KR19980058475A - 반도체 패키지 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩과 리드 프레임의 본딩 구조 및 몰딩 구조를 개선하여 박형화에 대응할 수 있는 반도체 패키지 및 그의 제조방법을 제공하는 것으로, 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지에 있어서, 본드 패드에 소정의 골드범프가 형성된 반도체칩과; 칩 상부에 접속되고 골드범프를 통하여 본드 패드와 연결되어 외부로의 신호전달 경로를 이루는 리드 프레임과; 칩을 보호하기 위하여 칩 상면에 접속된 리드 프레임 사이와 리드 프레임과 칩 양 측 사이의 공간을 봉하는 봉지체를 포함하고, 리드 프레임의 리드와 칩의 본드 패드는 골드 범프를 통하여 범프 본딩된 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 패키지 및 그의 제조방법

본 발명은 반도체 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 특히 칩과 리드 프레임의 본딩 구조 및 몰딩 구조를 개선하여 박형화에 대응할 수 있는 반도체 패키지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

종래 일반적으로 알려진 반도체 패키지는 하나의 반도체 칩을 에폭시 몰딩 컴파운드 등과 같은 수지로 몰딩한 구조로 되어 있으며, 또한 기판에 실장하기 위한 외측 리드를 갖는 리드 프레임이라는 구조물을 이용하여 신호 전달 체계를 이루고 있다.

도 1은 상기한 반도체 패키지 중 리드 온 칩(Lead On Chip) 구조를 갖는 종래의 반도체 패키지를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 칩(1)의 상면에 리드 프레임(2)의 리드가 접착제(3)의 개재하에 부착되어 있다. 그리고, 칩(1)의 중앙부에는 본드 패드(1a)가 배열되어 있고, 이 패드(1a)와 리드 프레임(2)의 리드가 금속 와이어(4)에 의해 연결되어 전기적인 접속을 이루고, 칩(1)과 금속 와이어(4) 및 리드가 에폭시 수지 등의 봉지채(5)로 봉해져 있다.

상기한 반도체 패키지는 봉지채(5)의 외측으로 돌출되는 리드 프레임의 리드를 기판에 솔더링하는 것에 의해 실장되어 소자의 전기적인 신호를 입출력하는 작용을 하게 되는데, 같은 외형의 패키지에 비하여 더 큰 칩을 탑재할 수 있을 뿐만 아니라 칩의 신호 전달 패드와 리드 프레임과의 연결을 훨씬 자유롭게 할 수 있다는 잇점등으로 개발되어 실용화되고 있다.

그러나, 상기한 종래의 반도체 패키지는 칩의 패드와 리드 프레임의 리드를 금속 와이어로 연결함으로써 패키지의 두께를 줄이는데 한계가 있었다. 즉, 금속 와이어의 루프가 차지하는 공간이 필요하게 되므로 패키지의 몸체가 두꺼워진다.

따라서, 박형화되는 패키지 두께를 적용하여 상기한 방법으로 패키지를 형성하게 되면, 패키지 워피지(warpage) 및 와이어 스윕(sweep) 등의 문제를 일으키게 되고, 칩 사이즈의 변화에 따른 패키지 사이즈의 변화로 인하여 몰딩 시 금형(金型)의 변화가 심하다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 칩과 리드 프레임의 본딩 구조 및 몰딩 구조를 개선하여 박형화에 대응할 수 있는 반도체 패키지 및 그의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지의 구조를 나타낸 단면도.

도 3은 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 칩의 본드 패드와 리드와의 접속관계를 나타낸 평면도.

도 4A 내지 도4D는 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조 공정을 순차적으로 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지의 구조를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 반도체 칩, 11 : 본드 패드, 12 : 골드 범프, 20 : 리드 프레임, 30 : 접착제, 40 : 리드 고정막, 50 : 봉지체, 60 : 상호 연결막

