KR19990050825A - High heat emission lead frame and semiconductor package using same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고 열방출 리드 프레임 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 반도체 패키지의 효과적인 열 방출을 위한 방열 리드가 리드 프레임과 일체형으로 다이 패드 주위에 형성된 리드 프레임과 이를 이용한 반도체 패키지를 제공하는 데 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부 리드 중의 일부가 연장되어 다이 패드와 내부 리드의 사이에서 다이 패드 및 내부 리드와 각각 이격되어 다이 패드 주위를 둘러싸는 방열 리드를 구비하는 고 열방출 리드 프레임과 이와 같은 리드 프레임을 이용한 고 열방출 반도체 패키지를 제공한다. 본 발명에 의하면, 리드 프레임을 제조하는 공정에서 리드 프레임과 일체형으로 방열 리드를 제공하므로, 반도체 칩을 패키징할 때 별도의 방열 리드를 부착 또는 삽입하는 공정에 비해서 리드 프레임 제조 비용을 감소시키고, 패키징 공정을 단순화시킬 수 있다.The present invention relates to a high heat dissipation lead frame and a semiconductor package using the same. Disclosure of Invention An object of the present invention is to provide a lead frame in which heat dissipation leads for effective heat dissipation of a semiconductor package are formed around a die pad integrally with a lead frame, and a semiconductor package using the same. In order to achieve the above object, the present invention provides a high heat dissipation lead frame having a heat dissipation lead extending from a portion of the inner lead and spaced apart from the die pad and the inner lead, respectively, between the die pad and the inner lead and surrounding the die pad. Provided is a high heat dissipation semiconductor package using such a lead frame. According to the present invention, since the heat dissipation lead is integrally provided with the lead frame in the process of manufacturing the lead frame, the lead frame manufacturing cost is reduced and packaging compared to the process of attaching or inserting a separate heat dissipation lead when packaging the semiconductor chip. The process can be simplified.
Description
본 발명은 고 열방출 리드 프레임 및 이를 이용한 반도체 패키지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 소자의 동작 중 발생하는 열을 방출하기 위하여 다이 패드와 이격하여 다이 패드 주위에 고리 형상의 방열 리드(Heat Sink)를 리드 프레임과 일체형으로 구비한 고 열방출 리드 프레임 및 이와 같은 리드 프레임을 이용한 고 열방출 반도체 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a high heat dissipation lead frame and a semiconductor package using the same, and more particularly, a ring-shaped heat dissipation lead (Heat Sink) around the die pad spaced from the die pad to dissipate heat generated during operation of the semiconductor device. ) And a high heat dissipation lead frame having a lead frame integrated with the lead frame, and a high heat dissipation semiconductor package using such a lead frame.
전자 시스템에 사용되는 반도체 소자는 보다 소형이면서 더 많은 기능을 고속으로 수행할 것을 요구한다. 특히 서브 노트 북 개인용 컴퓨터(Sub-note Book Personal Computer)의 발달이나, 개인용 정보 기기(PDA ; Personal Digital Assistant)의 등장으로 이러한 요구는 한층 더 심해진다. 한편, 반도체 소자의 소형화 경향에 따라 전자 시스템에 사용되는 반도체 소자의 동작 전압은 점점 더 낮아진다.Semiconductor devices used in electronic systems require smaller and more functions at high speed. In particular, with the development of a sub-notebook personal computer (PDA) or the emergence of a personal digital assistant (PDA), this demand is further exacerbated. On the other hand, with the tendency of miniaturization of semiconductor devices, the operating voltages of semiconductor devices used in electronic systems become lower and lower.
예컨데, CMOS DRAM(Complementary Metal Oxide Semiconductor Dynamic Random Access Memory)의 경우 Vcc 전압은 5V에서 3.3V 또는 2.8V로 낮아진다. 그러나, 동작 전압은 낮아지지만 소자의 동작 속도가 빨라지기 때문에 반도체 소자에서 소비되는 소비 전력은 더 증가하게 된다. 소비 전력의 증가는 반도체 소자에서 많은 열이 발생한다는 것을 의미하는 것으로서, 이러한 열을 어떻게 외부로 방출시키느냐 하는 것은 최종 반도체 제품의 성능과 수명을 좌우하는 중요한 요소 중의 하나이다.For example, for CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor Dynamic Random Access Memory (DRAM), the Vcc voltage drops from 5V to 3.3V or 2.8V. However, because the operating voltage is lowered but the operating speed of the device is faster, the power consumption of the semiconductor device is further increased. The increase in power consumption means that a lot of heat is generated in the semiconductor device, and how to release this heat to the outside is one of the important factors that determine the performance and life of the final semiconductor product.
