KR100198685B1 - 반도체 장치 제조방법 및 그 몰드 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

탄성물질(19)은 캐비티 플레이트(17)의 외부 면을 덮지만 캐비티 플레이트(17)의 클램핑 면(23)을 덮지 않으며 캐비티 플레이트의 내부면은 리드 프레임(10)내의 댐 바 사용을 제거하기 위해 사용된다. 본 발명에 따른 실시예에서 탄성물질(19, 21)은 캐비티 플레이트(17)의 클램핑 면에 대해 보충 시일과 캡슐된 리드 프레임의 리드(16)간의 공간에 제1시일을 제공한다. 본 발명은 사용하는 방법에 있어, 탄성물질(19)은 몰드 베이스(27)의 캐비티 플레이트(17) 사이에 위치한다. 캡슐될 반도체 리드 프레임(10)은 캐비티 플레이트(17)에 의해 제공된 캐비티에 위치한다. 상기 몰드는 상기 캐비티 플레이트(17)의 클램핑 면(23)이 직접 리드(16)상에 클램프되도록 클로우즈된다. 상기 탄성물질(19, 21)은 몰드플레이트(27) 또는 리드 프레임(10)의 어떤 디멘죤 변형에 대해 보상하도록 압력하에서 변형되며 상기 리드(16)간의 공간을 완전히 시일한다.

Description

반도체 장치 제조 방법 및 그 몰드 어셈블리
제1도는 본 발명에 따른 장치 제조 공정에 사용하기 위해 부착 반도체 장치를 갖는 금속 리드 프레임을 설명하는 도면.
제2도 내지 제4도는 본 발명에 따른 몰드 장치의 간단한 단면도.
제5도는 제2도 내지 제4도에 도시된 단면을 직각으로 자른 단면도.
제6도는 본 발명의 방법을 사용하기에 적합한 제1실시예 몰딩 장치의 단면도.
제7도는 본 발명의 방법을 사용하기 위해 채택된 몰딩 방법의 제2실시예의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 리드 프레임 12 : 레일
19 : 시일 27 : 베이스
본 발명은 반도체 장치를 제조하는 방법 및 장치, 특히, 고 리드 카운트 반도체 장치 플라스틱 캡슐용 방법 및 장치에 관한 것이다.
반도체 장치는 다이 형태로 생산되며 상기 다이는 리드 프레임에 부착되고 보호 플라스틱 몸체는 다이에 관하여 몰드된다. 이중 인라인 패키지(DIP), 플리스틱 쿼드 플랫 패킷(PQEP)등으로서 공지된 형태의 반도체 장치 제조의 경우에, 상기 반도체 다이는 금속 리드 프레임의 다이 본드 영역에 부착되고 상기 리드 프레임의 리드핑거는 미세한 와이어, 테이프 등에 의해 다이상의 본딩 패드에 부착된다.
부착된 많은 반도체 다이를 가지는 리드 프레임은 몰드 어셈블리에 위치하며 플라스틱 캡슐 물질은 높은 압력하에서 그리고 다이, 다이본드 영역, 상기 리드 핑거의 내부 단부, 상호 접속 와이어 또는 테이프에 대하여 플라스틱 몸체를 형성하기 위해 상승된 온도에서 몰드 어셈블리로 힘을 가하게 된다. 상기 캡슐 물질이 높은 압력하에서 몰드에 기입하기 때문에, 상기 몰드는 플래시형성시 물질의 원하지 않은 누출을 피하기 위해 주의깊게 봉인되며, 상기는 제거되어야만 하는 패키지 몸체 외측의 리드 프레임에 부착된 캡슐 물질의 얇은 압출 성형이다.
