KR20130136241A - Lead frame with surface treatment and method thereof - Google Patents

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KR20130136241A
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base metal
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lead frame
metal
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윤종혁
조승민
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삼성테크윈 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a lead frame with a treated surface and a manufacturing method thereof. According to the present invention, the manufacturing method of the lead frame includes: a step (a) for preparing a base metal for a lead frame made of metal, a step (b) for forming a graphene layer on the surface of the base metal, and a step (c) for removing a part of the base metal on which the graphene layer is formed to obtain a specific pattern. [Reference numerals] (311) Prepare a base metal;(321) Form a graphene layer on the base metal;(331) Pattern a lead frame;(AA) START;(BB) END

Description

표면 처리된 리드프레임 및 그 제조 방법{Lead frame with surface treatment and method thereof}Lead frame with surface treatment and manufacturing method thereof

본 발명은 반도체 장치에 관한 것으로, 구체적으로 반도체 장치에 연결되기 위하여 표면 처리된 리드프레임에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a lead frame surface-treated to be connected to a semiconductor device.

리드프레임(lead frame)은 주로 반도체 패키지(package)를 제조하는데 사용된다. 반도체 패키지는 반도체 장치 즉, 집적회로 칩을 내장한다. 반도체 장치에는 특정한 기능을 수행하는 전기 회로가 구비되어 있으며, 리드프레임은 이러한 전기 회로를 외부 장치와 전기적으로 연결시켜주는 역할을 한다. 즉, 반도체 장치는 리드프레임에 접착된 상태에서 본딩 와이어(bonding wire)에 의해 리드프레임에 본딩된 후 몰드(mold) 수지에 의해 밀봉됨으로써, 반도체 패키지(package)로써 제조된다. Lead frames are mainly used to fabricate semiconductor packages. The semiconductor package contains a semiconductor device, that is, an integrated circuit chip. The semiconductor device includes an electric circuit that performs a specific function, and the lead frame serves to electrically connect the electric circuit with an external device. That is, the semiconductor device is manufactured as a semiconductor package by being bonded to the lead frame by a bonding wire in the state bonded to the lead frame and then sealed by a mold resin.

리드프레임은 전도성이 좋고 발열 특성이 우수한 구리로 구성되는 것이 일반적이다. 구리는 부식을 방지하고 본딩성과 납땜성을 좋게 하기 위하여 금, 은, 니켈, 팔라듐과 같은 금속들로 표면 처리된다. 그러나, 이러한 금속들은 그 사용처가 많아서 가격이 높으므로 반도체 패키지의 제조 단가를 높이는 큰 요인이 되고 있다. The lead frame is generally made of copper having good conductivity and excellent heat generation characteristics. Copper is surface treated with metals such as gold, silver, nickel and palladium to prevent corrosion and to improve bonding and solderability. However, since these metals have many uses and are expensive, they are a major factor in increasing the manufacturing cost of semiconductor packages.

문헌(한국공개특허 #2010-0103015)은 리드프레임의 기저 소재의 표면을 팔라듐과 금(Au) 도금층을 이용하여 표면 처리한 리드프레임의 구조를 개시한다. 이와 같이, 리드프레임의 표면 처리 소재로써 금을 사용할 경우, 도전성과 본딩성은 향상되지만 다른 금속 재료에 비해 무게당 가격이 수배에서 수십배에 이르는 매우 고가이므로 리드프레임의 제조 비용이 너무 높아지게 된다. 또한, 여러 종류의 금속들로 표면 처리될 경우 제조 공정도 복잡해진다. 이로 인하여, 리드프레임의 경쟁력이 저하된다는 단점이 있다. Document (Korean Patent Publication No. 2010-0103015) discloses a structure of a lead frame in which the surface of the base material of the lead frame is surface-treated using a palladium and gold (Au) plating layer. As such, when gold is used as the surface treatment material of the lead frame, the conductivity and bonding properties are improved, but the manufacturing cost of the lead frame is too high because the price per weight is several times higher than that of other metal materials. In addition, the manufacturing process is complicated when surface treated with various kinds of metals. As a result, there is a disadvantage that the competitiveness of the lead frame is lowered.

본 발명은 가격이 절감되고, 제조 공정이 단순해지는 리드프레임 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to provide a lead frame and a method of manufacturing the lead frame is reduced and the manufacturing process is simplified.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 형태는, One embodiment of the present invention for solving the above problems,

(a) 금속으로 구성된 리드프레임용 기저 금속을 준비하는 단계; (b) 상기 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하는 단계; 및 (c) 특정 패턴을 갖도록 상기 그래핀층이 형성된 기저 금속의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 리드프레임의 제조 방법을 제공한다.(a) preparing a base metal for a leadframe composed of metal; (b) forming a graphene layer on the surface of the base metal; And (c) removing a portion of the base metal on which the graphene layer is formed to have a specific pattern.

상기 기저 금속 위에 그래핀층을 형성하기 전에 상기 기저 금속을 플라즈마로 표면 처리할 수 있다.The base metal may be surface treated with a plasma before forming a graphene layer on the base metal.

상기 그래핀층은 화학 기상 증착법과 물리 기상 증착법 중 하나를 이용하여 형성할 수 있다.The graphene layer may be formed using one of chemical vapor deposition and physical vapor deposition.

레이저 빔을 이용하여 상기 기저 금속의 일부를 제거할 수 있다.A laser beam can be used to remove some of the base metal.

상기 (c) 단계는, (c-1) 산소 플라즈마를 이용하여 상기 그래핀층을 상기 특정 패턴으로 패터닝하는 단계; 및 (c-2) 상기 특정 패턴을 갖도록 상기 기저 금속을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.The step (c) may include: (c-1) patterning the graphene layer into the specific pattern using an oxygen plasma; And (c-2) etching the base metal to have the specific pattern.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 형태는, Another aspect of the present invention for solving the above problems,

(a) 금속으로 구성된 리드프레임용 기저 금속을 준비하는 단계; (b) 특정 패턴을 갖도록 상기 기저 금속의 일부를 제거하는 단계; 및 (c) 상기 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임의 제조 방법을 제공한다.(a) preparing a base metal for a leadframe composed of metal; (b) removing a portion of the base metal to have a specific pattern; And (c) provides a method for producing a lead frame comprising the step of forming a graphene layer on the surface of the base metal.

상기 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하기 전에 상기 기저 금속을 플라즈마로 표면 처리할 수 있다.The base metal may be surface treated with a plasma before forming a graphene layer on the surface of the base metal.

레이저 빔을 이용하여 상기 기저 금속의 일부를 제거할 수 있다.A laser beam can be used to remove some of the base metal.

상기 (b) 단계는, (b-1) 기저 금속의 표면에 상기 특정 패턴을 갖는 포토레지스트층을 형성하는 단계; (b-2) 에칭 용액을 이용하여 상기 기저 금속을 에칭하는 단계; 및 (b-3) 상기 포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.Step (b) comprises the steps of (b-1) forming a photoresist layer having the specific pattern on the surface of the base metal; (b-2) etching the base metal using an etching solution; And (b-3) removing the photoresist layer.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 형태는, 상기 방법들을 이용하여 제조된 리드프레임을 제공한다.Another aspect of the present invention for solving the above problems provides a lead frame manufactured using the above methods.

본 발명은 금속으로 구성된 기저 금속 위에 그래핀층을 형성하여 리드프레임을 표면 처리한다. The present invention forms a graphene layer on the base metal composed of metal to surface treat the lead frame.

이와 같이, 그래핀을 이용하여 리드프레임을 표면 처리함으로써, 기저 금속을 구성하는 구리의 부식성과 본딩 와이어에 대한 납땡성 및 몰딩 수지에 대한 접착력은 종래 기술과 동일하게 유지되며, 리드프레임의 표면 처리 비용이 종래의 희귀 금속을 사용하던 것에 비해 대폭 감소되며, 표면 처리 공정도 단순해진다. Thus, by surface treatment of the lead frame using graphene, the corrosion of the copper constituting the base metal, the lead adhesion to the bonding wire and the adhesion to the molding resin is maintained as in the prior art, the surface treatment of the lead frame The cost is significantly reduced compared to the use of conventional rare metals, and the surface treatment process is simplified.

