KR20020039011A - Mold apparatus for semiconductor chip package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 칩 패키지의 제조에 사용되는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리드프레임에 실장된 반도체 칩을 수지 성형하기 위한 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus used for manufacturing a semiconductor chip package, and more particularly, to a resin molding apparatus for a semiconductor chip package for resin molding a semiconductor chip mounted on a lead frame.
일반적인 반도체 칩 패키지는 웨이퍼에서 각각의 단위 반도체 칩을 분리하여 리드프레임과 같은 실장수단에 부착하는 다이 어태치(die attach) 공정과, 그 반도체 칩과 리드를 전기적으로 연결하는 와이어 본딩(wire bonding) 공정과, 반도체 칩을 소정의 수지 봉지재로 봉지하는 수지 성형(molding) 공정과, 수지 봉지재 외부로 노출된 리드프레임의 리드를 일정한 형상으로 성형하는 리드 성형 공정, 및 각종 검사 공정을 거쳐 테스트 공정을 거쳐 제조된다.A typical semiconductor chip package includes a die attach process in which each unit semiconductor chip is separated from a wafer and attached to a mounting means such as a lead frame, and wire bonding electrically connecting the semiconductor chip and a lead. Test through a process, a resin molding process of encapsulating the semiconductor chip with a predetermined resin encapsulation material, a lead molding process of molding a lead frame exposed to the outside of the resin encapsulation material into a predetermined shape, and various inspection processes It is manufactured through a process.
이와 같은 반도체 칩 패키지 조립 공정 중에서 수지 성형 공정은 반도체 칩이 실장되어 도전성 금속선에 의해 와이어 본딩이 완료된 리드프레임을 외부환경으로부터 보호하기 위하여 에폭시 성형 수지와 같은 열경화성의 수지 봉지재로 패키지 몸체를 형성시키는 공정으로서, 외부 접속단자의 역할을 하는 외부 리드가 노출되도록 하여 반도체 칩과 그에 연결된 전기적 연결 부분들이 봉지된다.In the semiconductor chip package assembly process, the resin molding process includes forming a package body with a thermosetting resin encapsulant such as an epoxy molding resin in order to protect the lead frame in which the semiconductor chip is mounted and wire bonding completed by the conductive metal wire from the external environment. As a process, an external lead serving as an external connection terminal is exposed to seal the semiconductor chip and the electrical connection parts connected thereto.
현재 이와 같은 수지 성형 공정은 경제성과 양산성이 뛰어나고 내흡수성이우수한 에폭시 성형 수지를 사용하는 트랜스퍼 수지 성형(transfer molding)법이 널리 사용되고 있다. 트랜스퍼 수지 성형법은 고체 상태의 에폭시 성형 수지(epoxy molding compound)의 타블랫(tablet)을 열을 가하여 일정한 점도를 가지게 한 후 성형 금형의 캐버티(cavity)로 주입하는 방법이다. 이에 사용되는 수지 성형 장치를 소개하기로 한다.At present, such a resin molding process has been widely used as a transfer molding method using an epoxy molding resin having excellent economical efficiency, mass productivity, and excellent water absorption resistance. The transfer resin molding method is a method in which a tablet of a solid epoxy molding compound is heated to have a constant viscosity and then injected into a cavity of a molding die. The resin molding apparatus used for this is introduced.
도 1은 종래 기술에 따른 수지 성형 장치로 수지 성형이 진행되는 상태를 나타낸 개략적인 단면도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which resin molding proceeds with a resin molding apparatus according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a resin molding apparatus for a semiconductor chip package according to the prior art.
