KR19980020728A - 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임 - Google Patents

Abstract

사각 형상의 다이패드, 상기 다이패드의 가장자리에 연결되어 있으며 다이패드와 일체형으로 형성되어 있으며 소정 부분이 굴곡되어 있는 복수 개의 타이바, 상기 다이패드와 소정의 거리로 이격되어 배열되어 있는 리드들, 그리고 상기 리드들과 수직하는 방향으로 상기 리드들과 일체형으로 형성된 댐바, 상기 다이패드와 일체형으로 연결되어 있으며 소정 부분이 굴곡되어 있는 복수 개의 열방출 리드를 구비하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 다이패드가 상기 열방출 리드와 연결된 부분에 상기 다이패드의 내측 방향으로 각각의 상기 열방출 리드의 측면과 연결된 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 제공함으로써, 열방출 리드에 형성되는 도금 영역의 확보가 용이하고 접착력이 증가되어 반도체 칩 패키지의 신뢰성을 향상시키는 효과를 나타낸다.

Description

열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임

본 발명은 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열을 위하여 히트씽크(heatsink)의 역할을 하는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 관한 것이다.

반도체 칩 패키지의 구조에 있어서 열적 문제의 해결은 중요하다. 반도체 칩의 전기적 동작으로 인하여 발생된 열은 여러 가지 문제점을 발생시키기 때문이다. 예를 들면, 패키지 내에서 발생된 열은 반도체 칩과 다이패드와의 접합 계면 부분에서 보이드(void)를 발생시키거나 패키지 크랙(package crack) 등을 발생시킨다. 특히 반도체 칩 패키지의 다기능화, 대용량화 및 고집적화로 인하여 열적 문제의 해결은 더욱 중요하다고 할 수 있다. 이러한 열적 문제를 해결하기 위하여 다양한 형태의 반도체 칩 패키지가 개발되고 있는 실정이다. 그 중에 하나의 예를 소개하면 아래와 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 열방출 리드를 갖는 리드 프레임의 평면도이다.

도 1을 참조하면, 리드 프레임(60)의 중앙에는 사각 형상의 다이패드(62)가 형성되어 있다. 다이패드(62)의 횡방향의 두 변에는 각각의 변과 대향하는 리드 프레임(60)의 가장자리 부분은 사이드 레일(64)이다. 사이드 레일(64)과 일측이 연결되고 타측이 다이패드(62)와 연결된 타이바(66)에 의해 다이패드(62)가 지지되고 있다. 타이바(66)와 수직하는 방향인 다이패드(62)의 종방향의 두변에는 열방출 리드(68)가 연결되어 있다. 그리고 다이패드(62)의 주변에는 다이패드(62)와 소정의 거리로 이격되어 리드(70)들이 배열되어 있다. 리드(70)들간에는 리드(70)들과 수직하는 방향으로 리드(70)들과 일체형인 댐바(72)가 형성되어 있다. 도 1에서의 바깥쪽 은선은 봉지 경계선이다. 봉지 경계선의 내측이 반도체 칩(도시 안됨)이 실장되고 와이어 본딩이 완료된 후 에폭시 성형 수지로 봉지되는 영역이다. 그리고 안쪽 은선은 도금 경계선으로 은선의 내측에 위치한 리드(70) 부분이 와이어 본딩의 신뢰성을 향상시키기 위해 도금되어질 수 있는 영역이다. 또한 봉지 경계선의 외측의 리드(70) 부분들과 열방출 리드(68) 부분은 봉지 공정 후에 소정의 형태로 굴곡된다. 열방출 리드(68)는 외부로 노출되어 열방출의 경로가 된다.

도 2는 도 1의 열방출 리드와 다이패드 부분을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 측단면도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 다이패드(62)는 반도체 칩(80)의 본딩패드(82)와 리드(70)를 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(84)의 루프 형성을 원활하게 하기 위하여 다이패드(62)와 연결된 타이바(66)의 굴곡을 통하여 리드 프레임(60)의 리드(70) 위치보다 아래쪽으로 다운셋된다. 이때 열방출 리드(68)도 타이바(66)와 함께 아래쪽으로 굴곡된다. 열방출 리드(68)는 열방출 기능 외에 반도체 칩(80)의 접지 단자와 와이어 본딩되어 접지 리드로 이용된다. 열방출 리드(68)의 굴곡된 지점의 외측에는 와이어 본딩을 진행시킬 때 접합성을 향상시키기 위하여 은으로 스폿도금(spot plate)된 본딩부(74)가 형성되어 있다. 스폿 도금이 되는 본딩부(74)는 패키지 봉지 경계선의 안쪽에 위치된다.

