KR100196290B1 - 봉지 댐을 갖는 탭(tab) 캐리어 및 그를 이용한 탭 패키지 - Google Patents

봉지 댐을 갖는 탭(tab) 캐리어 및 그를 이용한 탭 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 봉지 댐을 갖는 탭(TAB) 캐리어 및 그를 이용한 탭 패키지에 관한 것으로서, 종래의 탭 패키지의 봉지 공정에 있어서 봉지용 액상 수지의 제어 및 탭 캐리어 표면의 보호를 목적으로 탭 테이프 상에 형성된 보호층이 리드를 따라 물결 무늬로 형성되기 때문에, 액상 수지가 도포될 때나 도포 후 경화될 때 일정한 두께 및 분포를 유지할 수 없는 문제점을 해결하기 위한 것이다.
즉, 본 발명은 보호층 또는 액상 수지와 같은 재질로서 포팅 바늘과 같은 기구를 이용하여 보호층 상부면에 일정한 높이를 갖도록 별도의 봉지 댐을 형성함으로써, 보호층 밖으로 액상 수지가 흘러 넘치는 것을 방지하고 일정한 두께로서 고르게 봉지 영역이 분포될 수 있도록 제어해 줄 수 있기 때문에 봉지 공정의 신뢰성이 개선되는 이점이 있다.

Description

봉지 댐을 갖는 탭(TAB) 캐리어 및 그를 이용한 탭 패키지
본 발명은 봉지 댐을 갖는 탭(TAB) 캐리어 및 그를 이용한 탭 패키지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탭 패키지의 봉지 공정 중에서 액상 수지의 흘러 넘침을 방지하고 일정한 두께로서 고르게 봉지 영역이 분포될 수 있도록 제어하기 위한 봉지 댐이 형성된 탭(TAB) 캐리어 및 그를 이용한 탭 패키지에 관한 것이다.
탭(TAB; Tape Automated Bonding, 이하 'TAB'이라 한다)은 반도체 칩과 인쇄회로기판(PCB)과의 전기적 접속 방식의 하나로서, 통상적인 와이어 본딩(Wire Bonding)과 비견된다. 즉, 와이어 본딩은 리드 프레임(Lead Frame)을 매개로 하여 칩 전극 패드들과 리드 프레임의 각 리드들이 금속 와이어에 의하여 개별적으로 접속되는 방식인데 반하여, 탭(TAB)은 테이프에 리드가 미리 패터닝(Patterning)된 캐리어를 사용하여 칩 전극 패드들과 리드들을 일괄적으로 접속(Gang Bonding)할 수 있다는 장점을 가진다.
이와 같은 탭(TAB) 방식은 경박단소화를 요구하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 분야에서의 사용이 특히 두드러지며, 액정 표시 장치(LCD)가 부착되는 노트북 컴퓨터, 시계 및 계측기 등의 여러 제품에 응용되고 있다.
이하 도면을 참조하여, 일반적인 탭(TAB) 방식에 대하여 설명하겠다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 탭(TAB) 캐리어와 반도체 칩이 내부 리드 본딩된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 2-2 선 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하여 일반적인 탭 캐리어(10; TAB Carrier)에 대하여 설명하자면, 탭 캐리어(10)는 탭 테이프(11; TAB Tape) 상에 일단의 리드(12; Lead)들이 패터닝되어 있고, 탭 테이프(11)의 중앙부에는 리드(12)들과 반도체 칩(20) 간의 전기적 접속을 구현하기 위하여 제1 개구부(13a; Window)가 형성되어 있다. 제1 개구부(13a) 주위에는 네 개 또는 두 개의 제2 개구부(13b)가 형성되어 있으며, 리드(12)들이 제2 개구부(13b)를 가로질러 제1 개구부(13a) 안쪽까지 연장되어 있다. 이와 같이 제1 개구부(13a) 안쪽 영역까지 연장되어 반도체 칩(20)과 전기적 접속을 이루는 리드(12) 부분을 '내부 리드(Inner Lead)', 제2 개구부(13b) 영역에서 외부의 기판(도시되지 않음)과 접속되는 리드(12) 부분을 '외부 리드(Outer Lead)'라고 한다.
