KR20230001374A - 홈이 형성된 리드를 포함하는 리드 프레임 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 리드 홈이 형성된 리드와, 상기 각 리드 사이에 배치되어 상기 리드를 연결하는 댐바를 포함하고, 상기 각 리드 사이에 배치되는 댐바의 두께는, 적어도 2개의 두께값을 가지고, 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분과 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분과 이웃하는 상기 리드 사이에는, 댐바 홈이 형성되어 있는 리드 프레임을 제공한다.

Description

홈이 형성된 리드를 포함하는 리드 프레임{Lead frame including grooved lead}
본 발명은 홈이 형성된 리드를 포함하는 리드 프레임에 대한 것이다.
리드 프레임은 반도체 칩이 배치되는 금속 기판으로서, 반도체 패키지의 제조에 널리 이용되고 있다.
최근 들어, 반도체 패키지의 실장 신뢰성을 높이기 위해, 웨터블 플랑크(Wettable flank) 구조와 관련된 기술의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
웨터블 플랑크 구조란, 리드 프레임의 이면의 가장자리의 일부를 절단하여 리드 접합 부분에 충분한 솔더 필렛이 형성된 구조인데, 검사자는 그 구조의 외관 상태를 검사하여 반도체 패키지의 실장 신뢰성을 용이하게 파악할 수 있다.
웨터블 플랑크 구조가 적용된 리드 프레임은 크게 2가지로 분류될 수 있는데, 리드에 단차를 형성하는 스텝-컷 리드 프레임(step-cut lead frame)과 리드에 홈을 형성하는 할로우-그루브 리드 프레임(hollow-groove lead frame)으로 분류될 수 있다.
웨터블 플랑크 구조가 적용된 리드 프레임은 단차나 홈이 형성되기 때문에 리드 프레임의 강성이 저하되므로, 설계 시에는 충분한 강성의 확보를 위해 댐바의 두께와 형상을 설계하여야 한다. 즉 리드를 지지하는 댐바가 충분한 강성을 가지지 않는다면, 리드 프레임이 휘어져 반도체 패키지 제조에 문제가 발생할 우려가 있다.
미국 등록특허 10930581에는 엔캡슐레이션 소재를 덮는 웨터블 도전층을 포함하는 반도체 패키지가 개시되어 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 개선된 댐바 구조를 가지는 리드 프레임을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 리드 홈이 형성된 리드;와, 상기 각 리드 사이에 배치되어 상기 리드를 연결하는 댐바를 포함하고, 상기 각 리드 사이에 배치되는 댐바의 두께는, 적어도 2개의 두께값을 가지고, 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분과 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분과 이웃하는 상기 리드 사이에는, 댐바 홈이 형성되어 있는 리드 프레임을 제공한다.
여기서, 상기 리드 홈은 웨터블 플랑크 구조에 적용될 수 있다.
여기서, 상기 리드의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 두께는, 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 두께와 동일할 수 있다.
여기서, 상기 리드의 부분 중 상기 리드 홈이 형성된 부분의 두께는, 상기 댐바의 부분 중 상기 댐바 홈이 형성된 부분의 두께와 동일할 수 있다.
여기서, 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 상면의 형상은, 사각형의 형상을 가질 수 있다.
여기서, 상기 사각형의 변들 중 일부는 상기 리드의 연장 방향과 평행할 수 있다.
여기서, 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 상면의 형상은, 원형의 형상을 가질 수 있다.
여기서, 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 상면의 형상은, 다각형의 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 리드 프레임은, 리드 프레임 제조를 위한 에칭 공정 시 리드의 직진도가 향상되어 리드 프레임의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 리드 프레임은, 반도체 패키지의 개별화를 위한 소잉(sawing) 공정 시 작업 용이성이 향상되고, 버 발생도 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 반도체 패키지의 저면을 도시한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 대한 리드 프레임을 도시한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 5 및 도 6은, 각각 본 발명의 일 실시예에 대한 리드 프레임의 리드와 댐바의 변형예를 도시한 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명과의 비교를 위한 비교 예에 따른 리드 프레임의 리드와 댐바를 도시한 개략적인 도면이다.
