KR20040097457A - 댐바레스 몰드 금형 및 이를 이용한 반도체 패키지 몰딩방법 - Google Patents

댐바레스 몰드 금형 및 이를 이용한 반도체 패키지 몰딩방법 Download PDF

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Abstract

반도체 패키지 제조 공정에서, 패키지 몰딩(molding) 시 수지가 새는 것을 방지하기 위해 사용하던 리드프레임 내의 댐바(dambar)를 불필요하게 하는 몰드 금형 및 이를 이용한 패키지 몰딩 방법을 개시한다. 이를 위해 상부 금형 및 하부 금형이 형성하는 캐비티 외곽 양측에 탄력성을 가진 샘 방지용 패드를 부착한 몰드 금형을 사용하여 반도체 장치를 몰딩한다. 따라서, 성형 후 댐바를 제거하는 트리밍(trimming) 공정을 없애줌으로써 공정을 단순화시킬 수 있다.

Description

댐바레스 몰드 금형 및 이를 이용한 반도체 패키지 몰딩 방법{Dambarless mold die and method for molding semiconductor package by use of the same}
본 발명은 반도체 패키지용 몰드 금형 및 이를 이용한 반도체 패키지 몰딩 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 댐바가 없는(댐바레스; dambarless) 리드프레임을 갖는 패키지를 성형하기 위한 몰드 금형 및 이를 이용한 패키지 몰딩 방법에 관한 것이다.
리드를 구비한 반도체 패키지의 일반적인 제조 공정은, 캐리어 테이프에서 웨이퍼를 개개의 칩으로 절단하는 다이싱(dicing)을 행한 후, 리드프레임에 칩을 접착하는 다이 본딩(die bonding), 반도체 장치의 본딩 패드와 내부리드를 연결하는 와이어 본딩(wire bonding), 및 리드프레임을 포함한 반도체 장치를 성형 수지로 봉합하는 몰딩(molding)을 수행한 후, 리드 사이의 댐바를 제거하는 트리밍(trimming) 후, 마킹(marking), 단자 도금(plating), 포밍(forming)등의 후속 처리를 수행하는 공정 순서로 진행된다.
이러한 반도체 패키지 제조 공정에 사용되는 리드프레임을 살펴보면, 리드사이에는 댐바(dambar)라는 것이 연결되어 있다. 이 댐바는 EMC(Epoxy Mold Compound)등의 성형 수지를 사용하여 반도체 패키지를 몰딩할 때 성형 수지가 외부리드 영역으로 유출되는 것을 막아주는 역할을 한다. 또한 댐바는 리드 사이를 서로 연결하여 리드의 변형을 방지함으로써 와이어 본딩 후에도 일정한 와이어 형상을 유지해준다.
그러나, 이러한 댐바는 리드 사이를 전기적으로 단락시키기 때문에, 몰딩 작업이 완료된 후에는 댐바를 제거해주는 트리밍 공정을 별도로 필요로 한다. 이와 같이 트리밍을 통해 리드 사이에 연결되어 있는 댐바를 제거함으로써 리드들은 전기적으로 개별적인 특성을 갖게 된다.
도 1 은 종래 기술에 의한 몰딩 공정을 마친 후의 리드프레임을 포함한 반도체 패키지의 일례를 도시한 부분 평면도이다.
도 1 을 참조하면, 리드프레임의 리드(10)들 사이에는 댐바(20)가 리드와 일체로 연결되어 있어 EMC 등의 성형 수지가 외부리드로 새는 것을 막아줌으로써 성형된 패키지(50)가 일정 형상을 갖도록 하고 외부리드가 바깥 공간으로 노출되도록 한다.
도 2 는 종래 기술에 의한 트리밍 공정을 마친 후의 리드프레임을 포함한 반도체 패키지의 일례를 도시한 부분 평면도이다.
도 2 를 참조하면, 리드 사이에 연결되어 있던 댐바가 별도의 트리밍 공정에 의해 제거됨으로써 각 리드(10)는 전기적으로 개별적인 특성을 가질 수 있게 된다.
도 3 은 종래 기술에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형의 일례를 도시한 단면도이다.
