KR960015106B1 - 면실장형 반도체패키지 포장체 - Google Patents

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와헤이 기다무라
겐 무라가미
구니히꼬 니시
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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
미다 가쓰시게
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Abstract

내용없음.

Description

면실장형 반도체패키지 포장체
제1도는 본 발명의 제1의 실시예를 도시한 포장체의 사시도.
제2도는 본 발명의 상기 실시예를 도시한 안쪽상자의 사시도.
제3도는 매거진의 일예의 사시도.
제4도는 매거진 끝부의 설명 단면도.
제5도는 백의 일예의 설명도.
제6도는 본 발명의 제2의 실시예의 투명한 방습 포장백의 외관 구성을 도시한 사시도.
제7도는 제6도에 도시한 Ⅱ-Ⅱ의 절단선으로 절단한 단면확대도로써, 투명한 백형상 방습부재의 안쪽면에 부착된 습도 인디케이터의 부착부의 확대단면도.
제8도는 제6도에 도시한 방습 포장백의 투명한 백형상 방습부재의 구성을 도시한 일부 절단사시도.
제9도는 본 발명의 제3의 실시예의 투명한 방습 포장백의 외관 구성을 도시한 사시도.
제10도는 제9도에 도시한 Ⅱ-Ⅱ의 절단선으로 절단한 단면확대도로써, 투명한 백형상 방습부재의 안쪽면에 부착된 습도 인디케이터의 부착부의 확대단면도.
제11도는 제9도에 도시한 방습 포장백의 불투명한 백형상 방습 부재의 구성을 도시한 일부 절단사시도.
제12도∼제17도는 본 발명의 제1∼제3의 실시예가 적용되는 수지봉지 반도체디바이스의 패키지외형 및 절단면도.
제18도∼제21도는 본 발명의 제1∼제3의 실시예에 사용하는 반송용 보조부재의 개요를 도시한 도면.
제22도는 본 발명의 제1∼제3의 실시예에 있어서의 포장방법을 상세하게 도시한 설명도.
제23도는 본 발명의 제1∼제3의 실시예에 관한 메모리IC디바이스의 단면도.
제24도는 본 발명의 제1∼제3의 실시예의 면실장의 완료상태를 도시한 모식도.
제25도는 본 발명의 제1∼제3의 실시예의 패키지의 땜납 디프법의 모식도.
본 발명은 면실장형 반도체패키지의 프린트기판등의 실장용 기판으로의 실장에 있어서의 해당 패키지계면 박리(peel) 및 균열을 방지하는 기술에 관한 것이다.
면실장형 반도체패키지, 예를 들면 SOP(Small Outline Package)나 QFP(Squad Flat Package)나 PLLC(Plastic Leaded Chip Carrier)에 있어서는 그 패키지내에 수납되어 있는 반도체칩의 대형화에 따라 점점 소형 박형화하고 패키지강도가 저하하는 경향에 있다.
이 때문에, 신뢰성이 높은 박형 수지봉지IC를 제조하는 것이 곤란하였다.
또한, 면실장형 패키지에 대해서 기술하는 문헌의 예로서는 1980년 1월 15일 (주) 공업조사회 발행 「IC화실장기술」p. 135∼p156이 거론된다.
또, 오쯔까등의 일본 특허공개공보 소화 61-178877(공개일 : 1986. 8. 11)에 개시되어 있는 바와 같이, 매거진 내에 건조제를 넣거나 반송용 트레이를 비닐시이트에 의한 백내에 실(seal)하는 등의 방법이 고려되어 있다.
이들의 박형 패키지의 실장상의 신뢰성 및 강도에 대해서 본원 발명자가 분석한 결과에 의하면, 패키지를 프린트기판등의 실장용 기판에 면장착하는데, 예를 들면 땜납 리플로우시에 패키지에 열이 가해지면, 패키지내에 침입한 수분이 급격하게 체적팽창을 일으켜서 패키지 계면박리 및 규열을 발생시키는 것이 명확하게 되었다.
그 대책으로써는 땜납 리플로우전에, 예를 들면 125℃에서 장시간 일반적으로 16∼24시간동안 베이크하는 것이 고려되지만, 베이크를 위한 노를 준비하지 않으면 안되고, 무엇보다도 장시간의 베이크를 요하기 때문에 작업능률이 저하되는 것이라 고려된다.
본 발명자가 상기 균열의 원인으로 되는 수분의 유래에 대해서 분석한 결과, 칩부품등을 수지에 의한 트랜스퍼 몰드한 후, 땜납 리플로우할때까지의 반도체패키지의 보관기간중에 공기중의 수분이 패키지내에 침입한 것인 것을 알았다.
본 발명의 목적은 면실장형 패키지에 있어서, 수지 패키지계면 박리 및 균열을 방지하여 효율적으로 면실장할 수 있는 면실장형 반도체패키지 포장체를 제공하는 것이다.
본원에서 개시되는 발명의 개요를 간단한게 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 의한 면실장형 반도체패키지 포장체는 적어도 하나의 면실장형 반도체패키지, 수증기에 대한 베리어층과 2개의 대전방지층을 갖고, 한쪽의 대전방지층은 베리어층의 내측에 있고, 다른 한쪽의 대전방지층은 외측에 있는 방습성이 라미네이트백으로 이루어지며, 라미네이트백내에 면실장형 반도체패키지를 넣고, 라미네이트백을 밀봉한 것이다.
