KR980012385A - 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고방열 패키지용 리드프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지에 관한 것으로, 칩이 접착된 방열판과 분리된 타이바의 성형수지에 의해 봉지되는 부분이 십자형으로 형성되어 있으며, 상기 십자형 타이바의 중심에 구멍이 형성됨으로써, 성형수지와의 접촉 면적의 증가에 따른 접촉력이 증가되고, 동시에 타이바가 트림 공정에서 받게 되는 힘을 십자형의 네부분의 가지에서 분산시킴으로 성형수지에 봉지되는 타이바가 떨어지거나 접촉력이 저하되는 문제점을 극복할 수 있는 장점이 있다.

Description

십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지
본 발명은 고방열 패키지용 리드프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 칩이 접착된 방열판과 분리된 타이바의 성형수지에 의해 봉지되는 부분이 십자형으로 형성된 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지에 관한 것이다.
패키지로 포장된 반도체 소자가 동작하는 동안에는 내부적으로 열이 발생된다.
이 열의 일부는 패키지를 통해 외부로 방출되지만, 일부는 패키지 내에 남아 있어서 소자의 온도를 상승시킨다.
반도체 소자의 접합부의 온도가 올라가면 pn접합의 역방향 포화전류가 증가하여 소자의 스위칭 속도를 떨어뜨려서 소자의 정상적인 동작을 방해하며, 화학적 부식을 가속시키기도 할 뿐만 아니라, 소자의 고장율이 접합부의 온도 상승에 따라 급격하게 증가되는 여러 문제점이 유발된다.
따라서, 패키지 내부에서 발생되는 열을 효과적으로 방출하기 위해서 히트 싱크 또는 방열판이 부착된 고방열 패키지가 등장하게 되었다.
고방열 패키지중에서 방열판(heat spreader)에 칩이 부착되어 있으며, 칩이 부착된 방열판 상면에 양면 접착 테이프에 의해 리드들이 부착되어 있으며, 타이바가 상기 방열판에서 분리된 구조를 갖는 DPH - QFP(die pad heat spreader - quad flat package)가 있다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 의한 일자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 고방열 패키지용 리드프레임(100)은 칩이 부착될 방열판(20)의 상면에 내부리드들(53)의 일측이 양면 접착제(70)에 의해 접착되어 있으며, 상기 내부리드들(53)과 일체형으로 형성된 외부리드들(57)과, 상기 방열판(20)의 모서리 부분에 위치하며, 상기 방열판(20)에 대해서 분리된 타이바(59) 및 성형 공정시 성형수지의 넘침을 방지하기 위해 댐바(55)가 상기 리드들(53,57)과 타이바(59)와 일체형으로 형성된 구조를 갖는다.
여기서, 상기 타이바(59)는 일자형으로 형성되어 있으며, 성형 공정후 트림(trim) 공정에서 패키지 외부의 그 타이바(59)의 일부가 잘려지게 된다.
그리고, 다이패드를 갖는 리드프레임과 비교한다면, 상기 방열판(20)이 다이패드의 역할을 하면, 동시에 상기 패키지에서 발생되는 열을 발산하는 역할을 하게 된다.
또한, 다이패드를 갖는 리드프레임은 다이패드를 지지하기 위해 타이바가 그 다이패드와 일체형으로 형성된 반면, 종래 기술에 의한 고방열 패키지용 리드프레임(100)은 방열판(20)과 타이바(59)가 일체형으로 형성되지 않고 분리된 구조를 갖는다.
도 2는 종래 구조의 리드프레임을 이용한 고방열 패키지로서 성형수지가 제거된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 종래 기술에 의한 고방열 패키지(200)는 상기한 도 1의 리드프레임의 방열판(20) 상면에 내부리드들(53)이 접착되지 않은 부분에 복수개의 본딩패드들(12)을 갖는 칩(10)이 접착된다.
그리고, 상기 본딩패드들(12)은 그들(12)에 각기 대응되는 상기 내부리드들(53)과 본딩 와이어(40)에 의해 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 본딩 와이어(40)와 내부리드(53) 및 칩(10)을 보호하기 위해 성형수지(30)에 의해 내재ㆍ봉지된 구조를 갖는다.
여기서, 상기 리드프레임의 타이바의 일부(59a)가 상기 성형수지(30)에 의해 봉지된다.
그리고, 상기 성형 공정이 완료되고, 트림 공정 및 절곡 공정이 완료되면 각각의 개별 고방열 패키지(200)로서 분리된다.
여기서, 상기 도면에서는 상기 칩(10) 상면의 상기 성형수지(30)가 제거된 상태를 도시하고 있다.
그러나, 상기 타이바가 상기 방열판과 일체형으로 형성되어 있지 않으며, 상기 타이바가 일자형으로 형성되어 있기 때문에 성형 공정후 트림 공정에서 성형수지에 의해 봉지되지 않은 타이바 부분을 절단할 때 상기 성형수지에 봉지된 타이바에서 불량이 발생된다.
