KR200347457Y1 - 내장형 패키지에 의한 반도체 장치 - Google Patents

Abstract

내장형 패키지에 의한 반도체 장치는 기계 상에의 조립 특히, 차량에의 장착을 위한 양호한 기계적 성질을 갖는다. 내장형 패키지에 의한 반도체 장치는 통상 전력용 다이오드로서 동작할 수 있으며, 부착단과 리드 도전체를 갖는 네일 헤드와, 내부에 공동을 갖는 금속 하우징을 구비한다. 본딩 스테이지는 공동 내의 금속 하우징에 형성된다. 반도체 칩은, 양면이 각각 네일 헤드와 본딩 스테이지에 접속되도록 본딩 스테이지에 장착된다. 본딩 스테이지는 그 가장자리에 펜스를 갖는다. 웰이 공동 내의 본딩 스테이지 주위로 형성된다. 금속 하우징은 웰 주위로 공동을 둘러싸는 내측벽을 갖는다.

Description

내장형 패키지에 의한 반도체 장치{SEMICONDUCTOR DEVICE BY EMBEDDED PACKAGE}

내장형 패키지에 의한 반도체 장치는, 전기 회로상에 조립되는 때, 특히 차량에 장착되는 때에는 향상된 기계적 성질을 발휘한다. 내장형 패키지에 의한 반도체 장치는 일반적으로 전류를 정류하는 전력용 다이오드로서 사용된다.

전력용 다이오드로서 사용되는 내장형 패키지에 의한 반도체 장치는, 관련 업계의 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 각종 차량에 수요가 많다. 전력용 다이오드는 전기 회로를 위해 전류를 정류하는 이점이 있다. 특히, 내장형 패키지에 의한 전력용 다이오드는 차량에 채용되는 때 악조건을 견딜 수 있다. 차량의 전기 소자는 많은 절차에서 테스트된 후, 조건을 충족한 소자가 실제 응용분야에 배치된다. 내장형 패키지에 의한 전력용 다이오드는 그 응용 요건이 아주 엄격하여, 그제조자들은 관련 연구에 집중하고 있다.

개략 단면도에 의해 도시하고 있는 도1을 참조하여, 전력용 다이오드로서의 내장형 패키지에 의한 종래의 반도체 장치를 설명한다. 반도체 칩(22)이 네일 헤드(1)와 금속 하우징(2) 사이에 배치된다. 반도체 칩(22)은, 회로 응용의 요건에 따라 전류 정류기로서 동작한다. 금속 하우징(2)은 버퍼 재료(12)로 채워져 있어 반도체 칩(22)에 대한 불필요한 힘을 감소시키고, 또한 습기와 먼지로부터 반도체 칩(22)을 보호한다. 내측벽(24)은 버퍼 재료(22)를 둘러싸고 있고, 전체 바디에 견고한(rigid) 지지력을 제공한다. 전력용 다이오드의 전체 바디가 고정판(14)에 삽입될 때, 하우징은 전력용 다이오드의 유지에 탄성력을 제공한다.

그러나, 전력용 다이오드로서의, 내장형 패키지에 의한 종래의 반도체 장치는 많은 단점을 갖고 있다. 먼저, 반도체 칩(22)이 금속 하우징(2)의 내부 바닥 중앙에 고정되기가 아주 어렵다. 또한, 채워진 버퍼 재료가 열에 의한 충격 또는 갈라진 틈을 발생시키는 기계적인 충격에 의해 영향을 받을 수 있다. 갈라진 틈으로 습기가 버퍼 재료에 침투하여 반도체 칩(22)에 손상을 줄 수 있다. 게다가, 버퍼 재료는 보통 수지(resin)제이며, 수지는 전력 정류를 위한 전력용 다이오드에 좋은 절연체가 아니다.

따라서, 상술한 바와 같이 내장형 패키지에 의한 종래의 반도체 장치에 문제점이 있음은 명확하다. 이러한 문제점은 실제적인 응용을 위해 개선되어야 한다.

본 고안의 주요한 목적은, 전력용 다이오드로서 동작하는 반도체 장치의 개선된 구조를 제공하는 것이다. 새로운 고안의 구조는 조립 중의 응력(stress)을 유도하는 웰(well)을 내부에 가지고 있어, 본딩 스테이지상의 반도체 칩을 보호한다. 또한, 본 고안의 구조는 본딩 스테이지 주위에 펜스(fence)를 설치하여 절연 접착제를 억제한다. 또한, 본딩 스테이지는 반도체 칩을 위한 양호한 고정 장소를 제공할 수 있다. 따라서, 종래 기술의 단점이 해결될 수 있다. 간략히 설명하면, 본 고안의 목적은 조립 중의 응력에 잘 견딜 수 있고, 반도체 칩의 본딩 영역에서 양호한 절연성을 가지며, 칩 부착을 위한 정밀한 위치를 갖는 전력용 다이오드용 반도체 장치를 제공하는 것이다.

본 고안은, 부착단(bonding end)과 리드 도전체(leading conductor)를 갖는 네일 헤드와, 내부에 공동(cavity)을 갖는 금속 하우징을 구비한다. 본딩 스테이지는 공동 내의 금속 하우징에 형성된다. 반도체 칩은 그 양면이 각각 네일 헤드와 본딩 스테이지에 접속되도록 본딩 스테이지상에 장착된다. 본딩 스테이지는 그 가장자리에 펜스를 갖는다. 웰은 공동내의 본딩 스테이지 주위에 형성된다. 금속 하우징은 웰 주위로 공동을 둘러싸는 내측벽을 갖는다.

도1은, 종래 기술의 개략 단면도를 나타낸다.

도2는, 본 고안의 제1 실시예의 개략 부분 단면도를 나타낸다.

