KR19990024353A - Semiconductor Chip Packages for Heat Dissipation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열 방출용 반도체 칩 패키지에 관한 것으로, 열 방출 특성의 향상과, 그로 인한 패키지 크랙과 박리 현상과 같은 패키지 불량을 해결하기 위하여 일면에 반도체 칩이 부착되는 칩 실장 영역과, 칩 실장 영역에 대하여 이격된 위치에 내부 리드가 부착되는 리드 접착부를 갖는 방열판을 구비하며, 방열판의 일면에 부착된 반도체 칩과 내부 리드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 상기 방열판의 일면에 노출된 반도체 칩, 내부 리드 및 본딩 와이어가 봉지 수지로 봉지되어 상부 패키지 몸체를 형성하는 열 방출용 반도체 칩 패키지를 제공한다. 특히, 본 발명의 열 방출용 반도체 칩 패키지는 방열판의 일면에 반대되는 바닥면 및 측면이 노출되기 때문에 열 방출 특성이 향상되며, 방열판의 외형이 기존의 하부 패키지 몸체의 형상과 동일하기 때문에 기존의 패키지 조립 장치를 그대로 이용할 수 있는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor chip package for heat dissipation, comprising: a chip mounting region in which a semiconductor chip is attached to one surface in order to improve heat dissipation characteristics, and to solve package defects such as package cracks and peeling phenomenon. And a heat dissipation plate having a lead adhesive portion to which an inner lead is attached at a position spaced apart from each other, wherein the semiconductor chip attached to one surface of the heat dissipation plate and the semiconductor chip exposed to one surface of the heat dissipation plate are electrically connected by a bonding wire. A semiconductor chip package for heat dissipation is formed in which an inner lead and a bonding wire are encapsulated with an encapsulating resin to form an upper package body. In particular, the heat dissipation semiconductor chip package of the present invention improves heat dissipation characteristics because the bottom and side surfaces opposite to one side of the heat dissipation plate are exposed, and the shape of the heat dissipation plate is the same as that of the existing lower package body. A package assembling apparatus can be used as it is.
Description
본 발명은 반도체 칩 패키지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열 방출 특성을 향상시키기 위하여 하부 패키지 몸체 형상의 방열판을 갖는 열 방출용 반도체 칩 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor chip package, and more particularly, to a heat dissipation semiconductor chip package having a heat sink of a lower package body shape in order to improve heat dissipation characteristics.
반도체 소자의 고집적화와, 다기능화, 고전력화 등의 기술 향상으로 인하여 반도체 칩 패키지의 제조에 있어서도 리드의 다핀화, 패키지 몸체의 박형화, 패키지의 소형 경량화 추세의 패키징 기술이 발전하고 있다. 그러나, 반도체 소자의 고집적화에 따라서 대두되는 문제로는 반도체 소자의 구동에 따라 발생되는 열의 방출 문제와, 그에 따른 패키지 크랙(Package Creak)과 박리(Delamination) 등의 문제가 있다.BACKGROUND ART Due to the high integration of semiconductor devices, multifunctionality, and high power technology, packaging technologies such as lead fining, thinner package body, and smaller package weight have been developed in the manufacture of semiconductor chip packages. However, a problem that arises due to the high integration of the semiconductor device, there is a problem of the release of heat generated by the driving of the semiconductor device, resulting in problems such as package creak and peeling (Delamination).
따라서, 열 방출 특성을 향상시킬 수 있는 패키징 기술이 등장하게 되었다. 종래의 열 방출을 위한 패키징 기술로는 반도체 칩이 부착되는 하부면에 히트 스프레더(Heat Spraeder)와 같은 방열판을 부착하거나, 패키지 몸체의 상부 또는 하부에 히트 싱크(Heat Sink)를 부착하거나, 열 방출용 패키지 리드를 갖는 리드 프레임을 이용하는 기술이 있다.Thus, a packaging technology has emerged that can improve heat dissipation characteristics. Conventional packaging techniques for heat dissipation include a heat sink such as a heat spreader on the bottom surface to which the semiconductor chip is attached, a heat sink on the top or bottom of the package body, or heat dissipation. There is a technique of using a lead frame having a package lead.