도 1과 도 2를 참조하면, 수지 성형 장치(100)는 상부 금형(111)과 하부 금형(112)으로 구분되는 성형 금형(110)을 가지고 있다. 상부 금형(111)과 하부 금형(112)에는 캐버티(124,125)가 각각 형성되어 정합 시에 패키지 외관의 형태와 크기에 적합한 내부 공간(126)을 형성하는 상부 캐버티 블록(121)과 하부 캐버티 블록(122)이 결합되어 있다. 하부 금형(112)에는 리드프레임(52)을 정확한 위치에 안착시켜주기 위하여 리드프레임(160)의 가이드 홀(guide hole; 163)에 삽입되는 위치 안내 핀(location pin; 151)이 고정되어 있다. 상부 금형(111)과 하부 금형(112)에는 수지 성형이 완료된 리드프레임을 상부 캐버티 블록(121)과 하부 캐버티 블록(122)으로부터 분리시키기 위한 이젝트 핀(eject pin; 141)과 이젝트 판(eject plate; 140)이 결합되어 있다.1 and 2, the resin molding apparatus 100 has a molding die 110 divided into an upper mold 111 and a lower mold 112. Cavities 124 and 125 are formed in the upper mold 111 and the lower mold 112, respectively, so that the upper cavity block 121 and the lower cavity form an inner space 126 suitable for the shape and size of the package appearance at the time of registration. Verti Block 122 is coupled. A location pin 151 inserted into the guide hole 163 of the lead frame 160 is fixed to the lower mold 112 to seat the lead frame 52 at the correct position. The upper mold 111 and the lower mold 112 have an eject pin 141 and an eject plate for separating the lead frame from which resin molding is completed from the upper cavity block 121 and the lower cavity block 122. eject plate 140 is combined.
성형 금형(110)에 반도체 칩(51)이 실장된 리드프레임(160)이 위치 안내 핀(151)에 의해 안내되어 정확한 위치에 탑재된다. 리드 프레임(160)이 상부 캐버티 블록(121)과 하부 캐버티 블록(122)의 사이에 개재되어 에폭시 성형 수지(155)로 수지 봉지된다. 고형의 에폭시 성형 수지가 고온으로 가열되어 일정한 점도를 갖는 겔(gel) 상태의 에폭시 성형 수지(155)로 변화되어 런너(runner; 127)를 통하여 상부 캐버티 블록(121)과 하부 캐버티 블록(122)에 의해 형성되는 내부공간(125)에 주입된다. 수지 성형이 완료되고 상부 금형(111)과 하부 금형(112)이 분리된 후 이젝트 판(140)의 상승 및 하강에 의해 이젝트 핀(141)이 상부 캐버티 블록(121)과 하부 캐버티 블록(122)으로부터 수지 성형이 완료된 리드프레임(160)을 분리시킨다.The lead frame 160 in which the semiconductor chip 51 is mounted on the molding die 110 is guided by the position guide pin 151 and mounted at the correct position. The lead frame 160 is interposed between the upper cavity block 121 and the lower cavity block 122 and is encapsulated with an epoxy molding resin 155. The solid epoxy molding resin is heated to a high temperature and is converted into an epoxy molding resin 155 in a gel state having a constant viscosity so that the upper cavity block 121 and the lower cavity block (runner 127) It is injected into the inner space 125 formed by the 122. After the resin molding is completed and the upper mold 111 and the lower mold 112 are separated, the eject pin 141 is formed by the upper and lower cavity blocks 121 and lower cavity blocks due to the rising and falling of the eject plate 140. 122, the lead frame 160 where the resin molding is completed is separated.