도 1은 본 발명에 따른 리드프레임의 일 예의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 리드프레임의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 리드프레임용 기저 금속의 단면도이다.
도 5는 기저 금속의 표면에 그래핀층이 형성된 리드프레임의 단면도이다.
도 6은 챔버의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 전사법으로 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 8은 레이저 빔을 이용하여 리드프레임을 패터닝하는 장치를 보여준다.
도 9는 그래핀층의 표면에 특정 패턴을 갖는 포토레지스트층이 형성된 리드프레임의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리드프레임 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 기저 금속의 표면에 특정 패턴을 갖는 포토레지스트층이 형성된 단면도이다. 1 is a plan view of an example of a lead frame according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the lead frame shown in FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a leadframe according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the base metal for the leadframe.
5 is a cross-sectional view of a lead frame having a graphene layer formed on a surface of a base metal.
6 is a cross-sectional view showing an example of a chamber.
7A to 7E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming a graphene layer on the surface of a base metal by a transfer method.
8 shows an apparatus for patterning a leadframe using a laser beam.
9 is a cross-sectional view of a lead frame in which a photoresist layer having a specific pattern is formed on a surface of a graphene layer.
10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a leadframe according to another embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view in which a photoresist layer having a specific pattern is formed on a surface of a base metal.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 참조부호들 중 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명에 따른 리드프레임의 일 예의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 리드프레임(100)은 다이 패드(103)와 리드부(105)를 구비한다. 다이 패드(103)에는 반도체 칩(도시 안됨)이 부착된다. 리드부(105)는 복수개의 리드들로 이루어지며, 상기 복수개의 리드들은 복수개의 와이어들(도시 안됨)에 의해 상기 반도체 칩과 연결된다. 따라서, 상기 반도체 칩에서 출력되는 전기 신호는 리드부(105)를 통해서 외부 장치로 전달되고, 상기 외부 장치로부터 리드부(105)로 입력되는 전기 신호는 상기 반도체 칩으로 전달될 수가 있다. 1 is a plan view of an example of a lead frame according to the present invention. Referring to FIG. 1, the leadframe 100 includes a die pad 103 and a lead portion 105. A semiconductor chip (not shown) is attached to the die pad 103. The lead portion 105 is composed of a plurality of leads, and the plurality of leads are connected to the semiconductor chip by a plurality of wires (not shown). Therefore, the electrical signal output from the semiconductor chip may be transmitted to the external device through the lead unit 105, and the electrical signal input from the external device to the lead unit 105 may be transferred to the semiconductor chip.

도 2는 도 1에 도시된 리드프레임의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 리드프레임(100)은 기저 금속(111) 및 그래핀층(121)을 구비한다. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the lead frame shown in FIG. 1. Referring to FIG. 2, the lead frame 100 according to the present invention includes a base metal 111 and a graphene layer 121.

기저 금속(111)은 그래핀층(121)이 도금되는 밑바탕 소재로써 평평한 금속판으로 구성되며, 그래핀층(121)을 평평하게 지지하는 경화 소재로 구성된다. 그래핀층(121)은 기저 금속(111)의 양 면에 형성될 수도 있고, 일 면에만 형성될 수도 있다. 기저 금속(111)은 전도성을 갖는 금속 재질, 예컨대 구리, 구리 합금 소재, 니켈 합금 소재로 구성될 수 있다. 기저 금속(111)은 상기 반도체 칩이 그 위에 접착될 때 상기 반도체 칩을 지지해준다. 기저 금속(111)은 또한, 상기 반도체 칩과 상기 외부 장치 사이의 신호를 전송하는데 필요한 배선을 제공하며, 상기 반도체 칩에서 발생되는 열을 흡수하여 외부로 방출하는 기능을 수행한다.The base metal 111 is formed of a flat metal plate as a base material on which the graphene layer 121 is plated, and is formed of a cured material that supports the graphene layer 121 flatly. The graphene layer 121 may be formed on both sides of the base metal 111 or may be formed only on one side thereof. The base metal 111 may be made of a conductive metal material, such as copper, a copper alloy material, or a nickel alloy material. The base metal 111 supports the semiconductor chip when the semiconductor chip is bonded thereon. The base metal 111 also provides wiring necessary for transmitting signals between the semiconductor chip and the external device, and absorbs heat generated from the semiconductor chip and releases it to the outside.

기저 금속(111)은 또한, 구리를 주 원료로 하고 니켈, 규소, 인 등을 섞어서 제조될 수도 있고, 구리 재질 또는 니켈이 합금된 구리 재질의 바탕에 실리콘 산화막을 그 표면에 형성하여 제조될 수도 있다. 상기 실리콘 산화막은, 플라즈마 코팅 방법, 화학적 기상 증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 방법, 스퍼터링(Sputtering) 방법, 및 솔-겔(Sol-Gel) 방법 중 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있다. 상기 실리콘 산화막에 탄소(C), 질소(N) 및 수소(H) 중 어느 하나가 첨가되면, 상기 실리콘 산화막은 구리 재질의 바탕 또는 니켈이 합금된 구리 재질의 바탕과 결합력을 향상시킬 수 있다. 상기 실리콘 산화막의 두께는 5∼35[nm]로 구성하는 것이 바람직하며, 이에 따라 레진(resin)의 블리딩(bleeding) 및 구리 기저 금속(111)의 산화를 방지할 수 있다. The base metal 111 may also be manufactured by mixing copper, nickel, silicon, phosphorus, etc. as a main raw material, or may be manufactured by forming a silicon oxide film on the surface of a copper material or a nickel alloyed copper material. have. The silicon oxide film may be formed using any one of a plasma coating method, a chemical vapor deposition (CVD) method, a sputtering method, and a sol-gel method. When any one of carbon (C), nitrogen (N), and hydrogen (H) is added to the silicon oxide film, the silicon oxide film may improve the base and bonding strength of the base of copper or the base of nickel alloyed copper. The thickness of the silicon oxide film is preferably 5 to 35 [nm], whereby bleeding of the resin and oxidation of the copper base metal 111 can be prevented.

한편, 그래핀층(121)의 표면의 적어도 일부, 예컨대 상기 반도체 칩이 접착되는 부분인 다이 패드(103)에는 유기 피막층(도시 안됨)이 코팅될 수 있다. 상기 유기 피막층은 유기물을 포함하여 이루어진다. 상기 반도체 칩을 리드프레임에 접착하는 다이 어태치 공정에서 상기 반도체 칩은 에폭시에 의해 다이 패드(103)에 접착된다. 이 과정에서 에폭시의 블리딩(bleeding) 현상이 발생할 수 있는데, 상기 유기 피막층은 이러한 에폭시의 블리딩 현상을 매우 효과적으로 억제해주는 역할을 한다. Meanwhile, an organic coating layer (not shown) may be coated on at least a portion of the surface of the graphene layer 121, for example, the die pad 103 to which the semiconductor chip is bonded. The organic coating layer includes an organic material. In the die attach process of adhering the semiconductor chip to the lead frame, the semiconductor chip is bonded to the die pad 103 by epoxy. In this process, the bleeding phenomenon of the epoxy may occur, and the organic coating layer serves to effectively suppress the bleeding phenomenon of the epoxy.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 그래핀을 이용하여 리드프레임을 표면 처리함으로써, 기저 금속을 구성하는 구리의 부식성과 본딩 와이어에 대한 납땡성 및 몰딩 수지에 대한 접착력은 종래 기술과 동일하게 유지되며, 리드프레임의 표면 처리 비용이 종래의 희귀 금속을 사용하던 것에 비해 대폭 감소된다. As described above, by surface-treating the lead frame using graphene according to the present invention, the corrosiveness of the copper constituting the base metal, the lead adhesion to the bonding wire and the adhesion to the molding resin are kept the same as in the prior art. As a result, the cost of surface treatment of the leadframe is greatly reduced as compared with the use of conventional rare metals.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드프레임 제조 방법을 도시한 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 리드프레임 제조 방법은 제1 내지 제3 단계들(311∼331)을 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 리드프레임의 제조 방법을 설명하기로 한다. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a leadframe according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the method of manufacturing a leadframe includes first to third steps 311 to 331. A method of manufacturing a lead frame will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

