KR100384706B1 - 리드프레임 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리드프레임 제조방법은, 리드프레임자재의 양면에 감광층을 배치시키는 단계, 소정의 리드프레임의 형상을 얻기 위해 상기 리드프레임의 형상에 대응하는 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 상기 양면 감광층 상부에 배치시키는 단계, 상기 소정의 리드프레임의 형상에 대응하는 패턴을 상기 감광층에 인식시키기 위해 상기 포토마스크를 통해 상기 감광층을 노광시키는 단계, 에칭될 부위를 형성하기 위해 상기 패턴이 인식된 감광층을 현상시키는 단계, 상기 현상된 리드프레임자재에 에칭액을 양면분사 에칭시키는 단계로서, 상기 에칭단계는, 에칭가공된 리드 내벽 사이의 간격을 최대한 확보하면서 해당 피치를 최소화하기 위해, 리드프레임자재의 상,하 에칭가공부가 서로 관통된 후 상기 리드 내벽이 거의 평행하게 직선형으로 에칭가공되도록 에칭 초기단계에서 에칭액을 상하 노즐로부터 고압 분사시키는 단계, 상기 에칭된 리드프레임자재를 세정하는 단계, 및 상기 에칭후 잔존하는 감광층을 리드프레임자재에서 박리시키는 단계를 포함하여 리드프레임을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다

Description

리드프레임 제조 방법{METROD FOR MANUFACTURING READFRAME}

본 발명은 리드프레임 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 리드프레임 제조시 에칭가공부의 내벽에 버어가 발생하는 것을 방지하고, 상기 내벽이 거의 평행하게 가공되게 하여, 와이어본딩의 안정성을 향상시키고 인접 리드들 사이의 단락을 방지하는 리드프레임 제조 방법에 관한 것이다.

통상적으로 리드프레임의 제조방법은 크게 두 가지로 분류되는 데, 스템핑(stamping)에 의한 방법이 있는데, 이 스템핑방식은 순차 이송형 프레스 금형장치에 의해 자재를 순차적으로 이송시키면서 타발함으로써 소정 형상의 제품을 제작하는 것으로, 주로 리드의 수가 많지 않은 리드프레임의 대량생산에 많이 이용된다.

상기 스탬핑 방법에 의해 제조된 리드프레임은 통상 반도체소자가 안착되는 패드와, 상기 패드의 네 모서리에서 패드와 일체로 형성되어 패드를 지지 고정해 주는 타이바와, 패드의 주변 둘레에 배열되어 반도체소자의 신호를 전달하도록 와이어로 연결되는 내부리드(inner lead)와, 상기 내부리드로 전달된 신호를 외부로 전달하도록 상기한 내부리드의 외측으로 연장된 외부리드(outer lead)로 이루어진 복수개의 리드와, 상기 외부리드와 내부리드의 경계선상에 위치되며 몰딩공정시 봉지재의 누출을 방지하도록 리드의 두께와 동일한 두께로 리드들 사이에 연결 형성되는 댐바로 구성되어 있다.

그런데, 현재 전자제품의 눈부신 발전과 이를 뒷바침하는 반도체 패키징 기술의 발달로, 전자제품등에 장착되는 반도체 패키지가 극소형화되고 있어, 이러한 스탬핑 방법으로 제조시에는 타발 흔적, 버어(Burr)가 생기고, 또한 가공면이 거칠게 되어 버석거림이 생겨, 인접 리드 사이의 간격이 협소화 되어 상기 리드 사이에 단락을 초래할 수 있고, 와이어 본딩이 불안정하게 이루어므로써 전기적 불안정을 초래할 수 있는 단점이 있기 때문에, 리드프레임자재의 가공면 내벽이 직선형으로 거의 평행하게 가공되는 리드프레임을 제조하기 위한 방법이 필요하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 리드프레임의 제조시 가공면에 발생하는 버어를 제거하며, 리드프레임의 가공면 내벽이 직선형으로 거의 평행 가공되게 하며, 가공된 리드 내벽 사이의 간격을 최대한 확보하고 해당 피치를 최소화하면서도, 리드프레임의 리드들 사이의 단락을 방지하고, 와이어본딩이 안정적으로 이루어지도록 하기 위한, 리드프레임 제조를 위한 에칭방법을 제공함에 있다.

도1에 있어, S110 단계는 리드프레임자재의 양면에 감광층을 배치시킨 단계의 측면도.

S120단계는 리드프레임에 대응하는 형상을 갖는 포토마스크를 상기 양면 감광층 상부에 배치시킨 단계의 리드프레임자재의 측면도.

S130 단계는 상기 소정의 리드프레임의 형상에 대응하는 패턴을 양면 감광층에 인식시키기 위해 포토마스크를 통해 노광시킨 단계의 리드프레임자재의 측면도.