보통은, 그들 사이에서 다수의 캐비티를 형성하는 상부 몰드 반과 하부 몰드 반이 사용된다. 반도체 장치는 가장 하부 몰드 반 몰드 플레이트 상에 위치하며, 상기 상부 몰드 반 몰드 플레이트는 리드 프레임 상에 근접하여 있고 캡슐 물질은 반도체 장치를 캡슐시키기 위해 캐비티에 주입된다. 상기 몰드 플레이트는 매우 타이트한 공차로 기계화된다. 그러므로, 상기는 같은 타이트한 공차로 반도체 장치를 유지하기가 더욱 어렵게 된다. 상기 몰드 플레이트는 툴 스틸과 같은 단단한 물질을 함유한다. 상기 반도체 리드 프레임은 패캐지 디멘죤이 몰드 캐비티 플레이트의 디멘죤에 의해 전체적으로 결정되는 목적으로 몰드 플레이트 사이에서 클램프된다. 단단한 캐비티 플레이트는 리드 사이의 공간에서 캐비티의 캡슐로부터의 누출을 방지하기 위해 댐바 사용을 요구한다. 그러므로, 댐바가 사용될 때 조차도, 상기는 머신 표면의 작은 공간을 통해 몰드 플래시 누출을 방지하는 레벨에서 머신 공차를 유지하는 어려움이 존재한다. 복소 집적 회로의 리드 프레임은 많이 근접하여 위치한 금속 핑거를 구비한다. 몰드를 봉인하고 리드 핑거 사이의 플라스틱 캡슐 물질 누출을 방지하기 위해, 공통적 실행은 미합중국 특허출원 제3,444,441호에 기술된 바와 같은 리드 사이에서 연장되는 댐바를 제공하게 된다. 캡슐 다음에, 상기 댐 바는 장치 테스팅 전의 인접 리드 핑거 사이에서 제거된다. 리드 넘버가 증가하고 리드 사이의 공간에서 감소하는 것처럼, 리드 핑거의 손상 또는 벤딩 없이 댐 바를 제거하는 것이 더욱 어렵게 된다. 상기 댐 바 제거는 더욱 비싸진다. 각각 다른 패키지 몸체와 같은 패키지 몸체용 다른 리드 피치는 상이한 댐바 제거 툴링을 요구한다. 상기 댐 바 제거 툴은 지연이 발생하여 쉽게 손상되고 제조 가격이 증가된다.
다른 공정에서, 상기가 더욱 비쌀지라도, 몰드 엣지는 리드 핑거 사이에서 연장된 몰드 투영을 제거하기 위해 성 모양으로 구축된다. 다시, 리드 핑거의 넘버가 증가하고 그들 사이의 공간이 감소하는 것처럼, 상기는 상당히 어렵게 되며 케스텔레이션(castellation)을 형성하여 유지하기가 어렵게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 캐비티 플레이트의 캡슐된 반도체 리드 프레임 둘 다의 차원 변화에 보상하기 위해 탄성 물질을 사용하는 몰드 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 리드 사이의 공간을 봉인하기 위해 탄성물질을 사용하는 것이며 종래의 댐 바를 대체한다.
본 발명의 또 다른 목적은 단단한 캐비트 플레이트의 디멘죤에 의해 결정된 캐비티 디멘죤을 유지하는 탄성 시일을 사용하는 몰드 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 장치를 캡슐하기 위한 방법을 제공하기 위함이며 한 장의 탄성물질은 클램프된 캐비트 플레이트와 리드 사이의 제1시일에 보충 시일 둘 다로서 사용되며 여기서 캐비트 플레이트는 연장되지 않는다.
본 발명의 다른 목적과 장점은 캐비트 플레이트의 외부면을 덮는 탄성 물질 사용에 의해 성취되며 캐비트 플레이트의 어떤 클램핑 면 또는 캐비트 플레이트의 내부면을 덮지는 않는다. 본 발명에 따른 실시예에서 상기 탄성물질을 캐비트 플레이트의 클램핑 면에 대해 보충 시일과 캡슐 리드 프레임의 리드 사이에 위치한 제1시일을 제공한다.
