KR100206910B1 - 반도체 패키지의 디플래쉬 방법 - Google Patents

반도체 패키지의 디플래쉬 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 패키지의 디플래쉬 방법에 관한 것으로, 리드프레임의 표면중에서 플래쉬가 발생되는 리드의 표면에만 Sn-Ag 화합물로 조성된 도금박막을 형성한 후, 반도체 패키지의 완성을 위한 칩 부착(Die Attach)공정과, 와이어 본딩(Wire Bonding)공정, 몰딩(Molding)공정, 및 경화(Cure)공정 등의 후속공정을 순차적으로 수행토록 하고, 여기서 상기 Sn-Ag 화합물로 조성된 도금박막은 상기 후속 공정들의 순차적 수행시 상기 공정들의 온도 조건에서 그 도금박막의 점착력이 점차적으로 약화되도록 Sn과 Ag의 조성비를 조절하여, 몰딩공정시 그 도금박막위에 부착되는 플래쉬를 기존의 습식법 등으로 도금박막과 함께 간단히 제거할 수 있도록 한다.

Description

반도체 패키지의 디플래쉬 방법
제1도는 종래의 일반적인 버텀리드 반도체 패키지의 종단면도.
제2도는 일반적인 버텀리드 반도체 패키지용 리드프레임의 평면도.
제3도는 제2도의 A-A선 단면도.
제4a도 내지 제4d도는 본 발명은 일 실시예에 따른 반도체 패키지의 디플래쉬 방법을 설명하기 위한 버텀리드 반도테 패키지의 제조공정 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
13a : 버텀리드 13b : 내부리드
14 : 도금박막 15 : 반도체 칩
16 : 접착제 17 : 와이어
18 : 몰딩수지 19 : 플래쉬
본 발명은 반도체 패키지의 디플래쉬(Deflash) 방법에 관한 것으로, 특히 버텀리드 패키지(Bottom Leaded Package : BLP)와 같이 플래쉬(flash)가 리드 전반에 강하게 부착되는 패키지의 디플래쉬 방법으로 적당한 반도체 패키지의 디플래쉬(Deflash)방법에 관한 것이다.
일반적으로, 몰딩공정 이후에는 패키지상에 발생되는 레진 블리드(resin bleed : 수지가 새어나와 리드에 끼는 현상)와 플래쉬(flash)를 제거하기 위한 디플래쉬 공정을 수행하기 된다.
이러한 디플래쉬 공정은 통상 캐미컬(chemical) 디플래쉬 방식과 미캐니컬(mechanical) 디플래쉬 방식으로 구분되어지며, 미캐니컬 디플래쉬 방식에는 건식법과 습식법 및 수압법 등으로 다시 세분되어 진다.
상기 디플래쉬 방법으로서 건식법을 적용하게 될 경우에는 거대한 집진장치와 이에 따른 소음문제 및 막대한 전력이 소모되는 문제가 발생되고, 수압법의 적용시에는 높은 수압을 이용하게 되므로 패키지에 충격을 주게 되거나 리드프레임이 휘게 되는 문제가 발생되며, 습식법의 적용 시에는 상기 건식법 및 수압법에서 발생되는 문제점들은 해소되지만 리드와 리드 사이의 간격이 매우 좁을 경우에는 어브레시브(abrasive)가 리드 사이에 끼이게 되어 후속 공정의 수행시 불량 발생을 초래하게 된다.
한편, 버텀리드형의 반도체 패키지와 같이 외부단자와 접속되는 버텀리드의 모양이 패키지 몸체의 바닥면에 그 리드의 바닥면과 드러나도록 형성된 반도체 패키지에 있어서는, 플래쉬가 리드의 바닥면 전체에 걸쳐 발생되어 SOP(small outline package), SOJ(small outline J-lead) 등과 같은 다른 종류의 패키지에 비하여 플래쉬 제거가 매우 어려우며 따라서 플래쉬로 인한 손상도 심하였다.
즉, 제1도는 종래의 일반적인 버텀리드 반도체 패키지의 종단면도를 나타내는 것으로서, 동 도면에서 참조부호 1은 반도체 칩을, 2는 리드프레임, 2a는 상기 리드프레임(2)의 버텀리드, 2b는 상기 리드프레임(2)의 내부리드, 3은 접착제, 4는 골드 와이어, 5는 몰딩수지를 나타내는 것이다.
이에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(PCB)과 연결되는 부위인 버텀리드(2a)의 바닥면은 몰딩공정의 수행시 필연적으로 플래쉬(6)가 발생되며, 그 플래쉬(6)는 다른 종류의 패키지에 발생되는 플래쉬와는 달리 외부로 노출되어야 하는 버텀리드(2a)의 전반에 걸쳐 강하게 부착되어 있으므로 상기한 통상적인 디플래쉬 방법으로는 플래쉬의 제거가 거의 되지 않는다.