제1 단계(311)로써, 도 4를 참조하면, 금속으로 구성된 리드프레임용 기저 금속(111)을 준비한다. 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(도 5의 121)을 형성하기 전에, 기저 금속(111)과 그래핀층(도 5의 121) 사이의 밀착력을 향상시키기 위하여 기저 금속(111)의 표면을 플라즈마 처리할 수 있다. 기저 금속(111)의 표면을 플라즈마 처리함으로써 기저 금속(111)의 표면 특성이 향상되어 그래핀층(도 5의 121)이 기저 금속(111)에 견고하게 결착된다. As a first step 311, referring to FIG. 4, a base metal 111 for a lead frame made of metal is prepared. Before forming the graphene layer (121 in FIG. 5) on the surface of the base metal 111, the surface of the base metal 111 is formed to improve the adhesion between the base metal 111 and the graphene layer (121 in FIG. 5). Plasma treatment. Plasma treatment of the surface of the base metal 111 improves the surface properties of the base metal 111, so that the graphene layer 121 (FIG. 5) is firmly bound to the base metal 111.

제2 단계(321)로써, 도 5를 참조하면, 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성한다. 그래핀층(121)은 화학 기상 증착법, 물리 기상 증착법, 전사법 중 하나를 이용하여 기저 금속(111)의 일 표면에 형성될 수 있다. As a second step 321, referring to FIG. 5, a graphene layer 121 is formed on the surface of the base metal 111. The graphene layer 121 may be formed on one surface of the base metal 111 using one of chemical vapor deposition, physical vapor deposition, and transfer.

그래핀층(121)은 그래핀으로 이루어진다. 그래핀은 탄소(C) 원자 한 층 또는 복수의 층으로 이루어진 벌집 구조의 2차원 박막을 갖는다. 그래핀은 평면 구조를 가지는 탄소 원자의 집합체이며, 단일층의 두께는 탄소 원자 하나의 크기에 불과하여 약 0.3 [nm]이다. 그래핀은 그 특성이 금속성으로, 층방향으로 전도성을 가지며 열전도성이 우수하고, 전하 캐리어(carrier)의 이동도(mobility)가 커서 고속 전자 소자를 구현할 수 있다. 그래핀으로 구성된 그래핀 시트(sheet)의 전자 이동도는 약 20,000 내지 50,000 [cm2/Vs]의 값을 갖는다. 그래핀은 역학적 견고성과 화학적 안정성이 뛰어나고, 반도체와 도체의 성질을 모두 가지고 있으며, 두께가 얇아, 평판 표시 소자, 트랜지스터, 에너지 저장체 및 나노 크기의 전자소자로의 응용성이 크다. 그래핀을 이용하면 반도체 공정 기술을 이용하여 소자를 제조하기 용이하며, 특히 대면적 집적화가 용이한 이점이 있다.The graphene layer 121 is made of graphene. Graphene has a two-dimensional thin film of a honeycomb structure composed of one layer or a plurality of layers of carbon (C) atoms. Graphene is a collection of carbon atoms having a planar structure, and the thickness of a single layer is about 0.3 [nm] because it is only one carbon atom in size. Graphene has a metallic property, has conductivity in the layer direction, has excellent thermal conductivity, and has high mobility of charge carriers, thereby enabling high-speed electronic devices. The electron mobility of the graphene sheet composed of graphene has a value of about 20,000 to 50,000 [cm 2 / Vs]. Graphene has excellent mechanical robustness and chemical stability, has both semiconductor and conductor properties, and is thin, and thus has great applicability to flat panel display devices, transistors, energy storage devices, and nano-sized electronic devices. With graphene, it is easy to manufacture devices using semiconductor process technology, and in particular, it is easy to integrate large areas.

화학 기상 증착법을 진행하기 위한 일 예로써 먼저, 챔버(도 6의 601)를 준비한다. 챔버의 일 예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 챔버(601)는 밀폐된 내부 공간을 형성하는 상부(603)와 하부(604), 상부(603)에 설치되며 고주파 신호가 인가되는 상부 전극(611), 하부(604)에 설치되며 기저 금속(111)이 장착 및 고정되는 척 조립체(621), 챔버(601)의 내부에 수소와 불활성 기체를 공급하기 위하여 챔버(601)의 중간 측벽에 설치된 공정 노즐(631), 척 조립체(621)에 장착되는 기저 금속(111)을 세정하기 위한 세정 가스를 분사하는 세정 노즐(641), 및 챔버(601)의 내부에 존재하는 가스를 외부로 배출하는 배기관(651)을 구비한다. 상부(603)는 돔 형상을 이루며, 돔 형상의 내주면은 고주파 파워가 인가되는 상부 전극(611)으로 이루어지고, 하부(604)의 측면의 일부는 사용자가 내부를 볼 수 있도록 투명한 소재로 구성될 수 있다. As an example for proceeding the chemical vapor deposition method, first, a chamber (601 of FIG. 6) is prepared. One example of a chamber is shown in FIG. 6. Referring to FIG. 6, the chamber 601 is provided at an upper portion 603, a lower portion 604, and an upper portion 603 forming an enclosed internal space, and an upper electrode 611 and a lower portion 604 to which a high frequency signal is applied. And a chuck assembly 621 on which the base metal 111 is mounted and fixed, a process nozzle 631 installed on an intermediate sidewall of the chamber 601 to supply hydrogen and an inert gas into the chamber 601. And a cleaning nozzle 641 for injecting a cleaning gas for cleaning the base metal 111 mounted on the assembly 621, and an exhaust pipe 651 for discharging the gas existing in the chamber 601 to the outside. . The upper part 603 forms a dome shape, and the inner circumferential surface of the dome shape consists of an upper electrode 611 to which high frequency power is applied, and a part of the side of the lower part 604 is made of a transparent material so that a user can see the inside. Can be.

화학 기상 증착법으로 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하기 위해서는 기저 금속(111)을 챔버(chamber)(601) 내에 장착한다. 이어서, 챔버(601) 내에 탄화수소(CH4) 가스를 일정 농도로 충진한 후, 상기 탄화수소에서 탄소(C) 원자와 수소(H) 원자를 분리시키기 위해 챔버(601) 내에 열에너지를 공급한다. 그러면, 상기 열에너지에 의해 탄소 원자와 수소 원자가 분리되고, 상기 분리된 탄소 원자가 기저 금속(111)의 표면에 증착되어 그래핀층(121)이 합성된다. In order to form the graphene layer 121 on the surface of the base metal 111 by chemical vapor deposition, the base metal 111 is mounted in a chamber 601. Subsequently, after filling a hydrocarbon (CH4) gas to a certain concentration in the chamber 601, thermal energy is supplied into the chamber 601 to separate carbon (C) atoms and hydrogen (H) atoms from the hydrocarbon. Then, carbon atoms and hydrogen atoms are separated by the thermal energy, and the separated carbon atoms are deposited on the surface of the base metal 111 to synthesize the graphene layer 121.

기저 금속(111)이 챔버(601) 내에 장착된 상태에서 챔버(601) 내에 열에너지를 주입하기 전에 챔버(601)에 수소(H2) 가스를 먼저 주입하여 기저 금속(111)을 표면 처리하는 공정을 더 진행할 수 있다. 기저 금속(111)을 표면 처리함으로써, 그래핀층(121)이 기저 금속(111)의 표면에 보다 더 견고하게 형성될 수 있다. After the base metal 111 is mounted in the chamber 601, a process of surface-treating the base metal 111 by first injecting hydrogen (H 2) gas into the chamber 601 before injecting thermal energy into the chamber 601. You can proceed further. By surface treating the base metal 111, the graphene layer 121 may be more firmly formed on the surface of the base metal 111.

