KR100234166B1 - 리드 프레임의 도금방법 및 그의 도금장치 - Google Patents

Abstract

리드프레임의 도금방법 및 그 장치를 개시한다. 리드프레임에 도금액을 분사하거나 잠기도록 하는 하고, 상기 리드 프레임과 도금액에 소정의 전류를 인가하는 전류 인가하여 리드 프레임을 도금하는 것으로, 상기 전류를 인가함에 있어서, 상기 도금액과 리드 프레임에 인가된 전류가 주기적으로 반전되는 파형을 갖는 것에 그 특징이 있으며, 이는 팔라듐층의 도금을 향상시킬 수 있다.

Description

리드 프레임의 도금방법 및 그의 도금장치

본 발명은 리드프레임의 도금방법 및 그의 도금장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 리드 프레임에 팔라듐(pd)를 도금하는 도금 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

리드 프레임(lead frame)은 반도체 소자의 기능을 외부 회로에 전달하며, 반도체 소자를 독립된 하나의 부품으로써 지지하는 역할을 한다. 리이드 프레임은 칩과의 결합방법에 따라 다양한 형태의 것이 있다.

이러한 리드 프레임은 구리 또는 니켈로 이루어진 판상의 소재를 스템핑 또는 식각법에 의해 제조됨으로써 패드부, 인더리드부 및 아우터 리드부를 가진다. 상기와 같이 제조된 리드 프레임은 리드의 외면으로 리드 프레임을 이루는 재료의 확산을 방지하기 위하여 금속도금이 행하여진다. 그러나, 납땜성의 견지에서 볼 때, 리드의 표면에 존재하는 산화니켈같은 니켈 및 니켈합금은 구리 및 구리합금보다 좋지않다.

그리고 니켈이 부산물은 일반적인 산화세정작업으로 제거되지 않으므로 니켈층의 상면에 보호성 합성물이 다중구조로 형성되고 이의 상면에 팔라듐층이 형성된다. 상기 팔라듐층은 니켈층의 다공성의 영향을 감소시키고, 니켈층으로부터 납땜이 되는 리드표면까지 니켈의 확산을 방지하여 와이어 본딩시 본딩이 잘 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 도금층은 리드 프레임의 성형이 완료된 상태에 이루어져 왔으나 성형이 완료된 상태에서 도금하는 경우 리드 프레임이 변형되는 경우가 많아 불량품의 발생율이 매우 높은 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 리드 프레임을 성형하기 전에 리드 프레임을 이루는 소재의 표면에 먼저 도금을 행하는 선도금(PPF; pre-plated frame) 방법이 사용되고 있다.

이와 같은 리드 프레임의 소재(이하 리드 프레임이라 함)를 선도금 리드 프레임, 예컨대 팔라듐 및 팔라듐합금을 도금하기 위해서는 양극판이 설치되고 도금액(팔라듐 이온 함유)이 담긴 액조내를 리드 프레임이 이동되고 상기 양극판과 음극이 인가되는 리드 프레임에 직류 정류기에 의해 직류전류가 일정하게 인가됨으로써 상기 용액 속의 팔라듐 금속이 리드 프레임에 도금된다.

상기와 같이 직류전류를 일정하게 공급하여 도금하는 것은 다음과 같은 문제점이 내재되어 있다.

첫째; 고전류 영역에서 도금하는 경우 리드 프레임에 버링(burning) 현상(도금이 균일하게 되지 않고 일부분이 거친 도금이나 이상도금이 되는 현상)이 발생되므로 고전류 영역에서 도금이 어렵다.

둘째; 팔라듐 도금시 도금의 두께를 낮출 경우 리드 프레임에 대한 도금층의 납땜성(solderability)이 저하된다.

셋째;팔라듐의 도금시 통상적으로 전류의 범위가 좁아 작업관리가 어렵다.

넷째;높은 도금농도에서 도금하여야하므로 도금에 따른 원가가 상승된다.