본 발명에서는 매거진에 수납한 면실장형 패키지를 안쪽상자에 넣고, 이 안쪽상자를, 예를 들면 폴리에스테르를 베이스로 한 투습도가 2.0g/㎡·24hrs 이하이며, 표면고유저항이 외측 106Ω, 내측 1011Ω 이하의 투명수지제 백에 넣고, 탈기한 후 해당 백의 열림구멍부를 열 실하도록 하였다. 또, 안쪽상자에는 실리카겔과 같은 흡수제를 수납하도록 하였다.
이것에 의해, 면실장형 패키지는 안쪽상자와 그 외측의 방습성의 백에 수납되고, 또 탈기나 열 실에 의해 완전하게 밀봉되어 외부의 습도의 영향을 받지 않으므로, 번거로운 베이크작업을 요하지 않아서 땜납 리플로우하여도 패키지계면 박리 및 균열을 발생시키지 않는다. 특히, 본 발명에서는 폴리에스테르를 베이스로 한 투습도가 2.0g/㎡·24hrs 이하인 수지제 백으로 하였으므로, 방습성이 좋고, 또 열 실이 가능하여 외기의 침입을 방지하는 효과가 높다. 또, 백온 대전방지를 고려해서 그 표면고유저항을 내면 1011Ω 이하, 외면 106Ω 이하로 하고 있다. 또, 본 발명에서는 매거진과 안쪽상자의 벽면과의 사이에 실리카겔을 넣어놓고, 해당 실리카겔에 의해 습기성분을 흡수하도록 하고 있으므로, 면 장착형 패키지는 더욱 더 외부의 습기의 영향을 받지 않는다.
[실시예 1]
다음에, 본 발명의 제1의 실시예를 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명한다.
제1도 및 제2도에 도시한 바와 같은 종이제의 안쪽상자(1)에 매거진(2)를 수납한다. 이 매거진(2)의 일예는 제3도에 도시한다. 제4도에 도시한 바와 같이, 상기 매거진(2)내에 면실장형 반도체패키지(3)을 채우고, 매거진(2)의 끝부에는 상기 패키지(3)의 매거진 외부로의 돌출을 억제하기 위해 스토퍼(4)를 장착한다.
매거진(2)내에는 상기 패키지(3)이 여러개 채워져 있다.
안쪽상자(1)의 벽면과 매거진(2)의 측면과의 사이에 제2도에 도시한 바와 같이 실리카겔(5)를 넣는다. 이 실리카겔(5)는 매거진(2)의 끝부측에 넣으면 습기를 흡수하는데 좋으며, 또 덮개(6)의 플랜지부(7)를 안쪽상자(1)의 내측에 구부려서 넣어서 상기 덮개(6)을 닫고, 이 덮개(6)을 들어올려서 상기 패키지(3)을 꺼내는데 있어서 상기 덮개(6)의 끝부 열림구멍측이 최초로 외기의 습기의 영향을 받으므로, 이 열림구멍측에 마련하면 좋다.
상기 안쪽상자(1)을 제5도에 도시한 바와 같은 백(8)내에 넣고, 탈기한 후 이 백(8)의 열림구멍부(9)를 열실한다.
이 백(8)은, 예를 들면 폴리에스테르를 베이스로 한 투습도가 2.0g/㎡·24hrs 이하인 투명 도전백에 의해 구성된다.
상기 백(8)을 투명한 것으로 한 것은 안쪽상자(1)의 표면에 품종이나 수량 또는 제조로트 No. 등이 쓰여져 있을때에 그 관리상 유리하기 때문이다.
상기 도전백(8)을 구성하는 수지필름의 예로서는 내측으로부터 대전방지제가 함유된 폴리에틸렌, 폴리에스테르필름, 카본도전층, 아크릴계 수지보호층을 라미네이트하고, 또 이 필름상에 염화비닐리텐 필름을 코팅해서 이루어지는 것이 거론된다. 이 도전백(8)은 패키지(3) 내의 IC의 대전방지를 위해 표면고유저항을 외면 106Ω 이하 및 내면 1011Ω 이하로 한다.
상기 도전백(8) 표면에는 개봉후에 신속하게 사용해야 할 것이나 습도가 낮은 환경하에 다시 놓여지는 것등의 주의서를 기록한 인쇄 또는 라벨(10)을 점착한다.
본 발명에 의하면, 면실장형 패키지(3)은 방습성인 백(8)내에 수납되고, 또 탈기나 열 실에 의해 열림구멍부(9)가 완전 밀봉되며, 또 실리카겔(5)에 의해 열림구멍부측에서 습기성분이 흡수되어 외부의 습기성분의 영향을 받지 않으므로, 번거로운 베이크작업을 요하지 않아서 땜납 리플로우하여도 패키지계면 박리 및 균열을 일으키는 일을 방지할 수 있다. 이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시예에 따라서 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.
예를 들면, 실리카겔 이외의 다른 흡습제를 사용하여도 좋다.
[실시예 2]
이하, 본 발명의 다른 실시예를 도면에 따라서 구체적으로 설명한다.
또한, 실시예를 설명하기 위한 제6도∼제8도에 있어서, 동일기능을 갖는 것은 동일 부호를 붙이고 그 반복설명은 생략한다.
제6도는 본 발명의 1실시예의 투명한 방습포장백의 외관구성을 도시한 사시도이다.
본 실시예의 투명한 방습포장백은 제6도에 도시한 바와 같이 투명한 백형상 방습부재(11)로 이루어져 있으며, 이 백형상 방습부재(11)중에 면실장형 반도체장치등의 전자부품(12)를 여러개 수납한 용기(13)을 안쪽상자(14)에 수납하고, 그 안쪽상자(14)를 백형상 방습부재(11)중에 삽입하고, 그 양끝부(11A) 및 (11B)를 밀봉해서 방습포장한 것이다. 그리고, 상기 방습포장할때에 제6도 및 제7에 도시한 바와 같이 투명한 백형상 방습부재(11)의 안쪽면에는 방습포장백(17)의 내부의 습도를 검출하기 위한 습도 인디케이터(15)가 외부에서 볼수 있는 위치에 마련되어 있다.