본 실시 예에서는 탄소 공급원으로 탄화수소 가스가 투입되는 경우를 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 일산화탄소, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부타티엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등 탄소 원자가 포함된 군에서 선택된 하나 이상이 상기 탄소 공급원으로써 사용될 수 있다.In the present embodiment, the case where the hydrocarbon gas is introduced into the carbon source, but the present invention is not limited thereto. For example, one or more selected from the group containing carbon atoms such as carbon monoxide, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, propylene, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene and toluene Can be used as a source.

화학 기상 증착법은 저온에서 진행이 가능하고 대량 생산이 가능하여 기저 금속(111)에 그래핀층(121)을 합성하기에 바람직한 공정이라 할 수 있다.The chemical vapor deposition method is a preferable process for synthesizing the graphene layer 121 on the base metal 111 because it can proceed at low temperatures and mass production.

화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)으로써, 열 화학기상증착법(Thermal CVD), 급속가열 화학기상증착법(Rapid Thermal CVD), 유도결합플라즈마 화학기상증착법(Inductively Coupled Plasma CVD) 등을 이용할 수 있다. As chemical vapor deposition (CVD), thermal CVD, rapid thermal CVD, inductively coupled plasma CVD, or the like can be used.

기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하기 전에 기저 금속(111)의 표면에 대하여 전처리를 수행할 수 있다. 상기 전처리 공정은 기저 금속(111)의 표면에 존재하는 이물질을 제거하기 위한 공정으로, 예컨대 수소(H2) 기체를 사용할 수 있다. 상기 수소 기체의 공급으로 기저 금속(111)의 표면을 깨끗이 유지할 수 있다. 다른 실시예로써, 특정 용액을 이용하여 기저 금속(111)의 표면을 전처리할 수 있다. 예컨대, 산 용액이나 알칼리 용액을 사용하여 기저 금속(111)의 표면을 세정할 수 있다.Before the graphene layer 121 is formed on the surface of the base metal 111, pretreatment may be performed on the surface of the base metal 111. The pretreatment process is a process for removing foreign matter present on the surface of the base metal 111, for example, hydrogen (H 2) gas may be used. The surface of the base metal 111 may be kept clean by the supply of the hydrogen gas. In another embodiment, a specific solution may be used to pretreat the surface of the base metal 111. For example, an acid solution or an alkaline solution may be used to clean the surface of the base metal 111.

물리 기상 증착법으로 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하기 위해서는, 기저 금속(111)을 챔버(601)에 넣고, 챔버(601)의 내부를 진공 상태로 만든다. 이 상태에서 기체 상태의 탄소 원자(C)를 열, 레이저, 전자빔 등으로 날려서 기저 금속(111)에 증착시킨다. In order to form the graphene layer 121 on the surface of the base metal 111 by physical vapor deposition, the base metal 111 is placed in the chamber 601 and the inside of the chamber 601 is vacuumed. In this state, the carbon atoms C in the gaseous state are blown with heat, a laser, an electron beam, or the like and deposited on the base metal 111.

상기 탄소 원자는 탄화수소(CH4), 일산화탄소, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 아세틸렌, 프로판, 프로필렌, 부탄, 부타티엔, 펜탄, 펜텐, 사이클로펜타디엔, 헥산, 사이클로헥산, 벤젠, 톨루엔 등으로부터 획득할 수 있다.The carbon atom may be obtained from hydrocarbon (CH4), carbon monoxide, ethane, ethylene, ethanol, acetylene, propane, propylene, butane, butadiene, pentane, pentene, cyclopentadiene, hexane, cyclohexane, benzene, toluene and the like. .

물리 기상 증착법으로써, 스퍼터링(sputtering), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 열 증착법(thermal evaporation), 레이저 분자빔 증착법(laser molecular beam epiraxy), 펄스 레이저 증착법(pulsed laser deposition) 등이 있다. Examples of physical vapor deposition include sputtering, e-beam evaporation, thermal evaporation, laser molecular beam evaporation, pulsed laser deposition, and the like.

전사법으로 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하기 위해서는, 다음과 같이 5가지 공정을 진행할 수 있다. In order to form the graphene layer 121 on the surface of the base metal 111 by the transfer method, five processes may be performed as follows.

첫 번째 공정으로써, 도 7a를 참조하면, 촉매 금속(131)의 일 면에 그래핀층(121)을 합성한다. 촉매 금속(131)에 그래핀층(121)을 합성하기 위하여 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)이나 열 화학 기상 증착법(Thermal Chemical Vapor Deposition)을 이용할 수 있다. 특히, 화학 기상 증착법은 저온에서 진행이 가능하고 대량 생산이 가능하여 촉매 금속(131)에 그래핀층(121)을 합성하기에 바람직한 공정이라 할 수 있다. As a first process, referring to FIG. 7A, the graphene layer 121 is synthesized on one surface of the catalyst metal 131. In order to synthesize the graphene layer 121 on the catalyst metal 131, chemical vapor deposition or thermal chemical vapor deposition may be used. In particular, the chemical vapor deposition method is a preferable process for synthesizing the graphene layer 121 on the catalyst metal 131 is possible to proceed at a low temperature and mass production.

촉매 금속(131)은 니켈(Ni), 코발트(Co), 철(Fe), 백금(Pt), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 로듐(Rh), 실리콘(Si), 탄탈럼(Ta), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 우라늄(U), 바나듐(V), 팔라듐(Pd), 이트리움(Y), 및 지르코늄(Zr) 중 하나 이상으로 구성될 수 있다. The catalytic metal 131 is nickel (Ni), cobalt (Co), iron (Fe), platinum (Pt), gold (Au), silver (Ag), aluminum (Al), chromium (Cr), copper (Cu) , Magnesium (Mg), manganese (Mn), molybdenum (Mo), rhodium (Rh), silicon (Si), tantalum (Ta), titanium (Ti), tungsten (W), uranium (U), vanadium (V) ), Palladium (Pd), yttrium (Y), and zirconium (Zr).

촉매 금속(131)의 일 면에 그래핀층(121)을 형성하는 방법은 화학 기상 증착법으로 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하는 방법과 동일함으로, 이에 대해서는 중복 설명을 피하기 위해 생략하기로 한다. The method of forming the graphene layer 121 on one surface of the catalyst metal 131 is the same as the method of forming the graphene layer 121 on the surface of the base metal 111 by chemical vapor deposition. Will be omitted.

촉매 금속(131)의 일 면에 그래핀층(121)을 형성하기 전에 촉매 금속(131)의 표면에 대하여 전처리를 수행할 수 있다. 상기 전처리 공정은 촉매 금속(131)의 표면에 존재하는 이물질을 제거하기 위한 공정으로, 예컨대 수소(H2) 기체를 사용할 수 있다. 상기 수소 기체의 공급으로 촉매 금속(131)의 표면을 깨끗이 유지할 수 있다. 다른 실시예로써, 특정 용액을 이용하여 촉매 금속(131)의 표면을 전처리할 수 있다. 예컨대, 산 용액이나 알칼리 용액을 사용하여 촉매 금속(131)의 표면을 세정할 수 있다.Before forming the graphene layer 121 on one surface of the catalyst metal 131, pretreatment may be performed on the surface of the catalyst metal 131. The pretreatment process is a process for removing foreign matter present on the surface of the catalyst metal 131, for example, hydrogen (H 2) gas may be used. The surface of the catalyst metal 131 may be kept clean by supplying the hydrogen gas. In another embodiment, a specific solution may be used to pretreat the surface of the catalytic metal 131. For example, an acid solution or an alkaline solution may be used to clean the surface of the catalytic metal 131.

