KR100206880B1 - 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몸체의 상하면에 다수 개의 리드와 히트싱크가 노출되도록 매설하여 외부의 충격으로부터 리드를 보호하고, 인쇄회로기판에 실장이 용이하고 또한 열방출 효과를 높일 수 있도록 된 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지에 관한 것으로, 그 구성은 소정두께로 그의 평면이 소정형상을 가진 몸체(11)의 상하면에서 노출되도록 다수 개의 리드(12)와 히트싱크(13)를 매설하고, 상기 히트싱크(13)의 노출된 상면에 반도체 칩(15)을 부착하고 와이어 본딩 및 몰딩한 것이다.

Description

히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지
제1도는 종래 반도체 패키지의 구성을 보인 종단면도.
제2도는 본 발명에 따른 유닛 컬럼프레임과 커팅된 몸체를 나타낸 사시도.
제3도는 본 발명에 따른 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지의 제1 실시예를 나타낸 사시도.
제4도는 상기 제3도의 패키지몸체의 상면에 단차가 형성된 상태를 나타낸 사시도.
제5도는 본 발명에 따른 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지의 제2 실시예를 나타낸 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 유닛 컬럼프레임 11 : 몸체
11a : 단차 12 : 리드
13 : 히트싱크 15 : 반도체 칩
20 : 덮개
본 발명은 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지에 관한 것으로, 특히 몸체의 상하면에 다수 개의 리드와 히트싱크가 노출되도록 매설하여 외부의 충격으로부터 리드를 보호하고, 인쇄회로기판에 실장이 용이하고 또한 열방출효과를 높일 수 있도록 된 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지는 다양한 형태가 알려져 있는데, 큐에피패키지(QFP : Quad Flat Package), 볼그리드어레이(BGA : Ball Grid Array Package), 테이프캐리어 패키지(Tape Carrier Package), 플립칩 패키지(Flip Chip Package)등이 있다.
제1도는 일반적인 큐에프피패키지를 나타낸 종단면도로서, 이에 도시한 바와 같이, 리드프레임(1)의 패들(2)에 반도체 칩(3)이 부착되어 있고, 그 반도체 칩(3)과 상기 리드프레임(1)의 인너리드(1a)는 금속와이어(4)에 의해 본딩되어 전기적으로 연결되어 있고, 상기 반도체 칩(3), 인너리드(1a), 금속와이어(4)를 포함하는 일정면적이 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound)에 의해 감싸져서(encapsulation)된 몸체(5)로 구성되어 있다.
도면중 미설명부호 1b는 인너리드(1a)로 부터 연장형성되어 외부로 노출된 아웃리드이다.
상기와 같이 구성되어 있는 종래 반도체 패키지의 제조공정은 일반적으로 잘 알려져 있다. 먼저 프로그레시브(progressive) 금형을 이용한 스템핑과 에칭의 방법으로 리드프레임(1)을 제작하는 단계, 상기 리드프레임(1)의 패들(2)에 반도체 칩(3)을 부착하는 다이 본딩공정과, 상기 리드프레임(1)의 인너리드(1a)와 반도체 칩(3)을 금속 와이어(4)를 통해 전기적으로 연결하는 와이어 본딩공정과, 상기 인너리드(1a), 반도체 칩(3), 금속와이어(4)를 포함하는 일정면적을 에폭시로 몰딩하는 몰딩공정과, 댐바와 타이바를 잘라내는 공정인 트리밍공정과, 상기 리드프레임(1)의 아웃리드(1b)를 소정의 형태로 절곡하는 포밍공정을 수행함으로써 반도체 패키지가 완성되며, 상기와 같이 제조된 패키지를 인쇄회로기판에 실장함으로써 반도체 칩내에 정보를 저장하거나 저장된 정보를 읽는데 사용된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 반도체 패키지는 아웃 리드(1b)가 몸체(5)의 외부로 돌출되어 있는 상태로 외부의 충격으로부터 아웃 리드(1b)의 휨이 발생하여 후공정에서 패키지의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었으며, 인쇄회로기판에 실장시 기판의 본드패드에 정확히 얼라인먼트(alignment)시키는데 어려움이 있는 문제점이 있었고, 또한 공정의 절감에도 한계가 있는 문제점이 있었다. 또한, 패키지가 인쇄회로기판에 실장된 후 패키지의 내부에서 발생되는 열이 효과적으로 방출되지 못하여 에러가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 종래 반도체 패키지에 있어서의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 패키지의 아웃 리드가 외부의 충격으로부터 보호되고 아웃리드의 휨발생을 방지할 수 있도록 된 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 히트싱크 부착공정과 리드 트림/포밍 공정 등 공정수를 줄임으로써 생산성의 향상이 가능한 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지를 제공함에 그 목적이 있다. 본 발명의 다른 목적은 다수 개의 리드와 히트싱크를 사용하여 효과적으로 패키지내부의 열을 방출시킬 수 있도록 된 히트싱크가 부착된 컬럼형패키지를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 다수 개의 리드가 상하면 및 측벽면에서 평면적(平面的)으로 노출되도록 매설됨과 아울러 중앙부의 다이본딩부에 대응하는 위치에서 상하면에서 노출되는 히트싱크가 매설된 절연성 재질로 된 소정 두께의 몸체와, 몸체의 히트싱크의 상면에 직접 부착되는 반도체 칩과, 리드와 반도체 칩의 본드패드를 전기적으로 연결하는 금속와이어와, 반도체 칩과 리드와 금속와이어를 포함하는 일정 면적을 밀봉시키는 몰드부로 구성된 것을 특징으로 하는 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지가 제공된다.