도 3 을 참조하면, 종래 사용하는 몰드 금형(1000)의 기본 구조로서 상부금형(120) 및 하부금형(140)이 있고 그 사이에 패키지 형상을 형성하는 캐비티(130) 라는 빈 공간이 있다. 이 공간에 리드프레임(151)을 갖는 반도체 장치를 탑재하고 성형 수지를 주입하여 봉합함으로써 원하는 패키지(150) 형상을 얻게 된다.
도 4a 내지 도 4c 는 종래의 반도체 패키지의 몰딩 방법의 일례를 도시하는 평면도이다. 캐비티(130)가 형성되어 있는 몰드 금형(120, 140)을 준비한 후(도 4a 참조), 몰드 금형의 캐비티에 와이어 본드까지 완료된 반도체 장치(70)를 탑재하고 나서(도 4b 참조), 성형 수지를 주입하여 수지가 원하는 패키지(150) 형상대로 성형될 때까지(도 4c 참조) 일정 시간 동안 기다린다. 도 4b 및 도 4c 에 도시된 바와 같이, 외부로 노출된 리드(10) 사이에는 댐바(20)가 연결되어 있다. 이 댐바는 성형 수지가 외부리드 밖으로 새는 것을 방지한다.
따라서, 성형 완료 후에는, 반도체 칩에 연결된 리드가 서로 분리되어 독자적인 기능을 갖도록 하기 위해 댐바를 제거해주는 별도의 트리밍 공정을 필요로 하게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 별도의 트리밍 공정을 수행할 필요가 없게 하는 반도체 패키지용 몰드 금형을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 몰드 금형을 이용한 반도체 패키지 몰딩 방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 종래 기술에 의한 몰딩 공정 후의 패키지 형상을 개략적으로 도시한 부분 평면도이다.
도 2 는 종래 기술에 의한 트리밍 공정 후의 반도체 패키지 형상을 개략적으로 도시한 부분 평면도이다.
도 3 은 종래 기술에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c 는 종래 기술에 의한 반도체 패키지의 몰딩 방법을 도시하는 평면도이다.
도 5a 및 도 5b 는 각각 본 발명에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형의 일 실시예를 도시한 단면도 및 평면도이다.
도 6a 는 도 5a 에 도시된 몰드 금형을 사용하여 패키지를 몰딩한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6b 는 도 6a 의 샘 방지용 패드 부위의 A-A'면을 절개한 부분 확대 단면도이다.
도 7a 내지 7c 는 본 발명에 의한 몰드 금형을 이용하여 반도체 패키지를 몰딩하는 방법의 일 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 8 은 본 발명에 일 실시예에 의한 몰드 금형의 샘 방지용 패드가 부착된 부위를 확대하여 나타낸 부분 확대 단면도이다.
도 9 는 본 발명에 의한 몰드 금형의 샘 방지용 패드를 금형에 부착하는 방법의 일례를 도시하는 부분 확대 단면도이다
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 상부 금형, 하부 금형, 및 상하부 금형이 형성하는 캐비티의 외곽 양측의 상하부 금형 각 표면상에 상기 캐비티 주변을 따라 부착된 샘 방지용 탄성 패드를 구비하는 반도체 패키지용 몰드 금형을 제공한다.
본 발명에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형에서, 상기 탄성 패드는 내열성 고무로 제조된 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형에서, 상기 탄성 패드는 상기 캐비티의 외곽 양측의 상하부 금형 각 표면상에 상기 캐비티 주변을 따라 형성된 홈에 삽입되어 부착되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형에서, 상기 홈은 바닥쪽이 넓고 입구쪽이 좁은 테이퍼 형태로 된 것이 바람직하다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 샘 