S140 단계는 에칭될 부위를 형성하기 위해 상기 패턴이 인식된 리드프레임자재 양면의 감광층을 현상시킨 단계의 리드프레임자재의 측면도.

S150 단계는 상기 현상된 리드프레임자재가 에칭된 단계의 측면도.

S160 단계는 상기 에칭된 리드프레임자재에 잔존하는 감광층을 박리한 단계의 측면도.

도2는 상기 에칭장치내에서의 리드프레임자재에 대한 에칭공정을 나타내는 도면.

도3은 에칭공정을 통해 형성된 리드의 측면도로서, S210단계는 초기 에칭으로 상,하 에칭가공부가 관통되기 전의 단계이고, S220 단계는 상,하 에칭가공부가 관통된 단계의 도면이며, S230단계는 상,하 에칭가공부가 가공완료된 단계의 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:리드프레임자재 11:감광층

13:포토마스크 15:노광부

17a,17b:상,하 에칭가공부 19:리드 21a,21b:상,하 노즐 23:돌출턱

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 리드프레임 제조방법은, 리드프레임자재(10)의 양면에 감광층(11)을 배치시키는 단계, 소정의 리드프레임의 형상을 얻기 위해 상기 리드프레임의 형상에 대응하는 소정의 패턴을 갖는 포토마스크(13)를 상기 양면 감광층(11) 상부에 배치시키는 단계, 상기 소정의 리드프레임의 형상에 대응하는 패턴을 상기 감광층(11)에 인식시키기 위해 상기 포토마스크(13)를 통해 상기 감광층(11)을 노광시키는 단계, 에칭될 부위를 형성하기 위해 상기 패턴이 인식된 감광층(11)을 현상시키는 단계, 상기 현상된 리드프레임자재(10)에 에칭액을 양면분사 에칭시키는 단계로서, 상기 에칭단계는, 에칭가공된 리드 내벽 사이의 간격을 최대한 확보하면서 해당 피치를 최소화하기 위해, 리드프레임자재(10)의 상,하 에칭가공부(17a,17b)가 서로 관통된 후 상기 리드 내벽이 거의 평행하게 직선형으로 에칭가공되도록 에칭 초기단계에서 에칭액을 상하 노즐로부터 고압 분사시키는 단계, 상기 에칭된 리드프레임자재(10)를 세정하는 단계, 및 상기 에칭후 잔존하는 감광층(11)을 리드프레임자재(10)에서 박리시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1을 참고하면, 리드프레임의 제조를 위한 공정을 순서대로 도시한 도면으로서, S110은 리드프레임자재(10)상에 소정의 리드프레임의 형상을 패턴화하기 위해 노광 및 현상에 의해 화학적 변화를 일으켜 노광부(15)가 제거되는 감광물질을 리드프레임자재(10)의 양면에 배치시켜 형성된 감광층(11)의 상태도를 나타내며,S120은 소정의 리드프레임에 대응하는 형상을 갖는 포토마스크(13)를 상기 양면 감광층(11) 상부에 배치시킨 리드프레임자재(10)의 측면도이고, S130은 상기 소정의 리드프레임의 형상에 대응하는 패턴을 양면 감광층(11)에 인식시키기 위해 포토마스크(13)를 통해 노광시킨 리드프레임자재(10)의 측면도이며, S140은 에칭될 부위를 형성하기 위해 상기 패턴이 인식된 리드프레임자재(10) 양면의 감광층(11)을 현상시킨 상태의 리드프레임자재의 측면도이고, S150은 상기 현상된 리드프레임자재(10)가 에칭된 상태의 측면도이며, S160은 상기 에칭된 리드프레임자재(10)에 잔존하는 감광층(11)을 박리한 상태의 측면도이다.

변형적으로, S110단계 이전에 리드프레임자재(10)의 상면에 소정의 범위에 걸쳐 은도금이 실시되어 은도금층이 형성될 수도 있다. 이 경우에는, S140과 S150단계 사이에 감광층(11)이 현상되어 노출된 은도금층이 제거되는 단계가 개재되도록 해도 좋다.

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에칭장치내의 에칭 공정을 나타내는 단면도로서, 에칭장치는, 실예로, 상,하 각각 3개의 노즐만이 도시되어 있지만, 상,하부에 각각 14개의 노즐(21a,21b)이 일렬로 배치되며, 상기한 14개의 상,하 노즐(21a,21b)을 합하여 총28개의 노즐(21a,21b)을 각각 갖는 3개의 셀로 구성되어 있다. 상,하 노즐(21a,21b)의 에칭액 분사는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 거의 평행 분사되도록 60도 이하의 각도로 이루어지는데, 리드프레임자재(10)가 상,하부에서 분사되는 에칭액에 의해 동시에 에칭이 이루어지도록, 리드프레임자재(10)는 상기 상,하 노즐(21a,21b)들과 이격 조정가능하며 상기 상,하 노즐(21a,21b)들 사이에서 주행가능하게 위치되어 있다.