다섯째; 직류전류를 인가하여 도금하는 경우 도금시 도금 계면상에 농도가 저하되어 전류효율이 저하되는 도금액의 농도 분극현상이 발생한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 도금액의 농도 분극현상을 방지할 수 있는 리드 프레임의 도금 방법 및 그의 도금장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 도금장치의 평면도,

도 2a 내지 도 2d는 리드 프레임과 제1전극에 인가되는 전류의 파형도,

도 3a 내지 도 3c는 종래 도금층을 확대하여 도시한 사진으로 요부를 확대하여 나타내 보였다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 도금층을 확대하여 도시한 사진으로 요부를 확대하여 나타내 보였다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21;액조 22; 가이드부

23; 노즐 25; 제1전극

30; 전압인가수단 31; 정류기

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 리드프레임에 도금액을 분사하거나 잠기도록 하는 단계와, 상기 리드 프레임과 도금액에 소정의 전류를 인가하는 전류 인가단계를 포함하여된 리드 프레임의 도금방법에 있어서, 상기 전류 인가단계에 있어서 상기 도금액과 리드 프레임에 인가된 전류가 주기적으로 반전되는 파형을 갖는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 리드 프레임의 도금장치는, 내부에 도금액을 분사하는 노즐이 설치된 액조와, 상기 액조의 내부에 설치되에 도금액에 소정의 전압을 인가하는 제1전극과, 상기 액조의 상호 대향되는 측에 설치된 리드 프레임 가이드부와, 상기 제1전극과 리드 프레임에 주기적인 극성반전파형을 인가하기 위한 정류기를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 리드 프레임의 도금방법은 리드 프레임의 표면에 팔라듐(pd)를 도금하기 위한 것으로, 간헐적으로 이동시키거나 연속적으로 리드 프렘임을 도금하는 단계와, 간헐적 또는 연속적으로 이동되는 리드 프레임이 도금액에 잠기도록 하거나 도금액을 분사하여 상기 리드 프레임의 도금될 부위에 도금액이 접촉되도록하는 도금액 접촉단계와, 상기 리드 프레임과 도금액에 소정의 극성반전형 파의 전압을 인가하는 전압인가단계를 포함하여 구성된다.

상기 전압 인가단계에 있어서, 상기 리드 프레임과 도금액 즉, 도금액에 잠긴 전극에 인가되는 전압은 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이 극성반전형 구형파 또는 소정의 시간을 두고 극성이 반전되는 구형파등 극성이 반전되는 다양한 펄스를 인가할 수 있다.

그리고 상기 리드 프레임의 도금방법을 실시하기 위한 리드 프레임의 도금장치가 제2도에 도시되어 있다.

이 리드 프레 임의 도금장치는 리드 프레임의 이동로상에 제1도금부(20)와 제2도금부(50)가 설치된다.

상기 제1도금부에는 액조(21)의 상호 대향되는 면에 리드 프레임(100)을 가이드하기 위한 가이드부(22)가 형성되는데, 이 가이드부는 리드 프레임을 폭방향으로 세워 가이드 할 수 있도록 리드 프레임의 양면에 접촉되는 접촉부재(22a)가 수직으로 설치된다. 그리고 상기 액조(21)의 바닥면에는 상기 액조(21)의 내부를 통과하는 리드 프레임(100)에 도금액을 도포하기 위한 노즐(23)이 설치되는데, 이 노즐을 리드 프레임(100)의 양면에 도금액을 도포할 수 있도록 ㄷ자의 형상으로 형성된다. 그리고 이 노즐(23)은 도면에는 도시되어 있지 않으나 도금액의 탱크와 연결관에 의해 연결되고 이 연결관에는 도금액을 펌핑하기 위한 펌핑수단이 설치되고, 상기 액조의 타측에는 도금액을 리턴시키기 위한 드레인관이 탱크와 연결된다. 그리고 리드 프레임이 액조로 유입되는 입구측에는 상기 리드 프레임의 양측에 접촉되는 한쌍의 롤러(25)가 설치된다. 그리고 상기 액조의 내부에는 도금액에 전압을 인가하기 위한 제1전극(25)이 설치되고, 이 제1전극(25)과 상기 리드 프레임(100)에 접촉되는 롤러(25)에는 소정의 전압을 인가하기 위한 전압인가수단(30)이 설치되는데, 이 전압인가수단(30)은 소정의 극성반전형 파형을 구현하기 위한 인가하기 위한 정류기(31)를 포함한다. 여기에서 상기 정류기에 의해 구현되는 극성 반전형의 파형은 도 2a에 도시된 바와 같이 극성반전형 구형파이거나 도 2b에 도시된 바와 같이 소정의 시차를 두고 극성이 반전되는 구형파이거나 또는 도 2c에 도시된 바와 같이 복수의 파형에 의해 소정의 피치를 이루는 파형이 주기적으로 반전되는 구형파이거나, 도 2d에 도시된 바와 같이 극성반전의 구형파의 단부가 변조된 포워드 리버스 파형이다.