또한, 모 기판(Mother Board)에 대한 반도체 소자의 실장 밀도를 증가시키기 위해서, 반도체 패키지를 수직으로 실장한 수직 실장형 패키지(SVP; Surface Vertical Package)나 반도체 패키지의 크기가 칩 수준으로 축소된 칩 스케일 패키지(Chip Scale Pacage)가 개발되고 있으며, 여러 개의 반도체 칩을 하나의 패키지로 조립한 멀티 칩 패키지 및 다수의 반도체 패키지를 인쇄 회로 기판에 실장한 메모리 모듈 등이 개발되고 있다. 그러나 이러한 방법은 단위 면적당 발열량의 증가를 유발시켜 제품 자체의 수명, 특성, 신뢰성 등에 직접적인 영향을 미치는 반도체 칩의 접합 온도를 상승시키므로, 패키지의 열 특성을 향상시켜서 반도체 칩의 접합 온도를 낮추는 것이 제품의 경쟁력 향상을 위한 과제로 대두되고 있다.In addition, in order to increase the mounting density of semiconductor devices on a mother board, a chip having a surface package vertically mounted (SVP) or a semiconductor package reduced in size to a chip level. Chip scale packages are being developed, and multi-chip packages in which several semiconductor chips are assembled into one package, and memory modules in which a plurality of semiconductor packages are mounted on a printed circuit board are being developed. However, this method increases the junction temperature of the semiconductor chip, which causes an increase in the amount of heat generated per unit area, which directly affects the lifespan, characteristics, and reliability of the product itself. Therefore, it is desirable to lower the junction temperature of the semiconductor chip by improving the thermal characteristics of the package. Has emerged as a task to improve the competitiveness of the company.
종래 기술에서는 반도체 칩에 전도성 접착제를 이용하여 방열판을 부착하거나, 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound)로 패키지 몸체를 형성할 때 방열판을 삽입하여 이를 패키지 내부에 내장 또는 패키지 외부로 노출시켜 열방출이 이루어지게 하고 있다.In the prior art, when a heat sink is attached to a semiconductor chip using a conductive adhesive, or when a package body is formed with an epoxy molding compound, a heat sink is inserted and exposed to the inside or outside of the package, thereby dissipating heat. I'm losing.
도 1은 종래 기술의 한 예에 따른 방열판이 부착된 반도체 패키지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a semiconductor package with a heat sink according to an example of the prior art.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 반도체 패키지(10)는 복수개의 본딩 패드(12)를 갖는 반도체 칩(11)이 다이 패드의 역할을 하는 방열판(18)에 접착되고, 방열판(18)은 내부 리드(14)에 접착되어 리드 프레임에 부착된다. 반도체 칩(11)의 본딩 패드(12)는 금속 세선(13)에 의해 각각 대응하는 내부 리드(14)와 전기적으로 연결된다.Referring to FIG. 1, in the semiconductor package 10 according to the related art, a semiconductor chip 11 having a plurality of bonding pads 12 is bonded to a heat sink 18 serving as a die pad, and the heat sink 18 is It is adhered to the inner lead 14 and attached to the lead frame. The bonding pads 12 of the semiconductor chip 11 are electrically connected to corresponding internal leads 14 by metal thin wires 13, respectively.
반도체 칩(11) 하부면에는 방열판(18)이 전도성 접착제(19)에 의해 접착된다. 반도체 칩(11)과 내부 리드(14), 금속 세선(13) 및 방열판(18)은 외부의 환경으로부터 보호되기 위해서 에폭시 계열 성형 수지의 패키지 몸체(17)에 의해 봉지되어 있다. 그리고,내부 리드(14)와 각각 일체로 형성된 외부 리드(15)는 패키지 몸체(17)의 외부로 돌출되어 모 기판에 실장되기 적합한 형태로 절곡되어 있다.The heat sink 18 is bonded to the lower surface of the semiconductor chip 11 by the conductive adhesive 19. The semiconductor chip 11, the inner lead 14, the metal thin wire 13, and the heat sink 18 are sealed by the package body 17 of the epoxy series molding resin in order to protect it from the external environment. The outer lead 15 integrally formed with the inner lead 14 is bent into a shape suitable for protruding out of the package body 17 to be mounted on the mother substrate.
본 예에 따른 반도체 패키지(10)는 발생되는 열을 효과적으로 방출하기 위해서, 반도체 칩(11)에 부착된 방열판(18)의 하부면이 패키지 몸체(17)의 표면에 노출되어 있다.In the semiconductor package 10 according to the present example, the lower surface of the heat sink 18 attached to the semiconductor chip 11 is exposed on the surface of the package body 17 in order to effectively release generated heat.
도 2는 종래 기술의 다른 예에 따른 방열판이 부착된 반도체 패키지의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a semiconductor package with a heat sink according to another example of the prior art.
도 2를 참조하면, 종래 기술의 다른 예에 따른 반도체 패키지(20)는 도 1에 도시된 반도체 패키지(10)와 같은 구조의 반도체 칩(21), 본딩 패드(22), 금속 세선(23), 내부 리드(24), 외부 리드(25), 패키지 몸체(27)를 가지고 있다. 본 예에서는 반도체 칩(21)이 다이 패드(26)에 접착되어 있다.Referring to FIG. 2, the semiconductor package 20 according to another example of the related art includes a semiconductor chip 21, a bonding pad 22, and a thin metal wire 23 having the same structure as the semiconductor package 10 shown in FIG. 1. , An inner lead 24, an outer lead 25, and a package body 27. In this example, the semiconductor chip 21 is bonded to the die pad 26.