방지용 탄성 패드를 구비한 상기 몰드 금형을 준비하는 단계, 상기 몰드 금형에 댐바레스 리드프레임을 갖는 반도체 장치를 탑재하는 단계, 및 상부 및 하부 금형이 맞물린 상태에서 상기 탄성 패드에 압력을 가하면서 성형 수지를 주입하여 상기 반도체 장치를 봉합하는 단계를 포함하는 반도체 패키지 몰딩 방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 5a 는 본 발명에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형의 일 실시예를 도시한단면도이다.
도 5a 를 참조하면, 본 발명에 의한 몰드 금형(2000)은 상부 금형(220)과 하부 금형(240) 가 형성하는 캐비티(230)의 외곽 양측의 상하부 금형 각 표면 상에 샘 방지용 패드(260)를 구비한다. 이 패드(260)는 탄력성을 가진 재질로 되어 있으며, 패키지 몰딩 시 댐바레스 리드프레임의 리드 사이로 성형 수지가 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 5b 는 도 5a 에 도시된 몰드 금형(2000)의 캐비티(230)측으로부터 하부 금형(220) 또는 상부 금형(240) 방향으로 바라본 평면도이다.
도 5b 를 참조하면, 캐비티(230) 외곽 양측의 금형 표면 상에 샘 방지용 패드(260)가 캐비티(230)의 주변을 따라 부착되어 있다.
도 6a 는 도 5a 에 도시된 몰드 금형(2000)을 사용하여 패키지(250)를 몰딩한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6a 를 참조하면, 상부 금형(220)과 하부 금형(240) 사이의 캐비티 공간에서 패키지(250)가 성형되고, 금형 표면 상에 부착된 샘 방지용 패드(260)를 통해 리드(251)가 외부로 노출된다.
도 6b 는 도 6a 의 샘 방지용 패드(260) 부위의 A-A'면을 절개한 부분 확대 단면도이다.
도 6b 를 참조하면, 외부 노출 리드(251)가 상부 및 하부 금형에 부착된 패드(260)를 통하여 캐비티 외부로 노출되어 있다. 탄력성을 가진 이러한 샘 방지용 패드(260)는 상부 및 하부 금형이 서로 맞물리는 압력에 의해 리드(251)의 형상대로 밀착되어 몰딩시 성형 수지가 유출되는 것을 방지한다. 따라서, 리드프레임은 외부 노출 리드 사이에 샘 방지를 위한 댐바를 구비할 필요가 없게 되어, 몰딩 후 별도의 트리밍 공정을 없앨 수 있다.
도 7a 내지 7c 는 본 발명에 의한 몰드 금형을 이용하여 반도체 패키지를 몰딩하는 방법의 일 실시예를 도시하는 평면도이다.
먼저 도 7a 에 도시된 바와 같이, 도 5 에서 설명한 몰드 금형(220, 240)을 준비한다. 이 몰드 금형(220, 240)의 캐비티(230) 외곽 양측에는 샘 방지용 패드(260)가 부착되어 있다.
그 후, 도 7b 에 도시된 바와 같이, 댐바레스 리드프레임(252)을 갖는 반도체 장치(270)를 상기 몰드 금형(220, 240)에 탑재한다. 이 반도체 장치(270)는 탑재되기 전에 이미 와이어 본딩까지 완료된 상태이므로, 리드프레임의 내부리드와 반도체 장치의 본딩패드는 이미 접속된 상태에 있다(도시 안됨).
그 다음, 도 7c 에 도시된 바와 같이, 와이어 본딩된 반도체 장치가 탑재된 캐비티 공간에 EMC 등의 성형 수지를 주입하고 일정 시간동안 일정 온도를 유지하여 성형을 완료한다. 이 때, 댐바 없이도 샘 방지용 패드(260) 에 의해서 성형 수지가 외부 리드 영역으로 유출되는 것을 막을 수 있다. 따라서, 일정 형상으로 응고된 성형 수지는 양쪽 패드(260) 사이에서만 존재하고 외부로 노출된 리드 사이에는 성형 수지가 존재하지 않게 되어, 원하는 패키지(250) 형상을 얻을 수 있다.