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 반도체 패키지는 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지에 있어서, 본드 패드에 소정의 골드범프가 형성된 반도체 칩과; 상기 칩 상부에 접속되고 상기 골드범프를 통하여 상기 본드 패드와 연결되어 외부로의 신호전달 경로를 이루는 리드 프레임과; 상기 칩을 보호하기 위하여 칩 상면에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양측 사이의 공간을 봉하는 봉지체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리드 프레임의 리드와 상기 칩의 본드 패드는 상기 골드 범프를 통하여 범프 본딩된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 반도체 패키지는 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지에 있어서, 본드 패드에 소정의 골드 범프가 형성된 반도체 칩과; 상기 칩 상부에 접속되고 상기 골드 범프를 통하여 상기 본드 패드와 연결된 상호연결막과; 상기 상호연결막 상에 접속되고 상기 상호연결막을 통하여 상기 칩과 전기적으로 연결되어 외부로의 신호 전달 경로를 이루는 리드 프레임과; 상기 칩을 보호하기 위하여 상기 상호연결막 상에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양 측 사이의 공간을 봉하는 봉지체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상호 연결막은 소정의 회로가 형성되어 패터닝된 막으로 상기 리드 프레임과 칩 사이에서 전기적인 신호를 입출력하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 반도체 패키지의 제조방법은 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지의 제조방법에 있어서, 소정의 골드 범프가 형성된 반도체 칩 상부에 소정의 리드 고정막에 의해 고정된 리드 프레임을 연결 및 부착하는 단계; 상기 칩 주위를 외부로부터 보호하기 위하여 상기 칩 상부에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양 측 사이의 공간을 봉지체로 봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 반도체 패키지의 제조방법은 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지의 제조방법에 있어서, 소정의 골드 범프가 형성된 반도체 칩 상부에 상호 연결막을 연결 및 부착하는 단계; 상기 상호 연결막 상부에 소정의 리드 고정막에 의해 고정된 리드 프레임을 접속하는 단계; 상기 칩 주위를 외부로부터 보호하기 위하여 상기 상호연결막 상에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양 측 사이의 공간을 봉지체로 봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 된 본 발명에 의하면, 반도체 칩의 외부 연결단자인 본드 패드가 리드 프레임의 리드와 범프 본딩됨으로써 패키지 몸체의 몰딩부를 얇게 형성할 수 있다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 3은 칩의 본드 패드와 리드와의 접속 관계를 보인 평면도이며, 도 4A 내지 도 4D는 상기한 반도체 패키지의 제조 공정을 순차적으로 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 패키지는 반도체 칩(10)의 상부에 칩(10)의 외부로의 신호 전달 경로를 이루는 리드 프레임(20)이 전도성의 접착제, 바람직하게는 ACF 또는 ACA와 같은 접착제(30)의 개재하에 부착되어 있다. 또한, 칩(10)의 외부 연결 단자인 본드 패드(11)에는 골드범프(12)가 형성되어 리드 프레임(20)의 리드와 범프 본딩되어 전기적인 접속을 이루고, 범프 본딩된 칩(10) 주위는 칩(10)의 외부로부터의 보호를 위한 봉지체(50)에 의해 봉해져 있다. 그리고, 리드 프레임(20)은 소정의 리드 고정막(40)에 의해 고정되고, 리드 프레임(20)의 가장자리의 돌출된 리드(21)를 기판에 솔더링하는 것에 의해 실장되어 소자의 전기적인 신호를 입출력하는 작용을 하게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 리드 고정막(40)에 의해 고정된 리드 프레임(20) 상에 반도체 칩(10)이 직접 부착되어 있다.

이어서, 도 4A 내지 도 4D를 참조하여 상기한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지의 제조방법을 설명한다.

도 4A에 도시된 바와 같이, 업셋(up-set)된 리드 프레임(20)을 고정하기 위하여 리드 프레임(20) 상에 소정의 리드 고정막(40)을 형성한다. 이때, 리드 프레임(20)의 업셋 깊이에 따라 리드의 높이(H)를 조정할 수 있다.

도 4B에 도시된 바와 같이, 리드 고정막(40) 사이의 리드 프레임(20) 상에 본드 패드(11) 부분에 소정의 골드범프(12)가 형성된 반도체 칩(10)을 전도성의 접착제(30), 바람직하게는 ACF, ACA등을 이용하여 직접 부착하여 마운트함과 더불어, 솔더볼(12)을 통하여 본드 패드(11)와 리드를 범프 본딩한다.

도 4C에 도시된 바와 같이, 칩(10) 주위를 외부로부터 보호하기 위하여 리드 프레임(20)과 유사한 열팽창 계수를 갖는 물질로 범프 본딩 및 마운트된 다이(10) 주위를 봉하는 봉지체(50)를 형성한다.

도 4D에 도시된 바와 같이, 이후 인쇄회로기판(PCB)에 마운트 될 리드 프레임(20)의 가장자리의 돌출된 리드(21)에 Sn/Pb 도금을 실시한다.

그리고 나서, 도시되지는 않았지만 소정의 리드 컷팅을 실시함으로써 패키지를 완성하고, 상기 패키지의 돌출된 리드(21)를 기판에 솔더링하는 것에 의해 실장되어 소자의 전기적인 신호를 입출력하는 작용을 하게 된다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 패키지 구조를 나타낸 단면도로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 일 실시예에서와는 달리 본딩 패드(11)에 골드범프(12)가 형성된 반도체 칩(10)과 리드 사이에 상호연결막(60)이 개재되어 있다. 즉, 상호연결막(60)은 소정의 회로가 형성되어 패터닝된 막으로서, 리드 와는 유테틱 본딩됨과 더불어, 상호연결막(60)에 칩(10)이 접착제(30)에 의해 마운트됨과 더불어 범프 본딩됨에 따라, 리드와 칩(10) 사이에서 전기적인 신호를 입출력한다.