촉매 금속(131)의 일 면에 그래핀층(121)이 형성된 소재를 구비하기 위하여, 촉매 금속(131)의 양면에 그래핀층(121)들을 합성한 후에 양 면 중 한 면의 그래핀층(121)을 제거할 수도 있다. 촉매 금속(131)의 양 면에 그래핀층(121)들을 합성하기 위하여 촉매 금속(131)의 일 면에 그래핀층(121)을 합성하는 방법과 동일한 방법 및 동일한 장비를 이용할 수 있다. In order to include a material having a graphene layer 121 formed on one surface of the catalyst metal 131, the graphene layer 121 is synthesized on both surfaces of the catalyst metal 131, and then the graphene layer 121 on one side of the catalyst metal 131 is formed. You can also remove In order to synthesize the graphene layers 121 on both sides of the catalyst metal 131, the same method and the same equipment as those of synthesizing the graphene layer 121 on one side of the catalyst metal 131 may be used.

두 번째 공정으로써, 도 7b를 참조하면, 그래핀층(121)의 표면에 캐리어 필름(141)을 부착한다. 캐리어 필름(141)은 액상 소재, 예컨대 솔더 레지스트(Solder Resist), 포토레지스트(Photoresist), 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist) 중 하나로 구성될 수 있다. 상기 액상 소재는 스크린 프린팅(screen printing) 방법과 롤 코팅(roll coating) 방법 중 하나를 이용하여 캐리어 필름(141)으로 구성될 수 있다. 상기 스크린 프린팅 방법을 사용하는 경우, 스크린 프린팅 후 150∼180[℃]에서 약 5분 가량 경화(curing)를 수행하는 것이 바람직하다.As a second process, referring to FIG. 7B, the carrier film 141 is attached to the surface of the graphene layer 121. The carrier film 141 may be formed of one of a liquid material, for example, a solder resist, a photoresist, and a photo solder resist. The liquid material may be composed of a carrier film 141 using one of a screen printing method and a roll coating method. In the case of using the screen printing method, it is preferable to perform curing for about 5 minutes at 150 to 180 [° C] after screen printing.

캐리어 필름(141)은 폴리다이메탈실록세인 (polydimethylsiloxane), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylen terephthalate), 폴리 이미드 필름(polyimide film), 폴리우레탄 필름(polyurethane film), 유리(glass) 등의 다양한 소재로써 구성될 수 있고, 일정한 온도에 이르면 접착력을 잃는 열 박리 필름으로 구성될 수도 있다. The carrier film 141 is composed of various materials such as polydimethylsiloxane, polyethylene terephthalate, polyimide film, polyurethane film, and glass. It may also be composed of a heat release film that loses adhesion when a certain temperature is reached.

캐리어 필름(141)을 그래핀층(121)의 표면에 접착하기 위하여, 그래핀층(121)과 캐리어 필름(141)이 나란히 배치된 상태에서 캐리어 필름(141)의 후면에 복수개의 분사노즐들(도시 안됨)을 배치하고, 상기 복수개의 분사노즐들로 캐리어 필름(141)에 공기를 분사하여 공압을 가한다. 그러면, 상기 복수개의 분사노즐들이 가하는 공압에 의해서, 캐리어 필름(141)은 그래핀층(121) 쪽으로 밀려나 그래핀층(121)에 접착된다. 이 때, 캐리어 필름(141)을 가압하는 공기를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 캐리어 필름(141)에 가해지는 공기를 가열하는 단계를 더 구비함으로써, 공기가 캐리어 필름(141)에 공압을 가함과 동시에 캐리어 필름(141)을 가열하므로 캐리어 필름(141)과 그래핀층(121)이 더욱 잘 달라붙게 된다. 또한, 캐리어 필름(141)이 가열되면 캐리어 필름(141) 및 그래핀층(121)의 계면 간의 접촉시 유연성이 증가된다. 따라서, 캐리어 필름(141) 또는 그래핀층(121)의 표면에 요철, 곡면 또는 패턴이 형성되는 등, 캐리어 필름(141) 또는 그래핀층(121)이 다양한 표면 상태를 가지더라도 유연하게 대처할 수 있다. In order to adhere the carrier film 141 to the surface of the graphene layer 121, a plurality of injection nozzles are illustrated on the rear surface of the carrier film 141 with the graphene layer 121 and the carrier film 141 disposed side by side. No air) is applied, and air is applied to the carrier film 141 by the plurality of injection nozzles. Then, by the pneumatic pressure applied by the plurality of injection nozzles, the carrier film 141 is pushed toward the graphene layer 121 and adhered to the graphene layer 121. In this case, the method may further include heating air for pressurizing the carrier film 141. By further heating the air applied to the carrier film 141, the air is applied to the carrier film 141 and at the same time heating the carrier film 141, so that the carrier film 141 and the graphene layer 121 This will stick to you even better. In addition, when the carrier film 141 is heated, flexibility in contact between the interface of the carrier film 141 and the graphene layer 121 is increased. Therefore, even if the carrier film 141 or the graphene layer 121 has various surface states, such as irregularities, curved surfaces, or patterns are formed on the surface of the carrier film 141 or the graphene layer 121, it can be flexibly coped with.

세 번째 공정으로써, 도 7c를 참조하면, 그래핀층(121)으로부터 촉매 금속(131)을 제거한다. 촉매 금속(131)은 에칭 공정을 이용하여 제거할 수 있다. 상기 에칭 공정으로는 습식 공정이 이용될 수 있다. 상기 에칭 공정에 이용되는 에칭액으로는 산, 불화수소(HF), BOE(buffered oxide etch), 염화 제2철(FeCl3) 용액, 질산 제2철(Fe(No3)3) 용액 등이 있다. 상기 에칭 공정으로써, 건식 에칭 공정이 이용될 수도 있고, 또한, 스퍼터링(sputtering))을 이용하여 촉매 금속(311)을 제거하는 공정이 이용될 수도 있다. 촉매 금속(131)을 제거하면 그래핀층(121)이 외부로 노출된다. As a third process, referring to FIG. 7C, the catalyst metal 131 is removed from the graphene layer 121. The catalytic metal 131 may be removed using an etching process. As the etching process, a wet process may be used. The etchant used in the etching process includes an acid, hydrogen fluoride (HF), buffered oxide etch (BOE), ferric chloride (FeCl3) solution, ferric nitrate (Fe (No3) 3) solution, and the like. As the etching process, a dry etching process may be used, and a process of removing the catalyst metal 311 using sputtering may also be used. When the catalyst metal 131 is removed, the graphene layer 121 is exposed to the outside.

네 번째 공정으로써, 도 7d를 참조하면, 그래핀층(121)을 기저 금속(111)에 전사한다. 그래핀층(121)은 습식 전사 방법 또는 건식 전사 방법을 이용하여 기저 금속(111)에 전사할 수 있다. 건식 전사 방법으로는 UV 테이프(Ultraviolet tape), 온도 반응형 점착력 소멸 테이프(thermal release tape) 등을 이용한 간접 전사 방법을 사용하거나, 직접 그래핀층(121)을 기저 금속(111)에 전사하는 직접 전사 방법이 사용될 수 있다. As a fourth process, referring to FIG. 7D, the graphene layer 121 is transferred to the base metal 111. The graphene layer 121 may be transferred to the base metal 111 by using a wet transfer method or a dry transfer method. As a dry transfer method, an indirect transfer method using an ultraviolet tape, a thermal reaction tape, or a thermal release tape may be used, or a direct transfer may be performed to directly transfer the graphene layer 121 to the base metal 111. The method can be used.