전술한 열방출 리드를 갖는 리드 프레임은 열방출 리드가 다이패드와 연결되어 최종적으로 공기 중에 노출됨으로써, 열방출 또는 열발산의 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 패키지 내부의 열로 인한 문제점들의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 이 열방출리드에 반도체 칩의 접지 전극과 와이어 본딩됨으로써 접지 단자로도 사용될 수 있다.

그러나 종래 기술에 따른 열방출 리드를 갖는 리드 프레임은 다이패드의 크기를 확보됨과 동시에 다이패드가 다운셋이 되어야 한다. 그러나 다이패드의 측면과 열방출 리드의 연결 부분이 펀칭 수단의 한계로 라운드(round)가 되어 있어서 다이패드의 다운셋을 실시할 경우 열방출 리드의 정해진 지점이 굴곡되지 못하고 라운드 위치를 벗어난 위치에서 굴곡이 된다. 따라서 다운셋 지점과 패키지 봉지 경계선의 사이의 도금이 가능한 영역이 줄어들어 와이어 본딩을 위한 도금 영역을 확보하기가 쉽지 않다.

따라서 본 발명의 목적은 다이패드와 연결되어 열을 발산 또는 방출시키는 역할을 하는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서 와이어 본딩을 위한 도금되는 부분들이 위치할 수 있는 도금 영역이 증가되고 동시에 봉지재와의 접착력이 강화되어 반도체 칩 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 열방출 리드를 갖는 리드 프레임의 평면도.

도 2는 도 1의 열방출 리드와 다이패드 부분을 나타낸 평면도.

도 3은 도 2의 측단면도.

도 4는 본 발명에 따른 열방출 리드를 갖는 리드 프레임을 나타낸 평면도.

도 5는 도 4의 다이패드와 열방출 리드가 연결된 부분의 확대 사시도.

도 6은 도 4의 A부분으로써 반도체 칩이 실장되어 있는 상태를 나타낸 개략도.

*도면의 주요 부분의 부호에 대한 부호의 설명*

10,60 : 리드 프레임12,62 : 다이패드

14,64 : 사이드 레일16,66 : 타이바

18,68 : 열방출 리드20,70 : 리드

22,72 : 댐바24,74 : 본딩부

26 : 홈30 : 반도체 칩

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임은 사각 형상의 다이패드, 상기 다이패드의 가장자리에 연결되어 있으며 다이패드와 일체형으로 형성되어 있으며 소정 부분이 굴곡되어 있는 복수 개의 타이바, 상기 다이패드와 소정의 거리로 이격되어 배열되어 있는 리드들, 그리고 상기 리드들과 수직하는 방향으로 상기 리드들과 일체형으로 형성된 댐바, 상기 다이패드와 일체형으로 연결되어 있으며 소정 부분이 굴곡되어 있는 복수 개의 열방출 리드를 구비하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 다이패드가 상기 열방출 리드와 연결된 부분에 상기 다이패드의 내측 방향으로 각각의 상기 열방출 리드의 측면과 연결된 홈을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 4는 본 발명에 따른 열방출 리드를 갖는 리드 프레임을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 다이패드와 열방출 리드가 연결된 부분의 확대 사시도이며, 도 6은 도 4의 A부분으로써 반도체 칩이 실장되어 있는 상태를 나타낸 개략도이다.