그러나, 본 예에 따른 반도체 패키지(20)의 방열판(28)은 다이 패드(26)와 이격되어 패키지 몸체(27)에 내장되어, 방열판(28)의 한 면이 패키지 몸체(27)의 표면에 노출되어 있다. 금형 내에서 성형 수지를 이용하여 패키지 몸체(27)를 형성할 때, 성형 수지를 주입하기 전에 방열판(28)을 금형의 하부면에 미리 삽입하여 이와 같은 형상의 패키지(20)를 성형할 수 있다.However, the heat sink 28 of the semiconductor package 20 according to the present embodiment is spaced apart from the die pad 26 and embedded in the package body 27, so that one side of the heat sink 28 is formed on the surface of the package body 27. Exposed When the package body 27 is formed using the molding resin in the mold, the heat sink 28 may be inserted into the lower surface of the mold in advance before the molding resin is injected, thereby forming the package 20 having such a shape. .
그러나, 이러한 종래 기술을 사용하는 경우에는 별도의 접착제를 이용하여 방열판(18)을 리드 프레임에 부착해야 하므로 리드 프레임 제작에 많은 비용이 소비되거나, 패키지(20)를 성형하는 과정에서 별도의 방열판(28)을 삽입해야 하므로 반도체 패키지 제조 공정을 단순화시키기 곤란한 문제가 발생한다.However, in the case of using the conventional technology, since the heat sink 18 must be attached to the lead frame by using a separate adhesive, it is expensive to manufacture the lead frame, or in the process of molding the package 20, a separate heat sink ( The need to insert 28 creates a problem that is difficult to simplify the semiconductor package manufacturing process.
본 발명의 목적은 반도체 패키지의 열 방출 특성을 향상시키기 위한 것이다.An object of the present invention is to improve heat dissipation characteristics of a semiconductor package.
본 발명의 다른 목적은 열 방출 특성이 향상된 반도체 패키지의 제조 원가를 낮추고, 제조 공정이 단순한 고 열방출 반도체 패키지를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of a semiconductor package having improved heat dissipation characteristics and to provide a high heat dissipating semiconductor package having a simple manufacturing process.
도 1은 종래 기술의 한 예에 따른 방열판이 부착된 반도체 패키지의 단면도,1 is a cross-sectional view of a semiconductor package with a heat sink according to an example of the prior art,
도 2는 종래 기술의 다른 예에 따른 방열판이 부착된 반도체 패키지의 단면도,2 is a cross-sectional view of a semiconductor package with a heat sink according to another example of the prior art;
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방열 리드를 구비한 고 열방출 리드 프레임의 평면도,3 is a plan view of a high heat dissipation lead frame having a heat dissipation lead according to a first embodiment of the present invention;
도 4는 도 3의 리드 프레임을 사용한 고 열방출 반도체 패키지의 단면도,4 is a cross-sectional view of a high heat dissipation semiconductor package using the lead frame of FIG.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방열 리드를 구비한 고 열방출 리드 프레임의 평면도,5 is a plan view of a high heat dissipation lead frame having a heat dissipation lead according to a second embodiment of the present invention;
도 6은 도 5의 리드 프레임을 사용한 고 열방출 반도체 패키지의 단면도,6 is a cross-sectional view of a high heat dissipation semiconductor package using the lead frame of FIG. 5;
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 방열 리드를 구비한 고 열방출 리드 프레임의 평면도,7 is a plan view of a high heat dissipation lead frame having a heat dissipation lead according to a third embodiment of the present invention;
도 8은 도 7의 리드 프레임을 사용한 고 열방출 반도체 패키지의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of a high heat emission semiconductor package using the lead frame of FIG. 7.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
10, 20, 200, 400, 600; 반도체 패키지10, 20, 200, 400, 600; Semiconductor package
11, 21, 218, 418, 618; 반도체 칩11, 21, 218, 418, 618; Semiconductor chip
12, 22, 219; 본딩 패드 13, 23, 220; 금속 세선12, 22, 219; Bonding pads 13, 23, 220; Metal thin wire
14, 24, 113, 313, 513; 내부 리드14, 24, 113, 313, 513; Inside lead
15, 25, 114, 314, 514; 외부 리드15, 25, 114, 314, 514; External lead
26, 111, 311, 511; 다이 패드 17, 27, 221, 421, 621; 패키지 몸체26, 111, 311, 511; Die pads 17, 27, 221, 421, 621; Package body
18, 28; 방열판 19; 접착제18, 28; Heat sink 19; glue
100, 300, 500; 리드 프레임 112, 312, 512; 타이 바100, 300, 500; Lead frames 112, 312, 512; Thai Bar
115, 315, 515; 댐바 116, 316, 516; 가이드 레일 부분115, 315, 515; Dambars 116, 316, 516; Guide rail
117, 317, 517; 방열 리드 118, 222, 318, 518; 리드117, 317, 517; Heat dissipation leads 118, 222, 318, 518; lead
317a, 517a; 삽입부317a, 517a; Insert