도3의 S210 내지 S230 단계는 상기 에칭공정을 통해 순차적으로 형성되는 리드프레임의 리드(19)의 단면도로서, 리드의 측면쪽으로 과잉 에칭이 이루어져 피치(P) 중 리드(19)의 폭(R)이 와이어본딩이 불가능할 정도로 감소되거나, 또는 S230에 도시된 바와 같은 상기 가공내벽의 돌출턱이 너무 크게 형성되면 리드(19)사이의 간격이 단락이 발생할 정도(S')로 감소되기 때문에, 초기부터 에칭액 분사가 60도 이내 분사각을 가지고 소정 압력범위의 고압으로 행해져 에칭가공부(17a,17b)들 사이에 먼저 관통이 이루어지고, 가공내벽에 돌출턱이 없이 직선형으로 리드프레임 가공면이 거의 평행해질 때까지 에칭 가공이 지속되어 이상적으로 확보가능한 최대의 폭(R)과 간격(S)을 갖는 소정의 최소 피치(P)를 형성하도록, 일렬로 배치된 노즐(21a,21b) 상호간 간격은, 실예로, 약100mm, 상,하 노즐(21a,21b)과 상기 상,하 노즐(21a,21b)들 사이로 주행하는 리드프레임자재(10)와의 간격은 40-70mm 이격되어 있다.

다음에, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

우선, 도1의 S110 내지 S160 단계를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 리드프레임자재(10)의 양면에 노광 및 현상을 통해 원하는 부위를 화학적으로 제거할 수 있는 감광층(11)을 배치시킨다. 상기 감광층(11)의 소정 부위를 노광 및 현상시켜 제거하므로써 소정의 리드프레임의 형상을 얻기 위해, 상기 리드프레임의 형상에 대응하는 소정의 패턴을 갖는 포토마스크(13)를 양면의 감광층(11)상에 위치시킨다.

이후, 상기 소정의 패턴을 갖는 리드프레임의 형상을 포토마스크(13)를 통해 감광층(11)에 인식시키기 위해, 노광장치로부터의 광을 포토마스크(13)를 통해 투과시켜 감광층(11)의 소정 영역을 노광시킴으로써 원하는 리드프레임 패턴을 감광층(11)상에 인식시킨다. 이런 방식으로 리드프레임 패턴이 인식된 감광층(11)을 현상시킴으로써, 결과적으로 감광층으로된 리드프레임 패턴이 리드프레임자재(10)상에 형성되어 남겨진다. 상기 남겨진 리드프레임 패턴의 감광층(11) 하부의 리드프레임자재(10) 부분 이외의 리드프레임자재(10)는 후술하는 에칭공정으로 에칭되어져 리드프레임자재(10)는 리드프레임 패턴의 상기 감광층의 형상대로 화학적 성형되어 결국 리드프레임의 형상으로 제조되게 된다.

상기 리드프레임 패턴이 형성된 리드프레임자재(10)는, 상기한 에칭 공정을 위해, 도2에 노즐의 일부가 개략적으로 도시된 바와 같이, 상,하 각각 장착된 14개의 노즐(21a,21b)을 포함하며 3개의 셀로 이루어진 에칭장치내에서 상기 상,하 노즐(21a,21b)들 사이로 주행하게 된다. 리드프레임자재(10)가 상기 에칭장치내를 주행하는 동안, 바람직한 실시예로, 리드프레임자재(10)와 약60mm 이격되어 인접 분사되는 에칭액이 상호 겹쳐 과잉 에칭되지 않게 위치된 노즐(21a,21b)에 의해 고압의 에칭액이 리드프레임자재(10)상에 분사되며, 상기 노광 및 현상을 통해 소정의 리드프레임형상으로 감광층이 그 상부에 남겨진 리드프레임자재(10) 부분 이외의 감광층이 제거된 리드프레임자재(10)의 부분은 에칭액에 의해 에칭되어 진다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예의 에칭공정에 있어, 에칭은 상하 노즐(21a,21b)로부터 고압 분사되는 에칭액에 의해 리드프레임자재(10)의 에칭이상,하 양면으로부터 동시에 시작되어, 가공내벽에 돌출턱이 크게 형성되어 피치(P) 중 리드(19)사이의 간격이 단락이 발생할 정도로 감소되거나, 또는 리드(19)의 폭이 와이어본딩이 불가능할 정도로 감소되지 않고 확보가능한 최대의 폭(R)과 간격(S)의 최소 피치(P)를 갖는 에칭분사가 이루어지도록, 리드(19)의 측면쪽으로 에칭가공부(17a,17b)가 확장되기 이전에 에칭가공부(17a,17b)가 서로 관통되어 상부 에칭가공부(17a)에 고인 에칭액이 하측으로 방출된 후 연속되는 에칭 분사에 의해 그 에칭가공부(17a,17b)가 거의 평행하게 될 때까지 에칭이 실시된다.

