KR100593890B1 - 리드프레임을 갖는 ｌｅｄ 패키지 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리드프레임을 도금하기 이전에, 상기 리드프레임을 연결 지지하기 위해 일체형으로 형성된 타이 바(tie-bar)를 제거함으로써, 리드프레임 전체를 균일하게 도금시켜 리드프레임의 부식을 방지할 수 있는 리드프레임을 갖는 반도체 패키지 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, 하측에 서로 일체형으로 연결된 연결부를 가지며, 상기 연결부로부터 소정 간격 이격되어 일체형으로 형성된 타이바(tie-bar)를 통해 연결된 복수개의 리드프레임을 이용하여 적어도 하나 이상의 반도체 패키지를 제조하는 방법에 있어서, 상기 타이바 상부의 리드프레임에 반도체 소자를 갖는 적어도 하나의 소자부를 형성하는 단계와, 상기 타이바를 제거하는 단계 및 상기 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 도금하는 단계를 포함하는 반도체 패키지 제조방법을 제공한다. 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 타이 바를 제거한 이후 리드프레임의 도금이 이루어지므로, 리드프레임의 부식을 방지하고 부식으로 인한 반도체 패키지의 특성저하를 예방할 수 있는 효과가 있다.

반도체 패키지, 리드프레임, 타이 바(tie-bar), 도금, 전기도금

Description

리드프레임을 갖는 ＬＥＤ 패키지 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING LED PACKAGE HAVING LEADFRAME}

도 1은 종래의 반도체 패키지 제조방법을 도시한 공정도이다.

도 2는 종래의 방법에 따른 리드프레임의 사진이다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조방법을 도시한 공정도이다.

도 4는 본 발명의 방법에 따른 리드프레임의 사진이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

30 : 리드프레임 31 : 연결부

32 : 타이 바(tie-bar) 33 : 소자부

본 발명은 반도체 패키지 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리드프레임을 도금하기 이전에, 상기 리드프레임을 연결 지지하기 위해 일체형으로 형성된 타이 바(tie-bar)를 제거함으로써, 리드프레임 전체를 균일하게 도금시켜 리드 프레임의 부식을 방지할 수 있는 리드프레임을 갖는 반도체 패키지 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 리드프레임은 반도체 패키징에서 조립 과정 중 소자를 지지하는 뼈대 역할과 전기적 신호 및 회로 작동시 발생하는 열을 외부로 발산시키는 도체 역할을 하는 것으로, 리드프레임은 얇은 금속 판재로부터 스탬핑(stamping)혹은 화학적 에칭(chemical etching)법에 의해 제조되어 조립 과정 중 각 전자 소자들의 형태를 유지시키며, 몰딩 후 반도체 부품의 한 부분이 된다.

특히, LED(Light Emitting Diode)의 패키징을 통한 램프의 제작에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 하측에 서로 일체형으로 연결된 연결부(11)를 가지며, 상기 연결부(11)로부터 소정 간격 이격되어 일체형으로 형성된 타이 바(tie-bar)(12)를 통해 연결된 복수개의 리드프레임(10)이 패키지 제조에 사용된다. 상기 타이 바는 그 두께에 비하여 길이가 긴 리드프레임(10) 사이의 간격을 유지하고 휘어지는 것과 같은 변형을 방지하기 위해 형성된다.

종래의 반도체 패키지 제조공정은, 먼저 도 1a와 같이 상기 연결부(11)가 형성된 상기 리드프레임(10)의 반대측에 LED 등을 장착한 후 상기 LED를 에폭시 등의 수지를 이용하여 밀봉시킨다. 상기 LED와 LED를 밀봉하는 수지부를 포함하여 소자부(13)라고 한다. 상기 소자부(13)는 상기 타이 바 상부에 형성된다.

이어, 도 1b와 같이, 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 도금한다. 도금은 디핑(dipping)법과 전기도금법이 사용될 수 있다. 디핑법은 도금 재료에 리드프레임을 담그는 방식으로 이루어지는데, 이러한 방법은 도금의 두께가 균일하지 못하고 리드프레임의 변형을 발생시켜 수율을 저하시킬 수 있다. 따라서 도금공정에서는 전기도금법을 사용하는 것이 바람직하다.