이 습도 인디케이터(15)의 실시예 1를 다음에 도시한다.
1. 투명한 백형상 방습부재(11)의 안쪽면에 습도 인디케이터(15)로 되는 염화코발트등의 습도에 의해 변색하는 물질을 함유시킨 잉크로 주의서를 인쇄한다. 이 주의서는, 예를 들면 「이 주의서의 색이 청색에서 엷은 자색으로 변화하였으면, 방습 포장백에서 면실장형 반도체장치를 꺼내고, 125℃에서 24시간 베이크해 주십시오」등으로 한다.
2. 제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이 습도 인디케이터(습도검출라벨)(15)를 투명한 백형상 방습부재(11)의 내측에 통기구멍(16A)를 갖는 접착부재(16)으로 점착하고, 외부에서 확인할 수 있도록 한다. 이 습도검출라벨은, 예를 들면 펄프로 만든 종이에 염화코발트등의 습도에 의해 변색하는 물질을 흡입시킨 것을 사용한다.
3. 제6도에 도시한 바와 같이 방습 포장백(17)의 내부의 안쪽상자(14)상에 습도 인디테이터(습도검출라벨)(15)를 점착하던가 또는 주의서를 염화코발트등의 습도에 의해 변색하는 물질로 인쇄한다.
또한, 상기 2 및 상기 3항의 습도 인디케이터(습도검출라벨)(15)를 점착하는 경우는 「주의서」를 염화코발트 등의 습도에 의해 변색하는 물질로 쓸(인쇄할) 필요가 없다.
다음에, 상기 방습포장백(17)의 투명한 백형상 방습부재(11)의 구성은 제8도에 도시한 바와 같이 적층판으로 이루어져 있다.
제8도에 있어서, (18)은 대전방지제가 함유된 폴리에틸렌층이며 상기 방습포장백(17)이 가장 안쪽으로 되는 층이다. 이 대전방지체가 함유된 폴리에틸렌층(18)은, 예를 들면 63㎛의 두께이며, 마찰대전방지, 열 실성, 열림구멍상의 기능을 갖는 것이다. 대전방지제가 함유된 폴리에틸렌층(18)위에는 내 핀홀의 기능을 갖는 폴리에스테르 필름층(19)가 마련된다. 폴리에스테르 필름층(19)위에는 수증기의 침입방지의 기능을 갖는 베리어층을 가진 폴리에스테르 필름층(20)이 마련된다. 베리어층(20)은 예를 들면 두께 14㎛ 폴리에스테르 필름상에 염화비닐리덴막의 코팅으로 이루어져 있다. 폴리에스테르 필름(14㎛)에 염화비닐리덴을 코팅한 베리어층(20) 위에는 폴리에스테르 필름층(12㎛의 두께)(21)이 마련되고, 그 위에는, 예를 들면 1㎛의 두께의 카본도전층 및 절연내력의 보강의 기능을 갖고, 카본 도전층(22)는 대전방지의 기능을 갖고 있다. 카본 도전층(22)는 경시 저하가 없고, 습도 의존성을 갖고 있지 않다. 보호층(23)의 재질은 상기 카본 도전층(22)의 보호의 기능 및 카본 플레이크 먼지발생방지의 기능을 갖고, 내마모성이 크며 또한 인쇄성이 좋은 것이다.
면실장시의 패키지 계면박리 및 패키지의 균열을 방지할 수 있음과 동시에 상기 라미네이트백의 내측의 대전방지층에 의해서 반송시의 마찰 대전방지를 할 수 있고, 또 상기 외측의 대전방지층에 의해서 상기 라미네이트백에서의 패키지인출시의 대전방지를 할 수 있다.
다음에, 본 실시예의 방습포장백(17)에 있어서의 습도 인디케이터(15)의 사용방법을 간단하게 설명한다.
먼저, 제7도에 도시한 바와 같이 투명한 백형상 방습부재(11)의 안쪽면에 방습포장백(17)의 내부의 습도를 검출하기 위한 습도 인디케이터(15)가 외부에서 볼 수 있는 위치에 마련된 백형상 방습부재(11)을 준비한다. 이 백형상 방습부재(11)중에 면실장형 반도체장치등의 전자부품(12)를 여러개 수납한 수납용기(13)을 안쪽상자(14)에 수납하고, 그 안쪽상자(14)를 백형상 방습부재(11)중에 삽입하고, 그 양끝부(11A) 및 (11B)를 밀봉해서 방습포장한다.
그리고, 면실장형 반도체장치등의 전자부품(12)의 사용시에 상기 습도 인디케이터(15) 또는 주의서의 색이 청색에서 엷은 자색으로 변화하였으면, 전자부품(12)를 방습포장백(17)에서 꺼내서 125℃에서 24시간 베이크하고 나서 땜납 리플로우, 적외선 램프 또는 기상 리플로우(Vapor Phase Reflow)등에 의해서 면실장등의 실장을 행한다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 실시예에 의하면, 투명한 방습포장백(17)의 내부의 습도를 감출하는 습도 인디케이터(15)를 외부에서 볼 수 있는 위치에 마련한 것에 의해 방습포장백(17)의 외부에서 내부의 방습상황을 확인할 수 있으므로, 그 관리를 용이하게 할 수 있다. 또, 방습포장백(17)을 찢는 일이 없으므로, 확인후의 재포장을 실행할 필요가 없다.
