KR200334397Y1 - 핀이 없는 반도체 부품 패키지 구조개선 - Google Patents

Abstract

본 고안은 핀(pin) 없는 반도체 부품 패키지 구조 개선에 관한 것으로서, 특히 금속 리드 프레임(Lead frame) 상의 다수개의 평평하고 직선 형태를 띤 핀으로 칩을 직접 그 위에 고정 설치하도록 제공하고, 또한 각 핀의 내측단 밑면에 형성된 오목한 부분으로 칩의 I/O접점과 핀 사이를 연결하는 와이어의 설치 공간을 제공하고, 또한 수지를 리드 프레임 위에 고정시켜 칩 외측에 밀봉시키며, 오목한 부분의 내측에 밀봉된 와이어를 채워 넣음으로써, 리드 프레임의 각 핀 외측단의 밑면을 외부로 노출시키고, 그 중 핀 내측단 밑면에 반식각 방식으로 형성된 오목 부분이 칩과 핀 사이를 연결하는 와이어의 수납공간으로 제공되도록 고안함으로써, 완제품의 총 두께를 줄이고 금형 제작비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 나아가 더욱 경박화된 반도체 부품 패키지 구조를 제공하고자 하는데 요지가 있다.

Description

핀이 없는 반도체 부품 패키지 구조개선{IMPROVEMENT FOR SEMICONDUCTOR ELEMENT PACKAGE STRUCTURE WITHOUT PIN}

본 고안은 핀(pin) 없는 반도체 부품 패키지 구조개선에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일종의 부품의 완제품 두께를 줄일 수 있고, 더 나아가 훨씬 경박화된 핀 없는 반도체 부품 패키지 구조를 제공하기 위한 것이다.

종래의 반도체 부품 패키지 구조는 대개가 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개의 핀(41)을 포함하는 금속 리드 프레임(40)을 구비하고 있는데, 각 핀(41)의 내측단은 위로 솟아오른 형태를 띠며, 다시 칩(50)을 I/O의 접점이 아래로 향한 형태로 양면 테이프(52)를 이용하여 리드 프레임(40) 중앙에 있는 핀(41) 내측단의 솟아오른 부분에 부착한다. 그리고 와이어(51)로 칩(50)의 각 I/O접점과 리드 프레임(40)의 대응하는 핀(41) 내측단 밑면 부분에 연결하고, 다시 외측에서 금형에 맞추어 수지(60)를 밀봉시킨 후 성형하여 하나의 핀(41) 외측단이 외부로 노출된 핀 없는 반도체 부품을 구성한다.

종래의 핀 없는 반도체 부품은 칩이 완전히 수지 안에 밀봉되어 있기 때문에 칩이 작동될 때 발생하는 고온이 쉽게 발산되지 못하는 문제가 있기 때문에, 어떤 이는 도 4에 도시된 바와 같이 이중 리드 프레임 구조를 제작해 내기도 하였다. 이중 리드 프레임 구조는 주로 다수의 핀(71)을 포함하는 금속재의 제 1 리드 프레임(70)을 구비하고 있으며, 상기 핀(71)의 내측단은 위로 솟아오른 모양을 형성하고, 다시 칩(80)을 I/O 접점이 아래로 향한 형태로 양면 테이프(82)를 이용하여 제 1 리드 프레임(70) 중앙의 핀(71) 내측단에 부착시키며, 또 와이어(81)로 칩(80)의 각 I/O접점과 제 1 리드 프레임(70)의 대응하는 핀(71)의 내측단 밑면에 연결하고, 칩(80) 위에는 실버페이스트 또는 양면 테이프로 칩 패드(pad)(101) 상의 제 2 리드 프레임(100)을 부착시키고, 다시 외측에서 금형에 맞추어 수지(90)를 밀봉시킨 후 성형하여 하나의 칩 패드(101)와 핀(71) 외측단이 외부에 노출된 핀 없는 반도체 부품을 구성한다.

앞에서 제시한 두 가지 종래의 핀 없는 반도체 부품은 핀의 노출 부분이 평평한 직선 형태를 띠고 있어, 부품 완제품의 전체 두께를 줄일 수 있고 회로 기판 위에 직접 평평하게 붙일 수가 있으며, 도 4에 도시된 반도체 부품은 칩에서 수지 외부에 금속 패드(pad)가 드러나도록 설계되어 반도체 부품 중의 칩이 작동할 때 발생하는 고온이 직접 금속 패드를 통하여 발산되도록 되어 있다.

다만, 앞서 제시한 종래의 핀 없는 반도체 부품의 구조가 비록 핀이 굽어 볼록하게 솟은 형태의 반도체 부품과 비교해서 경박화한 특징을 지니고는 있으나, 그 구조는 여전히 다음과 같은 단점이 존재한다.

1. 리드 프레임의 금형 제조 비용이 높다: 상기한 종래의 두 가지 핀 없는 반도체 부품은 칩과 리드 사이에 연결되는 와이어의 수납공간을 제공하기 위해서는 반드시 금형을 스탬핑 방식으로 결합하여 리드 프레임의 핀 내측단이 하나의 융기부를 형성하도록 해야 하는데, 이렇게 되면 금형 제조 비용의 지출과 가공 원가가 증가하게 된다.