이어, 도 1c와 같이, 타이 바 및 연결부를 제거하여 개별 LED 램프로 제작된다.

상기와 같이, 종래의 반도체 패키지 제조방법에서는 도금공정 이후 타이 바가 제거되므로, 타이 바가 제거된 부분은 도금이 이루어지지 않는다. 따라서, 타이 바가 제거된 부분에서는 도 2의 사진과 같이 부식(c)이 발생하여 외관불량을 유발시키며, 향후 제조된 LED 램프의 특성을 저하시킬 수 있는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 타이 바를 제거한 이후 리드프레임의 도금이 이루어지도록 함으로써, 리드프레임의 부식을 방지하고 부식으로 인한 특성저하를 예방할 수 있는 리드프레임을 갖는 반도체 패키지 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명은,

하측에 서로 일체형으로 연결된 연결부를 가지며, 상기 연결부로부터 소정 간격 이격되어 일체형으로 형성된 타이바(tie-bar)를 통해 연결된 복수개의 리드프레임을 이용하여 적어도 하나 이상의 반도체 패키지를 제조하는 방법에 있어서,

상기 타이바 상부의 리드프레임에 반도체 소자를 갖는 적어도 하나의 소자부를 형성하는 단계;

상기 타이바를 제거하는 단계; 및

상기 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 도금하는 단계를 포함하는 반도체 패키지 제조방법을 제공한다.

상기 본 발명에 따른 방법은, 상기 도금된 리드프레임의 연결부를 제거하여 각각의 개별 반도체 패키지로 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 도금하는 단계는, 상기 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 전기도금하는 단계인 것이 바람직하며, Sn, Pb, Au, Cu 및 Ni로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 상기 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 도금하는 단계일 수 있다.

또한, 상기 소자부를 형성하는 단계는, 상기 리드프레임에 전기적으로 연결된 반도체 발광소자를 장착하는 단계 및 상기 발광소자를 밀봉하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시형태에 따른 반도체 패키지 제조방법을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조방법을 도시한 공정도이다. 이하에 설명되는, 본 실시형태에 따른 반도체 패키지 제조방법은 LED(Ligh Emitting Diode)를 패키징한 LED 램프에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 LED 램프에 한정되지 않으며, 타이 바(tie-bar)가 형성되는 리드프레임을 사용하는 모든 반도체 패키지에 사용될 수 있다는 사실은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

본 실시형태에 따른 반도체 패키지 제조방법은 먼저 도 3a와 같이, 연결부(31)가 일체형으로 형성된 복수개의 리드프레임(30)의 반대측에 LED 등을 장착한 후 상기 LED를 에폭시 등의 수지를 이용하여 밀봉시킨다. 상기 LED와 LED를 밀봉하는 수지부를 포함하여 소자부(33)라고 한다. 상기 리드프레임(30)은 일체형으로 형성된 타이 바(32)에 의해 연결 지지되고 상기 소자부(33)는 상기 타이 바 상부에 형성된다.

이어, 도 3b와 같이 상기 타이 바를 제거한다. 상기 타이 바를 제거한 이후, 리드프레임에는 타이 바의 제거로 인한 돌출부가 형성될 수 있다. 상기 돌출부는 패키지 제조 이후 PCB 등에 패키지를 장착할 때, PCB와 소자부의 간격을 유지시킬 수 있는 스토퍼(stopper)로 사용될 수 있다.

이어, 도 3c와 같이 수지부의 외부에 위치한 리드프레임을 전기도금한다. 종래기술에서 설명한 바와 같이, 리드프레임의 도금은 디핑(dipping)법과 전기도금법을 모두 사용할 수 있으나, 전기도금법을 사용하는 것이 더 바람직하다. 또한, 도금에 사용되는 물질은, Sn, Pb, Au, Cu 및 Ni로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속일 수 있다.

상기 전기도금법을 도 3c를 참조해 간단히 설명하면 다음과 같다.