탭 캐리어(10)의 양쪽 측면에는 다수 개의 스프라켓 홀(Sprocket Hole)이 형성되어 있어서, 탭 캐리어(10)가 릴(Reel) 형태로 자동 공급될 수 있게 한다. 탭 테이프(11)는 통상적으로 폴리이미드(Polyimide)와 같은 플라스틱 수지 계열이며, 탭 테이프(11) 상에 패터닝된 리드(12)는 통상적인 리드 프레임과 같은 구리 합금 종류이다. 이상과 같이 리드(12)가 패터닝된 구조를 가지는 탭 캐리어(10)은 제1 개구부(13a)를 통하여 반도체 칩(20)과 전기적으로 접속된다. 반도체 칩(20)은 그 상면에 복수개의 칩 전극 패드(21)가 형성·배열되어 있으며, 그 칩 전극 패드(21) 상에는 범프(22)가 형성되어 있다. 제1 개구부(13a) 안쪽으로 연장·형성되어 있는 리드(12), 즉 내부 리드 하부에는 반도체 칩(20)이 위치되고, 리드(12)와 범프(21)가 정렬을 이룬 다음, 열 압착과 같은 방식으로 동시에 접속된다. 이를 내부 리드 접속(Inner Lead Bonding; ILB)이라 한다.
그리고 나서 마찬가지의 방식으로 리드(12)의 외부 리드 부분이 외부 기판(도시되지 않음)과 제2 개구부(13b)를 통하여 물리적·전기적으로 접착·접속된다. 이를 외부 리드 접속(Outer Lead Bonding; OLB)이라 한다. 도 1은 내부 리드 접속이 완료되고 외부 리드 접속이 이루어지기 전의 형상이다.
그런데 내부 리드 접속과 외부 리드 접속 공정 사이에, 반도체 칩(20)과 탭 캐리어(10)와의 전기적 접속 부분을 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 봉지(Encapsulation) 공정이 진행되는데, 탭 패키지에서는 통상적인 플라스틱 패키지와 달리 액상의 봉지 수지를 도포(Potting)함으로써 봉지가 이루어진다. 이와 같은 봉지 공정은 반도체 소자의 수명을 결정하는 신뢰도와 밀접한 관계를 가지고 있기 때문에 그 중요성이 더욱 더 커지고 있다. 그러므로 탭 패키지의 봉지 공정에 있어서 도포된 액상 수지의 두께 및 분포의 균일성이 요구되며, 수지 내부에 기공(Void)이나 흘러 내림 등의 불량이 방지되어야 한다. 도 1에서 도면 부호 30번이 내부 리드 접속 공정 이후에 봉지되는 영역을 나타내고 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 종래의 탭 캐리어의 내부 리드 부분의 구조 및 봉지 공정의 관계에 대하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 종래 기술의 실시예에 따른 탭(TAB) 캐리어의 내부 리드 부분을 상세하게 나타내는 부분 평면도이다.
도 4는 도 3의 4-4 선 단면도이다.
도 3과 도 4를 참조하자면, 리드(12)는 전술한 바와 같이 탭 테이프(11) 상에 패터닝된다. 도면에 도시된 부분은 내부 리드 부분으로서, 반도체 칩(도 1의 20)과 접속되며 이후에 봉지되는 부분이다. 그런데 이 내부 리드 부분의 구조를 보다 상세하게 살펴보면, 탭 테이프(11) 상에 얇은 구리층(12a; Copper Foil)이 접착층(14)에 의하여 접합되며, 그 반대쪽인 구리층(12a)의 상부에는 보호층(15)이 형성된다. 그리고 제1 개구부(13a) 영역에 있는 구리층(12a)의 상·하부면에는 도금층(12b)이 형성된다.