이상 본 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에 있어서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.
[실시예 3]
이하, 본 발명의 그 이외의 실시예 및 상기 2개의 실시예에 공통인 반도체 프로세스등을 도면에 따라서 설명한다. 이하에서는 주로 DRAM을 예로 들어 설명한다.
(1) 제조프로세스 일반
본 발명에 이러한 반도체디바이스(집적회로 디바이스, 전자 디바이스)의 심장부에 해당하는 반도체칩(DRAM, 논리 IC)의 구성 및 프로세스는 USP. 4,612,565(US. Serial No. 783,531, 1985년 10월 3일 출원) 및 USP. 4,625,227(US. Serial No. 744,151, 1985년 6월 13일 출원)에 기재 있으므로, 이것을 원용해서 기술의 일부로 한다.
웨이퍼공정이 완료하면, 회전브레이드에 의한 다이싱방법에 의해 웨이퍼가 각 칩으로 분할된다. 이들의 전후의 공정의 개요는 「Electric Integrated Circuit」John Allison저, 1975 by McGraw-Hill Book Company의 5∼10페이지, 특히 1,3(7페이지)에, 다이싱기술에 대해서는 USP. 4,016,855(US. Serial No. 608,733, 1975년 8월 28일 출원)에 각각 기재되어 있고, 이것을 원용해서 기재의 일부로 한다.
그후, 각 칩은 리이드 프레임에 다이본딩되지만, 이들에 대해서는 각종의 패키지에 대해서 미국특허출원 NO. 256,110(1981년 4월 21일 출원), 미국특허출원 No. 874,121(1986년 6월 13일 출원), 미국특허출원 No. 845,332(1986년 3월 21일 출원), 미국특허출원 No. 843,611(1986년 3월 25일 출원), 미국특허출원 No. 898,534(1986년 8월 21일 출원), 미국특허출원 No. 740,420(1985년 6월 3일 출원), 미국특허출원 No. 758,030(1985년 7월 23일 출원), 미국특허출원 No. 767,598(1985년 8월 20일 출원)에 각각 기재되어 있으며, 이것도 원용해서 기술의 일부로 한다.
다음에, 각 펠릿의 각 본딩패드와 리이드프레임의 내부리이드끝이 동, Al, Au 등으로 이루어지는 본딩와이어(굵기 30㎛ 정도)에 의해 본딩된다. 이들에 대해서는 상기의 미국특허 및 미국특허출원과 USP. 4,564,734(US. Serial No. 476,268, 1983년 3월 17일 출원), USP. 4,301,464(US. Serial No. 55,070, 1979년 6월 5일 출원), 미국특허출원과 USP. 898,535(1986년 8월 21일 출원), 미국특허출원과 NO. 723,645(1985년 4월 16일 출원)에 기재되어 있고, 이것을 원용해서 기술의 일부로 한다.
또, 본딩이 완료한 칩상에 α선에 의한 메모리의 소프트불량을 방지하기 위해 20∼200㎛ 정도의 두께의 고순도 폴리이미드층 또는 실리콘수지층이 포팅에 의해 형성된다. 이들의 수지코팅에 대해서는 상기 미국특허출원 No. 256,110에 기재되어 있으므로, 이것을 원용해서 기술의 일부로 한다. 또, α선에 의한 소프트불량을 방지하기 위한 수지코팅은 웨이퍼 프로세스중에 형성하여도 좋다. 이 때는 10∼80㎛ 정도의 두께가 적당하며, 이들은 적어도 메모리셀 매트의 위를 덮도록 스핀코팅과 포토리도그래피의 조합에 의해 형성하는 것에 의해서 실행된다.
와이어본딩등이 완료한 후, 리이드프레임은 트랜스퍼 몰드법에 의해 에폭시 수지재중에 봉지된다. 이들의 봉지기술에 대해서는 상기 미국특허 및 미국특허출원과 「VLST Technology」S.M.Sze저, 1983년 by McGraw-Hill Book Company, p.574∼581에 기재되어 있고, 이것을 원용해서 기술의 일부로 한다.
몰드가 완료한 리이드프레임은 금형에서 꺼내지고, 리이드상의 버어(burr)를 완전히 제거한 후, 리이드프레임의 불필요한 부분의 절단, 프레임에서의 붕지체의 분리 및 리이드의 바람직한 형성으로 정형하는 공정이 실시된다.
이 공정후, 제품의 선별이 실행되고, 테스트에 합격한 제품에 대해서 마킹작업이 실행된다. 이 마킹작업은 리이드절단등의 전에 실행하여도 좋다, 즉, 수지봉지후, 노출하는 리이드프레임부 표면에 전기도금법에 의해 Sn등을 도금한다. 그후, 수지봉지체 및 노출하는 리이드프레임 표면을 청정(수세)하고, 수지봉지체 및 리이드 프레임 표면에 부착하는 도금액을 제거하고, 건조후 자동마크부착기에 걸어서 마크를 실시한다.
이 마크부착은 여러개의 반도체장치가 고정된 리이드프레임을 일정방향으로 향해서 이동시키고, 회전드럼(전사드럼)에 의한 오프셋 마크부착, 또는 볼록판 다이렉트 마크로 봉지된 각 MOS 형등의 반도체 장치의 수지 봉지체에 각각 품종, 등급등을 표시하는 마크를 동시에 붙인다. 이때, 전사드럼 또는 볼록판과 수지봉지체사이에 마찰을 일으켜서 정전기가 발생하지만, 프레임전체가 동전위이므로, 반도체펠릿 내부에 영향없이 전체 어스된다. 그후, 자외선 또는 적외선건조기 또는 단순한 열처리에 의해 인쇄한 마크를 소결 내지 건조하고 동시에 수지봉지체에 밀착시킨다.