본 발명을 사용하는 방법으로서, 상기 탄성 물질은 몰드 베이스와 캐비트 플레이트 사이에 위치한다. 캡슐되는 반도체 리드 프레임은 캐비트 플레이트에 의해 몰드 면상에 제공된 캐비트에 관계한 몰드 면에 위치한다. 이 몰드는 캐비트 플레이트의 클램핑 면이 직접 리드 상에 제공하도록 클로우즈된다. 상기 몰드 플레이트가 클로우즈된 후, 탄성 물질은 압력이 일정하게 되며, 몰드 플레이트 또는 리드 프레임의 어떤 차원 변형용으로 보상하기위해 변형되며 리드간의 공간을 완전히 봉인한다.
제1도는 본 발명에 따른 반도체 장치의 제조시 사용하기 위한 금속 리드 프레임(10)을 설명하는 도안이다. 리드 프레임(10)은 다수의 리드(16) 그룹(14)과 다이 부착 영역(18)을 유지하는 측면 레일(12)을 구비한다. 상기 리드는 다이 부착 부분(18)에 근접한 내부단과 크로스 부재(20)에 연결된 외부단을 가진다. 다이 부착 영역(18)은 타이 바(22)에 의해 측면 레일(12)에 조인된다. 리드 프레임(10)은 종래의 리드 프레임과 유사하며 종래의 리드 프레임이 하나 이상의 약간의 리드. 다른 크기, 다른 형태등을 포함하는 여러 형태 및 구성을 가진다. 본 발명에 따라 사용된 리드 프레임(10)간의 상당한 차와 이들은 정상적으로 존재하는 댐 바가 부족하게 된다. 댐 바는 크로스 부재(20)에 병렬로 된 상호 접속 리드(16)를 가지며 크로스 부재(20)와 다이 장착부(98)간에 위치한다.
또한, 제1도는 다이 부착 영역(18)중 하나에 대해 반도체 장치 다이(24)의 부착을 설명한다. 다이(24)는 솔더, 전도성 에폭시 등에 의한 다이 부착 영역(18)에 본드된다. 반도체 다이(24)는 미세한 와이어(26), TAB 테이프 등에 의해 리드(16) 각각에 전기적으로 접속된다. 이 도면에서는 설명되지 않았지만, 하나의 다이는 리드(14)의 각 그룹에 대해 각각의 다이 부착 영역(18)에 부착된다. 반도체 장치 제조의 완성으로, 리드(16)의 각각의 그룹(14)은 완성된 반도체 장치용으로 사용된다.
제2도는 리드 프레임 캡슐 전의 개방 몰딩 장치의 간략화된 단면도를 설명한다. 제1캐비티 플레이트(17)와 제2캐비티 플레이트(13)는 함께 클로우즈될 때 반도체 다이(24)에 대하여 캐비티를 한정하도록 형성된다. 리드 프레임(10)의 다이 장착부(18)에 장착된 반도체 다이(24)는 캐비티 내측에 위치한다. 캐비티 플레이트(17, 13)부는 클램핑면(23)을 형성하기 위해 캐비티 테이퍼 엣지 가까이 있다. 캐비티 플레이트(17, 13)는 클램핑 면(23)이 처리될 때 리드 프레임(10)의 리드(16)(도시하지 않음)에 대해 제1시일을 형성하도록 정확히 머신된 툴 스틸과 같은 단단한 물질의 형성이다.
제1탄성 시일(19)은 캐비티에 근접하여 위치한다. 탄성 시일(19)이 클램핑 면(23) 또는 캐비티 플레이트(17)의 내부면을 덮지 않는다는 것은 상당히 중요하다. 캐비티 플레이트(17)는 제6도에 상세히 도시된 바와 같이, 제1실시예에서 탄성물질(19)에 의해 완전히 둘러싸인다. 탄성물질(19)은 제7도를 참고로 하여 자세히 기술된 제2실시예에서 분리적으로 압력을 가하도록 몰드 인서트로서 형성된다. 후에 더욱 상세히 표시되는 바와 같이, 탄성물질(19)은 클램핑 면(23)에 근접한다는 것은 중요하다.