구리층(12a)은 전기 신호의 전달 경로이며, 도금층(12b)은 칩 전극 패드(도 2의 21)에 형성된 금속 범프(도 2의 22)와의 접속이 용이하게 이루어질 수 있도록 형성된 것이다. 도금층(12b)을 이루는 재질로는 금(Au), 주석(Sn), 주석/납(Sn/Pb)의 합금 등이 가능하다. 이와 같이 도금층(12b)이 형성된 구리층(12a)을 앞에서 '리드(12)'라고 불러 왔으며, 이후에도 편의상 그렇게 호칭하기로 한다. 그리고 보호층(15)은 봉지 공정시 액상 수지가 봉지 영역을 벗어나지 않도록 하는 역할과, 탭 테이프 및 리드 표면의 보호 역할을 담당한다. 이와 같은 보호층(15)은 일종의 솔더 레지스트(Solder Resist)와 같은 것으로서, 열경화된 에폭시나 자외선 경화된 아크릴이 그 전형적인 예이다.
그런데 봉지 수지의 제어를 목적으로 형성된 보호층(15)이 도 3에 도시된 바와 같이 모세관 현상에 의하여 리드(12)를 따라 물결 무늬처럼 형성되기 때문에, 액상 수지를 도포할 때 곧바르게 도포하기가 곤란하고, 또한 도포된 액상 수지를 경화할 때 봉지 수지의 두께를 일정하게 유지하기가 어려운 문제점이 있다. 전술했다시피 액상 수지의 두께 및 분포의 균일성이 봉지 공정에서의 중요한 요소 중의 하나인데, 이와 같이 보호층의 불균일 때문에 봉지 공정의 신뢰성에 문제가 발생하는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은, 탭 패키지의 봉지 공정 중에서 액상 수지의 흘러 넘침을 방지하고, 일정한 두께로서 고르게 봉지 영역이 분포되도록 제어해 줄 수 있는 탭 캐리어와 그를 이용한 탭 패키지를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술의 실시예에 따른 탭(TAB) 캐리어와 반도체 칩이 내부 리드 본딩된 상태를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 2-2 선 단면도.
도 3은 종래 기술의 실시예에 따른 탭(TAB) 캐리어의 내부 리드 부분을 상세하게 나타내는 부분 평면도.
도 4는 도 3의 4-4 선 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탭(TAB) 캐리어의 내부 리드 부분을 상세하게 나타내는 부분 평면도.
도 6은 도 5의 6-6 선 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10, 40 : 탭 캐리어(TAB Carrier) 11 : 탭 테이프(TAB Tape)
12 : 리드(Lead) 12a : 구리층
12b : 도금층 13a, 13b : 개구부(Window)
14 : 접착층 15 : 보호층
16 : 봉지 댐 20 : 반도체 칩
21 : 칩 전극 패드 22 : 범프(Bump)
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 개구부가 중앙부에 형성된 탭 테이프와; 상기 탭 테이프 상에 접착되며 상기 개구부 내부까지 연장되어 형성된 복수개의 리드와; 상기 탭 테이프와 리드 상부의 일부에 형성된 보호층;을 포함하는 탭 캐리어에 있어서, 상기 보호층의 상부면 일부에 봉지 댐이 형성되는 것을 특징으로 하는 탭(TAB) 캐리어를 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수개의 칩 전극 패드를 가지는 반도체 칩; 상기 반도체 칩이 위치되기 위한 개구부가 중앙부에 형성된 탭 테이프와, 상기 탭 테이프 상에 접착되며 상기 개구부 내부까지 연장되어 형성된 복수개의 리드와, 상기 탭 테이프와 리드 상부의 일부에 형성된 보호층을 포함하는 탭 캐리어; 상기 칩 전극 패드와 상기 리드 간의 전기적 접속 수단인 금속 범프; 상기 반도체 칩 및 상기 칩 전극 패드와 상기 리드 간의 전기적 접속 부분을 외부로부터 보호하기 위하여 상기 보호층의 안쪽에 형성되는 봉지 영역;을 포함하는 탭(TAB) 패키지에 있어서, 상기 보호층의 상부면 일부에 봉지 댐이 형성되는 것을 특징으로 하는 탭(TAB) 패키지를 제공한다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탭(TAB) 캐리어의 내부 리드 부분을 상세하게 나타내는 부분 평면도이다.