도 4와 도 5 및 도 6을 참조하면, 리드 프레임(10)의 중앙에 다이패드(12)가 형성되어 있으며, 이 다이패드(12)는 종방향으로 형성된 두 개의 타이바(16)들에 의해서 지지된다. 그리고 다이패드(12)의 횡방향으로 두 개의 열방출 리드(18)가 연결되어 있다. 열방출 리드(18)와 다이패드(12)의 연결부분에 다이패드(12)의 내측 방향으로 하나의 열방출 리드(18)에 각각 2개씩의 홈이 형성되어져 있다. 이 홈(26)들은 다이패드(12)의 가장자리와 반도체 칩(30)이 실장되는 경계선의 사이에 형성되어 있다. 그리고 열방출 리드(18)들과 연결된 다이패드(12)의 가장자리에서 열방출 리드(18)가 하방향으로 굴곡되어 다이패드(12)가 다운셋되어 있다. 열방출 리드(18)의 상면에는 은 스폿 도금에 의해 본딩부(24)가 형성되어 있다.

리드 프레임(10)은 열방출 리드(18)의 굴곡되는 부분이 종래의 a선상에서 b선상으로 이동되어 있다. 다이패드(12)의 다운셋을 위한 열방출 리드(18)의 굴곡된 부분이 다이패드(12)쪽으로 d만큼 내측에 위치되어, 와이어 본딩을 위한 본딩부(24)가 위치할 수 있는 영역은 봉지 경계선(도 6의 외측 은선)으로부터 a 선상까지에서 봉지 경계선(도 6의 외측 은선)으로부터 b선상까지 그 크기가 확대될 수 있다. 이때 열방출 리드(18)의 절곡되는 부분이 반도체 칩(30)이 실장되는 영역보다는 바깥쪽에 위치하는 범위 내에서, 즉 열방출 리드(18)의 굴곡된 부분이 반도체 칩(30)의 외측에서 이루어지는 범위 내에서 홈(26)들의 폭과 길이 및 형상은 변형될 수 있다.

상기 본 발명의 구조에 따르면 열방출 리드에 와이어 본딩을 위하여 도금이 가능한 영역의 증가뿐만 아니라 다이패드와 열방출리드의 연결부분에 형성되어 있는 홈들에 의해 봉지시 에폭시 성형 수지와 같은 봉재재와의 접촉 면적이 증가된다.

상기 본 발명에 따른 리드 프레임의 일 실시 예에서는 다이패드와 연결된 열방출 리드가 두 개인 것을 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 변형 실시가 가능하다.

따라서 본 발명에 의한 구조에 따르면, 열방출 리드의 다운셋을 위하여 굴곡되는 부분이 종래보다 다이패드쪽으로 더 가까워진 상태가 되어 열방출 리드에 형성되는 와이어 본딩을 위한 도금이 가능한 도금 영역이 증가되어 와이어 본딩을 위한 본딩부의 확보가 용이하고 봉지재와 접촉되는 면적의 증가로 리드 프레임과 에폭시 성형 수지와의 접착력이 증가되어 반도체 칩 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (4)

1. 사각 형상의 다이패드, 상기 다이패드의 가장자리에 연결되어 있으며 다이패드와 일체형으로 형성되어 있으며 소정 부분이 굴곡되어 있는 복수 개의 타이바, 상기 다이패드와 소정의 거리로 이격되어 배열되어 있는 리드들, 그리고 상기 리드들과 수직하는 방향으로 상기 리드들과 일체형으로 형성된 댐바, 상기 다이패드와 일체형으로 연결되어 있으며 소정 부분이 굴곡되어 있는 복수 개의 열방출 리드를 구비하는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임에 있어서, 상기 다이패드가 상기 열방출 리드와 연결된 부분에 상기 다이패드의 내측 방향으로 각각의 상기 열방출 리드의 측면과 연결된 홈을 갖는 것을 특징으로 하는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임.
2. 제 1항에 있어서, 상기 타이바가 두 개이며 상기 열방출 리드가 두 개인 것을 특징으로 하는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임.
3. 제 1항에 있어서, 상기 다이패드의 홈의 위치가 상기 다이패드의 가장자리로부터 반도체 칩의 실장영역의 최외각선의 사이인 것을 특징으로 하는 열방출 리드를 갖는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임.
4. 제 1항에 있어서, 상기 열방출 리드가 상기 다이패드의 가장자리의 내측에 굴곡된 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 열방출 리드를 갖는 반도체 칩 패키지용 리드 프레임.