제3(a)도는 몰드를 클로우즈한 제2도의 단면도를 설명한다. 리드 프레임(10)의 리드(16)(도시하지 않음)는 제1몰드 플레이트(17)와 제2몰드 플레이트(13)의 클램핑 면(23)간에 집합적으로 클램프된다. 따라서 클램프 면은 캡슐 누출에 대하여 제1시일을 제공하며, 상기는 캐비트로 주입된다. 제1의 탄성 시일(19)은 리드 프레임(10)의 상부면과 접촉하며 제2탄성 시일(21)은 리드 프레임(10)의 하부면과 접촉한다.
제3(b)도는 탄성 시일(19, 21)에 압력이 가해진 후 제3(a)도에 도시된 단면도를 설명한다. 탄성 시일(19, 21)은 몰드가 클로우즈 된 후 압력이 가해진다. 고압에서, 탄성 시일(19, 21)은 각각의 캐비티 플레이트(17, 13)의 외부면의 형태에 따른다. 탄성 시일(19, 21)은 클램핑 면(23)에 대해 리딩되는 테이퍼된 영역으로 채워지며 클램핑 면(23)에 대하여 알맞게 리셋되며 그것에 의해 리드(16)의 상부 및 하부 상에서 캡슐 누출에 따라 보충 시일을 제공한다.
제4도는 시일(19, 21)이 리드(16)가 없는 단면을 통해 압력이 가해진 후 클로우즈 된 몰딩 장치의 또 다른 단면도를 설명한다. 리드(16)의 부재시는 클램핑 면(23) 사이에 공간이 남아있게 된다. 고압에서, 탄성 시일(19, 21)은 변형되어 함께 눌러지며 리드 사이에 남아 있는 공간을 봉인한다.
제5도에 도시된 바와 같이, 탄성 시일(19, 21)은 리드간의 공간을 채우는데 순응하며 반면 캐비티(17, 13)는 리드(16) 상부 위의 캡슐 노츨에 대해 직접 봉인되도록 리드(16)에 대해 클램프된다. 상기 탄성 시일(19, 21)이 캐비티 플레이트(17, 13)의 클램핑면 위에 연장되지 않는 만큼 가스켓으로서 동작하지 않는다는 것은 중요한 일이다. 탄성 물질(19, 21)이 가스켓으로서 구성되지 않는 경우에, 그들이 변형되는 것처럼 캐비티 리빙 마크와 캡슐 패케이지의 면상의 변형이 제어 가능하게 기입될 수 없다. 더구나, 가스켓은 상당히 빠르게 낡아지며 괄목할만한 리드(16)의 상부 및 하부상의 임계 면 둘레에 상당히 불량한 봉인을 제공한다.
탄성 시일(19, 21)을 만들기 위한 적절한 물질은 실리콘 루버 또는 실리콘 탄성물질이다. 몰드 장치의 실제 동작 온도와 캡슐의 화학적 압축에 의존하여, 다른 탄성물질은 유사한 기능을 수행하여 이용가능하게 된다.
제6도는 본 발명의 방법을 사용하기 위해 채택된 실제 몰드 장치를 설명한다. 캐비티 플레이트(17, 13)는 주몸체 캐비티와 둘레 링 캐비티를 가지는 PQEP를 발생하도록 구성되어진다. 이 실시예에서, 상부 캐비티 플레이트(17)는 탄성 시일(19)에 의해 완전히 둘러싸여진다. 탄성 시일(19)은 모든 패케이지 엣지와 몰드된 캐리어 링의 엣지에 인접하도록 연장된다. 캐비티 플레이트(13)는 탄성 베드(36)에 남아 있는다. 탄성 베드(36)는 몰드 베이스(33)에 부착된다. 유사하게, 캐비티 플레이트(17)는 상부 몰드 베이스(27)에 부착된 탄성 베드(34)에 남아 있는다. 실제 문제로서, 탄성 베드(34)와 탄성 시일(19)은 탄성물질의 연속적인 조각으로서 형성된다. 유사하게, 탄성 베드(36)와 탄성 시일(21)은 물질의 연속조각으로 형성된다.