다섯 번째 공정으로써, 도 7e를 참조하면, 캐리어 필름(141)을 제거한다. 그래핀층(121)이 기저 금속(111)에 전사된 상태에서 캐리어 필름(141)을 제거하기 위하여, 리드프레임(101)의 한쪽 끝을 잡고 캐리어 필름(141)을 상방 또는 하방으로 잡아당긴다. 그러면, 물리적 힘에 의하여 캐리어 필름(141)이 리드프레임(101)으로부터 분리된다.As a fifth process, referring to FIG. 7E, the carrier film 141 is removed. In order to remove the carrier film 141 while the graphene layer 121 is transferred to the base metal 111, one end of the lead frame 101 is grasped and the carrier film 141 is pulled upward or downward. Then, the carrier film 141 is separated from the lead frame 101 by the physical force.

캐리어 필름(141)을 리드프레임(101)으로부터 용이하게 분리시키기 위하여 특정 조건을 제공할 때 캐리어 필름(141)의 접착력이 약해지는 부재를 사용할 수 있다. 예컨대, 캐리어 필름(141)으로써 열박리 테이프를 사용하게 되면, 열을 캐리어 필름(141)에 가함으로써 캐리어 필름(141)의 접착력이 약하여져서 리드프레임으로부터 쉽게 분리될 수 있다.In order to easily separate the carrier film 141 from the lead frame 101, a member having a weak adhesive force of the carrier film 141 may be used. For example, when the heat release tape is used as the carrier film 141, the adhesive force of the carrier film 141 may be weakened by applying heat to the carrier film 141 so that it may be easily separated from the lead frame.

제3 단계(331)로써, 특정 패턴을 갖도록 리드프레임(101)을 패터닝한다. 즉, 상기 특정 패턴을 갖도록 리드프레임(101)의 일부를 제거한다. 따라서, 도 2에 도시된 특정 패턴을 갖는 리드프레임(100)이 완성된다. 리드프레임(101)을 패터닝하기 위해서는 레이저 빔, 산소(O2) 플라즈마 및 포토레지스트를 이용할 수 있다. In a third step 331, the lead frame 101 is patterned to have a specific pattern. That is, a part of the lead frame 101 is removed to have the specific pattern. Thus, the lead frame 100 having the specific pattern shown in FIG. 2 is completed. In order to pattern the lead frame 101, a laser beam, an oxygen (O 2) plasma, and a photoresist may be used.

레이저 빔을 이용하여 리드프레임(101)을 패터닝하는 장치가 도 8에 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 리드프레임(101)의 상부에는 레이저 빔(813)을 조사하는 레이저 발생기(811)와 특정 패턴에 따라 제조된 레이저 마스크(821)가 배치되고, 리드프레임(101)의 하부에는 리드프레임(101)을 고정 및 이송하는 이송 장치(831)와 레이저 빔(813)을 흡수하는 레이저 흡수장치(841) 및 레이저를 외부로 배출하는 진공 펌프(851)가 배치되며, 레이저 발생기(811)와 이송 장치(831)를 제어하는 제어기(861)가 설치된다. 레이저 마스크(821)는 마스크 소재가 없는 오픈 영역과 마스크 소재가 있는 마스킹 영역으로 구분된다. An apparatus for patterning leadframe 101 using a laser beam is shown in FIG. 8. Referring to FIG. 8, a laser generator 811 for irradiating a laser beam 813 and a laser mask 821 manufactured according to a specific pattern are disposed on an upper portion of the lead frame 101, and a lower portion of the lead frame 101 is disposed. The transfer device 831 for fixing and transferring the lead frame 101, the laser absorber 841 for absorbing the laser beam 813, and the vacuum pump 851 for discharging the laser to the outside are disposed, the laser generator ( 811 and a controller 861 for controlling the transfer device 831 are provided. The laser mask 821 is divided into an open area without a mask material and a masking area with a mask material.

레이저 발생기(811)가 레이저 빔(813)을 발생하면, 상기 발생된 레이저 빔은 레이저 마스크(821)의 상기 오픈 영역을 통과하여 리드프레임(101)에 조사된다. 레이저 빔(813)이 조사된 리드프레임 영역은 제거된다. 따라서, 리드프레임(101)에는 상기 특정 패턴을 갖도록 형성된다. When the laser generator 811 generates the laser beam 813, the generated laser beam passes through the open area of the laser mask 821 and irradiates the lead frame 101. The leadframe area irradiated with the laser beam 813 is removed. Therefore, the lead frame 101 is formed to have the specific pattern.

산소 플라즈마를 이용하여 리드프레임(101)을 패터닝하기 위해서는 다음 2가지 공정을 진행할 수도 있다.In order to pattern the lead frame 101 using an oxygen plasma, the following two processes may be performed.

첫 번째 공정으로써, 산소 플라즈마를 이용하여 리드프레임(101)의 그래핀층(121)을 상기 특정 패턴으로 패터닝한다. 산소 플라즈마를 이용하기 위해서는 리드프레임(101)을 챔버(도 6의 601)에 넣고, 리드프레임(101)의 상부에 상기 특정 패턴이 형성된 마스크(도시 안됨)를 배치한 다음 상기 마스크 위에 산소 플라즈마를 발생시킨다. 상기 마스크는 마스크 소재가 없는 오픈 영역과 마스크 소재가 있는 마스킹 영역으로 구분된다. 상기 발생된 산소 플라즈마는 상기 마스크의 오픈 영역을 통과하여 그래핀층(121)에 증착되며, 산소 플라즈마가 증착된 그래핀층(121)은 제거된다. 따라서, 그래핀층(121)은 상기 특정 패턴을 갖도록 형성된다. 두 번째 공정으로써, 리드프레임(101)을 챔버(도 6의 601)에서 꺼내어 리드프레임 에칭용 용액에 담근다. 그러면, 상기 특정 패턴을 갖는 그래핀층(121)이 마스킹 역할을 하게 되어 그래핀층(121)이 형성되지 않은 리드프레임 영역은 에칭되어 제거된다. 따라서, 리드프레임(101)은 그래핀층(121)의 패턴과 동일한 패턴 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 특정 패턴을 갖도록 형성된다.As a first process, the graphene layer 121 of the lead frame 101 is patterned into the specific pattern using oxygen plasma. In order to use the oxygen plasma, the lead frame 101 is placed in a chamber (601 of FIG. 6), a mask (not shown) having the specific pattern is disposed on the lead frame 101, and then oxygen plasma is placed on the mask. Generate. The mask is divided into an open area without a mask material and a masking area with a mask material. The generated oxygen plasma passes through the open region of the mask and is deposited on the graphene layer 121, and the graphene layer 121 on which the oxygen plasma is deposited is removed. Therefore, the graphene layer 121 is formed to have the specific pattern. As a second process, the leadframe 101 is taken out of the chamber (601 in FIG. 6) and immersed in the leadframe etching solution. Then, the graphene layer 121 having the specific pattern serves as a masking role so that the lead frame region in which the graphene layer 121 is not formed is etched and removed. Therefore, the lead frame 101 is formed to have the same pattern as that of the graphene layer 121, that is, a specific pattern as shown in FIG. 2.

이어서, 세정 공정을 통하여 리드프레임(100)을 세정하여 리드프레임(100)에 묻은 에칭액을 모두 제거한다. Subsequently, the lead frame 100 is cleaned through a cleaning process to remove all the etching solution from the lead frame 100.

포토레지스트를 이용하여 리드프레임(101)을 패터닝하기 위해서는 다음 4가지 공정을 진행할 수 있다.In order to pattern the lead frame 101 using the photoresist, the following four processes may be performed.

첫 번째 공정으로써, 도 9를 참조하면, 그래핀층(121) 위에 특정 패턴(155)을 갖는 포토레지스트층(151)을 형성한다. 상기 특정 패턴(155)은 포토레지스트가 없는 오픈 영역과 포토레지스트가 있는 마스킹 영역으로 구성된다. 즉, 상기 오픈 영역을 통해 그래핀층(121)이 외부로 노출된다. 그래핀층(121)위에 상기 특정 패턴(155)을 형성하기 위해서는 마스킹, 노광 및 현상 공정을 진행할 수 있다. As a first process, referring to FIG. 9, a photoresist layer 151 having a specific pattern 155 is formed on the graphene layer 121. The specific pattern 155 is composed of an open area without photoresist and a masking area with photoresist. That is, the graphene layer 121 is exposed to the outside through the open area. In order to form the specific pattern 155 on the graphene layer 121, masking, exposure, and development processes may be performed.