그리고 상기 제2도금부(50)는 제1도금부(20)와 동일한 구조를 가지나 상기 액조(21)의 내부에 설치되는 제1전극과 리드 프레임과 접촉되는 가이드 롤러에 전압을 인가하기 위한 전압인가 수단(30)이 설치된다.

상기 전압인가수단중 제1도금부에 직류 전압인가하기 위한 정류기가 사용될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 리드 프레임의 도금장치의 작용과 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 도금장치를 이용하여 리드 프레임을 도금하기 위해서는 상기 액조(21)의 양측에 상호 대향 되도록 설치된 가이드부(22)에 리드 프레임(100)이 가이드 되어 액조(21)의 내부를 통과하게 된다. 상기와 같이 리드 프레임(100)의 내부를 통과하는 과정에서 상기 노즐(23)로부터 팔라듐금속을 포함하는 도금액이 분사됨과 아울러 상기 제1전극(25)에 정류기에 의해 주기적으로 극성이 반전되는 펄스 전압이 인가됨으로써 상기 리드 프레임(100)의 표면에 팔라듐의 도금이 이루어진다. 그리고 상기와 같이 도금이 이루어진 리드 프레임은 제2도금부(50)를 통과하면서 상술한 바와 같이 도금이 반복하여 이루어진다.

상술한 바와 같이 도금이 이루어지는 본 발명에 따른 리드 프레임의 도금방법 및 그 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째; 리드 프레임의 도금시 주기적으로 극성이 반전되는 펄스 전압이 인가되므로 확산영역(diffusion zone)이 좁아져 도금액에 있어서의 팔라듐 농도의 변화를 줄일 수 있다.

둘째; 리드 프레임의 계면에서의 초기 농도를 유지할 수 있다.

셋째; 분극현상(농도 분극)이 줄어들어 저농도와 고전류에서 도금작업이 가능하다.

넷째; 고전류 영역에서 도금작업이 이루어지므로 도금시간이 짧아져 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

다섯째; 리드 프레임의 밴딩시 도금된 부위의 크랙을 종래에 비하여 불일 수 있다.(도 3a 및 도 4a 참조)

다섯째; 확산영역이 좁아지므로 종래 팔라듐 도금(도 3b 내지 도 3c참조)에 비하여 돌출방향의 성장없이 균일(도 4b 내지 도 4c 참조)하게 도금이 이루어지므로 계면에서 평활도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 리드 프레임의 도금방법 및 그 장치는 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (6)

1. 리드프레임에 도금액을 분사하거나 잠기도록 하는 단계와,

   상기 리드 프레임과 도금액에 소정의 전류를 인가하는 전류 인가단계를 포함하여된 리드 프레임의 도금방법에 있어서,

   상기 전류 인가단계에 있어서 상기 도금액과 리드 프레임에 인가된 전류가 주기적으로 반전되는 파형을 갖는 것을 특징으로 하는 리드 프레임의 도금방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 전류가 주기적으로 반전되는 파형이 극성 반전 구형파인 것을 특징으로 하는 리드프레임의 도금방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 전류가 주기적으로 반전되는 파형이 소정의 시차를 두고 반전되는 구형파인 것을 특징으로 하는 리드프레임의 도금방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 전류가 주기적으로 반전되는 파형이 복수의 파형에 의해 소정의 피치를 이루는 파형이 주기적으로 반전되는 구형파인 것을 특징으로 하는 리드프레임의 도금방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 전류가 주기적으로 반전되는 파형이 이거나, 극성반전의 구형파의 단부가 변조된 포워드 리버스 파형인 것을 특징으로 하는 리드프레임의 도금방법.
6. 내부에 도금액을 분사하는 노즐이 설치된 액조와, 상기 액조의 내부에 설치되에 도금액에 소정의 전압을 인가하는 제1전극과,

   상기 액조의 상호 대향되는 측에 설치된 리드 프레임 가이드부와,

   상기 상기 제1전극과 리드 프레임에 주기적인 극성반전파형을 인가하기 위한 정류기를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 리드 리드 프레임의 도금장치.

Images