좀더 상세히 언급하면, 상기 타이바의 성형수지에 봉지된 부분이 짧기 때문에 트림 공정에서 성형되지 않은 타이바의 부분을 절단할 때 가해지는 힘을 상기 성형된 타이바가 지탱하지 못하기 때문에 상기 타이바 전체가 떨어지게 된다.
그리고, 비록 성형되지 않은 타이바가 절단되었다 하더라도 상기 트림 공정에서 받은 스트레스 때문에 상기 성형된 타이바와 성형수지 사이에 틈이 발생되어 성형수지와의 접촉력이 떨어져 상기 패키지 몸체에서 떨어져 나가는 문제점이 발생하게 된다.
그리고, 상기 타이바가 일자형으로 형성되어 있기 때문에 트림 공정에서 가해지는 힘을 지탱하는 그 타이바의 단면적이 작아 성형수지에서 떨어지는 이유가 된다.
여기서, 상기의 타이바가 떨어지는 불량이 발생하게 되면, 신뢰성 테스트에서 타이바가 떨어져 나간 부분에서 계면 박리현상이 일어나게 된다.
그리고, 상기 성형된 타이바 부분이 트림 장비에 떨어질 경우 트림 장비의 고장을 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 성형수지에 봉지된 부분의 타이바를 십자형으로 형성함을로써, 성형수지와의 접촉면적을 증가시키는 동시에 트림 공정에서 받게 되는 힘을 십자형의 네부분의 가지에서 분산시킬 수 있는 십자형의 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임 및 그를 이용한 반도체 칩 패키지를 제공하는데 있다.
제1도는 종래 기술의 실시예에 의한 일자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임의 정면도.
제2도는 종래 구조의 리드프레임을 이용한 고방열 패키지로서 성형수지가 제거된 상태를 나타내는 평면도.
제3도는 본 발명의 실시예에 의한 십자형의 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임의 평면도.
제4도는 본 발명의 구조의 리드프레임을 이용한 고방열 패키지로서 성형수지가 제거된 상태를 나타내는 평면도.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 십자형 타이바에 구멍이 형성된 상태를 나타내는 상세 평면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10,110 : 칩 12,112 : 본딩패드
20,120 : 방열판 30,130,230 : 성형수지
40,140 : 본딩 와이어 53,153,253 : 내부리드
55,155,255 : 댐바 57,157,257 : 외부리드
59,159,259 : 타이바 260 : 구멍
상기 목적을 달성하기 위하여, 방열판의 상면에 접착될 내부리드들; 상기 내부리드들과 일체형으로 형성된 외부리드들; 상기 방열판에서 분리되어 형성된 타이바; 및 상기 내부리드들과 외부리드들 및 타이바와 일체형으로 형성된 댐바;를 갖는 공방열 패키지용 리드프레임에 있어서,
성형수지에 의해 봉지될 상기 타이바의 부분이 십자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임을 제공한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 방열판; 상기 방열판 상면에 접착된 내부리드들, 상기 내부리드들과 일체형으로 형성된 외부리드들, 상기 방열판에서 분리되어 형성된 타이바 및 상기 내부리드들과 외부리드들 및 타이바와 일체형으로 형성된 댐바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임; 상기 방열판 상면의 내부리드들이 접착되지 않은 부분에 접착된 복수개의 본딩패드를 갖는 칩; 상기 본딩패드들에 각기 대응된 내부리드들을 전기적으로 연결하기 위한 본딩 와이어; 및 상기 본딩 아이어, 칩, 내부리드들 및 타이바를 외부환경으로부터 보호하기 위해 내재ㆍ봉지하는 성형수지;를 포함하는 반도체 칩 패키지에 있어서,
상기 성형수지에 의해 성형된 타이바가 십자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임을 이용한 반도체 칩 패키지를 제공한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 십자형의 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임의 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 고방열 패키지용 리드프레임(300)은 성형수지에 봉지될 타이바(159)의 부분이 십자형으로 형성되어 있으며 나머지 구조는 종래 기술에 의한 구조와 동일하다.(도 1 참조)
여기서, 상기 십자형 타이바(159)는 상기 리드프레임(300)의 제조 공정 단계에서 식각법이나 스탬빙(stamping)방법에 의해 제작된다.
도 4는 본 발명의 구조의 리드프레임을 이용한 고방열 패키지로서 성형수지가 제거된 상태를 나타내는 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 고방열 패키지(400)는 도 3의 리드프레임의 방열판(120)상면에 칩(110)이 접착되어 있으며, 그 칩(110) 상의 본딩패드들(112)이 그들(112)에 대응된 내부리드들(153)과 본딩 와이어(140)에 의해 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 칩(110)과 내부리드(153) 및 본딩 와이어(140)를 보호하기 위해 성형수지(130)에 의해 내재ㆍ봉지된 구조를 갖는다.