두 번째 공정으로써, 리드프레임(101)을 그래핀 에칭용 용액에 담근다. 그러면, 상기 특정 패턴(155)을 갖는 포토레지스트층(151)이 마스킹 역할을 하게 되어 노출된 그래핀층(121) 영역은 에칭되어 제거된다. 따라서, 그래핀층(121)은 포토레지트층(151)의 패턴과 동일한 패턴 즉, 상기 특정 패턴을 갖도록 형성된다. 두 번째 공정을 진행한 후에 세정 공정을 진행하여 리드프레임(101)에 묻은 용액을 모두 제거할 수 있다.As a second process, the lead frame 101 is immersed in the solution for graphene etching. Then, the photoresist layer 151 having the specific pattern 155 serves as a masking role so that the exposed graphene layer 121 region is etched and removed. Therefore, the graphene layer 121 is formed to have the same pattern as that of the photoresist layer 151, that is, the specific pattern. After the second process, the cleaning process may be performed to remove all of the solution from the lead frame 101.

세 번째 공정으로써, 리드프레임(101)을 리드프레임 에칭용 용액에 담근다. 그러면, 상기 특정 패턴을 갖는 포토레지스트층(151)과 그래핀층(121)이 마스크 역할을 하게 되어 노출된 리드프레임 영역은 에칭되어 제거된다. 따라서, 리드프레임(101)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 특정 패턴을 갖도록 형성된다. 세 번째 공정을 진행한 후에 세정 공정을 진행하여 리드프레임(100)에 묻은 에칭액을 모두 제거할 수 있다. As a third process, the lead frame 101 is immersed in a solution for lead frame etching. Then, the photoresist layer 151 and the graphene layer 121 having the specific pattern serve as a mask so that the exposed lead frame region is etched and removed. Therefore, the lead frame 101 is formed to have the specific pattern, as shown in FIG. After the third process, the cleaning process may be performed to remove all the etching solution from the lead frame 100.

네 번째 공정으로써, 그래핀층(121) 위에 형성된 포토레지스트층(151)을 제거한다. 포토레지스트층(151)을 제거하기 위하여 에칭 방법을 사용한다. 즉, 리드프레임(100)을 포토레지스트를 에칭하는 에칭액에 담구어서 포토레지스트층(151)을 제거한다. 포토레지스트층(151)이 제거되면 도 2에 도시된 리드프레임(100)의 제조가 완성된다. As a fourth process, the photoresist layer 151 formed on the graphene layer 121 is removed. An etching method is used to remove the photoresist layer 151. That is, the lead frame 100 is immersed in an etching solution for etching the photoresist to remove the photoresist layer 151. When the photoresist layer 151 is removed, the manufacture of the lead frame 100 shown in FIG. 2 is completed.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 그래핀을 이용하여 리드프레임을 표면 처리함으로써, 기저 금속을 구성하는 구리의 부식성과 본딩 와이어에 대한 납땡성 및 몰딩 수지에 대한 접착력은 종래 기술과 동일하게 유지되며, 리드프레임의 표면 처리 비용이 종래의 희귀 금속을 사용하던 것에 비해 대폭 감소되고, 표면 처리 공정도 단순해진다. As described above, by surface-treating the lead frame using graphene according to the present invention, the corrosiveness of the copper constituting the base metal, the lead adhesion to the bonding wire and the adhesion to the molding resin are kept the same as in the prior art. As a result, the surface treatment cost of the lead frame is drastically reduced compared with the conventional rare metal, and the surface treatment process is simplified.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리드프레임 제조 방법을 도시한 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 리드프레임 제조 방법은 제1 내지 제3 단계들(1011∼1031)을 포함한다. 도 2를 참조하여 도 10에 도시된 리드프레임 제조 방법을 설명하기로 한다. 10 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a leadframe according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the method of manufacturing a leadframe includes first to third steps 1011 to 1031. Referring to Figure 2 will be described in the lead frame manufacturing method shown in FIG.

제1 단계(1011)로써, 도 4를 참조하면, 금속으로 구성된 리드프레임용 기저 금속(111)을 준비한다. 기저 금속(111)에 대해서는 도 2를 통해 상세히 설명하였으므로 이에 대해서는 중복 설명을 피하기로 한다. As a first step 1011, referring to FIG. 4, a base metal 111 for a lead frame made of metal is prepared. Since the base metal 111 has been described in detail with reference to FIG. 2, duplicate description thereof will be avoided.

제2 단계(1021)로써, 특정 패턴을 갖도록 기저 금속(111)을 패터닝한다. 기저 금속(111)을 패터닝하기 위해서는 레이저 빔 및 포토레지스트를 이용할 수 있다. In a second step 1021, the base metal 111 is patterned to have a specific pattern. In order to pattern the base metal 111, a laser beam and a photoresist may be used.

레이저 빔을 이용하여 기저 금속(111)을 패터닝하는 장치가 도 8에 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 기저 금속(111)의 상부에는 레이저 빔(813)을 조사하는 레이저 발생기(811)와 특정 패턴에 따라 제조된 레이저 마스크(821)가 배치되고, 기저 금속(111)의 하부에는 기저 금속(111)을 고정 및 이송하는 이송 장치(831)와 레이저 빔(813)을 흡수하는 레이저 흡수장치(841) 및 레이저를 외부로 배출하는 진공 펌프(851)가 배치되며, 레이저 발생기(811)와 이송 장치(831)를 제어하는 제어기(861)가 설치된다. 레이저 마스크(821)는 마스크 소재가 없는 오픈 영역과 마스크 소재가 있는 마스킹 영역으로 구분된다. An apparatus for patterning base metal 111 using a laser beam is shown in FIG. 8. Referring to FIG. 8, a laser generator 811 for irradiating a laser beam 813 and a laser mask 821 manufactured according to a specific pattern are disposed on an upper part of the base metal 111, and a lower part of the base metal 111. The transfer device 831 for fixing and transferring the base metal 111, the laser absorber 841 for absorbing the laser beam 813, and the vacuum pump 851 for discharging the laser to the outside are disposed, the laser generator ( 811 and a controller 861 for controlling the transfer device 831 are provided. The laser mask 821 is divided into an open area without a mask material and a masking area with a mask material.

레이저 발생기(811)가 레이저 빔(813)을 발생하면, 상기 발생된 레이저 빔(813)은 레이저 마스크(821)의 상기 오픈 영역을 통과하여 기저 금속(111)에 조사된다. 레이저 빔(813)이 조사된 기저 금속(111) 영역은 제거된다. 따라서, 기저 금속(111)에는 상기 특정 패턴을 갖도록 형성된다. When the laser generator 811 generates the laser beam 813, the generated laser beam 813 passes through the open area of the laser mask 821 and irradiates the base metal 111. The region of the base metal 111 irradiated with the laser beam 813 is removed. Therefore, the base metal 111 is formed to have the specific pattern.

포토레지스트를 이용하여 기저 금속(111)을 패터닝하기 위해서는 다음 3가지 공정을 진행할 수 있다.In order to pattern the base metal 111 using the photoresist, the following three processes may be performed.

첫 번째 공정으로써, 도 11을 참조하면, 기저 금속(111)의 표면에 특정 패턴(155)을 갖는 포토레지스트층(151)을 형성한다. 특정 패턴(155)은 포토레지스트가 없는 오픈 영역과 포토레지스트가 있는 마스킹 영역으로 구성된다. 즉, 상기 오픈 영역을 통해 기저 금속(111)이 외부로 노출된다. 기저 금속(111)의 표면에 특정 패턴(155)을 형성하기 위해서는 마스킹, 노광 및 현상 공정을 진행할 수 있다. 특정 패턴(155)에 의해 기저 금속(111)의 일부가 노출된다. As a first process, referring to FIG. 11, a photoresist layer 151 having a specific pattern 155 is formed on a surface of the base metal 111. The specific pattern 155 is comprised of an open area without photoresist and a masking area with photoresist. That is, the base metal 111 is exposed to the outside through the open area. In order to form a specific pattern 155 on the surface of the base metal 111, masking, exposure, and development processes may be performed. Part of the base metal 111 is exposed by the specific pattern 155.

