KR19980060768A

KR19980060768A - Lead frame manufacturing method

Info

Publication number: KR19980060768A
Application number: KR1019960080134A
Authority: KR
Inventors: 이상균; 류욱열
Original assignee: 이대원; 삼성항공산업 주식회사
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1998-10-07
Also published as: KR100243373B1

Abstract

리드 프레임 제조방법을 개시한다. 이 리드 프레임 제조방법은 소재 표면의 접착성을 향상시키기 위해 이물을 제거하는 전처리 단계와, 이 소재의 표면에 흑화 처리를 하는 단계와, 이 소재의 양면에 감광성 필름을 열압착법으로 압착하는 단계와, 압착된 소재 표면의 상면에 포토마스크를 이용하여 패턴을 노광하는 단계와, 노광된 패턴을 현상하는 단계와, 현상에서 노출된 부위를 에칭하는 단계와, 잔존하는 감광성 필름을 박리하는 단계와, 도금하기에 알맞게 상기 박리된 표면을 다듬질 하는 단계와, 매끄럽게 다듬질된 소재의 일정 부위에 소정 패턴에 따라 선택도금을 하는 단계를 포함하는 것에 그 특징이 있다. 본 발명을 채용함으로써, 공정 소요시간 단축과 미세에칭 가능의 효과가 있다.A lead frame manufacturing method is disclosed. The lead frame manufacturing method includes a pretreatment step of removing foreign substances to improve the adhesion of the surface of the material, a blackening treatment on the surface of the material, and a step of pressing the photosensitive film on both sides of the material by thermocompression bonding. Exposing a pattern using a photomask to an upper surface of the surface of the compressed material, developing the exposed pattern, etching a portion exposed in the development, and peeling off the remaining photosensitive film; It is characterized in that it comprises the step of finishing the peeled surface to suit the plating, and the step of selectively plating according to a predetermined pattern on a predetermined portion of the smoothly finished material. By employing the present invention, it is possible to shorten the process time and to enable fine etching.

Description

Lead frame manufacturing method

본 발명은 반도체 패키지의 부품인 리드 프레임을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 에칭(etching) 타입의 리드 프레임 제조방법에 있어 소재의 전처리 공정중 흑화(black oxide) 처리 공정 도입 뿐만 아니라 에칭후 도금방식을 채용한 리드 프레임 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a lead frame, which is a component of a semiconductor package. In particular, in the method of manufacturing an etching type lead frame, a black oxide treatment process is introduced during the pretreatment of a material as well as a plating method after etching. It relates to a lead frame manufacturing method employing.

통상적으로 에칭타입의 리드프레임을 만들기 위해서는 에칭공정과 도금공정, 다운세트(down set), 테이핑(taping)공정이 분리되어 이루어진다. 즉, 리드프레임은 원소재를 전처리하고 이를 카제인과 같은 수용성 액상 레지스트로 코팅해서 이를 노광, 현상, 에칭, 도금, 다운세트, 테이핑공정을 통해 최종제품으로 만들어지는데, 각각의 공정은 연속적이지 못하고, 분리되어 이루어진다.In general, an etching process, a plating process, a down set, and a taping process are performed separately to form an etching type lead frame. In other words, the lead frame is pre-treated with raw materials and coated with a water-soluble liquid resist such as casein and made into a final product through exposure, development, etching, plating, downset and taping processes, each process being not continuous, It is done separately.

이러한 배치(batch) 타입의 공정은 공정간의 소재 이동에 따른 작업시간이 길어 리드 프레임을 완성하기 까지의 소요시간이 길고, 또한, 공정간의 이동을 작업자에 의한 수작업으로 수행해야 하므로 제품의 불량발생이 상대적으로 높다. 또한, 공정자동화가 이루어지지 않아 인건비의 지출이 많은 문제점이 있다.This batch type process takes a long time to complete the lead frame due to the long working time due to the movement of materials between the processes, and also requires the manual movement of the processes between the processes. Relatively high. In addition, the process automation is not made there is a lot of labor costs.