또한, 본 발명기의 다른 실시예로서, 다수 개의 리드가 상하면 및 측벽면에서 평면적(平面的)으로 노출되도록 매설됨과 아울러 중앙부의 다이본딩부에 대응하는 위치에서 상하면에서 노출되는 히트싱크가 매설된 절연성 재질로 된 수정 두께의 몸체와, 몸체의 히트싱크의 상면에 직접 부착되는 반도체 칩과, 리드와 반도체 칩의 본드패드를 전기적으로 연결하는 금속와이어와, 상기 몸체의 상면을 밀봉하며 몸체와 동일한 위치에 상기 리드에 전기적으로 연결되는 다수 개의 리드와 상기 반도체 칩과 접촉하는 히트싱크가 노출되도록 매설된 절연성 재질의 커버로 구성됨을 특징으로 하는 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지가 제공된다.
상기와 같이 구성된 히트싱크가 부착된 컬럼형패키지는 인쇄회로기판상의 금속패턴과 솔더범프를 사용하여 표면실장되거나 인쇄회로기판상에 홈을 형성하여 삽입실장 시킴으로써 서로 전기적으로 연결되고, 이에 따라 컬럼형패키지내의 반도체 칩에 정보를 저장하거나 저장된 정보를 읽어낼 수 있게 된다.
이하, 상기와 같이 구성되어 있는 본 발명에 따른 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 유닛 컬럼프레임과 커팅된 몸체를 나타낸 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이, 유닛 컬럼프레임(10)은 소정길이를 가지고 그의 측단면이 사각형상이고, 절연성 재질로 된 몸체(11)에는 그 중심부에 히트싱크(13)가 매설되어 있고, 상기 히트싱크(13)를 둘러싸는 형태로 다수 개의 리드(12)가 매설되어 있다. 상기 히트싱크(13)와 리드(12)는 상기 프레임(10)의 일측면에서 타측면까지 길이방향으로 매설되어 있고, 상기 리드(12)는 일측면이 상기 프레임(10)의 외주면에 노출되어 있다. 상기 유닛컬럼프레임(10)은 길이방향으로 일정길이, 예를들면 1㎜, 1.5㎜, 2㎜ 등만큼 커팅되어 반도체 패키지의 몸체로 사용된다.
상기 유닛 컬럼프레임(10)의 측단면의 형상은 사각봉상등 다양한 형태로 제작가능하다.
또한 상기 유닛컬럼프레임(10)의 절연성 재질로 된 몸체(11)내에 매설된 히트싱크(13)와 리드(12)는 전선이 매설된 케이블(cable)의 형태와 유사하며, 상기 실시례와는 다른 다양한 형태로 매설이 가능한 것이다.
상기 유닛 컬럼프레임(10)은 커팅에 의하여 다수 개의 반도체 패키지를 제조하는 데 사용된다.
제3도는 상기 제2도에 따른 유닛 컬럼프레임에서 커팅된 몸체를 사용하여 제조된 패키지를 나타낸 도면으로서, 이에 도시한 바와 같이, 패키지 몸체(11)의 평면형상은 사각형이다.
상기 몸체(11)은 다수 개의 리드(12) 및 히트싱크(13)가 외측면에서 평면적(平面的)으로 노출하도록 매설된 형태이다. 상기 몸체(11)의 상하면에 노출되도록 매설된 히트싱크(13)의 상면에는 반도체 칩(15)이 안착되고, 이후 금속와이어(14)를 사용하여 다수 개의 리드(12)가 상기 반도체 칩(15)의 다수 개의 본드패드(도시안됨)와 와이어 본딩됨으로써 전기적으로 연결된다. 이후 에폭시 몰딩 컴파운드(epoxy molding compound)를 사용하여 상기 반도체 칩(15), 금속와이어(14) 및 리드(12)를 포함한 일정면적을 몰딩하여 몰드부를 형성함으로써 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지가 완성된다.