따라서, 상기 버텀리드 반도체 패키지에 발생되는 플래쉬를 보다 효과적으로 제거하기 위하여 현재까지는 몰딩된 패키지의 밑면을 깎아 내는 그라인딩 디플래쉬 방식이 유일한 방법으로 사용되고 있는데, 그 그라인딩 디플래쉬 방식은 상기한 캐미컬 디플래쉬 방식 및 미캐니컬 디플래쉬 방식과는 다른 종류의 방식이기 때문에 별도의 그라인딩 장치를 필요로 하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적은 버텀리드형과 같은 반도체 패키지에서 발생되는 플래쉬를 별도의 그라인딩 장비를 사용하지 않고 효과적으로 제거할 수 있도록 하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 패키지의 디플래쉬 방법은, 몰딩공정에서 플래쉬가 생기는 리드(13a)의 표면에 몰딩공정 후 Mold Post Cure 과정에서 리드표면에 대한 점착력이 저하되는 도금박막(14)을 형성하여 몰딩공정에서 상기 도금박막(14)위에 플래쉬(19)가 형성되도록 하고, 몰딩공정 후 Mold Post Cure 과정에서 리드표면에 대한 도금박막(14)의 점착력이 약화되어 박리되면서 플래쉬(19)와 함께 제거되도록 한다. 상기 Sn-Ag 화합물로 조성된 도금박막은 칩 부착(Die Attach)공정과 와이어 본딩(Wire Bonding)공정, 몰딩(Molding)공정, 및 경화(Cure)공정의 순차적 수행 시 상기 공정들의 온도 조건에서 그 도금박막의 점착력이 점차적으로 약화되도록 Sn과 Ag의 조성비를 적절히 조절한다.
따라서, 상기 도금박막은 상기 공정들을 수행하기 위한 온도조건에서 점착력을 거의 상실하게 되므로 몰딩공정 시 그 도금박막위에 부착되는 플래쉬를 기존의 습식법 등으로 간단히 제거할 수 있게 된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 따른 반도체 패키지의 디플래쉬 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
참고로, 제2도는 일반적인 버텀리드 반도체 패키지용 리드프레임의 평면도를 나타내는 것으로서, 동 도면에서 참조부호 11은 사이드레일을 나타내고, 12는 댐바, 13a는 기판(도시되지 않았음)과 연결되는 다수의 버텀리드, 13b는 와이어(도시되지 않았음)에 의해 반도체 칩과 연결되는 다수의 내부리드를 나타내는 것이다.
또한, 제3도는 제2도의 A-A선 단면도를 나타내는 것으로 상기 버텀리드(13a)와 내부리드(13b)의 입체적 형상이 잘 도시되어 있다.
제4a도 내지 d도는 제2도 및 제3도에 도시되어 있는 버텀리드 반도체 패키지용 리드프레임을 이용한 패키지의 제조공정을 설명하기 위한 도면으로, 동 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 패키지의 디플래쉬 방법에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제4a도에 도시된 바와 같이, 리드프레임의 버텀리드(13a)들 하부 표면(몰딩공정 후 플래쉬가 부착되는 표면)에 도금박막(14)을 형성하도록 하는데, 그 도금박막(14)의 재료로는 Sn-Ag 화합물을 사용하고, 그 Sn 대(對) Ag의 조성비는 무게비로 80 : 20~85 : 15가 되도록 함이 바람직하며, 이때 이와 같은 Sn-Ag 화합물의 융점은 약 330~380℃가 된다. 상기 도금박막(14)의 형성은 스퍼터링(sputtering)법을 이용함이 바람직하다.
다음, 제4b도에 도시된 바와 같이, 버텀리드(13a)의 상면에 절연성 양면 테이프(16)를 이용하여 반도체 칩(15)을 부착한다. 상기 테이프(16)는 유리전이온도(Tg)가 약 150℃가 되는 폴리이미드(polyimide)계열 접착테이프를 사용하여 그 칩 부착(Die Attach) 공정의 수행 시 피크 온도(peak temperature)가 약 300℃에서 이루어지도록 함이 바람직한 바, 그 이유는 칩 부착공정의 수행 시 상기 도금박막(14)이 고온으로 인하여 녹아 내리지 않고 점착력만 약화되도록 하여 부스러짐 성질이 유발되도록 하기 위한 것이다. 즉, 상기 도금박막(14)의 재질인 Sn-Ag의 화합물의 무게비를 80 : 20~85 : 15가 되도록 조성할때 그 융점은 330~380℃가 됨을 상기하기 바란다.
