KR0163870B1 - 리드가 분리된 노운 굳 다이 검사용 리드프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노운 굳 다이(KGD) 검사용 리드프레임에 관한 것으로, 리드프레임의 각 리드를 적어도 두 개 이상의 선단으로 분리하고, 그 분리된 선단들의 전기적 연결될 부분의 상/하면에 도금막을 형성하여, 그 리드프레임의 한쪽 면을 복수회 사용하고, 다시 그 이면을 복수회 사용할 수 있기 때문에 저가(低價)·대량생산을 목적으로 하는 노운 굳 다이의 생산 목적에 부합할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

리드가 분리된 노운 굳 다이 검사용 리드프레임

제1도는 종래 기술에 의한 노운 굳 다이 검사용 리드프레임이 연배열된 인쇄회로기판의 평면도.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 의한 노운 굳 다이 검사용 리드프레임이 연배열된 인쇄회로기판의 평면도.

제 3a도 및 제3b도는 본 발명에 의한 리드프레임을 이용하여 노운 굳 다이를 검사하는 상태를 나타내는 평면 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 폴리이미드 테이프 20,60 : 리드

40 : 타이바(Tie-bar) 50 : 색인공

62, 64 : 리드의 선단 70 : 반도체 칩

72 : 본딩패드 80 : 와이어

100, 110 : 노운 굳 다이 검사용 리드프레임 200,210 : 인쇄회로기판

본 발명은 노운 굳 다이(KGD ; Known Good Die ; 이하 KGD라 한다)의 제조에 사용되는 리드프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리드프레임의 각 리드를 적어도 두 개 이상의 선단으로 분리함으로써, 그 리드프레임을 적어도 2회 이상 사용할 수 있도록 하여 원가절감 및 그 리드프레임의 반복사용을 통한 자원 재활용을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 리드가 분리된 KGD 검사용 리드프레임에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 과정에서 반도체 칩은 일반적으로 교류 및 번인 검사가 수행되는 것이 필수적이며, 그것은 불량 반도체 칩을 사전에 발견하기 위함이다. 그런데 웨이퍼에서 분리된 보통의 반도체 칩 상태로는 검사 패턴 발생회로와 전기적 신호 연결이 불가능하기 때문에 교류 및 번인 검사가 거의 불가능하다. 그러므로 통상 교류 및 번인 검사는 반도체 칩이 성형수지 등으로 봉지된 상태에서 실시하게 된다.

반도체 소자의 기본형은 다이패드 위에 검사를 거치지 않은 반도체 칩이 실장되어 있으며, 반도체 칩의 본딩패드들과 리드들의 일측이 와이어로 연결되어 있고, 반도체 칩 및 와이어를 감싸 보호하는 패키지 몸체가 형성된 것을 특징으로 한다. 패키지 몸체 외부로 외부리드들이 돌출 되어 있으며, 외부리드들이 삽입될 수 있는 소켓 구멍을 구비한 검사소켓에 반도체 소자의 외부리드들을 삽입한 후, 검사소켓을 다시 번인 검사기판에 장착하여 번인 검사를 실시한다. 그러나 위와 같은 형태의 반도체 소지자는 고밀도 실장에 한계가 있어 최근에는 패키지를 이용하지 않고 다수개의 베어 칩(Bare chip)을 절연 세라믹기판 위에 직접 실장하는 플립 칩(Flip chip) 본딩을 이용한 멀티칩 제조기술이 개발되어, 고속, 대용량 및 소형이면서 고집적도를 구현할 수 있는 반도체소자의 조립 방법이 제안되어 있다.

이들 중 대표적인 방법이 멀티칩 모듈(MCM ; Multi Chip Module)이다. 그러나, 멀티칩 모듈의 활성화는 다음과 같은 기술적, 경제적 제약으로 한계를 맞고 있다. 즉, 종래의 단일 반도체 칩 봉지기술에 비하여 다수개의 반도체칩이 내장되는 멀티칩 모듈은 집적규모는 커졌지만, 신뢰성이 검증되지 않은 베어 칩(Bere chip)을 다수개 실장하므로 생산수율은 현저히 낮아 생산비용이 매우 증대되는 문제점이 있다. KGD를 사용함으로써 이러한 문제를 해결할 수 있지만 현시점에서 KGD의 가격이 매우 높아 멀티칩 모듈의 활성화에 결정적 장애요인으로 작용하고 있다. 이하, 모든 검사를 마친 무결함의 베어 칩을 노운 굳 다이(KGD)라 정의한다. 여기에서 베어 칩이라 함은 플립 칩 또는 와이어칩 등 웨이퍼에서 단일 칩으로 분리되고 패키지 되지 않은 보통의 반도체 칩을 말한다.