도3은, 본 고안의 제2 실시예의 개략 단면도를 나타낸다.

이하, 본 고안의 다양한 목적 및 이점에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2 및 도3을 참조하여, 본 고안의 구조를 설명한다. 본 고안의 내장형 패키지에 의한 반도체 장치의 다이오드 구조는 많은 구성요소를 구비한다. 먼저, 본 고안은 부착단(하단)과 리드 도전체(상단)을 갖는 네일 헤드(3)를 구비한다. 부착단은 전력 전달을 위해 반도체 칩(34)에 접속된다. 반도체 칩(34)은 통상 전류 정류를 위한 전력용 다이오드의 실리콘 웨이퍼 칩으로서 채용된다. 전류가 리드 도전체 측으로부터 전달될 때, 반도체 칩은 전류를 정류하는 능력이 있다. 이러한 종류의 응용은 통상 전기 회로를 보호하기 위해 사용되며, 파워 서지(power surge)로부터 전기 기기를 보호한다.

둘째로, 본 고안은 버퍼 재료(46)로 채워진 공동을 그 안에 갖는 금속 하우징(4)을 구비한다. 버퍼 재료(46)는 외부의 먼지와 습기로부터 보호한다. 또한, 금속 하우징(4)은 금속으로 이루어져 있어 고정판에 조립을 위한 견고함과 탄력성을 제공한다. 본딩 스테이지(48)는 펜스(42)와 웰(44)에 의해 둘러싸여 있다. 펜스(42)는 절연 접착제(32)를 본딩 스테이지(48)에 제한하고, 또한 반도체 칩(34)을 본딩 스테이지(48)에 제한한다. 웰(44)은 고정판상의 조립 응력을 유도하므로, 본딩 스테이지(48)는 고정판과의 조립 시 아주 미세한 변형을 겪게 된다. 버퍼 재료는 습기로부터 적절한 보호를 할 수 있는 수지재일 수 있으며, 절연 접착재는 전류 누설에 대한 보호를 위해 절연체일 수 있다.

전체로서는, 본 고안은 부착단과 리드 도전체를 갖는 네일 헤드(3)와, 내부에 공동을 갖는 금속 하우징(4)을 구비한다. 전류의 전달을 위해, 네일 헤드(3)와 금속 하우징(4)은 모두 도전성 재료로 이루어진다. 공동은 버퍼재료로 채워지고, 금속 하우징(4)의 상부에서 내측벽에 의해 둘러싸여 있다. 본딩 스테이지(48)는 공동 내의 금속 하우징(4)에 형성된다. 반도체 칩(34)은 양면이 각각 네일 헤드(3)와 본딩 스테이지(48)에 접속되도록 본딩 스테이지(48)에 장착된다. 반도체 칩(34)은 본 고안의 핵심 소자이므로 적절한 상태를 유지하도록 보호되어야 한다. 본딩 스테이지(48)는 그 가장자리에 펜스(42)를 갖는다. 웰(44)은 그 공동 내부의 본딩 스테이지(48) 주위에 형성된다. 금속 하우징(4)은 웰(44) 주위로 공동을 둘러싸는 내측벽을 갖는다.

이하, 다양한 변형과 바람직한 실시예에 대해 기재한다. 펜스(42)는 본딩 스테이지(48)의 측면으로부터 내측벽의 측면으로 기울어져 연장한다. 펜스(42)의 형상에 대한 또다른 실시예를 도3을 참조하여 설명한다. 기울어져 연장되는 펜스는 버퍼 재료(46)를 지켜 습기와 먼지가 공동으로 들어오는 것을 방지하는 장벽으로서 동작함으로써, 공동 내부의 구조를 양호하게 보호할 수 있다. 반도체 칩(34)은 절연 접착제(32)에 의해 둘러싸여 있고, 절연 접착제(32)는 펜스에 의해 억제된다. 공동은 버퍼 재료로 채워질 수 있다.

본 고안을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니다. 당업자는 다양한 치환 및 변경 등을 상술한 실시예에 가할 수 있다. 따라서, 첨부한 청구범위에 한정된 모든 치환 및 변형은 본 고안의 범위에 포함된다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 고안은, 조립 중의 응력에 잘 견딜 수 있고, 반도체 칩의 본딩 영역에서 양호한 절연성을 가지며, 칩 부착을 위한 정밀한 위치를 갖는 전력용 다이오드를 위한 반도체 장치를 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 부착단 및 리드 도전체를 갖는 네일 헤드; 및

   내부에 공동을 갖는 금속 하우징을 구비하고,

   본딩 스테이지가 상기 내부의 상기 금속 하우징상에 형성되고,

   반도체 칩은 양면이 각각 상기 네일 헤드와 상기 본딩 스테이지에 접속되도록 상기 본딩 스테이지에 장착되며,

   상기 본딩 스테이지는 그 가장자리에 펜스를 갖고,

   웰이 상기 공동 내부의 상기 본딩 스테이지 주위로 형성되며,

   상기 금속 하우징은 상기 웰의 주위로 상기 공동을 둘러싸는 내측벽을 갖는 것을 특징으로 하는 내장형 패키지에 의한 반도체 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 펜스는, 상기 본딩 스테이지의 측면으로부터 그 내측벽의 측면으로 기울어져 연장하는 것을 특징으로 하는 내장형 패키지에 의한 반도체 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 반도체 칩은 절연 접착제에 의해 둘러싸여 있으며, 상기 절연 접착제는 상기 펜스에 의해 억제되는 것을 특징으로 하는 내장형 패키지에 의한 반도체 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 공동은 버퍼 재료로 채워져 있는 것을 특징으로 하는 내장형 패키지에 의한 반도체 장치.