2. 부품 완제품이 두껍다: 상기와 같이 종래의 두 가지 핀이 없는 반도체 부품은 금형을 스탬핑 방식으로 결합하여 리드 프레임의 핀 내측단이 하나의 융기부를 형성하도록 함으로써, 칩과 핀 사이를 연결하는 와이어의 수납공간을 제공하게 되므로, 상기 두 가지 반도체 부품의 두께가 전체적으로 비교적 두껍다.

이를 감안해볼 때, 앞서 제시한 종래의 핀 없는 반도체 부품의 패키지 구조의 결함을 개선하기 위한 본 고안의 주요 목적은 일종의 금형 제조 비용을 절감할 수 있고, 제조가 간편하며 제품의 두께를 줄임으로써 경박화 등의 효과를 달성할 수 있는 "핀 없는 반도체 부품 패키지 구조개선"을 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예의 평면도.

도 2는 본 고안의 다른 실시예의 평면도.

도 3은 종래의 첫째 종류의 핀이 없는 반도체 부품의 평면도.

도 4는 종래의 두 번째 종류의 핀이 없는 반도체 부품의 평면도.

<도면 내 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 리드 프레임 11 : 핀

12 : 격리공간 13 : 오목 부위

20 : 칩 21 : 와이어

22 : 양면 테이프 30 : 수지

40 : 리드 프레임 41 : 핀

50 : 칩 51 : 와이어

52 : 양면 테이프 60 : 수지

70 : 제 1 리드 프레임 71 : 핀

80 : 칩 81 : 와이어

82 : 양면 테이프 90 : 수지

100 : 제 2 리드 프레임 101 : 칩 패드(pad)

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안이 제시하는 핀 없는 반도체 부품 패키지의 구조는, 다수개의 평평하고 직선 형태를 띤 핀을 구비하고, 그 인접한 핀 사이 및 마주보는 핀 사이에 격리 공간을 갖추며, 각각의 핀 내측단 밑면에 오목 부위를 형성하는 금속 리드 프레임과; I/O접점이 아래를 향한 형태로 리드 프레임 중앙의 핀 내측단에 고정 설치되고, 칩의 각 I/O접점이 리드 프레임의 대응하는 핀과의 사이에 와이어로 전기적 연결을 구성하는 칩 및; 리드 프레임 상에 성형되어 칩의 외측을 덮고, 리드 프레임 중 핀 사이의 격리 공간 및 오목 부위를 채우며, 칩과 리드 프레임의 핀 사이에 연결되는 와이어를 내부에 밀봉시키고, 리드 프레임의 각 핀 외측단 밑면을 외부로 노출시키는 수지를 포함하며, 또한 핀 내측단 밑면의 반식각으로 형성된 오목 부위로 칩과 핀 사이를 연결하는 와이어 수납 공간을 제공하도록 고안되어 부품의 두께를 축소할 수 있는 핀 없는 반도체 부품을 구성한다.

본 고안의 구조적 특징과 기타 목적에 대해 더욱 잘 이해할 수 있도록 이하 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안은 핀 없는 반도체 부품의 구체적인 실시예에 관한 것으로서 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 금속 리드 프레임(10)은 다수개의 평평한 직선 형태를 띤 핀(11)을 구비하고 있다. 상기 리드 프레임(10)의 핀(11)은 양측의 마주보는 곳에 분포하거나 또는 네 주변에 분포하는 형태이며, 그 인접한 핀(11)사이 및 마주보는 핀(11)사이에는 격리공간(12)을 갖추고 있고, 각 핀(11)의 내측단 밑면은 반식각 방식을 이용하여 오목 부위(13)를 형성하는데, 이 오목 부위(13)의 높이는 리드 프레임(10)의 두께의 1/2을 넘지 않도록 하는 것이 가장 좋다.

칩(20)은 I/O접점이 아래로 향한 형태로 양면 테이프(22)를 이용하여 리드 프레임(10) 중앙의 마주보는 핀(11)의 내측단에 부착시키고, 칩(20)의 I/O접점을 리드 프레임(10)의 마주보는 핀(11) 사이의 격리 공간(12)에 맞대응하고, 또 와이어(21)로 칩(20)의 각 I/O접점과 리드 프레임(10)의 대응하는 핀(11) 사이를 연결하여 전기적 연결을 구성한다.

그리고 수지(30)는 금형에 맞추어 성형한 후 리드 프레임(10) 위에 고정 설치하여 칩(20)의 외측을 덮으며, 또한 리드 프레임(10) 중 핀(11) 사이의 격리 공간(12)과 오목 부위(13) 안을 채워 칩(20)과 리드 프레임(10)의 핀 사이를 연결하는 와이어(21)가 안으로 밀봉되도록 돕는다. 또한 리드 프레임(10)의 각 핀(11) 외측단 밑면을 바깥으로 노출시켜 하나의 핀 없는 반도체 부품의 패키지 구조를 구성한다.

