KR100530755B1 - The method of making lead frame - Google Patents
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Abstract
리드프레임 제조방법이 개시된다. 이 리드프레임 제조방법은, 리드프레임용 소재를 전처리하는 단계와, 상기 전처리가 완료된 소재에 드라이필름을 압착시키는 단계와, 상기 소재에 압착된 드라이필름에 대하여 노광 및 현상공정을 통하여 소정 패턴을 형성하는 단계와, 상기 현상공정이 완료된 드라이필름을 자외선을 조사하여 건조시키거나, 적외선 열경화로 경화시키는 경화단계 및 상기 경화단계 후의 리드프레임을 에칭하는 단계를 포함하여 이루어지며, 리드프레임에 대한 에칭시 신뢰성이 향상되며, 미세에칭이 가능하다는 장점이 있다.A method for manufacturing a leadframe is disclosed. The method for manufacturing a lead frame includes forming a predetermined pattern through pretreatment of a lead frame material, compressing a dry film on the preprocessed material, and exposing and developing the dry film pressed on the material. And drying the irradiated dry film by irradiation with ultraviolet rays, or curing the infrared film by infrared heat curing, and etching the lead frame after the curing step. When reliability is improved, there is an advantage that fine etching is possible.
Description
본 발명은 리드프레임 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 드라이 필름을 이용하는 리드프레임 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a lead frame manufacturing method, and more particularly to a lead frame manufacturing method using a dry film.
일반적으로 반도체 장치의 조립공정에 사용되는 리드프레임은 반도체 패키지의 핵심 구성 재료의 하나로서, 반도체 패키지의 내부와 외부를 연결해 주는 도선(lead) 역할과, 반도체 칩을 지지해 주는 지지대 역할을 하는 것이다. 즉 이러한 리드프레임은 반도체 패키지의 종류에 따라 여러 가지 형상으로 제작될 수 있다. 이러한 리드프레임의 제조방법은 통상적으로 스탬핑 방식과 에칭 방식으로 구분된다. 여기서, 스탬핑 방식은 금형장치를 이용하여 제조하는 방법으로서 리드프레임 소재인 기판을 순차적으로 이송시키면서 타발하여 소정 패턴을 갖는 리드 프레임을 제조하는 방식이다. 이 방식은 고속 생산방식으로 대량 생산이 가능하나, 금형 제작기간이 비교적 길고, 최초 금형장치에 대한 투자 비용이 많이 소용되기 때문에 다품종 소량 생산에는 적합하지 않다는 문제점이 있다. In general, the lead frame used in the assembly process of a semiconductor device is one of the core constituent materials of the semiconductor package, and serves as a lead connecting the inside and the outside of the semiconductor package and a support for supporting the semiconductor chip. . That is, the lead frame may be manufactured in various shapes according to the type of semiconductor package. Such a lead frame manufacturing method is generally divided into a stamping method and an etching method. Here, the stamping method is a method of manufacturing by using a mold apparatus is a method of manufacturing a lead frame having a predetermined pattern by punching while sequentially transferring the substrate which is a lead frame material. This method can be mass-produced in a high-speed production method, but there is a problem that the mold making period is relatively long and the investment cost for the initial mold apparatus is much used, so it is not suitable for small quantity production of many kinds.
따라서, 다품종 소량 생산에는 주로 에칭 방식이 이용되고 있다. 이러한 에칭 방식은 리드프레임의 소재인 기판의 양면에 감광층(PR; Photo resistor)을 형성한 후 노광 및 현상 공정을 거친 다음 에칭하여 소정 패턴의 리드 프레임을 제조하는 방법으로서, 미세 패턴 형성에 적합하고 공정 소요시간이 짧다는 잇점이 있다.Therefore, an etching method is mainly used for small quantity production of many kinds. This etching method is a method of manufacturing a lead frame of a predetermined pattern by forming a photoresist layer (PR; photo resistor) on both sides of the substrate, which is the material of the lead frame, followed by an exposure and development process, followed by etching. And short process time.