또한, 제4도에 도시한 바와 같이, 상기와 같이 유닛 컬럼프레임(4)에 의해 커팅된 개개의 몸체(11)의 상면에 반도체 칩이 안착되는 위치를 그라인딩(Grinding) 또는 폴리싱(Polishing)하여 단차(11a)를 형성한 후 패키지 제조공정을 진행하여 패키지를 제조함으로써 패키지를 박형화시킬 수 있다. 이때 몸체(11)의 상면에서 노출된 히트싱크(13)의 상면도 함께 그라인딩 또는 폴리싱된다.
제5도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지를 나타낸 도면으로서, 제1 실시예와 동일부분에는 동일부호를 사용하여 설명한다. 제2 실시예의 패키지는 상기 제4도와 유사한 형태인데, 상기 몸체(11)내에는 다수 개의 리드(12) 및 히트싱크(13)가 매설되어 있고, 상기 몸체(11) 상면은 단차(11a)가 형성되어 있고, 상기 단차(11a)에는 반도체 칩(15)이 안착되고, 상기 반도체 칩(15)의 상면에 형성된 다수 개의 본드패드(도시안됨)는 다수 개의 리드(12)와 금속와이어(14)에 의해 와이어 본딩됨으로써 전기적으로 연결된다. 이후 금속와이어(14)에 의해 와이어 본딩됨으로써 전기적으로 연결된다. 이후 금속와이어(14)를 포함한 일정면적을 몰딩하는 대신 상기 유닛컬럼프레임(10)으로 부터 상기 몸체(11)의 두께보다 얇은 두께를 가지도록하여 절단된 덮개(20)를 사용하여 상기 몸체(11)의 상면을 복개시켜서 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지를 완성시킨 것이다.
상기 제2 실시예에서 와이어 본딩 후에 금속와이어(14)는 패키지몸체(11)의 상면으로 돌출되지 않으므로 몰딩하지 않고 덮개(20)를 이용하여 복개의 가능한 것이다. 상기 덮개(20)를 사용하지 않고 에폭시 몰딩 컴파운드를 사용하여 몰딩할 수도 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지는 다수 개의 리드 및 히트싱크가 상하면 및 외측면에서 평면적으로 노출되도록 매설된 몸체와, 그 몸체의 상면에서 노출된 히트싱크의 상면에 부착되는 반도체 칩과, 그 반도체 칩과 리드를 전기적으로 연결하는 와이어로 구성된 것으로서, 외부연결단자인 리드가 절연체인 몸체의 내부에 매설되어 있으므로 외부의 충격으로 인한 리드의 휨발생이 방지되고, 리드와 히트싱크가 몸체의 상,하면상에 노출되므로 기판에 실장이 용이하며, 이상발생시 수리가 용이하게 되고, 또한 패키지내부에서 발생되는 열의 방출효과가 있다.
또한, 종래의 반도체 패키지 제조공정에서 수행하는 트리밍(trimming), 포밍(froming)공정이 불필요하므로 공정수의 감소에 따른 원가절감 및 생산성이 향상되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 다수 개의 리드(12)가 상하면 및 측벽면에서 평면적(平面的)으로 노출되도록 매설됨과 아울러 중앙부의 다이본딩부에 대응하는 위치에서 상하면에서 노출되는 히트싱크(13)가 매설된 절연성 재질로 된 소정 두께의 몸체(11)와, 몸체의 히트싱크(13)의 상면에 직접 부착되는 반도체 칩(15)과, 상기 리드(12)와 반도체 칩(15)의 본드패드를 전기적으로 연결하는 금속와이어(14)와, 상기 반도체 칩(15)과 리드(12)와 금속와이어(14)를 포함하는 일정 면적을 밀봉시키는 몰드부로 구성된 것을 특징으로 하는 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몸체(11)는 그의 상면에 단차(11a)가 형성된 것을 특징으로 하는 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 몸체(11)에는 다수 개의 반도체 칩(15)이 안착될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지.
  4. 다수 개의 리드(12)가 상하면 및 측벽면에서 평면적(平面的)으로 노출되도록 매설됨과 아울러 중앙부의 다이본딩부에 대응하는 위치에서 상하면에서 노출되는 히트싱크(13)가 매설된 절연성 재질로 된 소정 두께의 몸체(11)와, 몸체의 히트싱크(13)의 상면에 직접 부착되는 반도체 칩(15)과, 리드(12)와 반도체 칩(15)의 본드패드를 전기적으로 연결하는 금속와이어(14)와, 상기 몸체(11)의 상면을 밀봉하며 몸체(11)와 동일한 위치에 상기 리드(12)에 전기적으로 연결되는 다수 개의 리드(12')와 상기 반도체 칩(15)와 접촉하는 히트싱크(13')가 노출되도록 매설된 절연성 재질의 커버(20)로 구성됨을 특징으로 하는 히트싱크가 부착된 컬럼형 패키지.
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