참고로, 종래의 일반적인 테이프를 사용하여 칩 부착 공정을 수행할 시에는 400℃에서 약 3~4초간 피크 온도가 계속되므로 상기 Sn-Ag 화합물의 융점을 더욱 높여야 하는데, 그러지 위해서는 Sn-Ag 화합물의 무게비에서 Ag의 함량비를 40%까지 증가시켜야 한다. 그러나, Sn에 비하여 Ag의 가격이 매우 비싸므로 낮은 유리전이온도(Tg)점을 갖는 테이프를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도금박막(14)의 재료로 Sn-Sb 화합물을 사용하여도 상기 공정을 진행할 경우 똑같은 효과를 얻을 수 있으나, Sb의 가격이 Ag의 가격에 비해 상당히 고가이므로 Sn-Ag 화합물을 이용하여 도금박막(14)을 형성하는 것이 가장 바람직하다.
다시 도면에 대한 설명에서, 제4b도와 같이 칩 부착 공정을 수행한 후, 제4c도에 도시한 바와 같이, 도전성 와이어(17)를 이용하여 반도체 칩(15)과 내부리드(13b) 사이를 와이어본딩 하고, 이어서 제4d도에 도시된 바와 같이, 몰딩수지(18)를 이용하여 패키지의 몸체를 형성하도록 하되 상기 버텀리드(13a)의 하면만 드러나도록 몰딩하고, 계속해서 그 몰딩수지(18)를 경화(Cure)시키도록 하는 경화공정을 수행토록 한다. 상기 몰딩공정의 수행 중 도면에 나타난 바와 같이 버텀리드(13a)의 도금박막(14) 표면에 플래쉬(19)가 부착되게 된다.
여기서 주목할 점은, 상기 몰딩공정 후 특별한 몰드 캐비티의 디자인 없이 약 180℃에서 약 5시간 정도의 Mold Post Cure 과정에서 상기 플래쉬(19)가 부착되어 있는 도금박막(14) 부위가 더욱 점착력을 잃게 된다는 것이다.
상기와 같이 몰딩 및 경화공정을 수행한 후, 패키지의 바닥부 즉, 버텀리드(13a)의 하면 부위를 물과 메디아의 혼합물로 강하게 분사하여 때리는 습식 디플래쉬 공정을 수행하도록 한다. 이때, 점착력이 거의 상실된 상태로 상기 버텀리드(13a)의 바닥면에 플래쉬(19)와 함께 붙어 있던 도금박막(14)이 아주 쉽고 깨끗하게 제거되어 완전한 디플래쉬가 이루어진다. 이때 도금박막(14)은 리드에 대한 점착력이 거의 상실된 상태이므로 물과 메디아의 혼합물을 분사하는 압력을 종래 기술의 수압식에 비하여 크게 낮은 상태를 할 수 있으므로 패키지의 손상이나 리드 변형 등을 배제할 수 있게 된다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 패키지의 디플래쉬 방법에 의하면 디플래쉬를 위한 특별한 장비나 공정의 추가 없이도 완전한 디플래쉬가 가능하고, 특히 버텀리드 반도체 패키지의 제조 시 유발되는 플래쉬의 제거에 매우 유리하며, 패키지의 손상 또는 캐미컬 디플래쉬 등에서 발생되는 환경문제 등의 발생을 방지하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 몰딩공정에서 플래쉬가 생기는 리드(13a)의 표면에 몰딩공정 후 Mold Post Cure 과정에서 리드표면에 대한 점착력이 저하되는 도금박막(14)을 형성하여 몰딩공정에서 상기 도금박막(14)위에 플래쉬(19)가 형성되도록 하고, 몰딩공정 후 Mold Post Cure 과정에서 리드표면에 대한 도금박막(14)의 점착력이 약화되어 박리되면서 플래쉬(19)와 함께 제거되도록 함을 특징으로 하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도금박막(14)의 재료는 Sn-Ag 화합물을 사용하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도금박막(14)의 재료는 Sn-Sb 화합물을 사용하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 도금박막(14)의 점착력 약화로 박리된 후 리드(13a)에 물과 메디아의 혼합물을 분사하는 과정을 추가로 수행함을 특징으로 하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 Sn-Ag 화합물의 조성비는 그 Sn-Ag 화합물의 융점이 도금박막(14)을 형성한 다음 후속공정 진행시의 피크온도보다 높게 조성하여, 그 후속공정 수행시의 온도조건에서 녹아내리지 않고 단지 점착력만이 약화되도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 후속공정은 칩부착 공정과 경화공정인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 Sn-Sb 화합물의 조성비는 그 Sn-Sb 화합물의 융점이 도금박막(14)을 형성한 다음 후속공정 진행시의 피크온도보다 높게 조성하여, 그 후속공정 수행시의 온도조건에서 녹아내리지 않고 단지 점착력만이 약화되도록 하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 후속공정은 칩부착 공정과 경화공정인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 점착력을 약화시키는 공정은 칩부착 공정과 경화공정시의 온도조건에 의해 점진적으로 도금박막(14)의 점착력을 약화시키는 반도체 패키지의 디플래쉬 방법.
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