그리고, 상술한 바와 같은 에칭방식에 의한 리드프레임 제조공정은 통상적으로 리드프레임의 소재에 전처리하는 단계, 리드프레임 소재에 감광층을 형성하는 단계, 소정 패턴의 마스크를 이용하여 감광층에 소정 패턴을 형성하는 노광 및 현상단계, 소정 패턴의 감광층이 형성된 리드프레임에 대하여 에칭을 실시하는 에칭단계, 감광층을 리드프레임으로부터 제거하는 감광층 박리단계 및 후처리단계를 연속적으로 진행하게 된다. In the lead frame manufacturing process using the etching method as described above, a pretreatment of the lead frame material, a photosensitive layer is formed on the lead frame material, and a predetermined pattern is applied to the photosensitive layer using a mask having a predetermined pattern. The exposure and development steps to be formed, the etching step of etching the lead frame on which the photosensitive layer of the predetermined pattern is formed, the photosensitive layer peeling step of removing the photosensitive layer from the lead frame, and the post-treatment step are continuously performed.
상술한 리드프레임 제조공정 중 감광층을 형성시키는 공정은 통상적으로 광조사에 의해 감광부분이 현상액에 녹지 않게 되거나(네가티브형) 가용(可溶)되는(포지티브형) 성질을 가진 수지성분의 감광물질 이용하여 형성한다. 그리고 최근에는 상술한 감광물질로서 대상물에 대하여 간단하게 압착시킴으로써 감광층을 형성시킬 수 있는 드라이필름이 이용되고 있다. The process of forming the photosensitive layer in the above-described lead frame manufacturing process is typically a photosensitive material of a resin component having a property that the photosensitive portion is not dissolved in a developer by a light irradiation (negative type) or is soluble (positive type). To form. In recent years, as the above-mentioned photosensitive material, a dry film capable of forming a photosensitive layer by simply pressing against an object has been used.
그리고, 통상적인 방법에 의해 상술한 드라이필름을 리드프레임에 대하여 압착하고, 노광 및 현상을 실시하여 드라이필름 상에 소정 패턴을 형성할때, 드라이필름은 다량의 수분이 함유된 상태가 되며, 일부분은 광경화가 완전하게 진행되지 않아 연질 상태가 된다. 따라서, 종래의 리드프레임 제조방법에서는 상술한 바와 같이 드라이필름에 함유된 수분을 제거하며, 부분적으로 광경화가 되지 않은 부분을 완전 경화시키기 위해서 열풍건조를 실시하였다. 하지만, 이러한 열풍건조 방식은 소재인 드라이필름에 전달되는 열에너지가 고르게 전달되지 않아 드라이필름을 균일한 경화도로 건조시키지 못했다. In addition, when the above-described dry film is pressed against the lead frame by a conventional method, and the exposure and development are performed to form a predetermined pattern on the dry film, the dry film is in a state of containing a large amount of moisture, and part of The photocuring does not proceed completely and becomes soft. Therefore, in the conventional lead frame manufacturing method, hot air drying was performed to remove the moisture contained in the dry film as described above, and to completely cure the part not partially photocured. However, such a hot air drying method did not evenly transfer the heat energy transferred to the dry film as a material and did not dry the dry film with uniform curing.