이젝터 핀(31)은 몰드 장치 밖의 캡슐 장치에 힘을 가하기 위해 공통적으로 사용된다. 탄성 베드(34, 36)뿐 아니라 탄성 시일(19, 21)의 사용은 상기 이젝터 핀 처리를 완성한다. 탄성물질은 다른 기계적 부분의 정확한 공차에 대해 형성되지 않으며 탄성 베드(34, 36)의 두께는 상당히 고려할만한 것이다. 더구나, 탄성물질 및 다른 물질 성분의 열팽창은 일반적으로 사용한 고체 스틸보다는 탄성 물질에서 더욱 고려되어진다. 따라서 이젝터 핀(13)이 캐비티 플레이트(17, 13)에 의해 형성된 캐비티에 따라서 정확히 위치되는 것은 중요한 일이며, 이젝터 핀(31)은 캐비티 플레이트(17)의 내부면에 정렬되어야만 한다.
이는 스큐우(32)에 의해 기준플레이트(28)로 캐비티 플레이트(17)를 부착시키므로서 성취된다. 다수의 그러한 부착은 캐비티 플레이트(17)에 따라 기준 플레이트(28)의 수직 방향 동작을 보증하도록 필요한만큼 구성된다. 슬리브(29)는 캐비티 플레이트(17)내의 몰드 베이스 (27)와 탄성 베드(34)를 통해 기준 플레이트(28)로부터 연장된다. 이젝터 핀(31)은 캐비티 플레이트(17, 13)에 의해 형성된 캐비티 내의 슬리브(29)를 지나 통과한다. 따라서 기준 플레이트(28)의 수직 공간은 슬리브(29)에 의해 캐비티 플레이트(17)에 따라 주의깊게 제어되며, 캐비티 내의 이젝터 핀(31)의 연장 또는 제6도에 도시된 수단에서 기준 플레이트(28)와 지지스큐우(32)의 사용은 탄성 베드(34, 36)와 탄성 시일(19, 21)에 대해 탄성물질 사용을 편리하게 한다.
제7도에 도시된 제2실시예에서, 탄성 시일(19, 21)은 캐비티 플레이트(17, 13)가 클로우즈된 후 분리적으로 압력을 가해지게 된다. 독립적으로 제어된 수력 실린더(도시하지 않음)는 부재(37, 38)를 통해 시일(19, 21)에 압력을 가하기 위해 사용된다. 로드(37,)와 피스톤(38)로서 표시된 바와 같이, 다른 방법으로 압력을 가하는 시일(19, 21)은 기술의 숙련으로서 나타난다. 제6도의 소자와 대응한 제7도에 도시된 실시예는 제6도에 사용된 바와 같이 같은 부재와 식별된다.
몰드 장치가 캡슐되는 리드 프레임에서 댐 바 용의 필요성을 제거하여 제공되는 것이 나타나 있다. 댐 바의 제거는 조립 공정을 상당히 간단하게 하며 부분에 대한 손상과 가격을 감소시킨다. 탄성 시일은 리드 프레임에 클램프되는 종래의 캐비티 플레이트에 대한 보충 시일과 댐 바가 과거에 사용되어온 리드 사이의 공간에서 제1시일로서 둘 다 제공된다. 상기 탄성 시일은 캐비티 노출로부터 캡슐을 방지하며, 캡슐장치로부터 연장되는 리드의 상부 및 사이의 플래시를 상당히 감소시킨다.