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 열을 방출하기 위하여 다이 패드와 이격하여 다이 패드 주위에 고리 형상의 방열 리드(Heat Sink)를 구비한 고 열방출 리드 프레임을 제공한다. 고 열방출 리드 프레임은 반도체 칩이 탑재되기 위한 다이 패드와, 다이 패드의 측면과 이격되어 연배열되며 반도체 칩과 전기적으로 연결되기 위한 복수개의 내부 리드와, 내부 리드와 각각 일체형으로 형성되며, 외부 기판과 전기적, 기계적으로 연결되기 위한 복수개의 외부 리드와, 성형 공정시에 성형 수지가 성형되는 부분의 밖으로 유출되는 것을 방지하기 위해 내부 리드와 외부 리드 사이를 가로지르는 댐바와, 다이 패드를 지지하기 위한 타이 바 및 내부 리드 중의 일부가 연장되어, 다이 패드와 내부 리드의 사이에서 다이 패드 및 내부 리드와 각각 이격되어 다이 패드 주위를 둘러싸는 방열 리드를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the present invention provides a high heat dissipation lead frame having an annular heat dissipation lead (Heat Sink) around the die pad spaced apart from the die pad to dissipate heat. The high heat dissipation lead frame is integrally formed with a die pad for mounting a semiconductor chip, a plurality of internal leads spaced apart from side surfaces of the die pad, and electrically connected to the semiconductor chip, and internal leads, respectively. Supporting a plurality of external leads for electrical and mechanical connection with the substrate, a dam bar crossing between the internal leads and the external leads to prevent the molding resin from flowing out of the molded part during the molding process, and the die pad And a portion of the tie bar and the inner lead for extending, having a heat dissipation lead spaced apart from the die pad and the inner lead, respectively, between the die pad and the inner lead and surrounding the die pad.
또한, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 위와 같은 리드 프레임을 사용하는 고 열방출 반도체 패키지를 제공한다. 고 열방출 반도체 패키지는 복수개의 본딩 패드가 형성된 반도체 칩과, 반도체 칩의 하부에 위치하며 반도체 칩이 탑재되기 위한 다이 패드와, 다이 패드의 측면과 이격되어 연배열되며 반도체 칩과 전기적으로 연결되기 위한 복수개의 내부 리드와, 다이 패드를 지지하기 위한 타이 바와, 본딩 패드와 내부 리드를 각각 전기적으로 연결하는 금속 세선과, 성형 수지에 의해 반도체 칩과 내부 리드를 포함하는 전기적 연결 부분이 봉지된 패키지 몸체와, 내부 리드와 각각 일체형으로 형성되며, 외부 기판과 전기적, 기계적으로 연결되기 위해 패키지 몸체에 대하여 외부로 돌출된 복수개의 외부 리드 및 내부 리드 중의 일부가 연장되어, 다이 패드와 내부 리드의 사이에서 다이 패드 및 내부 리드와 각각 이격되어 다이 패드 주위를 둘러싸는 방열 리드를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a high heat dissipation semiconductor package using the above lead frame to achieve this object. The high heat dissipation semiconductor package includes a semiconductor chip in which a plurality of bonding pads are formed, a die pad disposed under the semiconductor chip, and a semiconductor array in which the semiconductor chip is mounted, spaced apart from the side of the die pad, and electrically connected to the semiconductor chip. A package encapsulated with a plurality of inner leads, tie bars for supporting die pads, thin metal wires electrically connecting the bonding pads and the inner leads, and electrically connecting portions including the semiconductor chip and the inner leads by molding resin It is formed integrally with the body and the inner lead, each of the plurality of outer and inner leads protruding outward with respect to the package body to extend the electrical and mechanical connection with the outer substrate, extending between the die pad and the inner lead The heat dissipation leads that are spaced apart from the die pads and the inner leads, Characterized in that is compared.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 도면 전반에 걸쳐서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 방열 리드를 구비한 고 열방출 리드 프레임의 평면도이다.3 is a plan view of a high heat dissipation lead frame having a heat dissipation lead according to a first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 리드 프레임(100)은 반도체 칩이 탑재되는 사각형상의 다이 패드(111)를 포함하며, 다이 패드(111)는 타이 바(112)에 의해 리드 프레임(100)의 다른 부분들과 연결되어 지지된다. 내부 리드(113)는 다이 패드(111)의 측면과 이격되어 연배열되어 반도체 칩의 본딩 패드와 전기적으로 접속된다.Referring to FIG. 3, the lead frame 100 includes a rectangular die pad 111 on which a semiconductor chip is mounted, and the die pad 111 is connected to the other portions of the lead frame 100 by the tie bars 112. It is connected to and supported. The internal leads 113 are arranged in a row and spaced apart from the side surfaces of the die pads 111 to be electrically connected to the bonding pads of the semiconductor chip.