그런 후, 펀칭절단 절곡에 의해 각 반도체장치마다 분리절단하고, 동시에 각각의 MOS 형등의 반도체장치의 각 리이드선이 독립한 리이드선을 이루고, 또 각 리이선이 동일측으로 L자형상으로 구불러져서 정전파괴가 없는 듀얼라인형등의 MOS형 반도체장치를 완성시킨다.
상기와 같이 잉크에 의한 마킹의 경우는 150℃에서 3∼5시간의 베이킹(마크 베이크)가 실시된다. 이것에 대해서, 레이저에 의한 마킹의 경우는 특히 잉크건조용의 베이크를 필요로 하지 않는다. 레이저 마킹에 대해서는 미국특허출원 No. 720, 884(1985년 4월 8일 출원)에 기재되어 있고, 이것을 원용해서 기술의 일부로 한다.
베이킹이 완료한 후, 2∼3일 이내에, 바람직하게는 수시간이내에 상기 2개의 실시예에 나타낸 방습백내에 직접 또는 각종 패키지의 형에 맞춰서 적절한 보조부재(매거진, 트레이, 테이프&릴)을 거쳐서 수지봉지 전자 디바이스(집적회로 디바이스, 반도체 디바이스)를 실리카겔등의 건조제와 함께 기밀봉지한다.
그후, 수지봉지 디바이스는 백내에 봉지된 채, 반송용의 골판지상자에 넣어져서 발송된다.
이들의 반도체디바이스는 실장작업의 직전에 방습백에서 꺼내진다. 통상의 환경에서는 2∼3일 이내, 바람직하게는 수시간전에 꺼내는 것이 적당하다. 1주일 이상 외기에 쬐이면, 대략 완전하게 외기중의 수분을 흡수하는 것이 본 발명자에 의해서 명확하게 되어 있다. 실장작업은 각종의 땜납 리플로우 프로세스에 의해서 실시된다.
(2) 방습백 및 동일 필름의 상세
제9도는 본 발명의 1실시예의 불투명한 방습포장백의 외관구성을 도시한 사시도이다.
본 실시예의 불투명한 방습포장백은 제9도에 도시한 바와 같이 불투명한 백형상 방습부재(31)로 이루어져 있고, 이 백형상 방습부재(31)중에 면실장형 반도체장치등의 전자부품(12)를 여러개 수납한 수납용기(13)을 안쪽상자(14)에 수납하고, 그 안쪽상자(14)를 백형상 방습부재(31)중에 삽입하고, 그 양끝부(32A) 및 (32B)를 밀봉해서 방습포장한 것이다. 그리고, 상기 방습포장할때에 제9도 및 제10도에 도시한 바와 같이 불투명한 백형상 방습부재(31)의 안쪽면에는 방습포장백(31)의 내부의 온도를 검출하기 위한 습도 인디케이터(15)가 외부에서 볼 수 있는 위치에 마련되어 있다.
이 습도 인디케이터(15)의 실시예 1를 다음에 도시한다.
불투명한 백형상 방습부재(31)의 안쪽면에 습도 인디케이터(15)로 되는 염화코발트등의 습도에 의해 변색하는 물질을 함유시킨 잉크로 주의서를 인쇄한다. 이 주의서는, 예를 들면「이 주의서의 색이 청색에서 엷은 자색으로 변화하였으면, 방습포장백에서 면실장형 반도체장치를 꺼내고, 125℃에서 24시간 베이크해 주십시오」등으로 한다.
제9도 및 제10도에 도시한 바와 같이 습도 인디케이터(습도검출라벨)(15)의 주변부를 불투명한 백형상 방습부재(31)의 일부에 마련된 투명한 창(33)의 내측에 접착부재로 직접 접착하고, 외부에서 확인할 수 있도록 한다. 이 습도검출라벨은, 예를 들면 펄프로 만든 종이에 염화코발트들의 습도에 의해 변색하는 물질을 흡인시킨 것을 사용한다. 예를 들면, 안쪽상자 표면에서 창(33)에 대응하는 위치에 스며들게 하여도 좋다.
제9도 및 제10도에 도시한 바와 같이 방습포장백(31)의 내부의 안쪽상자(14)상에 습도 인디케이터(습도검출라벨)(15)를 점착하던가 또는 주의서를 염화코발트등의 습도에 의해 변색하는 물질로 인쇄한다.
또한, 상기의 습도 인디케이터(습도검출라벨)(15)를 점착하는 경우는「주의서」를 염화코발트등의 습도에 의해 변색하는 물질로 쓸(인쇄할) 필요가 없다.
다음에, 상기 방습포장백의 투명창부의 방습부재(34)의 구성은 제8도에 도시한 바와 같이 적층판으로 이루어져 있다.
한편, 제10도의 투명창(33) 이외의 방습백은 알루미늄막(35)를 갖는 불투명한 제11도에 도시한 시이트로 만들어져 있다.