리드프레임(30)은 공기중에서 산화 및 부식이 쉽게 일어나기 때문에, 반도체 패키지 제조후, 외부로 노출된 외부리드에 대하여 산화 및 부식 방지의 목적으로 솔더(예를 들어, 주석(Sn)+납(Pb))를 도금하게 된다.

우선, 아노드 배스킷(58)에 담겨진 주석과 납의 합금으로 된 다수개의 솔더(50)를 전원공급장치의 양극(+)에 연결시키면서 도금욕조(56)의 전해질용액에 담겨지게 배치하고, 도금욕조(56)내의 반대쪽에는 도금이 될 리드프레임(30)을 음극(-)과 연결되게 배치시킨 후, 전원공급장치의 직류전류를 흘려주게 된다. 따라서, 상기 양극(+)과 연결된 솔더(50)에서는 산화가 일어나, 양전하를 갖는 Pb²⁺ 금속이온과 Sn²⁺금속이온이 방출되어진다.

이어서, 상기 양전하를 갖는 Pb²⁺ 금속이온과 Sn²⁺금속이온은 맞은편에 배치된 리드프레임(54)의 표면에 도달하여, 전자를 받아 금속원자로 환원되는 바, 이 환원된 금속원자가 모여 적당한 결정을 형성함으로써, 리드프레임(30)의 외부리드 표면에 솔더재질의 도금층이 입혀지게 된다.

상기 설명된 전기도금법은 Pb와 Sn을 도금하는 경우를 설명하였으나, 이는 전기도금법의 일례를 설명하기 위한 것에 불과하며, 상기 도금물질로써 본 발명을 한정하지는 않는다.

이어, 도 3d와 같이 연결부(31)를 제거하여 개별 LED 램프로 분리함으로써 LED 램프가 완성된다.

도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 반도체 패키지 제조방법에 의해 제조된 LED 램프의 신뢰성 테스트 결과를 나타낸 사진이다. 본 신뢰성 테스트는 125℃, 100%RH의 온도 습도 조건에서 24시간 동안 이루어진 것이다.

도 4에 나타난 바와 같이 본 발명의 일실시형태에 따른 반도체 패키지 제조방법에 의해 제조된 LED 램프의 리드프레임에서 타이 바가 제거된 부위에 부식이 발생하지 않는다. 이와 같은 특징은 도 2와 비교해 볼 때, 보다 명확해질 것이다. 이는 본 발명에 따른 반도체 패키지 제조방법에서는 타이 바를 제거한 이후에 도금공정이 이루어지므로 타이 바가 제거된 부분까지 균일한 도금이 이루어질 수 있다. 따라서, 부식으로 인한 외관 불량을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 발생할 수 있는 소자 특성의 저하를 방지할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 타이 바를 제거한 이후 리드프레임의 도금이 이루어지므로, 리드프레임의 부식을 방지하고 부식으로 인한 반도체 패키지의 외관불량 및 특성저하를 예방할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (5)

1. 하측에 서로 일체형으로 연결된 연결부를 가지며, 상기 연결부로부터 소정 간격 이격되어 일체형으로 형성된 타이바(tie-bar)를 통해 연결된 복수개의 리드프레임을 이용하여 적어도 하나 이상의 LED 패키지를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 타이바 상부의 리드프레임에 LED 소자를 갖는 적어도 하나의 소자부를 형성하는 단계;

   상기 타이바를 제거하는 단계; 및

   상기 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 도금하는 단계를 포함하는 LED 패키지 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 도금된 리드프레임의 연결부를 제거하여 각각의 개별 패키지로 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 도금하는 단계는,

   상기 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 전기도금하는 단계인 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 도금하는 단계는,

   Sn, Pb, Au, Cu 및 Ni로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 금속으로 상기 소자부의 외부에 위치한 리드프레임을 도금하는 단계인 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 소자부를 형성하는 단계는

   상기 리드프레임에 전기적으로 연결된 LED 발광소자를 장착하는 단계; 및

   상기 발광소자를 밀봉하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지 제조방법.

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