외부 리드(114)는 내부 리드(113)와 각각 일체형으로 형성되어 외부 기판과 전기적, 기계적으로 연결되고, 댐바(115)는 내부 리드(113)와 외부 리드(114)를 수직으로 가로지르고 있다. 댐바(115)는 성형 공정 단계에서 주입되는 성형 수지가 성형될 부분의 밖으로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 가이드 레일 부분(116)은 리드(118) 및 타이 바(112)를 지지하고, 리드 프레임(100)이 이송되는 경우에 이송 레일과 접촉되는 부분이다.The outer lead 114 is integrally formed with the inner lead 113, and electrically and mechanically connected to the outer substrate, and the dam bar 115 traverses the inner lead 113 and the outer lead 114 vertically. The dam bar 115 serves to prevent the molding resin injected in the molding process step from flowing out of the portion to be molded. The guide rail portion 116 supports the lid 118 and the tie bar 112, and is a portion that contacts the transfer rail when the lead frame 100 is transferred.
본 실시예에서, 방열 리드(117)은 타이 바(112)를 경계로 하여 두 부분으로 분리되어 있는 사각 고리 모양을 하고 있다. 방열 리드(117)의 각 부분은 각각 2개씩의 내부 리드(113)에서 연장되어 다이 패드(111) 주위를 둘러싸고 있다. 방열 리드(117)는 다이 패드(111) 및 내부 리드(113)와 이격되어 있어서 반도체 칩과 전기적으로 절연된다.In this embodiment, the heat dissipation lead 117 has a rectangular ring shape that is divided into two parts with the tie bar 112 as a boundary. Each portion of the heat dissipation lead 117 extends from each of two inner leads 113 and surrounds the die pad 111. The heat dissipation lead 117 is spaced apart from the die pad 111 and the internal lead 113 to be electrically insulated from the semiconductor chip.
2개의 내부 리드(113)가 연장되어 1개의 방열 리드(117)를 이루고 있으므로, 방열 리드(117)는 내부 리드(113) 중에서 같은 극성의 전원 공급 핀을 연결하는, 즉 Vcc, Vss 핀을 각각 일체형으로 연결하는 파워 버스(Power Bus)로서의 기능을 수행할 수도 있다.Since the two inner leads 113 extend to form one heat dissipation lead 117, the heat dissipation lead 117 connects power supply pins having the same polarity among the inner leads 113, that is, the Vcc and Vss pins, respectively. It may also function as an integrated power bus.
리드 프레임(100)의 재료에는 니켈 합금계, 구리 합금계 등이 있다. 방열 리드(117)는 리드 프레임(100)과 같은 재질을 사용하는 것이 리드 프레임(100) 제조 공정의 단순화와 열팽창률의 차이를 제거할 수 있는 점에서 바람직하다.The material of the lead frame 100 is nickel alloy type, copper alloy type, or the like. The heat dissipation lead 117 is preferably made of the same material as the lead frame 100 in that the lead frame 100 can be simplified in manufacturing process and can eliminate the difference in thermal expansion rate.
도 4는 도 3의 리드 프레임을 사용한 고 열방출 반도체 패키지의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a high heat emission semiconductor package using the lead frame of FIG. 3.
도 4를 참조하면, 상부면에 복수개의 본딩 패드(219)가 형성된 반도체 칩(218)과 내부 리드(113)가 알루미늄 또는 금과 같은 금속 세선(220)에 의해 전기적으로 접속되고, 성형 수지에 의한 성형, 다듬기(Trim), 리드 절곡(Form) 등의 공정을 거쳐 반도체 패키지(200)를 얻는다.Referring to FIG. 4, a semiconductor chip 218 having a plurality of bonding pads 219 formed on an upper surface thereof and an internal lead 113 are electrically connected to each other by a fine metal wire 220 such as aluminum or gold. The semiconductor package 200 is obtained through processes such as molding, trimming, and lead bending.
방열 리드(117)는 반도체 칩(218)과 동일한 높이에 형성되며, 소자의 동작 시 발생되는 열원으로부터 인접하여 반도체 칩(218)을 둘러싸고 있다. 따라서, 패키지 몸체(221) 외부로 돌출된 외부 리드(114)에 의해 외부 기판에 장착된 반도체 패키지(200)는 내부 리드(113)에서 연장된 방열 리드(117)로부터 외부 리드(114)를 거쳐 열을 패키지(200) 외부로 방출한다.The heat dissipation lead 117 is formed at the same height as the semiconductor chip 218 and surrounds the semiconductor chip 218 adjacent to a heat source generated during operation of the device. Therefore, the semiconductor package 200 mounted on the external substrate by the external lead 114 protruding out of the package body 221 passes through the external lead 114 from the heat dissipation lead 117 extending from the internal lead 113. Heat is released to the outside of the package 200.
반도체 칩(218)은 은 에폭시(Ag Epoxy) 접착제(도시되지 않음)에 의해 다이 패드(111)에 접착된다. 금속 세선(220)에 의한 전기적 접속이 이루어지고, 반도체 칩(218), 내부 리드(113) 및 금속 세선(220)을 포함하는 전기적 연결 부분과 방열 리드(117) 등이 성형 수지에 봉지되어 패키지 몸체(221)가 형성된다. 성형이 완료된 패키지(200)는 일정한 시간 동안 열을 가하여 성형 수지의 특성을 안정되게 함으로써, 외부로부터 화학적, 기계적으로 보호받게 된다.The semiconductor chip 218 is adhered to the die pad 111 by a silver epoxy adhesive (not shown). The electrical connection is made by the fine metal wire 220, and the electrical connection part including the semiconductor chip 218, the internal lead 113, and the fine metal wire 220, the heat dissipation lead 117, and the like are encapsulated in a molding resin and packaged. Body 221 is formed. The completed package 200 is subjected to heat for a predetermined time to stabilize the properties of the molding resin, thereby being protected chemically and mechanically from the outside.