도 8은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략하며, 도면에는 이해를 돕기 위해 크기, 길이의 비율 등에서 과장된 부분이 존재할 수 있다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2, 상면, 하면 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 반도체 패키지의 저면을 도시한 개략적인 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 대한 리드 프레임을 도시한 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 개략적인 도면이고, 도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 대한 반도체 패키지(10)는 웨터블 플랑크 구조의 리드 프레임(100)을 포함하고 있다. 즉 웨터블 플랑크 구조의 리드 프레임(100)은 리드 홈(111)이 형성된 리드(110)를 포함하고 있는데, 리드 홈(111)은 반도체 패키지를 기판에 실장 시 솔더 필렛이 충분히 형성될 수 있도록 하는 구조이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 리드 프레임(100)은, 리드(110), 댐바(120), 다이 패드(130), 패드 지지부(140)를 포함한다.
리드 프레임(100)의 리드(110), 댐바(120), 다이 패드(130), 패드 지지부(140)의 형상은, 기저 금속의 소재를 에칭함으로써 형성될 수 있다. 여기서 기저 금속의 소재로는, 철, 철합금, 니켈, 니켈합금, 얼로이42(alloy42), 구리, 구리합금 등이 적용될 수 있다. 기저 금속의 식각을 위한 에칭의 방법으로는, 리드 프레임을 형성하는 습식 식각 방법, 건식 식각 방법 등 통상의 방법이 적용될 수 있는데, 습식 식각 방법은 에칭 물질로 에칭액을 이용하며, 건식 식각 방법은 에칭 물질로 반응성 기체, 이온 등을 이용할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 리드(110)에는 리드 홈(111)과 하프 에칭부(112)가 형성되어 있다.
복수 개로 형성되는 리드(110)는 이웃하는 리드(110)와 평행하도록 형성된다.
리드(110)에 형성되는 리드 홈(111)은 웨터블 플랑크 구조에 적용된다. 즉 반도체 패키지(10)를 기판에 실장하는 공정에서 리드 홈(111)에 솔더가 채워지면서 충분한 솔더 필렛이 형성된다.
하프 에칭부(112)는 리드(110)의 단부 근처의 가장자리에 형성되며, 몰드 수지(150)와 결합하여 리드(110)의 지지에 도움을 준다.
본 실시예에 따르면 리드(110)에 하프 에칭부(112)가 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 리드에는 하프 에칭부가 형성되지 않을 수도 있다.
댐바(120)는, 각 리드(110) 사이에 배치되며, 리드(110)를 연결하여 리드(110)를 지지한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 댐바(120)는 균일한 두께로 형성되는 것이 아니라, 댐바(120)의 두께는 적어도 2개의 두께값을 가진다. 즉, 적어도 댐바(120)는 가장 두꺼운 부분(G)과 가장 얇은 부분(C)을 가진다.
댐바(120)의 가장 두꺼운 부분(G)의 두께(t1)와 가장 얇은 부분(C)의 두께(t2)는 서로 차이가 있다.
본 실시예의 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 두께(t1)는, 리드(110)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(H)의 두께(t3)와 동일하도록 설계된다.
본 실시예에 따르면, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 두께(t1)는, 리드(110)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(H)의 두께(t3)와 동일하도록 설계되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 두께(t1)는, 리드(110)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(H)의 두께(t3)와 동일하지 않을 수 있다.
댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)과, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)과 이웃하는 리드(110) 사이에는 댐바 홈(121)이 형성되어 있다.
즉, 리드(110)의 연장 방향(Y축 방향)에 수직한 방향(X축 방향)을 기준으로 볼 때, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)과 이웃하는 리드(110) 사이에는 댐바 홈(121)이 형성되어 있다.
댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)은, 리드 프레임(100)의 강성을 보완하는 기능을 수행한다. 즉, 본 실시예의 리드(110)에는 리드 홈(111)이 형성되어 있어 강성이 줄게 되므로, 댐바(120)의 부분 중 두께가 두꺼운 부분의 존재는 전체적으로 강성을 보완하게 된다.
댐바(120)의 부분 중 댐바 홈(121)이 형성된 부분은 가장 얇은 부분(C)으로서 그 두께(t2)는, 리드(110)의 부분 중 리드 홈(111)이 형성된 부분의 두께(t4)와 동일하다.
본 실시예에 따르면, 댐바(120)의 부분 중 댐바 홈(121)이 형성된 부분의 두께(t2)는, 리드(110)의 부분 중 리드 홈(111)이 형성된 부분의 두께(t4)와 동일하게 설계되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따르면 댐바(120)의 부분 중 댐바 홈(121)이 형성된 부분의 두께(t2)는, 리드(110)의 부분 중 리드 홈(111)이 형성된 부분의 두께(t4)와 동일하지 않을 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 상면(K1)의 형상은, 사각형의 형상을 가지되, 상기 사각형의 변들 중 Y축 방향으로 연장된 부분은 리드(110)의 연장 방향과 평행하다.
본 실시예에 따른 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 상면(K1)의 형상은, 사각형의 형상을 가지지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 상면의 형상이나 개수에 대해서는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 상면(K2)의 형상은, 원형의 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)의 상면(K3)의 형상은 다각형의 형상을 가지며 복수개로 구성될 수 있다.
본 실시예의 리드 프레임(100)의 댐바(120)의 구조는 다음과 같은 작용과 효과를 가진다.
본 실시예의 경우, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)과, 댐바(120)의 부분 중 가장 두꺼운 부분(G)과 이웃하는 리드(110) 사이에는 댐바 홈(121)이 형성되어 있다. 이러한 구조에 의해, 리드 프레임(100)을 제조하는 에칭 공정에서 에칭 물질이 댐바 홈(121)을 따라 침투하여 리드(110)의 측면(S)까지 고루 식각하므로, 리드(110)의 측면(S)의 직진도가 향상되어, 리드 프레임의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 그러한 에칭 물질의 침투성의 향상으로 인해 에칭 공정을 거친 후에는 댐바(120)의 부피가 충분히 줄게 되다. 그렇게 되면 추후 반도체 패키지(10)의 개별화를 위한 소잉 공정이 원활히 수행될 뿐만 아니라 소잉 공정에서의 버(burr) 발생을 줄일 수 있게 된다. 즉, 추후 반도체 패키지(10)의 개별화를 위한 소잉 공정에서, 도 3의 점선으로 표시된 부분은 소잉으로 제거되는 부분인데, 댐바(120)의 부피가 크면 클 수록 소잉 공정이 어려워지고, 버 발생도 증가하게 된다. 본 실시예의 경우에는 댐바(120)의 부피가 충분히 줄게 되므로, 소잉 공정으로 제거하는 댐바(120)의 양도 작게 되어 소잉 공정이 용이해지고, 소잉 블레이드의 수명도 증가되며, 버 발생도 줄게 된다.
한편, 다이 패드(130)는 반도체 칩의 위치에 대응되는 부분이고, 패드 지지부(140)는 다이 패드(130)를 지지하는 부분이다.
몰드 수지(150)는 엔켑슐레이션 소재로서 반도체 패키지(10)에 사용되는 일반적인 전기 절연성 소재가 적용될 수 있다. 몰드 수지(150)의 소재의 예로, 에폭시 소재, 우레탄계 소재 등이 사용될 수 있다.
이상과 같이 설명한 본 실시예의 작용 및 효과를 좀 더 명확히 알기 위해, 이하 본 실시예에 따른 리드 프레임의 댐바 구조와 대비되는 일반적인 종래의 리드 프레임의 댐바 구조를 비교 예로서 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명과의 비교를 위한 비교 예에 따른 리드 프레임의 리드와 댐바를 도시한 개략적인 도면이고, 도 8은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 개략적인 단면도이다.