여기서, 상기 성형수지(130)에 의해 봉지된 타이바의 부분(159a)이 십자형으로 설계되어 있으며, 나머지 구조는 종래 기술에 의한 구조와 동일하다.(도 2 참조)
상기 성형수지(130)에 의해 봉지된 타이바의 부분(159a)이 십자형으로 설계한 이유는, 트림 공정 때 상기 봉지되지 않은 타이바(159b)에 힘이 가해지면 그 힘을 상기 봉지된 타이바(159a)가 분산시키기 위해서이다.
즉, 상기 봉지되지 않은 타이바(159b)를 절단하기 위해 상기 타이바(159)에 힘을 가하게되면 종래에는 일자형으로 설계되었기 때문에 한쪽방향에서만 힘을 받게되며 동시에 힘을 받게되는 단면이 작기 때문에 힘의 분산이 이루어지지 못했지만, 상기 발명에 의한 타이바(159)는 십자형으로 설계되었기 때문에 십자형을 중심으로 네가지에서 외부에서 가해진 힘을 분산하게 되며, 상기 받게되는 힘을 일자형에 대하여 수직으로 가로지르는 부분의 단면적이 증가되기 때문에 그로 인한 상기 받게 되는 힘을 지탱할 수 있다.
그리고, 상기 타이바(159)가 십자형이므로 상기 성형수지(130)와의 접촉되는 면적이 증가된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 십자형 타이바에 구멍이 형성된 상태를 나타내는 상세 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 고방열 패키지(500)는 상기 타이바(259)에서 십자형의 중심에 구멍(260)이 형성되어 있으며 나머지 구조는 도 4의 구조와 동일하다.
여기서, 상기 십자형의 타이바(259)에 상기 구멍(260)을 형성시킴으로써, 상기 타이바(259)를 중심으로 상ㆍ하의 성형수지(230)가 상기 구멍(260)을 통해 결합되기 때문에 상기 성형수지(230)와 타이바(259)의 결합력이 증가되는 효과가 있다.
그리고, 트림 공정시 상기 타이바(259)가 받게 되는 힘을 상기 타이바(259) 자체의 형상에서 뿐만 아니라, 상기 성형수지(230)가 상기 타이바(259)를 사이에 두고 상ㆍ하로 결함됨으로써 상기 타이바(259)가 받게되는 힘을 구멍이 형성되지 않은 일자형의 타이바에 비해 더욱 잘 지탱하게 된다.
여기서, 상기 다른 실시예에서는 십자형의 형상에 맞게 십자형 구멍(260)을 형성했지만, 원형이나 삼각형으로 형성해도 무방하다.
그리고, 상기 구멍(260)은 리드프레임이 제조된 상태에서 스탬빙 방법에 의해서 형성하거나, 상기 리드프레임의 제조 공정에서 식각법에 의해 미리 형성할 수도 있다.
본 발명의 따른 구조를 따르면, 성형수지에 봉지될 부분의 타이바를 십자형으로 형성함으로써, 성형수지와의 접촉 면적의 증가에 따른 접촉력이 증가되고, 동시에 타이바가 트림 공정에서 받게 되는 힘을 십자형의 네부분의 가지에서 분산시킬 수 있어 성형수지에 봉지되는 타이바가 떨어지거나 접촉력이 저하되는 문제점을 극복할 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (6)

  1. 방열판의 상면에 접착될 내부리드들; 상기 내부리드들과 일체형으로 형성된 외부리드들; 상기 방열판에서 분리되어 형성된 타이바; 및 상기 내부리드들과 외부리드들 및 타이바와 일체형으로 형성된 댐바;를 갖는 공방열 패키지용 리드프레임에 있어서, 성형수지에 의해 봉지될 상기 타이바의 부분이 십자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 십자형 타이바의 중심에 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 구멍이 십자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임.
  4. 방열판; 상기 방열판 상면에 접착된 내부리드들, 상기 내부리드들과 일체형으로 형성된 외부리드들, 상기 방열판에서 분리되어 형성된 타이바 및 상기 내부리드들과 외부리드들 및 타이바와 일체형으로 형성된 댐바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임; 상기 방열판 상면의 내부리드들이 접착되지 않은 부분에 접착된 복수개의 본딩패드를 갖는 칩; 상기 본딩패드들에 각기 대응된 내부리드들을 전기적으로 연결하기 위한 본딩 와이어; 및 상기 본딩 와이어, 칩, 내부리드들 및 타이바를 외부환경으로부터 보호하기 위해 내재ㆍ봉지하는 성형수지;를 포함하는 반도체 칩 패키지에 있어서, 상기 성형수지에 의해 성형된 타이바가 십자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임을 이용한 반도체 칩 패키지.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 십자형 타이바의 십자형의 중심에 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임을 이용한 반도체 칩 패키지.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 구멍이 십자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 십자형 타이바를 갖는 고방열 패키지용 리드프레임을 이용한 반도체 칩 패키지.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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