성형이 완료된 패키지(200)와 리드(118) 사이에는 플레쉬 에폭시(Flash Epoxy)가 잔존하므로, 이를 제거하고 리드(118)와 리드(118) 사이에 연결된 댐바(Dambar)를 절단하는 다듬기 공정을 거친다.Since the flash epoxy remains between the package 200 and the lead 118, the molding is completed and a trimming process of cutting the dambar connected between the lead 118 and the lead 118 is performed. .
이상과 같은 공정을 거친 후, 리드 프레임에서 필요한 만큼의 외부 리드(114)를 절단하고 패키지(200) 형태에 맞게 외부 리드(114) 모양을 형성하여 패키지(200)가 독립된 형태로 인쇄회로기판에 장착 가능하도록 패키지(200) 형태를 최종적으로 형성시킨다. 본 실시예에서는 외부 리드(114)가 J 자 형태로 되어 있으나, 걸 윙(Gull Wing) 형태 등과 같이 다른 형태로 절곡될 수도 있다.After the process as described above, by cutting the external lead 114 as necessary in the lead frame and form the shape of the external lead 114 to match the shape of the package 200, the package 200 in the independent form on the printed circuit board The package 200 is finally formed to be mountable. In the present embodiment, the outer lead 114 has a J-shape, but may be bent in another shape such as a gull wing shape.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방열 리드를 구비한 고 열방출 리드 프레임의 평면도이고, 도 6은 도 5의 리드 프레임을 사용한 고 열방출 반도체 패키지의 단면도이다.5 is a plan view of a high heat dissipation lead frame having a heat dissipation lead according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view of a high heat dissipation semiconductor package using the lead frame of FIG. 5.
도 5와 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 리드 프레임(300)의 다이 패드(311)는 다이 패드(311)의 마주 보는 두 변이 각각 타이 바(312)와 결합되어 타이 바(312)에 의해 지지되고 있고, 다이 패드(311)는 타이 바(312)와 수직 방향으로 다이 패드(311)의 중간 부분이 분리되어 소정 간격 이격된다.5 and 6, in the die pad 311 of the lead frame 300 according to the present exemplary embodiment, two opposite sides of the die pad 311 are coupled with the tie bars 312 to tie the bars 312. The die pad 311 is spaced apart by a predetermined interval by separating an intermediate portion of the die pad 311 in the vertical direction from the tie bar 312.
내부 리드(313)는 다이 패드(311)의 측면과 이격되어 연배열되고, 내부 리드(313)와 각각 일체형으로 형성되어 외부 기판과 전기적, 기계적으로 연결되는 외부 리드(314)가 있다. 댐바(315)는 내부 리드(313)와 외부 리드(314)를 수직으로 가로지르고 있고, 성형 공정 단계에서 주입되는 성형 수지가 성형될 부분의 밖으로 유출되는 것을 방지한다. 가이드 레일 부분(316)은 리드(318) 및 타이 바(312)를 지지하고 리드 프레임(300)이 이송되는 경우에 이송 레일과 접촉되는 부분이다.The inner lead 313 is softly arranged to be spaced apart from the side of the die pad 311, and has an outer lead 314 formed integrally with the inner lead 313 to be electrically and mechanically connected to the outer substrate. The dam bar 315 traverses the inner lead 313 and the outer lead 314 vertically, and prevents the molding resin injected in the molding process step from flowing out of the portion to be molded. The guide rail portion 316 is a portion that supports the lid 318 and tie bar 312 and contacts the transfer rail when the lead frame 300 is transferred.
본 실시예에 따른 방열 리드(317)는, 도 3에 도시된 바와 같이 타이 바(312)를 경계로 하여 두 부분으로 분리되어 있는 사각 고리 모양의 방열 리드의 일부가 연장되어, 연장된 부분이 분리된 다이 패드(311) 사이에 삽입된 삽입부(317a)를 포함한다. 방열 리드(317)은 2개의 내부 리드(313)에서 연장되어 분리된 다이 패드(311) 주위를 둘러싸고 있다.In the heat dissipation lead 317 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, a part of the rectangular annular heat dissipation lead, which is divided into two parts with the tie bar 312 as a boundary, is extended, and the extended part is And inserts 317a inserted between the separated die pads 311. The heat dissipation lead 317 extends from the two inner leads 313 and surrounds the separated die pad 311.