또한, 도 1a 및 도 1b는 종래의 리드프레임 제조방법에 의해 리드프레임과 드라이필름 사이에서 발생하는 문제점을 도시한 단면도로서, 드라이필름에 공정조건보다 낮은 열에너지가 적용되면 도 1a에 도시된 바와 같이, 리드프레임(11)에 대한 드라이필름(12)의 밀착성이 나빠지게 되어 부분적으로 들뜸부(13)가 발생하였다. 이러한 들뜸부(13)의 발생으로 인해, 후속하는 에칭공정에서 에칭액이 들뜸부(13)내까지 적용되어 리드프레임(11)에서 불필요한 부분까지 에칭되는 문제점이 발생하게 된다. 반대로, 드라이필름에 공정조건보다 높은 열에너지가 적용되면, 도 1b에 도시된 바와 같이 드라이필름(12)이 형성되지 않은 리드프레임(11)의 표면에 산화막(14)을 형성시키게 되어 후속하는 에칭공정에서 에칭효율을 떨어뜨려서 리드프레임(11)에 적절하게 에칭이 실시되지 않게 된다. In addition, Figures 1a and 1b is a cross-sectional view showing a problem occurring between the lead frame and the dry film by a conventional lead frame manufacturing method, as shown in Figure 1a when the thermal energy lower than the process conditions applied to the dry film In this case, the adhesion of the dry film 12 to the lead frame 11 is deteriorated, and the lift part 13 is partially generated. Due to the occurrence of the lifter 13, the etching solution is applied to the lifter 13 in a subsequent etching process, thereby causing a problem that the lead frame 11 is etched to an unnecessary portion. On the contrary, when heat energy higher than the process conditions is applied to the dry film, the oxide film 14 is formed on the surface of the lead frame 11 on which the dry film 12 is not formed, as shown in FIG. In this case, the etching efficiency is lowered, so that the lead frame 11 is not etched properly.
또한, 드라이필름에 적용되는 열에너지가 매우 강할 경우에는 드라이필름이 타게 되는 문제점이 발생한다. 상술한 바와 같이 종래의 리드프레임 제조방법에서 드라이필름을 건조 경화시키기 위해서 적용되는 열풍건조방식은 드라이필름 및 리드프레임의 표면에 여러 가지 문제점을 발생시킴으로써 후속하는 에칭공정에서 신뢰성을 떨어뜨리며 특히, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 리드프레임(11)과 드라이필름(12) 사이에 발생하는 들뜸부(13) 및 산화막(14) 등으로 인해 미세에칭이 어렵다는 문제점이 있다. In addition, when the thermal energy applied to the dry film is very strong, there occurs a problem that the dry film is burned. As described above, the hot air drying method applied to dry harden the dry film in the conventional lead frame manufacturing method causes various problems on the surface of the dry film and the lead frame, thereby reducing reliability in the subsequent etching process. As illustrated in FIGS. 1A and 1B, fine etching is difficult due to the lift portion 13 and the oxide film 14 generated between the lead frame 11 and the dry film 12.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 노광 및 현상공정 후 드라이필름에 함유된 대한 수분 및 부분적으로 광경화가 실시되지 않을 부분을 경화시키는 방법을 개선하여 에칭공정시 신뢰성이 향상되며, 미세가공능력이 향상되도록 개선된 리드프레임 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made in view of the above problems, and improves the method of curing the moisture contained in the dry film after the exposure and development processes and the part which will not be partially photocured, thereby improving reliability during the etching process. It is an object of the present invention to provide an improved leadframe manufacturing method for improving micromachining capability.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명인 리드프레임 제조방법은, 리드프레임용 소재를 전처리하는 단계와, 상기 전처리가 완료된 소재에 드라이필름을 압착시키는 단계와, 상기 소재에 압착된 드라이필름에 대하여 노광 및 현상공정을 통하여 소정 패턴을 형성하는 단계와, 상기 현상공정이 완료된 드라이필름을 자외선을 조사하여 건조시키거나 적외선 열처리로 경화시키는 경화단계 및 상기 경화단계 후의 리드프레임을 에칭하는 단계를 포함한다. Lead frame manufacturing method of the present invention to achieve the above object, the step of pre-treating the material for the lead frame, the step of compressing the dry film on the pre-processed material, the exposure to the dry film pressed on the material And forming a predetermined pattern through a developing process, curing a dry film having completed the developing process by irradiating with ultraviolet rays, or curing the dry film by an infrared heat treatment, and etching the lead frame after the curing step.
상기 본 발명의 제조방법에 있어서 경화단계에서 상기 드라이필름을 약 10mW 내지 20mW의 자외선을 이용하여 경화시키거나, 적외선 열경화(Infra Red Curing)로 경화시키는 것이 바람직하다.In the manufacturing method of the present invention, in the curing step, the dry film may be cured using ultraviolet light of about 10 mW to 20 mW, or may be cured by Infra Red Curing.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 리드프레임 제조방법의 공정흐름을 도시한 순서도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리드프레임 제조방법은 리드프레임용 소재를 전처리하는 단계(21)와, 전처리가 완료된 소재에 드라이필름을 압착시키는 단계(22)와, 소재에 압착된 드라이필름에 대하여 노광 및 현상공정을 통하여 소정 패턴을 형성하는 단계(23)와, 본 발명의 특징에 따른 것으로 현상공정이 완료된 드라이필름을 자외선을 조사하여 건조 경화시키거나, 적외선 열처리로 경화시키는 경화단계(24) 및 리드프레임을 에칭하는 단계(25)를 포함하여 이루어진다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.2 is a flowchart illustrating a process flow of a method for manufacturing a lead frame according to the present invention. As shown in the drawings, the lead frame manufacturing method according to the present invention comprises the step of pre-treating the material for the lead frame (21), the step of compressing the dry film on the pre-processed material (22), and the dry pressed on the material Step 23 to form a predetermined pattern through the exposure and development process for the film, and a curing step of curing the dry film, which has been developed according to the characteristics of the present invention by irradiating ultraviolet rays, or curing by infrared heat treatment 24 and the step 25 of etching the leadframe. This will be described in detail as follows.
우선, 리드프레임용 소재에 대하여 예컨대, 탈지나 산세처리 등 전처리 공정을 실시하여 소재의 표면을 활성화시킨다(21). 이어서, 전처리공정이 실시된 소재의 표면에 광조사에 의해 감광부분이 현상액에 녹지 않게 되거나(네가티브형) 가용(可溶)되는 (포지티브형) 성질을 가진 감광층인 드라이필름을 압착시킨다(22). 이어서, 소정 패턴을 가지는 마스크를 이용하여 소정 광을 조사하여 마스크의 패턴을 드라이필름 상에 노광시키며, 현상공정을 거쳐서 드라이필름 상에 소정 패턴을 형성시킨다(23). First, the surface of the material is activated by performing a pretreatment process such as degreasing or pickling on the lead frame material (21). Subsequently, the dry film, which is a photosensitive layer having a (positive type) property in which the photosensitive portion is not dissolved in the developer (negative type) or is soluble by light irradiation on the surface of the material subjected to the pretreatment process, is pressed (22). ). Subsequently, a predetermined light is irradiated using a mask having a predetermined pattern to expose the pattern of the mask on the dry film, and a predetermined pattern is formed on the dry film through a developing process (23).
그리고, 통상적으로 현상공정이 완료된 드라이필름은 다량의 수분이 함유된 상태가 되며, 일부분은 광경화가 완전하게 진행되지 않아 연질 상태가 된다. 따라서, 소정 열에너지를 드라이필름에 가하여 수분을 제거하고 광경화를 완전하게 해주어야 한다. 이러한 목적을 위하여 본 발명에서는 소정 방향으로 균일한 조사가 가능한 자외선 또는 적외선의 특성을 이용하여 드라이필름에 적용하여 드라이필름을 균일하게 경화시킨다(24). 이때, 상기 드라이필름은 약 10mW 내지 20mW 세기의 자외선을 이용하여 경화되거나, 적외선 열처리 즉, 적외선 열경화로 경화되는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로 드라이필름을 경화시키게 되면 리드프레임과 드라이필름 사이에서 발생하는 들뜸현상이나 산화막 형성 등을 방지할 수 있다.In general, the dry film is a state in which the development process is completed, a large amount of moisture is contained, a part of the photocuring is not completely progressed to a soft state. Therefore, a predetermined heat energy should be applied to the dry film to remove moisture and complete photocuring. For this purpose, in the present invention, the dry film is uniformly cured by applying to the dry film by using the characteristics of ultraviolet or infrared rays which can be uniformly irradiated in a predetermined direction (24). At this time, the dry film is preferably cured using ultraviolet light of about 10mW to 20mW intensity, or is cured by infrared heat treatment, that is, infrared thermosetting. When the dry film is cured in this manner, it is possible to prevent the lifting phenomenon and the oxide film formation between the lead frame and the dry film.
이어서, 통상적인 에칭방법인 소정 에칭액 예컨대, 염화철이나 염화동 등의 에칭액을 이용하여 리드프레임용 소재에 대하여 에칭을 실시한다(25). 이때, 리드프레임용 소재상에 드라이필름이 적절하게 경화된 상태로 압착되어 있기 때문에, 리드프레임과 드라이필름의 밀착부위에 들뜸부가 존재하지 않고, 리드프레임 상에 산화막 등의 불량이 발생하지 않으므로, 에칭공정시에 신뢰성이 향상되어 미세에칭이 가능해진다. 특히, 에칭액을 분사하여 리드프레임을 에칭하는 방식에서도 리드프레임과 드라이필름 사이에 들뜸부가 존재하지 않기 때문에, 에칭공정상 불량이 발생하지 않게 되어 제품의 신뢰성이 향상되게 된다. 그리고, 에칭이 완료된 리드프레임에서 드라이필름을 박리함으로써(26), 리드프레임의 제조가 완료된다.Subsequently, the lead frame material is etched using a predetermined etchant such as iron chloride or copper chloride, which is a conventional etching method (25). At this time, since the dry film is pressed on the lead frame material in an appropriately cured state, there is no floating portion in the contact portion between the lead frame and the dry film, and defects such as an oxide film do not occur on the lead frame. Reliability is improved during the etching process and fine etching is possible. In particular, even in the method of etching the lead frame by spraying the etchant, there is no floating portion between the lead frame and the dry film, so that defects do not occur in the etching process and the reliability of the product is improved. Then, the dry film is peeled off the lead frame after the etching is completed (26), the production of the lead frame is completed.
본 발명에 따른 리드프레임 제조방법은 노광 및 현상공정 후 드라이필름에 함유된 대한 수분 및 부분적으로 광경화가 실시되지 않은 부분에 대하여 자외선을 적용하여 경화시키거나, 적외선 열경화로서 경화시킴으로서, 드라이필름이 전체적으로 균일하게 경화되며 드라이필름과 리드프레임 사이에 들뜸부 및 산화막 등의 불량이 발생하지 않는다는 장점이 있다.According to the present invention, a method of manufacturing a lead frame is performed by applying ultraviolet rays to moisture contained in a dry film and a part which is not partially photocured after the exposure and development processes, or by curing with infrared thermosetting, whereby the dry film is cured. It is cured uniformly as a whole, and there is an advantage in that defects such as lifting portions and oxide films do not occur between the dry film and the lead frame.
또한 고온의 적외선 에너지에 의해 레지스트의 미반응된 모노머(Monomer)의 반응을 촉진시켜 소재와의 밀착력을 증대하는 효과가 있다.In addition, the reaction of the unreacted monomer (Monomer) of the resist by the high temperature infrared energy has the effect of increasing the adhesion to the material.
따라서, 후속하는 에칭공정의 신뢰성이 향상되어 제품의 신뢰성이 향상되며, 특히, 리드프레임용 소재와 드라이필름 사이에 들뜸부가 발생하지 않고, 산화막이 형성되지 않으므로 리드프레임용 소재에 대하여 미세에칭이 가능하다는 장점이 있다.Therefore, the reliability of the subsequent etching process is improved, thereby improving the reliability of the product. In particular, since no floating portion is generated between the lead frame material and the dry film and no oxide film is formed, fine etching of the lead frame material is possible. Has the advantage.
도 1a 및 도 1b는 종래의 리드프레임 제조방법에 의해 리드프레임과 드라이필름 사이에서 발생하는 문제점을 도시한 단면도,1a and 1b is a cross-sectional view showing a problem occurring between the lead frame and the dry film by a conventional lead frame manufacturing method,
그리고, 도 2는 본 발명에 따른 리드프레임 제조방법의 공정흐름을 도시한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a process flow of the method for manufacturing a lead frame according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
11.리드프레임 12.드라이필름11.Lead Frame 12.Dry Film
13.들뜸부 14.산화막13.lift 14
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