앞에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 리드프레임 제조 방법에 의하면, 리드프레임자재의 상,하 에칭가공부가 서로 관통된 후 가공 내벽이 거의 평행하게 직선형으로 에칭 가공되도록 에칭 초기단계에서 에칭액을 상하 노즐로부터 고압 분사하여, 에칭가공된 리드 내벽 사이의 간격을 최대한 확보하면서 해당 피치를 최소화함으로써, 와이어본딩의 안정성을 향상시키고 인접 리드들 사이의 단락을 방지하며 리드프레임 제조의 미세가공을 가능하게하는 등의 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (3)

1. 리드프레임자재의 양면에 감광층을 형성시키는 단계;

   소정의 리드프레임의 형상을 얻기 위해 상기 리드프레임의 형상에 대응하는 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 상기 양면 감광층 상부에 배치시키는 단계;

   상기 소정의 리드프레임의 형상에 대응하는 패턴을 상기 감광층에 인식시키기 위해 상기 포토마스크를 통해 상기 감광층을 노광시키는 단계;

   에칭될 부위를 형성하기 위해 상기 패턴이 인식된 감광층을 현상시키는 단계;

   상기 현상된 리드프레임자재에 에칭액을 양면분사 에칭시키는 단계로서,

   상기 에칭단계는, 에칭가공된 리드 내벽 사이의 간격을 최대한 확보하면서 해당 피치를 최소화하기 위해, 리드프레임자재의 상,하 에칭가공부가 서로 관통된 후 상기 리드 내벽이 거의 평행하게 직선형으로 에칭가공되도록 에칭 초기단계에서 에칭액을 상하 노즐로부터 고압 분사시키는 단계;

   상기 에칭된 리드프레임자재를 세정하는 단계; 및

   상기 에칭후 잔존하는 감광층을 리드프레임자재에서 박리시키는 단계

   를 포함하고,

   상기 노즐은, 인접 노즐들에 의한 에칭액 분사범위의 겹침이 발생하여 겹침부분이 과잉 에칭되는 것을 방지하기 위해, 인접 노즐과 분사시 에칭액이 소정각으로 중첩되지 않는 상태로 연속배열되며,

   상기 일렬로 리드프레임을 사이에 두고 배치된 상하 노즐과 리드프레임 자재와의 각각의 간격은 40∼70mm 인 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조 방법.
2. 리드프레임자재의 상면에 은도금층을 형성시키는 단계;

   상기 상면에 은도금층이 형성된 리드프레임자재의 양면에 감광층을 형성시키는 단계;

   소정의 리드프레임의 형상을 얻기 위해 상기 리드프레임의 형상에 대응하는 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 상기 양면 감광층 상부에 배치시키는 단계;

   상기 소정의 리드프레임의 형상에 대응하는 패턴을 상기 감광층에 인식시키기 위해 상기 포토마스크를 통해 상기 감광층을 노광시키는 단계;

   에칭될 부위를 형성하기 위해 상기 패턴이 인식된 감광층을 현상시키는 단계;

   상기 현상 단계로 노출된 리드프레임자재의 은도금층을 제거하여 리드프레임자재의 소정 부위를 노출시키는 단계;

   상기 소정 부위가 노출된 리드프레임자재에 에칭액을 양면분사 에칭시키는 단계로서,

   상기 에칭단계는, 에칭가공된 리드 내벽 사이의 간격을 최대한 확보하면서 해당 피치를 최소화하기 위해, 리드프레임자재의 상,하 에칭가공부가 서로 관통된 후 상기 리드 내벽이 거의 평행하게 직선형으로 에칭가공되도록 에칭 초기단계에서 에칭액을 상하 노즐로부터 고압 분사시키는 단계;

   상기 에칭된 리드프레임자재를 세정하는 단계; 및

   상기 에칭후 잔존하는 감광층을 리드프레임자재에서 박리시키는 단계

   를 포함하고,

   상기 노즐은, 인접 노즐들에 의한 에칭액 분사범위의 겹침이 발생하여 겹침부분이 과잉 에칭되는 것을 방지하기 위해, 인접 노즐과 분사시 에칭액이 소정각으로 중첩되지 않는 상태로 연속배열되며,

   상기 일렬로 리드프레임을 사이에 두고 배치된 상하 노즐과 리드프레임 자재와의 각각의 간격은 40∼70mm 인 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조 방법.
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