반도체 칩(418)과 내부 리드(313) 사이의 방열 리드(317)는 반도체 칩(418)과 동일한 높이에 형성되고, 분리된 다이 패드(311) 사이에 삽입된 방열 리드(317)의 삽입부(317a)는 하향 절곡되어 다이 패드(311)에 탑재된 반도체 칩(418)의 하부면과 이격된다. 방열 리드(317)는 소자의 동작 시 발생되는 열원으로부터 인접하여 반도체 칩(418)의 둘레와 하부면을 둘러싸고 있다. 방열 리드(317)는 다이 패드(311) 및 내부 리드(313)와 이격되어 있어서 반도체 칩(418)과 전기적으로 절연된다.The heat dissipation lead 317 between the semiconductor chip 418 and the internal lead 313 is formed at the same height as the semiconductor chip 418, and the insertion portion of the heat dissipation lead 317 inserted between the separated die pads 311. The 317a is bent downward and spaced apart from the lower surface of the semiconductor chip 418 mounted on the die pad 311. The heat dissipation lead 317 surrounds the periphery and the lower surface of the semiconductor chip 418 adjacent to the heat source generated during operation of the device. The heat dissipation lead 317 is spaced apart from the die pad 311 and the internal lead 313 to be electrically insulated from the semiconductor chip 418.
따라서, 패키지 몸체(421) 외부로 돌출된 외부 리드(314)에 의해 외부 기판에 장착된 반도체 패키지(400)는 내부 리드(313)에서 연장된 방열 리드(317)로부터 외부 리드(314)를 거쳐 열을 패키지(400) 외부로 방출할 수 있다.Accordingly, the semiconductor package 400 mounted on the external substrate by the external lead 314 protruding out of the package body 421 passes through the external lead 314 from the heat dissipation lead 317 extending from the internal lead 313. Heat may be released outside the package 400.
2개의 내부 리드(313)가 연장되어 1개의 방열 리드(317)를 이루고 있으므로, 방열 리드(317)는 내부 리드(313) 중에서 같은 극성의 전원 공급 핀을 연결하는, 즉 Vcc, Vss 핀을 각각 일체형으로 연결하는 파워 버스로서의 기능을 수행할 수도 있다.Since the two inner leads 313 extend to form one heat dissipation lead 317, the heat dissipation lead 317 connects power supply pins having the same polarity among the inner leads 313, that is, the Vcc and Vss pins, respectively. It can also function as an integrated power bus.
리드 프레임(300)의 재료에는 니켈 합금계, 구리 합금계 등이 있고, 방열 리드(317)은 리드 프레임(300)과 같은 재질을 사용하는 것이 리드 프레임(300) 제조 공정의 단순화와 열팽창률의 차이를 제거할 수 있는 점에서 바람직하다.The material of the lead frame 300 includes nickel alloys, copper alloys, and the like, and the heat dissipation lead 317 uses the same material as the lead frame 300 to simplify the manufacturing process of the lead frame 300 and to improve thermal expansion coefficient. It is preferable at the point which can remove a difference.
도 6에 도시된 반도체 패키지(400)는 도 4에 도시된 반도체 패키지(200)의 상세한 설명에서와 같은 공정을 거쳐 패키징된다.The semiconductor package 400 illustrated in FIG. 6 is packaged through the same process as in the detailed description of the semiconductor package 200 illustrated in FIG. 4.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 방열 리드를 구비한 리드 프레임의 평면도이고, 도 8은 도 7의 리드 프레임을 사용한 고 열방출 반도체 패키지의 단면도이다.7 is a plan view of a lead frame with a heat dissipation lead according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view of a high heat dissipation semiconductor package using the lead frame of FIG. 7.
도 7과 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 리드 프레임(500)의 다이 패드(511)에는 사각형상의 다이 패드 변을 따라 복수개의 요철(凹凸)이 형성되어 있고, 다이 패드(511)는 타이 바(512)에 의해 지지되고 있다. 내부 리드(513)는 다이 패드(511)의 측면과 이격되어 연배열된다.7 and 8, a plurality of irregularities are formed in the die pad 511 of the lead frame 500 according to the present embodiment along a rectangular die pad side, and the die pad 511 is formed in the die pad 511. It is supported by tie bars 512. The inner lead 513 is softly arranged spaced apart from the side surface of the die pad 511.
외부 리드(514)는 내부 리드(513)와 각각 일체형으로 형성되어 외부 기판과 전기적, 기계적으로 연결되며, 댐바(515)는 내부 리드(513)와 외부 리드(514)를 수직으로 가로지르고 있다. 댐바(515)는 성형 공정 단계에서 주입되는 성형 수지가 성형될 부분의 밖으로 유출되는 것을 방지한다. 가이드 레일 부분(516)은 리드(518) 및 타이 바(512)를 지지하고, 리드 프레임(500)이 이송되는 경우에 이송 레일과 접촉되는 부분이다.The outer lead 514 is formed integrally with the inner lead 513, and is electrically and mechanically connected to the outer substrate, and the dam bar 515 vertically crosses the inner lead 513 and the outer lead 514. The dam bar 515 prevents the molding resin injected in the molding process step from flowing out of the portion to be molded. The guide rail portion 516 supports the lid 518 and tie bar 512 and is a portion that contacts the transfer rail when the lead frame 500 is transferred.
