KR20020070552A - 반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법 - Google Patents

반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법에 관한 것으로, 반도체패키지의 포밍 공정중 리드의 버(Burr) 발생을 억제하고, 그 포밍 다이의 노후화 현상을 최소화하며, 정전기 축적 현상을 억제하고 또한 파인피치화한 반도체패키지의 포밍이 더욱 양호하도록, 반도체패키지를 하부에서 지지하는 바텀다이와; 상기 반도체패키지를 상부에서 고정하는 탑다이와; 상기 바텀다이 및 탑다이의 측면에, 상기 반도체패키지의 리드와 기계적으로 접촉하지 않고 고압의 공기에 의해 상기 리드가 포밍될 수 있도록, 고압 공기 분사용 통공이 다수 형성된 펀치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함.

Description

반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법{Forming die for semiconductor package and forming method}
본 발명은 반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 반도체패키지의 리드 포밍시 버(Burr)의 발생이나, 정전기 축적 및 포밍 다이의 노후화 등을 방지할 수 있는 반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법에 관한 것이다.
통상 반도체패키지의 포밍이라 함은 반도체패키지의 외형 규격을 확정하는 공정으로서 반도체패키지가 실제 마더보드(Mother Board)에 실장될 때 리드가 표면실장(Surface Mounting)될 수 있도록 성형하는 공정을 말한다.
이러한 포밍은 리드의 모양에 따라 걸폼(Gull Form), 제이폼(J Form), 쑤루홀형(Through Hole Type) 등으로 분류되며 일반적인 쿼드플랫패키지(Quad Flat Package)에는 걸폼이 사용되고 있다.
도1a 및 도1b는 통상적인 반도체패키지의 포밍 다이를 도시한 단면도이며, 이를 참조하여 종래 포밍 다이의 구조 및 이를 이용한 포밍 방법을 설명하면 다음과 같다.
여기서, 통상적인 포밍은 리드의 한부분을 굽히는 1차 포밍과 리드의 나머지 부분까지 완전하게 굽히는 2차 포밍으로 이루어져 있기 때문에, 상기 1차 포밍을 수행하는 제1포밍다이(10') 및 2차 포밍을 수행하는 제2포밍다이(20')도 각각 다르게 구비된다. 따라서 상기 1차 및 2차 포밍 다이(10',20')의 구조를 각각 설명하며 이에 따른 포밍 방법도 함께 설명하기로 한다.
먼저, 도1a를 참조하여 제1포밍다이(10') 및 이를 이용한 제1포밍 방법을 설명한다. 도시된 바와 같이 중앙에 봉지부(41) 및 다수의 리드(42)로 이루어진 반도체패키지가 위치되어 있고, 상기 반도체패키지의 봉지부(41) 하면에는 바텀다이(11')가 위치되어 있다. 상기 바텀다이(11')는 상기 봉지부(41)가 안치 및 지지될 수 있도록 중앙에 요부(12')(凹部)가 형성되어 있고, 상기 요부(12')의 외측으로는 리드(42)가 위치될 수 있도록 평탄면(13') 및 경사면(14')이 연속적으로 형성되어 있다. 여기서, 상기 경사면(14')은 상기 리드(42)가 하방으로 포밍될 수 있도록 그 외주연이 하부를 향하고 있다.
또한, 상기 반도체패키지의 상면에는 탑다이(17')가 위치되어 있다. 상기 탑다이(17') 역시 상기 봉지부(41)를 지지할 수 있도록 중앙에 요부(18')(凹部)가 형성되어 있고, 상기 요부(18')의 외측으로는 상기 봉지부(41)와 인접한 리드(42)를 고정할 수 있도록 평탄면(19')이 형성되어 있다. 상기 바텀다이(11') 및 탑다이(17')의 평탄면(19')(13')은 상호 대응되는 위치에 형성되어 있다.
더불어, 상기 탑다이(17')의 양측면에는 포밍펀치(31')가 형성되어 있다. 상기 포밍펀치(31')는 상기 리드(42)의 상면으로 하강 가능하며, 상기 리드(42)와의 부드러운 마찰을 위해 라운드(Round)처리되어 있다.
상기와 같은 제1포밍다이(10')는 펀치(31')가 바텀다이(11')의 경사면(14')쪽으로 하강함으로써, 상기 반도체패키지의 리드(42)를 상기 경사면(14')에 밀착시키고, 이에 따라 상기 리드(42)가 상기 경사면(14')이 갖는 경사각으로 포밍된다.
계속해서, 도1b를 참조하여 제2포밍다이(20') 및 이를 이용한 제2포밍 방법을 설명한다.
도시된 바와 같이 중앙에 반도체패키지의 봉지부(41)가 안착 및 지지될 수있도록 요부(12')(凹部)가 형성되어 있고, 그 외측으로는 제1평탄면(21'), 수직면(23') 및 제2평탄면(22')이 연속적으로 형성되어 바텀다이(11')를 이루고 있다.
상기 바텀다이(11')의 상부에는 탑다이(17')가 위치되어 있으며, 상기 탑다이(17') 역시 상기 봉지부(41)를 고정할 수 있도록 요부(18')(凹部)가 형성되어 있고, 그 외측으로는 상기 제1평탄면(21')상에 위치된 리드(42)를 고정할 수 있도록 다른 평탄면(19')이 형성되어 있다.
또한, 상기 탑다이(17')의 측면에는 캠펀치가 형성되어 있다. 상기 캠펀치는 캠에 부착된 롤러가 캠패드 홀더의 경사면을 이동할 때 생기는 캠 선단부의 스윙모션(Swing Motion)을 이용하여 상기 리드(42)가 상기 바텀다이(11')의 제1평탄면(21'), 수직면(23') 및 제2평탄면(22')을 따라 포밍되도록 하는 역할을 한다. 즉, 상기 리드(42)가 마더보드에 실장 가능하도록 그 외형을 완전하게 포밍한다. 여기서, 상기 캠, 롤러 및 캠패드 홀더는 도시되어 있지 않다.
그러나, 이러한 종래의 포밍 다이는 리드의 포밍이 펀치와의 물리적이고 기계적인 접촉에 의해 이루어짐으로써, 상기 리드의 표면에 많은 버(Burr)가 발생되는 단점이 있다. 상기와 같이 버가 발생될 경우에는 상기 리드에서 많은 량의 도금층이 제거됨으로써, 마더보드에의 실장 불량은 물론, 리드의 공기중 부식도 일으키는 문제가 있다.
또한, 상기와 같이 포밍 다이의 펀치가 리드와 물리적 및 기계적으로 항상접촉되고, 이에 따라 펀치의 마모가 발생되는 문제가 있다. 즉, 주기적으로 상기 펀치를 교체해야 하며, 그 교체시기가 늦어지거나 할 때에는 상기 반도체패키지의 포밍 불량이 다발적으로 발생하는 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 물리적 및 기계적 접촉 또는 마찰은 상기 반도체패키지의 봉지부 및 리드에 정전기를 쉽게 유발 또는 축적시키고, 이에 따라 상기 반도체패키지가 정전기에 의해 파손되는 현상도 빈번히 발생한다.
더불어, 상기한 모든 문제는 상기 반도체패키지의 리드 폭이 가늘어지고 또한 그 피치가 작아짐에 따라 더욱 빈번히 발생하며 최근의 파인피치(Fine Pitch)화한 반도체패키지에는 종래의 포밍 다이가 적합하지 않은 문제도 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 반도체패키지의 포밍 공정중 리드의 버(Burr) 발생을 억제하고, 포밍 다이의 노후화 현상을 최소화하며, 정전기 축적 현상을 억제하고 또한 파인피치화한 반도체패키지에 작업성이 더욱 양호한 반도체패키지의 포밍 다이를 제공하는데 있다.
도1a 및 도1b는 통상적인 반도체패키지의 포밍 다이를 도시한 단면도이다.
도2a 및 도2b는 본 발명에 의한 반도체패키지의 포밍 다이를 도시한 단면도이다.
- 도면중 주요 부호에 대한 설명 -
10; 제1포밍 다이(1st Forming Die)
20; 제2포밍 다이(2nd Forming Die )11; 바텀다이(Bottom Die)
12,18; 요부(凹部)13,19; 평탄면
14; 경사면17; 탑다이
21; 제1평탄면22; 제2평탄면
23; 수직면31,32; 펀치
33,34; 통공41; 봉지부
42; 리드(Lead)
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 포밍 다이는 반도체패키지를 하부에서 지지하는 바텀다이와; 상기 반도체패키지를 상부에서 고정하는 탑다이와; 상기 바텀다이 및 탑다이의 측면에, 상기 반도체패키지의 리드와 기계적으로 접촉하지 않고 고압의 공기에 의해 상기 리드가 포밍될 수 있도록, 고압 공기 분사용 통공이 다수 형성된 펀치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 바텀다이는, 상기 리드가 일정각도로 포밍되도록, 둘레에 지면에 대해 일정 각도 경사진 경사면이 형성되고, 상기 펀치에는 지면에 대해 수직으로 다수의 통공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 바텀다이는, 상기 리드가 다수회 포밍되도록, 둘레에 제1평탄면, 수직면 및 제2평탄면이 형성되고, 상기 펀치에는 상기 수직면 및 제2평탄면을 향하여 일정각도 경사진 다수의 통공이 형성될 수도 있다.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 반도체패키지의 포밍 방법은 반도체패키지가 안착되는 바텀다이 및 탑다이와, 상기 바텀다이 및 탑다이의 측면에 위치되고, 다수의 고압 공기 분사용 통공을 갖는 펀치로 이루어진 포밍 다이를 제공하는 단계와; 상기 반도체패키지를 바텀다이 및 탑다이에 안착시키고, 고압의 공기가 분사되는 펀치로 상기 반도체패키지의 리드를 일정 각도 포밍하는 제1포밍 단계와; 고압의 공기가 분사되는 펀치로 상기 반도체패키지의 리드를 목적하는 형상으로 다수회 포밍하는 제2포밍 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법에 의하면, 리드의 포밍이 펀치와의 물리적이고 기계적인 접촉이 아닌 고압의 공기 분사에 의해 이루어짐으로써, 상기 리드에 버(Burr)가 발생되지 않는 장점이 있다. 따라서, 상기 리드의 도금층이 벗겨지거나 또는 공기중 부식도 억제할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 종래와 같은 펀치의 마모가 발생하지 않는 장점이 있다.즉, 펀치가 기계적으로 리드에 직접 접촉되는 방식이 아니기 때문에 펀치의 마모가 전혀 발생하지 않고 따라서 주기적으로 펀치를 교체할 필요도 없다. 또한, 이에 따라 항상 동일한 규격으로 리드의 포밍을 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기와 같이 펀치가 기계적으로 리드에 접촉 또는 마찰되지 않음으로서, 종래와 같이 반도체패키지의 봉지부 또는 리드에 정전기가 축적되지 않게 되는 장점이 있다. 이에 따라 반도체패키지의 정전기에 의한 파손 현상을 억제할 수 있다.
더불어, 본 발명은 리드의 피치가 더욱 세밀해 질수록, 상기 리드가 고압 공기에 대하여 저항하는 면적이 커지고, 이에 따라 그 포밍 공정이 더욱 효과적으로 수행되는 장점이 있다. 따라서, 최근의 파인피치화한 반도체패키지는 본 발명에 의한 포밍 다이가 더욱 적합한 장점이 있다.
이하 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도2a 및 도2b는 본 발명에 의한 반도체패키지의 포밍 다이를 도시한 단면도이다. 여기서, 종래와 같이 본 발명은 제1포밍다이(10)와 제2포밍다이(20)로 구분할 수 있으며, 도2a에는 제1포밍다이(10)가, 도2b에는 제2포밍다이(20)가 도시되어 있다.