그러나, 기존의 히트 스프레더를 이용한 열 방출용 반도체 칩 패키지는 히트 스프레더가 에폭시(Epoxy) 계열의 봉지 수지로 봉지되어 패키지 몸체의 내부에 위치하기 때문에 기존의 다이 패드를 갖는 리드 프레임을 이용한 반도체 칩 패키지에 비해서 열 방출 특성은 향상되지만, 히트 스프레더가 패키지 몸체의 내부에 위치하기 때문에 히트 스프레더, 봉지 수지, 반도체 칩 및 접착제의 열 팽창 계수의 차이에 따른 박리 현상 및 패키지 크랙의 문제점을 그대로 안고 있다.However, the semiconductor chip package for heat dissipation using a conventional heat spreader is a semiconductor chip package using a lead frame having a conventional die pad because the heat spreader is encapsulated with an epoxy-based encapsulation resin and positioned inside the package body. Compared to the heat dissipation characteristics, the heat spreader is located inside the package body, so that the heat spreader, the encapsulation resin, the semiconductor chip, and the adhesive may suffer from the problem of package cracking due to the difference in thermal expansion coefficient of the adhesive.
따라서, 본 발명은 패키지 몸체에 내장된 히트 스프레더보다 열 방출 특성을 향상시킬 수 있으며, 패키지 크랙과 박리 현상을 억제할 수 있는 열 방출용 반도체 칩 패키지를 제공하는 데 있다.Accordingly, an aspect of the present invention is to provide a heat dissipation semiconductor chip package capable of improving heat dissipation characteristics than a heat spreader embedded in a package body and suppressing package cracking and peeling.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지를 나타내는 사시도,1 is a perspective view of a semiconductor chip package for heat dissipation according to a first embodiment of the present invention;
도 2는 도 1의 2―2선 단면도,2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1;
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지를 나타내는 단면도,3 is a cross-sectional view showing a semiconductor chip package for heat dissipation according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지를 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor chip package for heat dissipation according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 설명Description of the main parts of the drawing
10, 110, 210 : 반도체 칩 20, 120, 220 : 방열판10, 110, 210: semiconductor chip 20, 120, 220: heat sink
30, 130, 230 : 본딩 와이어 43, 143, 243 : 리드30, 130, 230: bonding wire 43, 143, 243: lead
50, 150, 250 : 상부 패키지 몸체50, 150, 250: upper package body
60, 70, 160, 170, 260, 270 : 절연성 접착제60, 70, 160, 170, 260, 270: insulating adhesive
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일면에 반도체 칩이 부착되는 칩 실장 영역과, 칩 실장 영역에 대하여 이격된 위치에 내부 리드가 부착되는 리드 접착부를 갖는 방열판을 구비하며, 방열판의 일면에 부착된 반도체 칩과 내부 리드가 본딩 와이어에 의해 전기적으로 연결된 상태에서 상기 방열판의 일면에 노출된 반도체 칩, 내부 리드 및 본딩 와이어가 봉지 수지로 봉지되어 상부 패키지 몸체를 형성하는 열 방출용 반도체 칩 패키지를 제공한다. 특히, 본 발명의 열 방출용 반도체 칩 패키지는 방열판의 일면에 반대되는 바닥면 및 측면이 노출되기 때문에 열 방출 특성이 향상되는 것을 특징으로 한다. 또한, 방열판의 외형이 기존의 하부 패키지 몸체의 형상과 동일하기 때문에 기존의 패키지 조립 장치를 그대로 이용할 수 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a heat sink having a chip mounting region to which a semiconductor chip is attached to one surface, and a lead adhesive portion to which an internal lead is attached at a position spaced from the chip mounting region, and attached to one surface of the heat sink. A semiconductor chip package for heat dissipation, in which a semiconductor chip, an inner lead and a bonding wire exposed to one surface of the heat sink are encapsulated with an encapsulating resin to form an upper package body while the semiconductor chip and the inner lead are electrically connected by a bonding wire. to provide. In particular, the heat dissipation semiconductor chip package of the present invention is characterized in that the heat dissipation characteristics are improved because the bottom and side surfaces opposite to one side of the heat sink are exposed. In addition, since the outer shape of the heat sink is the same as the shape of the existing lower package body, it is characterized in that the existing package assembly device can be used as it is.