이와 같은 종래의 수지 성형 장치에서 리드프레임을 최적의 상태에서 계속적으로 유지시켜주는 위치 안내 핀과 리드프레임의 가이드 홀과의 공차는 약 0.01㎜정도이다. 따라서, 위치 안내 핀이 리드프레임의 가이드 홀에 삽입될 때 가이드 홀 부분에 기계적인 스트레스(stress)를 줄 수 있다. 이로 인하여 가이드 홀 주변 부분에서 찢어짐 또는 구부러짐이 발생될 수 있고 리드프레임의 위치가 틀어져 칩 아웃(chip out)과 같은 성형 불량이 발생될 수 있다. 이는 수지 성형 완료 후 금형과 리드프레임의 분리 작업 시에 위치 안내 핀이 가이드 홀로부터 부드럽게 빠져 나오지 못하게 되어 발생될 수도 있다. 리드프레임의 가이드 홀 주변 부분의 찢김 또는 구부러짐 등과 같은 손상은 후속 공정, 예컨데 절단 공정 또는 마킹 공정에서 리드프레임의 잼(jam)을 발생시키고 수율 저하를 가져온다.In such a conventional resin molding apparatus, the tolerance between the position guide pin and the guide hole of the lead frame that continuously maintains the lead frame in an optimum state is about 0.01 mm. Therefore, when the position guide pin is inserted into the guide hole of the lead frame, mechanical stress can be applied to the guide hole portion. As a result, tearing or bending may occur in the portion around the guide hole, and the position of the lead frame may be misaligned, resulting in molding defects such as chip out. This may occur because the position guide pin does not come out of the guide hole smoothly when the mold and the lead frame are separated after the resin molding is completed. Damage such as tearing or bending of the portion around the guide hole of the leadframe may cause jams of the leadframe in subsequent processes, such as cutting or marking, and lead to yield degradation.
이와 같은 문제점의 해결은 최근의 패키지의 소형화에 따라 리드프레임의 박형화 추세에 있어서 더욱 중요한 문제로 대두되고 있다. 리드프레임의 두께가 얇아지면 리드프레임의 가이드 홀 부분에 인가되는 스트레스에 의한 손상의 발생 확률이 증가된다. 박형의 리드프레임의 경우 아주 작은 스트레스에도 리드프레임의 찢김과 구부러짐 및 칩 아웃 등이 발생될 수 있다.In order to solve such a problem, with the recent miniaturization of packages, the problem of the thinning of the lead frame has become more important. When the thickness of the lead frame becomes thin, the probability of occurrence of damage due to stress applied to the guide hole portion of the lead frame increases. In the case of thin leadframes, even small stresses can cause the leadframe to tear, bend, and chip out.
본 발명의 목적은 위치 안내 핀과 가이드 홀간의 스트레스를 최소화하여 리드프레임의 정확한 위치 제어가 가능하게 할 수 있는 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a resin molding apparatus for a semiconductor chip package that can minimize the stress between the position guide pin and the guide hole to enable accurate position control of the lead frame.
도 1은 종래 기술에 따른 수지 성형(molding) 장치로 수지 성형이 진행되는 상태를 나타낸 개략적인 단면도,1 is a schematic cross-sectional view showing a state in which resin molding proceeds with a resin molding apparatus according to the prior art;
도 2는 종래 기술에 따른 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치를 나타낸 단면도,2 is a cross-sectional view showing a resin molding apparatus for a semiconductor chip package according to the prior art;
도 3은 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a resin molding apparatus for a semiconductor chip package according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1,100; 수지 성형 장치10,110; 성형 금형1,100; Resin molding apparatus 10,110; Molding mold
11,111; 상부 금형12,112; 하부 금형11,111; Upper mold 12,112; Lower mold
21,121; 상부 캐버티 블록22,122; 하부 캐버티 블록21,121; Upper cavity blocks 22,122; Lower cavity block
24,25,124,125; 캐버티(cavity)24,25,124,125; Cavity
26,126; 내부공간30,130; 포트26,126; Internal spaces 30 and 130; port
40,140; 이젝션 판(ejection plate)40,140; Ejection plate
41,42,141,142; 이젝션 핀51,151; 위치 안내 핀41,42,141,142; Ejection pins 51,151; Location guide pin