이와 같이 멀티칩 모듈에 적용되는 KGD의 중요성에 대한 인식이 높아가고 있음에도 불구하고 저가의 KGD를 대량 생산하는데는 상당한 난점이 있다. 즉 웨이퍼에서 분리된 단일 베어 칩은 리드가 없으므로 위와 같은 검사를 실시함에 어려움이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 핫 척 프로브(Hot chuck probe) 방법, 탭(TAB ; Tape Automated Bonding)방법, 플립 칩 검사소켓 어댑터(Flip chip test socket adaptor)를 사용하는 방법, 웨이퍼 레벨 검사방법 및 검사 하우징(Test housing)에 의한 제조방법, 리드프레임과 범프가 형성된 인쇄회로기관(PGB ; Printed Circuit Board)을 이용한 제조방법 등 다양한 방법이 개발되고 있다. 이들 방법들은 나름대로의 장점이 있으나 KGD의 대량생산을 위한 단가의 절감 측면에서 문제점을 갖고 있다.

제1도는 종래 기술에 의한 KGD 검사용 리드프레임이 연배열된 인쇄회로기판의 평면도이다.

제1도를 참조하면, KGD 검사용 리드프레임이 연배열된 인쇄회로기판(200)은 반도체 칩(도시되지 않음)의 상면에 형성되어 있는 본딩패드(도시되지 않음)와 본딩패드들에 대응되어 전기적 연결되는 리드를(20)이 형성되어 있으며, 리드들(20)을 지지하기 위해 리드들(20)의 상면부에 폴리이미드 테이프(10 ; Polyimide tape)가 부착되어 있는 KGD 검사용 리드프레임(100 ; 이하 리드프레임이라 한다)이 연배열로 배치되어 있는 구조로 되어 있으며, 각 리드프레임(100)이 KGD를 검사시에 정렬·고정되기 위한 색인공들(50)이 복수개 형성되어 있고, 인쇄회로기판(200) 위에는 회로패턴(도시되지 않음)이 형성되어 리드프레임과 전기적 연결되어 있다.

또한, 위와 같은 구조를 이용하여 KGD를 제조하는 방법-리드프레임과 범프가 형성된 인쇄회로기판을 이용한 방법-은 웨이퍼에서 분리된 다수개의 반도체 칩을 칩 홀더 소켓에 장착된 리드프레임에 실장한 후, 칩 홀더 소켓을 다시 범프가 형성된 인쇄회로기판에 장착하여 일괄적으로 전기적 및 번인 검사를 실시하여 모든 검사를 마친 무결함의 베어 칩인 KGD 및 이를 대량으로 제조할 수 있는 KGD 제조방법이지만, 핵심 원소재중의 하나인 리드프레임을 한번 사용한 후 재사용이 어렵기 때문에 제작 원가상승의 요인이 된다. 왜냐하면 리드에 1차 와이어 본딩 후 리드의 변형 및 와이어 본딩영역이 그만큼 좁아져 재사용시 불량 유발 확률이 높아진다. 또한 리드프레임의 한 면에만 은 등을 도금하여 와이어 본딩이 가능하도록 되어 있어서, 한면(예를 들어 앞면)을 사용 후 다른 한면(예를 들어 뒷면)은 재사용할 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 리드프레임의 각 리드를 적어도 두 개 이상의 선단으로 분리하여 재 사용할 수 있도록 하여 원가절감 및 자원재활용을 할 수 있는 리드가 분리된 KGD 검사용 리드프레임을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 리드프레임의 특징은 테이프에 의해 지지되고 전기적으로 분리된(isolated)리드들을 가지면서 각 리드를 적어도 두 개 이상의 선단으로 분리하여서 첫 번째 작업 시와 그 이후 재사용시 중복 사용치 않고, 사용치 않은 리드의 선단을 이용하는 경우와; 리드프레임의 하면을 와이어 본딩이 가능하도록 상면과 동일한 방법으로 동일한 위치에 은 등을 도금하여, 상면을 수차례 작업 후 하면을 이용하여 또한 수차례의 재사용이 가능하다. 후자의 경우 리드프레임 설계시 리드프레임의 하면을 사용 할 때도 상면과 동일한 조건으로 와이어 본딩 및 검사를 할 수 있도록 설계할여야 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

제2도는 본 발명에 의한 KGD 검사용 리드프레임이 연배열된 인쇄회로기판이 평면도이다.

제3a도 및 제3b도는 본 발명에 의한 리드프레임을 이용하여 KGD를 검사하는 상태를 나타내는 평면 예시도이다.

제2도 내지 제3b를 참조하면, 본 발명에 의한 KGD 검사용 리드프레임이 연배열된 인쇄회로기판(210)은 각 리드(60)를 적어도 두 개 이상의 선단 - 예를 들어 두 개의 선단(62, 64) - 으로 분리하고, 분리된 선단들(62, 64)의 상하면에 은 도금막(도시되지 않음)이 형성되어 양면 본딩이 가능한 리드프레임(110)이 연배열로 배치된 것과, 또한 리드(60)들 또는 분리된 선단들(62, 64)간의 전기적 접촉 및 리드(20, 60)들의 위치 변형을 방지하기 위한 타이 바(40)가 소정의 위치에 형성되어 있는 이외에는 제 1도에서 나타내는 종래의 기술에 의한 인쇄회로기판(200)과 동일한 구조를 가지고 있다.

제3a도 및 제3b도는 제 2도의 분리된 선단들(62, 64)이 그에 대응하는 반도체 칩(70)상에 형성된 동일 본딩패드(72)에 각각 와이어(80)을 통해 전기적 연결되는 것을 예시한 것이다.

또한, 본 발명에 사용되는 리드프레임의 상/하면을 사용할 수 있도록 리드프레임의 하면을 그 상면과 동일하게 은 (Ag) 등으로 도금하여, 본 발명에 의한 리드가 분리된 구조의 리드프레임의 상면을 수차례 재 사용한 후, 재차 그 리드프레임의 하면을 동일한 방법으로 재사용하면 된다.

이와 같은 구조를 갖는 인쇄회로기판을 효과적으로 재 사용하고자 할 때에는, 리드프레임을 1회 사용 후마다 리드에 남아 있는 와이어를 제거하여야 하는데, 그 방법으로는 종래 기술의 제조 공정인 반도체 칩의 본딩 금속선 제거에 이용되는 절단 수단을 이용하면 된다. 즉 끌 형상으로 끝단부가 날카로운 텅스텐 카바이드 절단기에 다이아몬드를 코팅한 절단 기구를 이용하거나 또는 고속으로 회전하는 부위에 다이아몬드를 부착한 장비를 이용하여 순간적으로 리드에 남아있는 본딩 와이어를 제거함으로써 1회 사용된 리드프레임을 재 사용할 수 있게 된다.

이와 같은 구조를 갖는 인쇄회로기판에 있어서, 그 기판의 연배열된 리드프레임의 각 리드의 분리된 선단의 개수(個數)는 적어도 두 개 이상으로 분리가 가능하며, 복수개로 분리된 리드의 선단들의 와이어 본딩 순서 또한 다양하게 변형 실시할 수 있다.

또한, 각 리드의 분리되지 않은 부분의 폭과 분리된 선단들의 폭은 서로 상이하게 형성할 수 있지만, 그 리드들의 분리된 선단의 폭이 그렇지 않은 리드의 폭보다 적어도 작지 않은 것이 바람직하며, 각각의 분리된 리드 및 선단들의 간격도 서로의 전기적 접촉 등을 피할 수 있도록 충분히 이격되는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의한 구조에 따르면, 재사용이 가능한 KGD 검사용 리드프레임을 활용함으로써, 무결점인 동시에 저가(低價)·대량생산을 목적으로 하는 KGD의 생산목적에 부합할 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (5)

1. 리드들을 포함하는 노운 굳 다이(KGD) 검사용 리드프레임에 있어서, 상기 각 리드의 끝단은 일정한 폭을 갖는 적어도 두 개 이상의 선단으로 분리되어 형성되며, 또한 상기 분리된 각 선단의 상하면에 각각 도금막이 형성된 것을 특징으로 하는 노운 굳 다이 검사용 리드프레임.
2. 제 1항에 있어서, 상기 일정한 폭은 적어도 노운 굳 다이에 연결되는 와이어가 본딩 될 수 있는 정도의 폭인 것을 특징으로 하는 노운 굳 다이 검사용 리드프레임.
3. 제 1항에 있어서, 상기 도금막은 은(Ag) 도금막인 것을 특징으로 하는 노운 굳 다이 검사용 리드프레임.
4. 제 1항에 있어서, 상기 분리된 각 선단들은 적어도 그 분리된 각 선단들간에 전기적으로 접촉되지 않도록 각각 이격된 것을 특징으로 하는 노운 굳 다이 검사용 리드프레임.
5. 제 1항에 있어서, 상기 리드들 및 상기 분리된 각 리드의 선단들 사이의 이격된 거리를 지지하기 위하여 타이바(Tie-bar)가 소정의 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 노운 굳 다이 검사용 리드프레임.