그리고, 본 발명의 방열판의 바닥면에 외부와의 접촉면적을 증가시키기 위하여 바닥면 안쪽으로 복수개의 요홈을 형성할 수 있으며, 칩 실장 영역 부착되는 반도체 칩과 리드 접착부에 부착되는 내부 리드 사이의 와이어 본딩성을 향상시키기 위하여 칩 실장 영역에 대하여 리드 접착부를 상향 단차지게 형성하며, 봉지 수지와 방열판의 결합력을 향상시키기 위하여 칩 실장 영역과 리드 접착부 사이에 하향 단차지게 형성하고, 하향 단차진 바닥면 안쪽으로 복수개의 요홈을 형성하는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of grooves may be formed on the bottom surface of the heat sink of the present invention in order to increase the contact area with the outside, and a wire between the semiconductor chip attached to the chip mounting region and the inner lead attached to the lead bonding portion may be formed. In order to improve the bonding property, the lead bonding part is formed to be stepped upward with respect to the chip mounting area, and the chip mounting area and the lead bonding part are formed to be stepped downward in order to improve the bonding force between the encapsulating resin and the heat sink, It is preferable to form a plurality of grooves.
본 발명은 또한 패키지 몸체의 무게 증가로 인한 리드의 처짐을 방지하기 위하여 방열판의 바닥면의 중심 부분을 안쪽으로 깍은 구조를 갖는 열 방출용 반도체 칩 패키지를 제공한다.The present invention also provides a heat dissipation semiconductor chip package having a structure in which the center portion of the bottom surface of the heat sink is cut inward to prevent sagging of the lid due to the weight increase of the package body.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지를 설명하면, 열 방출용 반도체 칩 패키지(100)는 하부 패키지 몸체 형상의 외형을 갖는 방열판(20)과, 반도체 칩(10), 리드(43), 본딩 와이어(30) 및 성형 공정에 의해 형성된 상부 패키지 몸체(50)를 포함한다.1 and 2, a heat dissipation semiconductor chip package according to a first embodiment of the present invention will be described. The heat dissipation semiconductor chip package 100 may include a heat sink 20 having an outer shape of a lower package body. , A semiconductor chip 10, a lead 43, a bonding wire 30, and an upper package body 50 formed by a molding process.
방열판(20)은 바닥면과 측면이 종래의 하부 패키지 몸체의 형상에 맞게 제작되며, 상부면의 중심 부분에 반도체 칩(10)이 부착되는 칩 실장 영역(23)과, 칩 실장 영역(23)에 대하여 이격된 위치에 리드(43)가 부착될 리드 접착부(25)가 형성되어 있다. 그리고, 칩 실장 영역(23)에 부착되는 반도체 칩(10)과 리드 접착부(25)에 부착되는 리드(43) 사이의 와이어 본딩성을 향상시키기 위하여 칩 실장 영역(23)이 리드 접착부(25)에 비하여 하향 단차지게 형성된다. 그리고, 칩 실장 영역(23) 둘레에 리드 접착부(25)와 칩 실장 영역(23)에 대하여 하향 단차지게 계곡(21)을 형성한다. 그 계곡 바닥면(21)의 내측으로는 복수개의 요홈(24)이 형성된 구조를 갖는다. 방열판(20)으로는 열 방출 특성이 우수한 구리계 합금으로 주로 제조된다. 여기서, 방열판(20)을 종래의 하부 패키지 몸체의 형상에 맞게 제작한 이유는 기존의 패키지 조립 장치를 그대로 이용하기 위해서이다.The heat sink 20 has a bottom surface and a side surface manufactured to match the shape of a conventional lower package body, and has a chip mounting region 23 to which a semiconductor chip 10 is attached to a central portion of the upper surface, and a chip mounting region 23. A lead adhesive portion 25 to which the lead 43 is attached is formed at a position spaced with respect to the. In addition, the chip mounting region 23 may include the lead bonding portion 25 in order to improve wire bonding between the semiconductor chip 10 attached to the chip mounting region 23 and the lead 43 attached to the lead bonding portion 25. Compared with the downward stepped. Then, the valleys 21 are formed to be stepped downward with respect to the lead bonding portion 25 and the chip mounting region 23 around the chip mounting region 23. The valley bottom surface 21 has a structure in which a plurality of grooves 24 are formed. The heat sink 20 is mainly made of a copper alloy having excellent heat dissipation characteristics. Here, the reason for manufacturing the heat sink 20 according to the shape of the conventional lower package body is to use the existing package assembly device as it is.