제11도에 있어서, (36)은 대전방지제가 함유된 폴리에틸렌층이며, 상기 방습포장백(31)의 가장 내측으로 되는 층이다. 이 대전방지제가 함유된 폴리에틸렌층(36)은, 예를 들면 60㎛의 두께이며, 마찰대전방지, 열 실성, 열림구멍성등의 기능을 갖는 것이다. 이 폴리에틸렌층(36)위에는 내습성에 우수한 알루미늄박으로 이루어진 알루미늄막(35)가 형성되어 있다. 베리어층으로서 사용한 알루미늄은 금속이므로, 수증기의 투과율이 유기필름과 비교해서 대단히 낮으므로, 그 침입을 유효하게 저지할 수 있다. 이 알루미늄의 두께로, 예를 들면 10㎛ 정도이다. 또, 알루미늄위에는 열 성형성에 우수한 20㎛ 정도의 폴리에틸렌 필름층(39)가 마련되어 있다. 또, 이 폴리에틸렌 필름위에는 기계적강도가 우수하고 또한 절연내압이 높은 폴리에스테르 필름층(12㎛의 두께)(38)이 마련되고, 그 위에는 예를 들면 1㎛의 두께의 카본도전층(37)이 마련된다. 또, 그 위에는 알킬계 보호층(40)이 마련된다. 상기 폴리에스테르 필름층(38)은 기계적강도 및 절연내력의 보강의 기능을 갖고, 카본 도전층(37)은 대전방지의 기능을 갖고 있다. 카본도전층(37)은 경시저하가 없어 온도 의존성을 갖고 있지 않다. 보호층(40)의 재질은 상기 카본도전층(37)의 보호의 기능 및 카본 플레이크 먼지발생장치의 기능을 갖고, 내마모성이 크며 또한 인쇄성이 좋은 것이다.
다음에, 본 실시예의, 방습포장백(31)에 있어서의 습도 인디케이터(15)의 사용방법을 간단하게 설명한다.
먼저, 제10도에 도시한 바와 같이 투명한 백형상 방습부재(31)의 안쪽면에 백형상 방습부재(31)의 내부의 습도를 검출하기 위한 습도 인디케이터(15)가 외부에서 볼 수 있도록 투명창(33)의 위치에 마련된 백형상 방습부재(31)을 준비한다. 이 백형상 방습부재(31)중의 면실장형 반도체장치등의 전자부품(12)를 여러개 수납한 수납용기(13)을 안쪽상자(14)에 수납하고, 그 안쪽상자(14)를 백형상 방습부재(31)중에 삽입하고, 그 양끝부(32A) 및 (32B)를 밀봉해서 방습포장한다.
그리고, 면 실장형 반도체장치등의 전자부품(12)의 사용시에 상기 습도 인디케이터(15) 또는 주의서의 색이 청색에서 엷은 자색으로 변화하였으면, 전자부품(12)를 방습포장백(31)에서 꺼내고 125℃에서 24시간 베이크하고 나서 땜납 리플로우, 적외선 램프 또는 기상 리플로우등에 의해서 면실장등의 실장을 실행한다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 실시예에 의하면, 불투명한 방습포장백(31)의 내부의 습도를 검출하는 습도 인디케이터(15)를 외부에서 볼 수 있는 위치에 마련한 것에 의해 방습포장백(31)의 내부의 흡습상황을 확인할 수가 있으므로, 그 관리가 용이하게 된다. 또, 방습포장백(31)을 찢는 일이 없으므로, 확인 후의 재포장을 실행할 필요가 없다.
이상, 본 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.
(3) 본 발명에 적용된 수지봉지 전자디바이스의 상세
제12도는 굴윙(gull wing)이라 불리어지는 리이드형상을 갖는 것으로, 일반적으로 SOP라 불리어진다.
제13도는 FPP 또는 QFP라 불리어지는 면실장용 패키지이다. 또, 제14도는 특히 메모리등에 사용되는 것으로, SOJ(Small Outline J-bend package)라 불리어진다. 제15도는 PLCC라 불리어지고, 고밀도 면실장에 사용된다. 제16도는 부트 리이트(Butt lead)형에 속하고, MSP(Mini Square Package)라 불리어지는 것이다.
제17도는 이제까지의 것과 달리 기판의 구멍에 리이드볼 끼워 넣는 형으로 인서트형에 속하고, 일반적으로 DIP(Dual Inline Package)라 불리어지고 있다.
이상, 제12도∼제17도에 있어서, 반도체칩(42)는 Ag페이스트(43)을 거쳐서 금속박판으로 이루어지는 탭 또는 아일랜드등의 유지부재상에 고착되어 있다. 상기 칩상의 본딩페드와 Ag스폿 도금층(44)가 형성된 리이드 안쪽끝(내부리이드)부는 Au선(45)등 (30㎛ 직경)으로, 캐필러리를 사용해서 볼&웨지본딩이 이루어져 았다. 리이드(46)은 42합금이나 동합금의 필름으로 펀칭등으로 형성되어 있다. 이들은 에폭지수지(41)에 의해 트랜스퍼 몰드되어 있다.
(4) 반송용 보조부재의 상세
다수의 수지봉지 디바이스는 그의 용도에 따라서 각종의 반송용 보조부재에 수용된 후, 기밀봉지되게 된다.
이들의 보조부재에 대해서 설명한다.
제18도는 매거진(54)와 그들로의 수지봉지 디바이스(트랜지스터, IC, LSI)의 수납실태를 도시한다. 내부에 MSP형의 수지봉지 디바이스(53)의 세로로 중첩되어 있으며, 끝부에는 폴리에틸렌 예비스토퍼(52)와 경질 니트릴고무로 이루어지는 메인 스토퍼(51)이 끼워져 있다. 매거진 본체는 카본이 들어간 경질 폴리스티롤 또는 도전성연질 염화비닐제이다.
제19도는 보조부재로써의 트레이(55)를 도시한다. 트레이는 대전방지처리가 실시된 염화비닐로 이루어지고, 어레이형상으로 배열한 각형 오목부(56)에 수지봉지 디바이스(53)이 탑재된다. 이 경우 각 오목부(56)에 직접 실리카겔등을 넣고, 상면을 방습 시이트로 기밀봉지하여도 좋다. 일반적으로 트레이를 중첩한 후 종이제의 안쪽상자에 수용한 후, 방습백에 봉입된다.