52; 스프링53; 스토퍼(stopper)52; Spring 53; Stopper
60,160; 리드프레임155; 에폭시 성형 수지60,160; Leadframe 155; Epoxy molding resin
165; 반도체 칩165; Semiconductor chip
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치는, 반도체 칩이 실장되어 와이어 본딩이 완료된 리드프레임을 성형 수지로 봉지하기 위해 각각 내부 공간을 형성하기 위한 캐버티를 갖는 상부 금형과 하부 금형의 성형 금형을 구비하는 수지 성형 장치에 있어서, 성형 금형에 리드프레임에 형성된 가이드 홀에 삽입되어 그 리드프레임을 위치 정렬시키는 탄성력을 갖는 위치 결정 핀이 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.The resin molding apparatus for a semiconductor chip package according to the present invention for achieving the above object, the upper portion having a cavity for forming an internal space, respectively for encapsulating a lead frame in which the semiconductor chip is mounted and the wire bonding is completed with a molding resin In the resin molding apparatus provided with the metal mold | die of the metal mold | die and the lower metal mold | die, the positioning pin which has the elastic force which is inserted in the guide hole formed in the lead frame to position-align the lead frame is fixed to the shaping | molding die.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a resin molding apparatus for a semiconductor chip package according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a resin molding apparatus for a semiconductor chip package according to the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수지 성형 장치(1)는 상부 금형(11)과 하부 금형(12)으로 구분되는 성형 금형(10)을 가지고 있으며, 상부 금형(11)과 하부금형(12)에는 캐버티(24,25)가 각각 형성되어 정합 시에 패키지 외관의 형태와 크기에 적합한 내부 공간(26)을 형성하는 상부 캐버티 블록(21)과 하부 캐버티 블록(22)이 결합되어 있다. 상부 금형(11)과 하부 금형(12)에는 수지 성형이 완료된 리드프레임을 상부 캐버티 블록(21)과 하부 캐버티 블록(22)으로부터 분리시키기 위한 이젝트 핀(41)과 이젝트 판(40)이 결합되어 있다.Referring to FIG. 3, the resin molding apparatus 1 according to the present invention has a molding mold 10 divided into an upper mold 11 and a lower mold 12, and the upper mold 11 and the lower mold 12. The upper cavity block 21 and the lower cavity block 22 are formed in the cavity 24 and 25, respectively, to form an inner space 26 suitable for the shape and size of the package appearance. have. The upper mold 11 and the lower mold 12 have an eject pin 41 and an eject plate 40 for separating the lead frame from which resin molding is completed from the upper cavity block 21 and the lower cavity block 22. Are combined.
본 발명에 따른 수지 성형 장치(1)에서 하부 금형(12)에 고정되어 리드프레임(60)을 정확한 위치에 안착시켜주기 위하여 리드프레임(60)의 가이드 홀(63)에 삽입되는 위치 안내 핀(1)은 탄성력을 갖도록 스프링(52)을 갖고 있어 외력이 작용할 경우에 자체적으로 수직 운동이 가능하다. 리드프레임(60)이 안착된 상태에서 위치 안내 핀(51)은 스프링의 인장력에 의한 힘으로써 돌출되어 있는 상태가 되어 리드프레임(60)을 안내하게 된다. 리드프레임(60)의 가이드 홀(65)에 위치 안내 핀(51)의 정확하게 삽입이 안내될 수 있도록 위치 안내 핀(51)의 중간 부분에는 스토퍼(53)가 있다.In the resin molding apparatus 1 according to the present invention, the position guide pin is fixed to the lower mold 12 and inserted into the guide hole 63 of the lead frame 60 to seat the lead frame 60 at the correct position. 1) has a spring 52 to have an elastic force, so that when the external force is applied, the vertical movement is possible. In the state in which the lead frame 60 is seated, the position guide pin 51 is protruded by the force of the spring force to guide the lead frame 60. A stopper 53 is provided in the middle portion of the position guide pin 51 so that the guide pin 65 of the lead frame 60 can be accurately inserted into the guide hole 65.