반도체 칩(10)은 일면의 가장 자리에 복수개의 칩 패드(12)가 형성되어 있으며, 반도체 칩(10)의 바닥면은 칩 실장 영역(23)에 절연성 접착제(70)에 의해 부착된다.The semiconductor chip 10 has a plurality of chip pads 12 formed at edges of one surface thereof, and the bottom surface of the semiconductor chip 10 is attached to the chip mounting region 23 by the insulating adhesive 70.
리드(43)는 리드 접착부(25)에 절연성 접착제(60)가 개재된 상태에서 부착되는데, 리드(43)는 리드 접착부(25)에 부착되는 내부 리드(42)와, 리드 접착부(25) 외측에 위치하는 외부 리드(46)로 구분하며, 외부 리드(46)는 걸 윙 타입(Gull Wing Type)으로 절곡된다. 절연성 접착제(60)로서는 양면 접착성이 있는 접착 테이프를 주로 이용한다.The lead 43 is attached in a state in which the insulating adhesive 60 is interposed in the lead adhesive part 25. The lead 43 is attached to the inner lead 42 attached to the lead adhesive part 25 and the outside of the lead adhesive part 25. It is divided into an outer lead 46 located in the, the outer lead 46 is bent into a gull wing type (Gull Wing Type). As the insulating adhesive 60, an adhesive tape having double-sided adhesiveness is mainly used.
본딩 와이어(30)에 의해 내부 리드(42)와 반도체 칩의 칩 패드(12)는 전기적으로 연결된다.The inner lead 42 and the chip pad 12 of the semiconductor chip are electrically connected by the bonding wires 30.
그리고, 방열판(20)의 일면에 대하여 노출된 반도체 칩(10), 내부 리드(42) 및 본딩 와이어(30)를 외부의 환경으로부터 보호하기 위하여 에폭시 계열의 봉지 수지를 이용한 성형 공정을 통하여 상부 패키지 몸체(50)를 형성하게 된다. 성형 공정은 기존의 트랜스퍼 몰딩(Transfer Molding) 공정으로 진행된다. 이때, 방열판(20)의 일면의 계곡의 바닥면(21)에 형성된 요홈(24)에 액상의 봉지 수지가 채워져 봉지 수지와 방열판(20) 사이의 결합력이 증가하게 된다.In addition, in order to protect the semiconductor chip 10, the inner lead 42, and the bonding wire 30 exposed to one surface of the heat sink 20 from the external environment, an upper package through a molding process using an epoxy-based encapsulating resin. The body 50 is formed. The molding process proceeds with the existing transfer molding process. At this time, the liquid encapsulation resin is filled in the grooves 24 formed in the bottom surface 21 of the valley of one surface of the heat dissipation plate 20 to increase the bonding force between the encapsulation resin and the heat dissipation plate 20.
도 3을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지에 대하여 설명하면, 제 2 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지(200)는 방열판(120)의 상부면의 구조는 제 1 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지(도 1의 100)의 구조와 동일하며, 외부와의 접촉 면적을 증가시켜 열 방출 특성을 향상시키기 위하여 방열판(120)의 바닥면 안쪽으로 복수개의 요홈(127)을 형성한다.Referring to FIG. 3, a heat dissipation semiconductor chip package according to a second embodiment of the present invention will be described. The heat dissipation semiconductor chip package 200 according to the second embodiment has a structure of an upper surface of a heat sink 120. Is the same as the structure of the semiconductor chip package for heat dissipation (100 in FIG. 1) according to the first embodiment, a plurality of inside the bottom surface of the heat sink 120 to improve the heat dissipation characteristics by increasing the contact area with the outside Grooves 127 are formed.
도 4를 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지에 대하여 설명하면, 제 3 실시예에 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지(300)는 방열판(220) 바닥면의 중심 부분의 안쪽으로 큰 홈(227)이 형성되어 있으며, 나머지 구조는 제 1 실시예 따른 열 방출용 반도체 칩 패키지(도 1의 100)의 구조와 동일하다.Referring to FIG. 4, a heat dissipation semiconductor chip package according to a third embodiment of the present invention will be described. The heat dissipation semiconductor chip package 300 according to the third embodiment has a center portion of a bottom surface of a heat sink 220. A large groove 227 is formed inward, and the remaining structure is the same as that of the heat dissipation semiconductor chip package (100 in FIG. 1) according to the first embodiment.
여기서, 방열판(220)의 바닥면에 큰 홈(227)을 형성한 이유는, 방열판(220)이 하부 패키지 몸체의 형상을 가지며, 금속 재질이기 때문에 반도체 칩 패키지(300)의 조립이 완료된 이후에 방열판(220)의 무게로 인한 외부 리드(246)의 처짐 현상이 발생될 수 있기 때문에 방열판(220)의 무게를 감소시키기 위하여 방열판(220)의 바닥면의 중심 부분에 큰 홈(227)을 형성하였다. 물론 홈(227)의 깊이는 방열판(220)의 상부면에 형성된 계곡(221)의 바닥면보다는 깊지 않아야 한다. 그리고, 도시되지는 않았지만, 방열판(220)의 바닥면에 형성된 큰 홈(227)의 바닥면 안쪽으로 복수개의 요홈을 형성할 수 있다.Here, the reason why the large groove 227 is formed on the bottom surface of the heat sink 220 is because the heat sink 220 has a shape of the lower package body and is made of a metal material, after the assembly of the semiconductor chip package 300 is completed. Since the deflection of the external lead 246 due to the weight of the heat sink 220 may occur, a large groove 227 is formed in the center of the bottom surface of the heat sink 220 in order to reduce the weight of the heat sink 220. It was. Of course, the depth of the groove 227 should not be deeper than the bottom surface of the valley 221 formed on the upper surface of the heat sink 220. Although not shown, a plurality of grooves may be formed inside the bottom surface of the large groove 227 formed on the bottom surface of the heat sink 220.
따라서, 본 발명의 구조를 따르면 방열판이 기존의 하부 패키지 몸체의 형상을 갖기 때문에 종래의 패키지 몸체에 내장된 방열판에 비하여 열 방출 특성이 향상되며, 그로 인하여 패키지 크랙과 박리 현상을 억제할 수 있다. 그리고, 방열판과 봉지 수지와 접하는 면에 복수개의 요홈을 형성함으로써 방열판과 봉지 수지 사이의 결합력이 향상된다.Therefore, according to the structure of the present invention, since the heat sink has a shape of the existing lower package body, heat dissipation characteristics are improved compared to the heat sink embedded in the conventional package body, thereby suppressing package cracking and peeling phenomenon. Then, by forming a plurality of grooves on the surface in contact with the heat sink and the sealing resin, the bonding force between the heat sink and the sealing resin is improved.
Claims (7)
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| KR1019970045374A KR19990024353A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Semiconductor Chip Packages for Heat Dissipation |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019970045374A KR19990024353A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Semiconductor Chip Packages for Heat Dissipation |
Publications (1)
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| KR19990024353A true KR19990024353A (en) | 1999-04-06 |
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Family Applications (1)
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| KR1019970045374A KR19990024353A (en) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | Semiconductor Chip Packages for Heat Dissipation |
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1997
- 1997-09-01 KR KR1019970045374A patent/KR19990024353A/en not_active Application Discontinuation
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