도 6은 도 5의 6-6 선 단면도이다.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 탭 캐리어(40)의 구조는 전술한 종래의 탭 캐리어(도 3 및 도 4의 10)의 구조와 대부분이 동일하나, 액상 수지를 제어하고 봉지 영역을 결정지으며 탭 테이프(11) 및 리드(12) 표면의 보호 역할을 하는 보호층(15)의 구조가 상이하다. 즉, 종래의 보호층(15)은 전술했다시피 그 내부 경계가 리드(12)를 따라 물결 무늬처럼 형성되기 때문에 액상 수지의 제어라든지 봉지 영역의 결정이라는 소정의 역할을 제대로 수행하지 못하기 때문에, 본 발명에서는 보호층(15)의 상부면에 별도의 봉지 댐(16; Encapsulation Dam)을 형성하는 것이다.
봉지 댐(16)은 보호층(15)과 같은 재질이거나 액상 수지와 같은 재질로 형성될 수 있다. 그 형성 방법은 포팅 바늘과 같은 기구를 이용하여 보호층(15) 상부면에 일정한 높이를 갖도록 형성한다. 따라서 봉지 댐(16)은 보호층(15) 밖으로 액상 수지가 흘러 넘치는 것을 막고, 봉지 공정의 용이성 및 안정성을 부여해 준다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 구조에 따르면, 탭 패키지의 봉지 공정시에 액상 수지의 흘러 넘침을 방지하고, 일정한 두께로서 고르게 봉지 영역이 분포될 수 있도록 제어해 줄 수 있기 때문에, 봉지 공정의 신뢰성이 개선되는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 개구부가 중앙부에 형성된 탭 테이프와;
    상기 탭 테이프 상에 접착되며 상기 개구부 내부까지 연장되어 형성된 복수개의 리드와;
    상기 탭 테이프와 리드 상부의 일부에 형성된 보호층;
    을 포함하는 탭 캐리어에 있어서,
    상기 보호층의 상부면 일부에 봉지 댐이 형성되는 것을 특징으로 하는 탭(TAB) 캐리어.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 봉지 댐은 에폭시 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탭(TAB) 캐리어.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 리드는 얇은 구리층으로 이루어지며 상기 개구부 내부에 형성된 리드에는 도금층이 포함되는 것을 특징으로 하는 탭(TAB) 캐리어.
  4. 복수개의 칩 전극 패드를 가지는 반도체 칩;
    상기 반도체 칩이 위치되기 위한 개구부가 중앙부에 형성된 탭 테이프와, 상기 탭 테이프 상에 접착되며 상기 개구부 내부까지 연장되어 형성된 복수개의 리드와, 상기 탭 테이프와 리드 상부의 일부에 형성된 보호층을 포함하는 탭 캐리어;
    상기 칩 전극 패드와 상기 리드 간의 전기적 접속 수단인 금속 범프;
    상기 반도체 칩 및 상기 칩 전극 패드와 상기 리드 간의 전기적 접속 부분을 외부로부터 보호하기 위하여 상기 보호층의 안쪽에 형성되는 봉지 영역;
    을 포함하는 탭(TAB) 패키지에 있어서,
    상기 보호층의 상부면 일부에 봉지 댐이 형성되는 것을 특징으로 하는 탭(TAB) 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 봉지 댐은 에폭시 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 탭(TAB) 패키지.
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