이러한 몰딩 공정을 거쳐 성형 수지로 봉합된 반도체 장치는, 별도의 트리밍 공정 없이 마킹, 단자 도금, 포밍 등의 후속 처리를 거치게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형은, 금형의 캐비티 외곽 양측에 샘 방지용 패드를 구비하고 있으므로, 댐바 없이도 성형 수지의 샘을 방지할 수 있다. 이 패드는 리드의 형상을 감싸줄 수 있도록 탄성을 가지고 있어야 한다. 또한, 이 패드는 몰딩시 패드를 통해 가해지는 압력 및 몰딩시 성형 수지가 유지하는 온도에서도 가능한 한 손상되지 않고 견딜 수 있어야 한다. 이러한 조건을 만족하는 패드 재질로서 예를 들어, 내열성 고무를 고려할 수 있다.
도 8 은 본 발명에 의한 몰드 금형에 있어서 샘 방지용 패드가 부착된 부위(좌측에 있는 몰드 금형의 단면도에서 타원으로 표시된 부위)를 확대하여 나타낸 부분 확대도이다. 도 8 을 참조하면, 샘 방지용 패드(260)는 캐비티(230) 외곽 양측의 금형 표면에 형성된 홈(280)에 삽입된 상태로 있다.
도 9 는 본 발명에 의한 몰드 금형의 샘 방지용 패드를 금형에 부착하는 방법의 일례를 도시하는 부분 확대 단면도이다. 도 9 를 참조하면, 캐비티 주변의 금형 표면에 홈(280)을 파서 이 홈에 패드(260)를 삽입하는 방식으로 패드를 부착할 수 있다. 따라서, 패드의 탈착이 비교적 용이하여 패드의 마모 또는 손상으로 인한 패드 교체의 필요성이 있을 때 손쉽게 패드를 교환할 수 있다. 또한, 이 홈(280)은 바닥 쪽이 넓고 입구 쪽이 좁은 테이퍼 형태로 형성되어 홈에 삽입된 패드(260)가 단단히 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체 패키지용 몰드 금형 및 이를 이용한 몰딩 방법에 따르면, 몰드 금형에 부착된 탄성 패드에 의해 성형 수지가 외부 리드 사이로 유출되는 것을 방지함으로써 댐바레스 리드프레임 및 반도체 장치를 용이하게 몰딩할 수 있다. 따라서, 몰딩 공정 후에 별도로 댐바를 제거해주는 트리밍 공정을 수행할 필요가 없어 반도체 패키지 제조의 공정수를 줄이고 공정을 단순화시킨다. 또한, 상기 샘 방지용 패드를 몰드 금형 표면에 형성된 홈에 삽입하는 방식으로 패드를 부착시킴으로써, 패드 마모시 패드를 용이하게 교환할 수 있다.

Claims (5)

  1. (a) 상부 금형;
    (b) 하부 금형; 및
    (c) 상기 상부 및 하부 금형이 형성하는 캐비티의 외곽 양측의 상기 상부 및 하부 금형 각 표면상에 상기 캐비티 주변을 따라 부착된 샘 방지용 탄성 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 몰드 금형.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성 패드는 내열성 고무로 제조된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 몰드 금형.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 탄성 패드는 상기 캐비티의 외곽 양측의 상기 상부 및 하부 금형 각 표면상에 상기 캐비티 주변을 따라 형성된 홈에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 몰드 금형.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 홈은 바닥 쪽이 넓고 입구 쪽이 좁은 테이퍼 형태로 된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조용 몰드 금형.
  5. 제 1 항에 기재된 반도체 패키지용 몰드 금형을 준비하는 단계;
    상기 몰드 금형에 댐바레스 리드프레임을 갖는 반도체 장치를 탑재하는 단계; 및
    상기 상부 및 하부 금형이 맞물린 상태에서 상기 탄성 패드에 압력을 가하면서 성형 수지를 주입하여 상기 반도체 장치를 봉합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 몰딩 방법.
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