Claims (2)

  1. 반도체 리드 프레임(10)의 적어도 한 부분을 캡슐하기 위한 몰드 어셈블리로서, 상기 리드 프레임(10)은 그로부터 연장되는 다수의 리드(16)와 상기 리드 사이의 다수의 개방 공간을 가지며, 상기 몰드 어셈블리는, 제1몰드 베이스(27)와 제2몰드 베이스(33), 상기 제1몰드 베이스에 부착된 제1캐비티 플레이트(17)와, 제2몰드 베이스에 부착된 제2캐비티 플레이트(13)를 구비하며, 각각의 캐비티 플레이트는 또한 내부 및 외부면을 가지며, 캐비티 플레이트의 엣지는 클램핑 면(23)을 형성하기 위해 테이프되며, 상기 반도체 리드 프레임(10)은 제1 및 제2캐비티 플레이트(17, 13)의 내부면에 의해 형성된 캐비티에 고정되며 상기 리드(16)는 리드(16) 둘레에 캐비티 디멘죤이 캐비티 플레이트(17, 13)의 내부면에 의해 한정되도록 클램프면 사이에서 클램프되며, 상기 제1몰드베이스(27)에 부착된 제1탄성 시일(34, 19)과, 제2몰드 베이스에 부착된 제2탄성 시일(36, 21)을 구비하며, 상기 제1 및 제2탄성 시일(19, 21)은 상기 캐비티 플레이트(13, 17)의 외부면에 순응하게 압력이 가해지며 다수의 리드(16) 둘레의 클램핑 면에 대해 보충 시일을 제공하며 상기 리드(16) 사이의 다수의 개방 공간에서 제1의 시일을 제공하는 적어도 하나의 반도체 리드 프레임 부분을 캡슐하기 위한 몰드 어셈블리.
  2. 반도체 장치를 제조하는 방법으로서, 제1 및 제2형 및 대향하여 패케이지 몸체 캐비티를 함께 한정하는 단단한 몰드 부재(13, 17)를 제공하는 단계와, 그들 사이에서 패케이지 몸체 캐비티를 형성하기 위해 몰드 부재(13, 17)를 위치시키는 단계와, 상기 단단한 몰드 부재(13, 17) 각각의 외부면에 근접한 탄성 시일(19, 21)을 제공하는 단계와, 다수의 리드(16)와 상기 리드 사이에서 다수의 개방 공간을 가지는 금속 리드 프레임(10)을 제공하는 단계와, 상기 리드 프레임(10)에 반도체 장치(24)를 부착하는 단계와 상기 캐비티 외측에 연장되는 리드(16)부분을 갖고 캐비티 내의 리드 프레임(10)에 부착된 반도체 장치(24)를 위치시키는 단계와, 대향한 단단한 몰드 부재(13, 17)간의 리드(16)를 클램핑하므로서 함께 몰드 부재(13, 17)를 클로우징하는 단계와, 상기 단단한 몰드 부재(13, 17)의 외부면을 시일링하고 반도체 장치(24)에 대하여 패케이지 몸체 캐비티의 형성을 완성하기 위해 리드간의 공간을 시일링하므로서 탄성 시일(19, 21)에 압력을 가하는 단계와, 상기 반도체 장치(24)에 대하여 패케이지 몸체를 형성하기 위해 패케이지 몸체 캐비티로 몰딩 혼합을 인젝팅하는 단계와, 상기 탄성 시일(19, 21)이 리드(16)간의 패케이지 몸체 캐비티로부터 몰딩 혼합의 흐름을 방지하며, 상기 단단한 몰드 부재(13, 17)가 상기 리드(16)둘레의 패케이지 몸체 캐비티로부터 몰딩 혼합 흐름을 방지하는 단계를 구비하는 반도체 장치 제조 방법.
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