상기 수지(30)는 도 1에 도시된 바와 같이 칩(20)의 표면을 외부로 노출되게 하여 방열이 유리하도록 하거나 또는 도 2에 도시된 바와 같이 칩(20)을 완전히 안으로 덮어씌우도록 한다. 또한 (30)의 가장자리는 리드 프레임(10)의 핀(11) 외측단 가장자리와 나란한 형태를 띠거나, 또는 리드 프레임(10)의 핀(11) 외측단 가장자리가 수지(30)의 가장자리에 약간 볼록하게 솟은 실시 형태를 띤다. 또한 리드 프레임(10)의 오목 부위(13)에 은도금이나 니켈-팔라듐-금의 합금을 입혀서 와이어(21)가 핀(11)에 연결되는데 쓰이도록 하였다.

상기 반도체 부품은 기타 전자부품과 결합하여 전기 회로기판에 장착될 수 있고, 상기 평평한 직선형태의 핀은 회로 기판에 용접된 회로에 직접 평평하게 부착되어 전기적 연결을 구성함으로써 특정한 작동 성능을 제공하고, 아울러 경박화한 형태를 보여준다. 또한 상기 반도체 부품은 리드 프레임의 핀 끝부분이 외부에 노출됨에 따라 직접 핀의 노출 부분을 통해 기능성 또는 오픈/숏의 검측을 할 수 있다.

상술한 설명을 거쳐, 종래의 두 가지 핀 없는 반도체 부품과 비교해보면, 본 고안이 다음과 같은 특징을 가지고 있음을 알 수 있다:

1. 리드 프레임의 금형 제조 비용을 절감할 수 있다: 본 고안의 리드 프레임은 식각 방식을 이용하여 직접 제조 성형하므로 식각 또는 스탬핑 방식으로 추형(雛形) 리드 프레임을 만들고 다시 금형으로 핀 내측단에 융기부를 스탬핑해야 하는번거로운 공정이 필요 없게 되므로 리드 프레임의 금형 제조 비용을 절감할 수 있다.

2. 제품의 두께를 줄여서 경박화의 목적을 달성할 수 있다: 본 고안의 반도체 부품은 리드 프레임의 직선 형태를 띤 핀 내측단의 반식각으로 형성된 오목 부위를 이용하여 직접 칩과 핀 사이를 연결하는 와이어의 수납 공간을 제공하므로, 리드 프레임의 핀 내측단을 꺾어 융기한 상태로 수납공간을 제공할 필요가 없어 부품의 두께를 감소시킬 수 있고 따라서 가장 경박화한 형체를 띠게 된다.

3. 높은 방열 성능을 구비하고 있다: 본 고안의 반도체 부품은 직선 형태의 금속 핀이 부품 밑면의 대부분의 노출 면적을 차지하고 있고, 칩이 직접 핀에 설치되어 있으며, 또한 부품의 칩 안쪽이 외부에 노출되는 형태를 띠고 있기 때문에, 칩이 작동할 때 발생하는 열량이 직접 핀이나 칩의 안쪽면을 경유하여 외부로 전도되고, 따라서 매우 우수한 방열 효과를 구비하게 된다.

4. 신호 전달이 지연되는 현상을 줄일 수 있다: 본 고안의 반도체 부품의 전기적 연결은 리드 프레임의 직선 형태를 띤 핀이 직접 도출하는 것으로, 그 신호 전달 경로는 종래의 반도체 부품 중의 굴절 형태를 띤 핀보다 비교적 짧으므로 신호 전달 지연 현상을 감소시킬 수 있다.

결론적으로, 본 고안은 상기의 다양한 장점을 가지고 있음이 분명하고, 앞서 제시한 종래의 핀 없는 반도체 부품에 비해 상대적으로 현저하게 개선된 효과를 지니고 있다.

Claims (3)

1. 일종의 핀 없는 반도체 부품 패키지 구조에 있어서,

   다수개의 평평하고 직선 형태를 띤 핀을 구비하고, 그 인접한 핀 사이 및 마주보는 핀 사이에 격리 공간을 두고, 각각의 핀 내측단 밑면에 오목 부위를 형성하는 금속 리드 프레임;

   I/O접점이 아래를 향한 형태로 리드 프레임 중앙의 핀 내측단에 고정 설치되고, 칩의 각 I/O접점이 리드 프레임의 대응하는 핀과의 사이에 와이어로 전기적 연결을 구성하는 칩; 및

   리드 프레임 상에 성형되어 칩의 외측을 덮고, 리드 프레임 중 핀 사이의 격리 공간 및 오목 부위를 채우며, 칩과 리드 프레임의 핀 사이에 연결되는 와이어를 내부에 밀봉시키고, 리드 프레임의 각 핀 외측단 밑면을 외부로 노출시키는 수지를 포함하여 구성된 핀 없는 반도체 부품 패키지 구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수지가 칩을 완전히 내부로 덮는 것을 특징으로 하는 핀 없는 반도체 부품 패키지 구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 수지가 칩의 주변 또는 밑면을 덮고, 칩의 표면을 외부로 노출시키는 것을 특징으로 하는 핀 없는 반도체 부품 패키지 구조.