도 7에는 비교 예에 따른 리드 프레임의 리드(210)와 댐바(220)가 도시되어 있다. 리드(210)에는 리드 홈(211)이 형성되어 있고, 하프 에칭부(212)가 형성되어 있는데, 비교 예에 따른 리드 홈(211) 및 하프 에칭부(212)는 본 실시예의 리드 홈(111) 및 하프 에칭부(112)와 대동 소이하므로, 여기서 설명은 생략한다.
리드(210)는 Y축에 대해 기울어진 측면(SL)을 포함하고 있어 직진도가 떨어진다. 이는 리드 프레임을 제조하는 에칭 공정에서 에칭 물질이 댐바(220)의 구조에 막혀 리드(210)의 측면에 대해 식각이 충분히 이루어지지 못하기 때문이다.
즉 비교 예의 댐바(220)는 제일 두꺼운 부분(G)이 X축의 방향을 따라 연속적으로 연장되어 리드(210) 사이를 연결하고 있다. 따라서 비교 예에서는 본 실시예의 댐바 홈(121)에 대응하는 구조는 존재하지 않는다.
이러한 비교 예의 구조는, 리드 프레임을 제조하기 위한 에칭 공정 시 댐바(220)가 에칭 물질의 이동을 막는 구조를 가지고 있기 때문에, 리드(210)의 측면을 식각하는데 어려움이 있다. 따라서, 리드(210)의 직진도가 저하되어 리드 프레임의 품질이 저하될 뿐만 아니라, 에칭 공정을 거쳐도 댐바(220)의 부피가 크기 때문에, 반도체 패키지의 개별화를 위한 소잉 공정이 어려워지고, 그 만큼 버 발생이 많이 일어나게 된다.
비교 예와 달리, 본 실시예에 따른 리드 프레임(100)에 의하면, 댐바(120)의 가장 두꺼운 부분(G)과 이웃하는 리드(110) 사이에 댐바 홈(121)이 형성되어 있으므로, 리드 프레임의 제조를 위한 에칭 공정에서 에칭 물질이 댐바 홈(121)을 따라 이동하여 리드(110)의 측면(S)까지 고루 식각이 가능하다. 그렇게 되면, 리드(110)의 측면(S)의 직진도를 향상시켜 리드 프레임의 품질을 향상시킬 수 있으며, 에칭 물질의 침투성 향상으로 인해 에칭 공정을 거친 후에는 댐바(120)의 부피가 충분히 줄게 되므로, 반도체 패키지의 개별화를 위한 소잉 공정이 원활히 수행될 뿐만 아니라 버 발생도 줄일 수 있다.
본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 실시예에 따른 리드 프레임은, 리드 프레임을 제조하는 산업에 적용될 수 있다.
100: 리드 프레임 110: 리드
120: 댐바 130: 다이 패드
140: 패드 지지부 150: 몰드 수지

Claims (8)

  1. 리드 홈이 형성된 리드; 및
    상기 각 리드 사이에 배치되어 상기 리드를 연결하는 댐바를 포함하고,
    상기 각 리드 사이에 배치되는 댐바의 두께는, 적어도 2개의 두께값을 가지고,
    상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분과 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분과 이웃하는 상기 리드 사이에는, 댐바 홈이 형성되어 있는, 리드 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 홈은 웨터블 플랑크 구조에 적용되는, 리드 프레임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리드의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 두께는, 상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 두께와 동일한, 리드 프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리드의 부분 중 상기 리드 홈이 형성된 부분의 두께는, 상기 댐바의 부분 중 상기 댐바 홈이 형성된 부분의 두께와 동일한, 리드 프레임.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 상면의 형상은, 사각형의 형상을 가지는, 리드 프레임.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사각형의 변들 중 일부는 상기 리드의 연장 방향과 평행한, 리드 프레임.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 상면의 형상은, 원형의 형상을 가지는, 리드 프레임.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 댐바의 부분 중 가장 두꺼운 부분의 상면의 형상은, 다각형의 형상을 가지는, 리드 프레임.
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