먼저 도2a를 참조하여 제1포밍다이(10)의 구조를 설명한다.
도시된 바와 같이 하부에서 반도체패키지의 봉지부(41)를 지지할 수 있도록요부(12)(凹部)가 형성되고, 그 요부(12)의 외주연에는 평탄면(13) 및 경사면(14)이 형성된 바텀다이(11)가 구비되어 있다. 여기서, 상기 봉지부(41) 외측으로 돌출된 리드(42)는 상기 평탄면(13)에 의해 지지된다. 또한, 상기 반도체패키지의 봉지부(41) 상부에는 탑다이(17)가 위치되어 있다. 상기 탑다이(17) 역시 상기 봉지부(41)를 고정할 수 있도록 요부(18)가 형성되어 있고, 상기 요부(18)의 외주연에는 상기 봉지부(41)와 인접한 리드(42)를 고정할 수 있도록 평탄면(19)이 형성되어 있으며, 이러한 구조는 종래와 동일하다.
단, 본 발명의 특징은 상기 탑다이(17)의 측면에, 상기 리드(42)가 고압의 공기에 의해 일정각도 포밍되도록, 다수의 고압 공기 분사용 통공(33)을 갖는 펀치(31)가 설치된 것이다. 상기 통공(33)은 지면에 대해 대략 수직 방향으로 형성되어 있으며, 상기 통공(33)으로부터 분사되는 고압의 공기에 의해 상기 반도체패키지의 리드(42)는 상기 바텀다이(11)의 경사면(14)을 따라 일정각도 포밍된다. 바람직하기로, 상기 펀치(31)의 통공(33)은 상기 바텀다이(11)의 경사면(14)과 수직 방향으로 형성되도록 하거나 또는 위치시켜, 상기 리드(42)가 상기 통공(33)으로부터의 공기에 의해 최대의 저항을 받도록 한다.
다음으로 도2b를 참조하여 제2포밍다이(20)의 구조를 설명한다.
도시된 바와 같이 하부에서 반도체패키지의 봉지부(41)를 지지할 수 있도록 요부(12)(凹部)가 형성되고, 그 요부(12)의 외주연에는 제1평탄면(21), 수직면(23) 및 제2평탄면(22)이 연속적으로 형성된 바텀다이(11)가 구비되어 있다. 여기서, 상기 봉지부(41) 외측으로 돌출된 리드(42)는 상기 제1평탄면(21)에 의해 지지된다.또한, 상기 반도체패키지의 봉지부(41) 상부에는 탑다이(17)가 위치되어 있다. 상기 탑다이(17) 역시 상기 봉지부(41)를 고정할 수 있도록 요부(18)가 형성되어 있고, 상기 요부(18)의 외주연에는 상기 봉지부(41)와 인접한 리드(42)를 고정할 수 있도록 평탄면(19)이 형성되어 있으며, 이러한 구조는 종래와 동일하다.
단, 본 발명의 특징은 상기 탑다이(17)의 측면에, 상기 리드(42)가 고압의 공기에 의해 상기 바텀다이(11)의 수직면(23) 및 제2평탄면(22)을 따라 포밍될 수 있도록, 다수의 고압 공기 분사용 통공(34)을 갖는 펀치(32)가 설치된 것이다. 상기 통공(34)은 상기 바텀다이(11)의 수직면(23) 및 제2평탄면(22)을 향하여 일정 각도 경사져 형성되어 있으며, 상기 리드(42)와는 기계적으로 직접 접촉 또는 마찰되지 않는다. 따라서, 상기 반도체패키지의 리드는 펀치와 직접 접촉되거나 또는 마찰되지 않음으로써, 버(Burr)가 발생되지 않음은 물로, 상기 펀치의 노후화도 진행되지 않게 된다. 또한 상기 반도체패키지에는 어떠한 정전기도 축적되지 않게 된다.
상기와 같은 구조를 하는 본 발명의 제1포밍다이(10) 및 제2포밍다이(20)를 이용한 반도체패키지의 포밍 방법을 설명하면 다음과 같다.