상기 실시예에 의하면, 리드 프레임의 업셋 깊이에 따라, 리드의 높이를 조정할 수 있을 뿐만 아니라, 반도체 칩의 외부 연결단자인 본딩 패드와 리드 프레임의 리드가 범프 본딩됨으로써 패키지 몸체의 몰딩부를 얇게 형성할 수 있으므로 박형화되는 패키지에 대응할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

Claims (32)

1. 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지에 있어서,

   본드 패드에 소정의 골드범프가 형성된 반도체 칩과;

   상기 칩 상부에 접속되고 상기 골드범프를 통하여 상기 본드 패드와 연결되어 외부로의 신호 전달 경로를 이루는 리드 프레임과;

   상기 칩을 보호하기 위하여 칩 상면에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양측 사이의 공간을 봉하는 봉지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 프레임의 리드와 상기 칩의 본드 패드는 상기 골드 범프를 통하여 범프 본딩된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 칩은 전도성의 접착제에 의해 상기 리드 프레임에 직접 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACF인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACA인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 프레임의 외부 리드는 Sn 및 Pb 도금된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 각각 리드 고정막에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
8. 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지에 있어서,

   본드 패드에 소정의 골드 범프가 형성된 반도체 칩과;

   상기 칩 상부에 접속되고 상기 골드 범프를 통하여 상기 본드 패드와 연결된 상호연결막과;

   상기 상호연결막 상에 접속되고 상기 상호연결막을 통하여 상기 칩과 전기적으로 연결되어 외부로의 신호 전달 경로를 이루는 리드 프레임과;

   상기 칩을 보호하기 위하여 상기 상호연결막 상에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양 측 사이의 공간을 봉하는 봉지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 상호 연결막은 소정의 회로가 형성되어 패터닝된 막으로 상기 리드 프레임과 칩 사이에서 전기적인 신호를 입출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 상호 연결막과 상기 칩의 본드 패드는 상기 골드 범프를 통하여 범프 본딩된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
11. 제 8 항에 있어서, 상기 칩은 전도성의 접착제에 의해 상기 상호 연결막에 직접 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACF인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACA인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
14. 제 8 항에 있어서, 상기 봉지체는 상기 리드 프레임과 유사한 열팽창 계수를 갖는 물질인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
15. 제 8 항에 있어서, 상기 리드 프레임의 외부 리드는 Sn 및 Pb 도금된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
16. 제 8 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 리드 고정막에 의해 고정된 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
17. 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지의 제조방법에 있어서,

    소정의 골드 범프가 형성된 반도체 칩 상부에 소정의 리드 고정막에 의해 고정된 리드 프레임을 연결 및 부착하는 단계;

    상기 칩 주위를 외부로부터 보호하기 위하여 상기 칩 상부에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양 측 사이의 공간을 봉지체로 봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 봉지체 외부의 리드 프레임의 가장 자리 소정 부분을 도금하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
19. 제 17 항에 있어서, 상기 도금하는 단계는 Sn 및 Pb를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 칩과 상기 리드 프레임의 리드는 상기 골드 범프를 통하여 범프 본딩하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
21. 제 17 항에 있어서, 상기 칩은 전도성의 접착제에 의해 상기 리드 프레임에 직접 부착하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACF인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
23. 제 21 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACA인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
24. 리드 온 칩 구조를 갖는 반도체 패키지의 제조방법에 있어서,

    소정의 골드 범프가 형성된 반도체 칩 상부에 상호 연결막을 연결 및 부착하는 단계;

    상기 상호 연결막 상부에 소정의 리드 고정막에 의해 고정된 리드 프레임을 접속하는 단계;

    상기 칩 주위를 외부로부터 보호하기 위하여 상기 상호연결막 상에 접속된 리드 프레임 사이와 상기 리드 프레임과 상기 칩 양 측 사이의 공간을 봉지체로 봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 봉지체 외부의 리드 프레임의 가장 자리 소정 부분을 도금하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 도금하는 단계는 Sn 및 Pb를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
27. 제 24 항에 있어서, 상기 상호 연결막은 소정의 회로가 형성되어 패터닝된 막으로 형성하여 상기 리드와 칩 사이에서 전기적인 신호를 입출력하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
28. 제 24 항에 있어서, 상기 리드와 상호 연결막은 유테틱 본딩하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
29. 제 24 항에 있어서, 상기 칩과 상기 상호 연결막은 상기 골드 범프를 통하여 범프 본딩하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
30. 제 24 항에 있어서, 상기 칩은 전동성의 접착제에 의해 상기 상호 연결막에 직접 부착하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
31. 제 30 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACF인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.
32. 제 30 항에 있어서, 상기 전도성의 접착제는 ACA인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조방법.