제20도는 테이프&릴방식이라 불리어지는 것으로, 릴(59)에 감겨진 캐리어테이프(57)상에 점착테이프(58)을 거쳐서 수지봉지 디바이스(53)이 1열로 유지되어 있다. 이것은 릴(59)에 감겨진 상태에서 1릴씩 방습백내에 기밀봉입된다.
제21도는 테이프&릴방식의 다른 형식을 도시한다. 이 경우는 캐리어테이프(57)에 형성된 1열의 각형 오목부(56)내에 수지봉지 디바이스(53)이 수납되고, 상면이 커버 테이프(60)에 의해 열 실된다. 그리고, 이 상태에서 릴에 감겨져서 상기와 마찬가지로 방습 실된다. 이 경우는 커버테이프(60)을 제8도 또는 제11도와 같은 방습시이트로 하고, 오목부(56)내에 실리카겔등을 넣으면, 외부의 방습시이트는 불필요하게 된다.
또한, 매거진등의 제조의 그 이외의 상세한 것에 대해서는 미국특허출원 No. 879,012(1986. 6. 26 출원)에 기재되어 있고, 이것을 원용해서 기술의 일부로 한다.
(5) IC등의 출하패키지의 상세
제22도는 수지봉지 디바이스(53)(삽입형 또는 면실장 디바이스)의 출하용의 패키지의 일예를 도시한 것이다. 다수의 수지봉지 디바이스(53)은 튜브형상의 매거진(2)내에 1열로 수납되고, 고정 핀(64)와 스터퍼용 필러(filler)(4)에 의해 그 내부에 확보된다. 이 매거진은 소정의 수를 모아서 종이제 또는 흡습성이 적은 시이트제의 안쪽상자(1)내에 수납된 후, 상기 제8도 또는 제11도와 같은 방습시이트로 만들어진 백내에 수용되고, 그 내부의 기압이 외부보다 약간 낮게 되어 방습백이 안쪽상자 바깥면에 거의 밀착하도록 탈기하고, 열압착 또는 초음파에 의한 압착등의 방법에 의해 기밀 실한다. 이와 같이 하면, 바깥상자로의 수납이 용이하게 되는 것이외에 수납공간도 취하지 않으므로, 적합하다.
한편, 내부에 약간 가압경향의 드라이 N2등을 봉입해서 방습시이트와 안쪽상자사이에 간극을 만들 수 있도록 하면, 간단하게 핀홀의 유무를 판정할 수 있다.
이상은 주로 매거진을 예로 해서 설명하였지만, 트레이나 테이프&릴의 경우도 이것과 대략 마찬가지로 패키지할 수가 있다. 또, 수지봉지IC를 1개씩 또는 여러개 방습포장백내에 봉입하여도 좋다.
또, 안쪽상자를 사용하지 않고 보조부재를 직접 방습백내에 봉입하여도 좋다.
또, 건조제는 종이백등에 넣어 안쪽상자의 내측에 넣지만, 매거진이나 캐리어테이프의 오목부내 또는 그 이외의 기밀봉지내의 적당한 장소에 놓아도 좋다. 예를 들면, 방습시이트내면에 도포확산하여도 좋다.
이상과 같이 기밀 실된 방습백은 소정의 수 골판지의 바깥상자(61)내에 수용되고, 점착테이프(62)로 봉지되어 바깥둘레를 결속밴드(63)으로 묶어서 출하된다.
그 이외의 기밀봉지후, 특히 트레이를 사용하는 것에 대해서는 앞서 거론한 일본 특허공개공보 소화 61-178877호에 기재되어 있으며, 이것을 원용해서 기술의 일부로 한다.
(6) 메모리칩 및 DRAM 디아비스의 상세
본 발명의 메모리IC디바이스의 단면구조와 패키지의 관계를 설명한다. 여기에서는 SOP형의 패키지를 예로 해서 설명한다.
제23도에 있어서, DRAM을 구성하는 다수(1000000개 정도) FET는 Si기판(71)의 위의 주면에 형성된다. Si 기판상에는 이들의 소자를 형성하는 필드산화막, 층간 PSG(Phospho-Sillicate-Glass)등으로 이루어지는 절연막(무기막)(72)가 형성되어 있다. 또, 그 위에는 다수의 Al본딩패드(75)가 마련되어 있다.
한편, 상기의 Si기판(71)은 하부 주면에서 Ag페이스트(77)을 거쳐서 42합금으로 이루어지는 아일랜드 또는 탭부(78)에 고착되어 있다. 이 칩(71)의 사이즈는 대략 10㎜×5㎜×0.4㎜(세로×가로×두께)이다. 리이드(80)은 아일랜드와 마찬가지의 42합금으로 되어 있으며, 내부리이드부에는 부분 Ag도금(79)가 마련되어 있다. 리이드(80)의 안쪽끝과 상기 본딩패드 사이는 30㎛ø의 Au선등으로 볼&웨지본딩이 이루어진 후, 그 위에서 칩의 상면의 대략 전면에 걸쳐서 폴리이미드 수지(73)이 포팅에 의해 형성되어 있다. 그후, 이들의 구조체는 리이드 프레임 단위로 에폭시수지(76)에 의해서 트랜스퍼 몰드된다. 몰드수지(76)에서 돌출한 리이드부분에는 땜납도금(81)이 실시된다.