1. 제1포밍 단계로서, 상기 제1포밍다이(10)의 바텀다이(11)와 탑다이(17) 사이에 반도체패키지를 위치시키고, 통공(33)을 통해 고압의 공기가 분사되는 펀치(31)로 상기 반도체패키지의 리드(42)를 일정 각도 포밍한다. 즉, 바텀다이(11)의 경사면(14)과 같은 경사각을 갖도록 상기 반도체패키지의 리드(42)를 포밍한다.
2. 제2포밍 단계로서, 상기 제2포밍다이(20)의 바텀다이(11) 및 탑다이(17)에 상기 반도체패키지를 위치시키고, 통공(34)을 통해 고압의 공기가 분사되는 펀치(32)로 상기 반도체패키지의 리드(42)를 소정의 목적하는 형상으로 다수회 포밍되도록 한다. 즉, 상기 바텀다이(11)에 형성된 제1평탄면(21), 수직면(23) 및 제2평탄면(22)을 따라 상기 리드(42)가 완전하게 포밍되도록 한다.
이상에서와 같이 본 발명은 비록 상기의 실시예에 한하여 설명하였지만 여기에만 한정되지 않으며, 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지로 변형된 실시예도 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 의한 반도체패키지의 포밍 다이 및 포밍 방법에 의하면, 리드의 포밍이 펀치와의 물리적이고 기계적인 접촉이 아닌 고압의 공기 분사에 의해 이루어짐으로써, 상기 리드에 버(Burr)가 발생되지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래와 같은 펀치의 마모가 발생하지 않음으로써, 주기적으로 펀치를 교체할 필요가 없고 도한 항상 동일한 규격으로 리드를 포밍할 수 있다.
또한, 펀치가 기계적으로 리드에 접촉 또는 마찰되지 않음으로서, 반도체패키지의 봉지부 또는 리드에 정전기가 축적되지 않는 장점이 있다.
더불어, 본 발명은 리드의 피치가 더욱 세밀해 질수록, 상기 리드가 고압 공기에 대하여 저항하는 면적이 커지고, 이에 따라 그 포밍 공정이 더욱 양호하게 수행되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 반도체패키지를 하부에서 지지하는 바텀다이와;
    상기 반도체패키지를 상부에서 고정하는 탑다이와;
    상기 바텀다이 및 탑다이의 측면에, 상기 반도체패키지의 리드와 기계적으로 접촉하지 않고 고압의 공기에 의해 상기 리드가 포밍될 수 있도록, 고압 공기 분사용 통공이 다수 형성된 펀치를 포함하여 이루어진 반도체패키지의 포밍 다이.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바텀다이는, 상기 리드가 일정각도로 포밍되도록, 둘레에 지면에 대해 일정 각도 경사진 경사면이 형성되고, 상기 펀치에는 지면에 대해 수직으로 다수의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체패키지의 포밍 다이.
  3. 제1항에 있어서, 상기 바텀다이는, 상기 리드가 다수회 포밍되도록, 둘레에 제1평탄면, 수직면 및 제2평탄면이 형성되고, 상기 펀치에는 상기 수직면 및 제2평탄면을 향하여 일정각도 경사진 다수의 통공이 형성된 것을 특징으로 하는 반도체패키지의 포밍 다이.
  4. 반도체패키지가 안착되는 바텀다이 및 탑다이와, 상기 바텀다이 및 탑다이의 측면에 위치되고, 다수의 고압 공기 분사용 통공을 갖는 펀치로 이루어진 포밍 다이를 제공하는 단계와;
    상기 반도체패키지를 바텀다이 및 탑다이에 안착시키고, 고압의 공기가 분사되는 펀치로 상기 반도체패키지의 리드를 일정 각도 포밍하는 제1포밍 단계와;
    고압의 공기가 분사되는 펀치로 상기 반도체패키지의 리드를 목적하는 형상으로 다수회 포밍하는 제2포밍 단계를 포함하여 이루어진 반도체패키지의 포밍 방법.
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