두 번째 공정으로써, 기저 금속(111)을 금속 에칭용 용액에 담근다. 그러면, 특정 패턴(155)을 갖는 포토레지스트층(151)이 마스킹 역할을 하게 되어 노출된 기저 금속(111) 영역은 에칭되어 제거된다. 따라서, 기저 금속(111)은 포토레지트층(151)의 패턴과 동일한 패턴 즉, 특정 패턴(155)을 갖도록 형성된다. 두 번째 공정을 진행한 후에 세정 공정을 진행하여 기저 금속(111)에 묻은 용액을 모두 제거할 수 있다.As a second process, the base metal 111 is immersed in a solution for metal etching. Then, the photoresist layer 151 having the specific pattern 155 serves as a masking role so that the exposed base metal 111 region is etched and removed. Accordingly, the base metal 111 is formed to have the same pattern as that of the photoresist layer 151, that is, the specific pattern 155. After the second process, the cleaning process may be performed to remove all of the solution deposited on the base metal 111.

세 번째 공정으로써, 기저 금속(111)의 표면에 형성된 포토레지스트층(151)을 제거한다. 포토레지스트층(151)을 제거하기 위하여 에칭 방법을 사용한다. 즉, 기저 금속(111)을 포토레지스트를 에칭하는 에칭액에 담구어서 포토레지스트층(151)을 제거한다. 포토레지스트층(151)이 제거되면 특정 패턴(155)을 갖는 기저 금속(111)의 제조가 완성된다.As a third process, the photoresist layer 151 formed on the surface of the base metal 111 is removed. An etching method is used to remove the photoresist layer 151. That is, the base metal 111 is immersed in an etching solution for etching the photoresist to remove the photoresist layer 151. When the photoresist layer 151 is removed, the manufacturing of the base metal 111 having the specific pattern 155 is completed.

기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하기 전에, 기저 금속(111)과 그래핀층(121) 사이의 밀착력을 향상시키기 위하여 기저 금속(111)의 표면을 플라즈마 처리할 수 있다. 기저 금속(111)의 표면을 플라즈마 처리함으로써 기저 금속(111)의 표면 특성이 향상되어 그래핀층(121)이 기저 금속(111)에 견고하게 결착된다. Before forming the graphene layer 121 on the surface of the base metal 111, the surface of the base metal 111 may be plasma treated to improve the adhesion between the base metal 111 and the graphene layer 121. Plasma treatment of the surface of the base metal 111 improves the surface properties of the base metal 111 so that the graphene layer 121 is firmly bound to the base metal 111.

제3 단계(1031)로써, 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성한다. 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하기 위하여, 화학 기상 증착법 및 물리 기상 증착법을 이용할 수 있다. In a third step 1031, the graphene layer 121 is formed on the surface of the base metal 111. In order to form the graphene layer 121 on the surface of the base metal 111, chemical vapor deposition and physical vapor deposition may be used.

화학 기상 증착법과 물리 기상 증착법을 이용하여 기저 금속(111)의 표면에 그래핀층(121)을 형성하는 방법에 대해서는 도 3의 제2 단계(321)를 통해 상세히 설명하였으므로 이에 대해서는 중복 설명을 생략하기로 한다. The method of forming the graphene layer 121 on the surface of the base metal 111 by using chemical vapor deposition and physical vapor deposition has been described in detail through the second step 321 of FIG. Shall be.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 그래핀을 이용하여 리드프레임을 표면 처리함으로써, 기저 금속을 구성하는 구리의 부식성과 본딩 와이어에 대한 납땡성 및 몰딩 수지에 대한 접착력은 종래 기술과 동일하게 유지되며, 리드프레임의 표면 처리 비용이 종래의 희귀 금속을 사용하던 것에 비해 대폭 감소되고, 표면 처리 공정도 단순해진다. As described above, by surface-treating the lead frame using graphene according to the present invention, the corrosiveness of the copper constituting the base metal, the lead adhesion to the bonding wire and the adhesion to the molding resin are kept the same as in the prior art. As a result, the surface treatment cost of the lead frame is drastically reduced compared with the conventional rare metal, and the surface treatment process is simplified.

본 발명은 도 1 내지 도 3 및 도 10에 도시된 실시예들을 기준으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이들로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 to 3 and 10, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments may be made by those skilled in the art. Will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (10)

(a) 금속으로 구성된 리드프레임용 기저 금속을 준비하는 단계;
(b) 상기 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하는 단계; 및
(c) 특정 패턴을 갖도록 상기 그래핀층이 형성된 기저 금속의 일부를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법.(a) preparing a base metal for a leadframe composed of metal;
(b) forming a graphene layer on the surface of the base metal; And
(c) removing a portion of the base metal on which the graphene layer is formed to have a specific pattern. 제1항에 있어서,
상기 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하기 전에 상기 기저 금속을 플라즈마로 표면 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법. The method of claim 1,
And surface treating the base metal with plasma before forming a graphene layer on the surface of the base metal. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계는
화학 기상 증착법과 물리 기상 증착법 중 하나를 이용하여 상기 그래핀층을 형성하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법.2. The method of claim 1, wherein step (b)
The method of manufacturing a lead frame, characterized in that to form the graphene layer using one of chemical vapor deposition and physical vapor deposition. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
레이저 빔을 이용하여 상기 기저 금속의 일부를 제거하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법.2. The method of claim 1, wherein step (c)
And removing a part of the base metal by using a laser beam. 제1항에 있어서, 상기 (c) 단계는
(c-1) 산소 플라즈마를 이용하여 상기 그래핀층을 상기 특정 패턴으로 패터닝하는 단계; 및
(c-2) 상기 특정 패턴을 갖도록 상기 기저 금속을 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법.2. The method of claim 1, wherein step (c)
(c-1) patterning the graphene layer into the specific pattern using an oxygen plasma; And
(c-2) etching the base metal to have the specific pattern. (a) 금속으로 구성된 리드프레임용 기저 금속을 준비하는 단계;
(b) 특정 패턴을 갖도록 상기 기저 금속의 일부를 제거하는 단계; 및
(c) 상기 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법.(a) preparing a base metal for a leadframe composed of metal;
(b) removing a portion of the base metal to have a specific pattern; And
(c) forming a graphene layer on the surface of the base metal. 제6항에 있어서,
상기 기저 금속의 표면에 그래핀층을 형성하기 전에 상기 기저 금속을 플라즈마로 표면 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법. The method according to claim 6,
And surface treating the base metal with plasma before forming a graphene layer on the surface of the base metal. 제6항에 있어서, 상기 (b) 단계는
레이저 빔을 이용하여 상기 기저 금속의 일부를 제거하는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein step (b)
And removing a part of the base metal by using a laser beam. 제6항에 있어서, 상기 (b) 단계는
(b-1) 기저 금속의 표면에 상기 특정 패턴을 갖는 포토레지스트층을 형성하는 단계;
(b-2) 에칭 용액을 이용하여 상기 기저 금속을 에칭하는 단계; 및
(b-3) 상기 포토레지스트층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조 방법.7. The method of claim 6, wherein step (b)
(b-1) forming a photoresist layer having the specific pattern on the surface of the base metal;
(b-2) etching the base metal using an etching solution; And
(b-3) removing the photoresist layer. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 이용하여 제조된 리드프레임.A lead frame manufactured using the method of any one of claims 1 to 9.
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KR20220104860A (en) * 2021-01-19 2022-07-26 순천대학교 산학협력단 Method for manufacturing of graphene wrinkles using three-dimensional structure patterning process
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