수지 성형 공정의 진행에 따라 상부 금형(11)과 하부 금형(12)이 맞물리게 되면 위치 안내 핀(51)은 상부 금형(11)과 하부 금형(12)의 맞물리는 압력에 의하여 자연스럽게 눌리게 된다. 상부 금형(11)과 하부 금형(12)이 맞물리게 되면 안내하던 위치 안내 핀(51)은 압력에 의하여 스프링(52)이 응축된다. 위치 안내 핀(51)이 응축된 상태에서 리드프레임(60)은 이미 압력에 의하여 눌려 있는 상태로써 위치가 변경되거나 상하 좌우로 움직일 수가 없으므로 실제 위치 안내 핀(51)이 있는 상태나 없는 상태에서나 동일한 위치에 있게 된다. 수지 성형이 완료된 후에 상부금형(11)과 하부 금형(12)이 분리되면 스프링(52)의 복원력이 동작되어 위치 안내 핀(51)은 리드프레임(60)의 가이드 홀(65) 위로 다시 돌출된다. 이때에는 하부 금형(12)의 이젝션 동작이 진행되기 전이므로 위치 안내 핀(51)이 돌출할 때 리드프레임(60)이 같이 돌출하거나 어긋나지는 않게 된다.When the upper mold 11 and the lower mold 12 are engaged as the resin molding process proceeds, the position guide pin 51 is naturally pressed by the interlocking pressure of the upper mold 11 and the lower mold 12. When the upper mold 11 and the lower mold 12 are engaged with each other, the spring 52 is condensed by the pressure of the position guide pin 51. In the state where the position guide pin 51 is condensed, the lead frame 60 is already pressed by pressure and cannot be moved up, down, left, or right, so that the same or with or without the actual position guide pin 51 is the same. Will be in position. After the resin molding is completed, when the upper mold 11 and the lower mold 12 are separated, the restoring force of the spring 52 is operated so that the position guide pin 51 protrudes over the guide hole 65 of the lead frame 60 again. . In this case, since the ejection operation of the lower mold 12 is performed, the lead frame 60 does not protrude or shift together when the position guide pin 51 protrudes.
수지 성형 작업이 완료된 후에 리드프레임(60)의 이젝션이 진행될 때에는 위치 안내 핀(51)과 리드프레임(60)의 가이드 홀(65) 사이에는 이미 부하가 모두 제거된 상태에서 이젝션이 진행되므로 리드프레임(60), 특히 얇은 리드프레임 또는 변형이 심하거나 약한 필름성 리드프레임을 사용할 때에도 구부러짐 또는 리드프레임의 변형이 발생하지 않게 된다.When the ejection of the lead frame 60 is performed after the resin molding operation is completed, the ejection proceeds while the load is already removed between the position guide pin 51 and the guide hole 65 of the lead frame 60. 60, in particular, no bending or deformation of the leadframe occurs even when a thin leadframe or a severe or weak film-like leadframe is used.
이상과 같은 본 발명에 의한 반도체 칩 패키지용 수지 성형 장치에 따르면, 리드프레임의 가이드 홀 주변에 가해지는 스트레스를 감소시켜 찢김 또는 구부러짐 등의 리드프레임 손상을 방지하고, 칩 아웃과 같은 성형 불량의 발생을 방지할 수 있다, 특히, 필름 형태의 박형 리드프레임 손상 방지에 효과적이다.According to the resin molding apparatus for a semiconductor chip package according to the present invention as described above, by reducing the stress applied around the guide hole of the lead frame to prevent lead frame damage such as tearing or bending, the occurrence of molding defects such as chip out In particular, it is effective to prevent damage to the thin leadframe in the form of a film.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000068883A KR20020039011A (en) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | Mold apparatus for semiconductor chip package |
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| KR1020000068883A KR20020039011A (en) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | Mold apparatus for semiconductor chip package |
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| KR20020039011A true KR20020039011A (en) | 2002-05-25 |
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| KR (1) | KR20020039011A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448659B1 (en) * | 2002-04-15 | 2004-09-13 | (주)에이치디세미테크 | semiconductor molding apparatus and molding method thereof |
-
2000
- 2000-11-20 KR KR1020000068883A patent/KR20020039011A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100448659B1 (en) * | 2002-04-15 | 2004-09-13 | (주)에이치디세미테크 | semiconductor molding apparatus and molding method thereof |
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