본 실시예에 따른 방열 리드(517)는, 도 3에 도시된 바와 같이 타이 바(512)를 경계로 하여 두 부분으로 분리되어 있는 사각 고리 모양의 방열 리드의 일부가 연장되어, 연장된 부분이 다이 패드(511)의 변에 형성된 요(凹)부에 삽입된 삽입부(517a)를 포함한다.In the heat dissipation lead 517 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, a part of the rectangular annular heat dissipation lead, which is divided into two parts with the tie bar 512 as the boundary, is extended, and the extended part is The insertion part 517a inserted into the recessed part formed in the side of the die pad 511 is included.
반도체 칩(618)과 내부 리드(513) 사이의 방열 리드(517)는 반도체 칩(618)과 동일한 높이에 형성되고, 다이 패드(511)의 요(凹)부에 삽입된 방열 리드(517)의 삽입부(517a)는 하향 절곡되어 다이 패드(511)에 탑재된 반도체 칩(618)의 하부면과 이격된다. 방열 리드(517)는 소자의 동작 시 발생되는 열원으로부터 인접하여 반도체 칩(618)의 둘레와 하부면을 둘러싸고 있다. 방열 리드(517)는 다이 패드(511) 및 내부 리드(513)와 이격되어 있어서 반도체 칩(618)과 전기적으로 절연된다.The heat dissipation lead 517 between the semiconductor chip 618 and the internal lead 513 is formed at the same height as the semiconductor chip 618 and inserted into the recessed portion of the die pad 511. The insertion portion 517a is bent downward and spaced apart from the lower surface of the semiconductor chip 618 mounted on the die pad 511. The heat dissipation lead 517 surrounds the periphery and the lower surface of the semiconductor chip 618 adjacent to the heat source generated during operation of the device. The heat dissipation lead 517 is spaced apart from the die pad 511 and the inner lead 513 to be electrically insulated from the semiconductor chip 618.
따라서, 패키지 몸체(621) 외부로 돌출된 외부 리드(514)에 의해 외부 기판에 장착된 반도체 패키지(600)는 내부 리드(513)에서 연장된 방열 리드(517)로부터 외부 리드(514)를 거쳐 열을 패키지(600) 외부로 방출한다.Accordingly, the semiconductor package 600 mounted on the external substrate by the external lead 514 protruding out of the package body 621 passes through the external lead 514 from the heat dissipation lead 517 extending from the internal lead 513. Heat is released out of the package 600.
2개의 내부 리드(513)가 연장되어 1개의 방열 리드(517)를 이루고 있으므로, 방열 리드(517)는 내부 리드(513) 중에서 같은 극성의 전원 공급 핀을 연결하는, 즉 Vcc, Vss 핀을 각각 일체형으로 연결하는 파워 버스로서의 기능을 수행할 수도 있다.Since the two inner leads 513 extend to form one heat dissipation lead 517, the heat dissipation lead 517 connects power supply pins having the same polarity among the inner leads 513, that is, the Vcc and Vss pins, respectively. It can also function as an integrated power bus.
리드 프레임(500)의 재료에는 니켈 합금계, 구리 합금계 등이 있고, 방열 리드(517)는 리드 프레임(500)과 같은 재질을 사용하는 것이 리드 프레임(500) 제조 공정의 단순화와 열팽창률의 차이를 제거할 수 있는 점에서 바람직하다.The material of the lead frame 500 includes nickel alloys, copper alloys, and the like, and the heat dissipation lead 517 may be made of the same material as the lead frame 500, which simplifies the manufacturing process of the lead frame 500 and the coefficient of thermal expansion. It is preferable at the point which can remove a difference.
도 8에 도시된 반도체 패키지(600)는 도 4에 도시된 반도체 패키지(200)의 상세한 설명에서와 같은 공정을 거쳐 패키징된다.The semiconductor package 600 illustrated in FIG. 8 is packaged through the same process as in the detailed description of the semiconductor package 200 illustrated in FIG. 4.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 리드 프레임을 제조하는 공정에서 리드 프레임과 일체형으로 이루어진 방열 리드를 제공하므로, 반도체 칩을 패키징할 때 별도의 방열 리드를 부착 또는 삽입하는 공정에 비해서 리드 프레임 제조 비용을 감소시키고, 패키징 공정을 단순화시킬 수 있다.As described above, the present invention provides a heat dissipation lead that is integral with the lead frame in the process of manufacturing the lead frame, so that the lead frame manufacturing cost is higher than the process of attaching or inserting a separate heat dissipation lead when packaging the semiconductor chip. Can be reduced, and the packaging process can be simplified.
Claims (20)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970070013A KR19990050825A (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | High heat emission lead frame and semiconductor package using same |
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| KR1019970070013A KR19990050825A (en) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | High heat emission lead frame and semiconductor package using same |
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| KR19990050825A true KR19990050825A (en) | 1999-07-05 |
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ID=66090593
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030085444A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-05 | 세미텍 주식회사 | Semiconductor package |
-
1997
- 1997-12-17 KR KR1019970070013A patent/KR19990050825A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030085444A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-05 | 세미텍 주식회사 | Semiconductor package |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19971217 |
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| PG1501 | Laying open of application | ||
| PC1203 | Withdrawal of no request for examination | ||
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |