)또는 캐비티(Cavity)(12) 구조를 갖는 세라믹 몸체(Ceramic Body)(11)에 접착제를 사용하여 반도체 칩(3)을 부착시킨다.

- 반도체 칩(3)의 I/O단자(2)를 리드프레임이나 세라믹 몸체의 I/O단자(5)된 미세금선(Gold Wire)(7)을 사용하여 연결한다.

- 반도체 칩(3)과 미세금선(7)을 보호하기 위해 에폭시 몰딩컴파운드(Epoxy Molding Compound)(4)를 사용하여 몰딩(Molding)하거나, 금속뚜껑(Metal Lid)(10)을 사용하여 세라믹 몸체의 캐비티(12)를 밀봉(Sealing)한다.

- 몰딩이 완료된 반도체 패캐지의 경우 외부I/O단자(6a)를 형상화(Forming)하여 리드(Lead)(6)를 형성시킨다.

즉,그 형태와 구조에 있어서는 (도 3)과 같이,

- (Lead Frame) Die Paddle(1)

- 반도체 칩(Semiconductor Chip)(3)

- 미세 금선(Gold Wire)(7)

- 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)(4)

- I/O 단자(Pin 또는 Lead)(6)

로 구성되어 있거나, 또는 (도 4)와 같이

- 세라믹 몸체(Ceramic Body)(11)

- 반도체 칩(Semiconductor Chip)(3)

- 미세 금선(Gold Wire)(7)

- 금속 뚜껑(Metal Lid)(10)

- I/O 단자(Pin또는Lead)(6)

로 구성되어 있다.

종래 기술은 일반적으로 반도체 칩을 패캐징(Packaging)하여 사용하는 데 있어, 고주파수(High Frequency)를 사용하는 알에프 제품(RF Device)에 대해 제품 내부 및 외부로부터 발생하는 전자기 간섭(Electro-Magnetic Interference : EMI) 영향을 크게 문제시하지 않았다. 또한, 고주파수 사용에 따른 소비전력(Power Consumption)증가로 인한 열방출(Thermal Dissipation)효과의 필요성을 중요시하지 않았다.

그러나, 최근에 개발되고 또한, 앞으로 더욱 발전하게 되는 고주파수 사용범위 확대로 인한 RF제품용 반도체 칩(Chip)의 경우 전자기 간섭 및 열방출 문제가 증가하게 된다. 즉, 기존의 범용 패캐지로서는 이러한 칩(Chip)들의 효율적인 패캐징(Packaging)을 할 수가 없다.

본 발명은 위에서 말한 문제점을 해결하면서 기존 반도체 패캐지 제품의 구조와 재료 및 제조공정을 효율적으로 사용할 수 있는 패캐지를 제시하는 것이다.

(도 1)은 본 발명의 실시 예에 따른 패캐지 사시도

(도 2)는 본 발명의 실시 예에 따른 패캐지 단면도

(도 3)은 종래 기술의 예에 따른 패캐지 단면도

(도 4)는 종래기술의 예에 따른 다른 패캐지 단면도

(도5a) ∼ (도5e)는 본 발명의 실시 예에 따른 공정별 단면도

본 발명은 종래 기술의 반도체 패캐지 재료 및 제조공정 일부를 추가하여, 최종적으로 (도 1) 및 (도 3)와 같이,

- (Lead Frame) Die Paddle(1)

- 반도체 칩(Semiconductor Chip)(3)

- 미세 금선(Gold Wire)(7)

- 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)(4)

- I/O 단자(Pin또는Lead)(6)

- 금속뚜껑(Metal Lid)(9,10)

으로 되어 있다.

아울러, 본 발명인 반도체 패캐지의 경우, 그 제조 공정의 예로(도5a) ∼ (도5e)와 같이,

- 리드 프레임(Lead Frame)의 다이패들(Die Paddle)(1)에 접착제(Epoxy)를 사용하며 반도체 칩(3)을 부착시킨다. ------ (도5a)

- 반도체 칩의 본딩패드(Bonding Pad)(2)와 리드프레임의 인너리드(Inner Lead)(5)를 미세금선(Gold Wire)(7)으로 연결한다. ------ (도5b)

- 반도체 칩(3) 및 인너리드(5)와 미세금선(7)을 덮어 봉합(Sealing)할 수 있도록 접착제(Epoxy 또는 Tape)(8)를 사용하여 금속투정(Metal Lid)(9, 10)을 부착시킨다. ------ (도5c)

* 필요시, 금속뚜껑(Metal Lid)을 접지(Ground) 시킨다.

- 금속뚜껑(9,10)을 보호하기 위해 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)(4)를 사용하여 몰딩(Molding)을 실시한다. ------ (도5d)

* 필요시, 몰딩된 금속뚜껑(Molded Metal Lid)의 일부를 노출시킨다.

- 몰딩이 완료된 패캐지의 아웃리드(Out Lead)(6a)를 형상화(Forming)하여 외부I/O단자(6)를 형성시킨다. ------ (도5e)

본 발명은 종래의 반도체 패캐지에 비해,

첫째, 패캐지 제품의 열적 측면에 있어,

- 리드프레임(Lead Frame)이나 써브스트레이트(Substrate)의인너리드(Inner Lead) 금속(Metal)부분에 곧바로 금속뚜껑(Metal Lid)(9,10)을 부착한 후, 이 금속뚜껑의 윗부분을 외부에 노출시키거나 또는, 아랫부분을 노출시켜 이를 탑재하는 기판에 접촉시킴으로써 열방출 효과(Thermal Dissipation Effect)를 향상시켜, 고출력(High Power Consumption)제품에 적용할 수 있다.

둘째, 제조비용(Cost)측면에 있어,

- 제조비용이 가장 낮은, 기존의 반도체 플라스틱 패캐지 형태와 재료 및 공정에 그대로 적용할 수 있어, 패캐지 기능향상을 위해 개발되는 여러 패캐지 제품들보다 제조비용의 추가 증가가 아주 적다.

셋째, 반도체 제품의 특성 측면에 있어,

- 반도체 칩 위와 아래로 금속뚜껑(9,10)을 형성하여, 고주파수(High Frequency) 사용 제품의 전자기 간섭(Electro-Magnetic Interference : EMI)에 대한 차폐효과(Shielding Effect)를 이루어 제품의 특성에 안정화를 가져올 수 있다.

- 외부로부터 투과되어 오는 알파입자(Alpha Particle)를 차단하는 효과(Protection Effect)가 증대되어 고집적 회로의 안정화를 향상시킬 수 있다.

Claims

일정한 형태를 갖춘 금속뚜껑(Metal Lid)(9,10)를 사용하여 반도체 칩(Chip)(3)을 포함한 리드프레임(Lead Frame)이나 써브스트레이트(Substrate : PCB, Tape 형태)의 일부 또는 전부를 봉합(Sealing)하는 구조 및 공정.
금속뚜껑으로 봉합(Sealing)된 리드프레임이나 써브스트레이트를 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound : EMC)(4)를 사용하여 몰딩(Molding)하는 구조 및 공정
금속뚜껑(Metal Lid)의 노출된 면에 열방출을 증대시키기 위해 방열판(Heat Spreader/Heat Sink)을 추가 부착한 구조.