이때, 리이드 및 아일랜드부의 42합금부재의 두께는 0.15㎜, 패키지상면의 봉지수지의 두께는 약 1㎜, 폴리이미드 필름의 두께는 약 0.1㎜, Ag페이스트의 두께는 50㎛ 정도, 봉지수지의 하면의 두께는 약 1㎜이다.
이와 같은 얇은 수지에 의해서 봉지된 패키지에 있어서는 흡습수분이 많은 경우, 납땜실장시에 급격한 가열에 의해서 먼저, 탭(78)의 하면에서 수분의 기화팽창이 일어난다. 계속해서, 수지와 금속의 박리가 일어나서 패키지가 평창하게 된다. 이때, 발생하는 응력에 수지가 견딜수 없으면, 패키지균열이 발생하는 것이 본 발명자에 의해서 명확하게 되었다.
(7) 실장 프로세스 상세
먼저, 면실장 프로세스의 개요를 도시한다.
글라스 에폭시등의 기판상에 Cu필름등으로 바라는 배선이 형성되어 있으며, 기판상의 납땜부(푸트 프린트)에 땜납페이스트를 스크린 인쇄등의 방법으로 형성하고, 이어서, 수지봉지 디바이스를 진공척크등에 의해 땜납 페이스트상에 탑재하고, 땜납 리플로우법, 즉 기상 리플로우법, 가열로법, 적외선 리플로우법등에 의해 페이스트중의 땜납을 용융시켜서 납땜을 실행한다.
제24도에 이 실장의 상태를 도시한다. 동일도면에 있어서, (91)은 SOJ형의 수지봉지 디바이스, (92)는 SOP형, (93)은 MSP형을 나타낸다. (94)는 배선기판이고,(95)는 리플로우된 또는 디프된 땜납이다.
제25도에 땜납디프법을 도시한다. 이 경우는 동일도면(a)에 도시한 바와 같이 MSP형의 수지봉지 디바이스(93)은 점착제(96)에 의해 기판(94)에 그 리이드가 스크린 인쇄된 땜납페이스트상에 탑재되도록 고정된다. 또한, (97)은 배선기판(94)에 마련된 납땜부이다. 이것은 반도체 패키지의 리이드를 접속하기 위한 것이다. 이것에 계속해서, 동일도면(b)에 도시한 바와 같이 아래쪽으로 땜납 분류(98)에 디프한 후, 동일도면(c)에 도시한 상태로 되도록 냉각된다.
이상, 본 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.

Claims (20)

  1. 적어도 1개의 면실장형 반도체 패키지, 수증기에 대한 배리어층과 2개의 대전방지층을 갖고, 한쪽의 대전방지층은 상기 배리어층의 내측에 있고 다른쪽의 대전방지층은 배리어층의 외측에 있는 방습성의 라미네이트백으로 이루어지고, 상기 라미네이트백내에 흡습제 및 상기 면실장형 반도체 패키지를 넣고 상기 라미네이트백을 밀봉한 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  2. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 배리어층은 염화비닐리덴으로 이루어지는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  3. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 배리어층은 알루미늄으로 이루어지는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  4. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 내측의 대전방지층은 상기 라미네이트백의 가장 안쪽층이며, 폴리 에틸렌으로 이루어지는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  5. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 상기 폴리에틸렌은 대전방지제가 함유된 폴리에틸렌인 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  6. 특허청구의 범위 제4항에 있어서, 상기 라미네이트백은 상기 폴리에틸렌층을 열 실하는 것에 의해 밀봉되어 이루어지는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  7. 특허청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 라미네이트백은 상기 폴리에틸렌층을 열압착하는 것에 의해 밀봉되어 이루어지는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  8. 특허청구의 범위 제6항에 있어서, 상기 라미네이트백은 상기 폴리에틸렌층을 초음파에 의해 압착하는 것에 의해 밀봉되어 이루어지는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  9. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 라미네이트백은 기밀 실되어 이루어지는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  10. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 면실장형 반도체 패키지를 매거진에 수납한 상태로 하고, 상기 매거진을 상기 라미네이트백내에 수납하고 있는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  11. 특허청구의 범위 제10항에 있어서, 상기 매거진을 여러개 안쪽상자에 수납한 상태로 하고, 상기 안쪽상자를 상기 라미네이트백내에 수납하고 있는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  12. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 면실장형 반도체 패키지를 트레이에 수납한 상태로 하고, 상기 트레이를 상기 라미네이트백내에 수납하고 있는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  13. 특허청구의 범위 제12항에 있어서, 상기 트레이를 여러개 안쪽상자에 수납한 상태로 하고, 상기 안쪽상자를 상기 라미네이트백내에 수납하고 있는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  14. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 라미네이트백이 바깥상자에 수납되어 있는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  15. 특허청구의 범위 제14항에 있어서, 상기 라미네이트백내에는 안쪽상자가 수납되어 있지 않은 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  16. 특허청구의 범위 제1항에 있어서, 상기 면실장형 반도체패키지를 도전성의 반송용 보조부재에 수납한 상태로 하고, 상기 반송용 보조부재를 상기 라미네이트백내에 수납하고 있는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  17. 특허청구의 범위 제16항에 있어서, 상기 반송용 보조부재는 매거진인 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  18. 특허청구의 범위 제16항에 있어서, 상기 반송용 보조부재는 트레이인 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  19. 특허청구의 범위 제16항에 있어서, 상기 라미네이트백이 바깥상자에 수납되어 있는 면실장형 반도체 패키지 포장체.
  20. 특허청구의 범위 제19항에 있어서, 상기 라미네이트백내에는 안쪽상자가 수납되어 있지 않은 면실장형 반도체 패키지 포장체.
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