이러한 문제를 해결하고자 하는 일련의 연속적인 리드프레임 제조방법이 미국 특허 제5,305,403호에 개시되어 있으나, 이 방법에 따르면, 에칭이전에 도금을 하고 은박리공정과 에칭공정을 거친 후 리드 프레임을 만들게 된다. 즉, 에칭도금 이전에 도금이 행해지므로 후속적으로 은의 박리공정이 추가되어야 하며, 특히, 에칭 소재의 전면 부위에 2∼3 ㎛의 은 도금층이 존재하게 되어 감광성 수지의 도포시, 소재와 감광성 수지와의 밀착불량이 발생하며, 자외선에 의한 난반사가 심해 미세 패턴 가공이 힘들게 된다.In order to solve this problem, a series of continuous lead frame manufacturing methods are disclosed in US Pat. No. 5,305,403. However, according to this method, a lead frame is formed after plating before silver etching, and after a silver peeling process and an etching process. . That is, since plating is performed before etching plating, a silver peeling process must be added subsequently. In particular, a silver plating layer having a thickness of 2 to 3 μm is present on the entire surface of the etching material, and thus, when the photosensitive resin is applied, the material and the photosensitive resin Insufficient adhesion with, and diffuse reflection due to ultraviolet rays, making it difficult to process fine patterns.

또한, 액상 레지스트를 사용하여 소재 양면에 코팅을 하게 되면 20 내지 30분 정도의 경화시간이 필요하며 추가적으로 노광 현상 후 경막경화 공정과 포스트 베이킹(post baking) 공정이 필요하다. 소재를 도포한 후 포스트 베이킹(post baking) 공정 까지의 소요시간이 대략 최소 2시간이나 걸리게 된다.In addition, if the coating on both sides of the material using a liquid resist requires a curing time of about 20 to 30 minutes, and additionally, after the development of the exposure, a hardening process and a post baking process are required. The time required to apply the material to the post baking process is approximately at least 2 hours.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 에칭전의 선도금 방식을 에칭후에 도금하는 방식으로 변경하여 적용하고, 패턴이미지 매개체로 드라이 필름을 사용하여 도포 공정과 노광에 소요되는 시간을 대폭 줄이며, 특수한 전처리로서 흑화 처리를하여 소재와 필름과의 밀착력을 대폭 개선하였고, 기존의 배치타입(batch type)의 제조방식에서 인 라인(In-Line) 연속 제조방식으로 구성하여 단일 장비에서 리드 프레임을 제조할 수 있는 리드 프레임 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was created in order to solve the above problems, and applied by changing the leading method before etching to plating after etching, and significantly reducing the time required for the coating process and exposure by using a dry film as a pattern image medium. As a special pretreatment, the blackening treatment is used to greatly improve the adhesion between the material and the film, and the lead frame can be constructed in a single device by configuring the in-line continuous manufacturing method from the conventional batch type manufacturing method. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a lead frame that can be manufactured.

도 1은 본 발명에 따른 에칭 타입의 리드 프레임의 제조방법 공정을 도시한 공정도이다.1 is a process chart showing a process for producing an etching-type lead frame according to the present invention.

도 2는 도 1의 흑화처리 공정을 상세하게 도시한 공정도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating the blackening process of FIG. 1 in detail.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 리드 프레임 제조방법은, 소재 표면의 접착성을 향상시키기 위해 이물을 제거하는 단계와; 이 소재의 표면에 흑화 처리를 하는 단계와; 이 소재의 양면에 감광성 필름을 열압착법으로 압착하는 단계와; 압착된 소재 표면의 상면에 포토마스크를 이용하여 패턴을 노광하는 단계와; 노광된 패턴을 현상하는 단계와; 현상에서 노출된 부위를 에칭하는 단계와; 잔존하는 감광성 필름을 박리하는 단계와; 도금하기에 알맞게 상기 박리된 표면을 다듬질 하는 단계와; 매끄럽게 다듬질된 소재의 일정 부위에 소정 패턴에 따라 선택도금을 하는 단계;를 포함하여 된 것에 그 특징이 있다.Lead frame manufacturing method according to the present invention to achieve the above object, the step of removing foreign matter to improve the adhesion of the material surface; Blackening the surface of the material; Pressing the photosensitive film on both sides of the material by thermocompression; Exposing a pattern on the upper surface of the compressed material surface using a photomask; Developing the exposed pattern; Etching the site exposed in the development; Peeling off the remaining photosensitive film; Finishing the exfoliated surface appropriately for plating; Selective plating according to a predetermined pattern on a predetermined portion of the smoothly finished material; and has a feature.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리드 프레임 제조방법을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 에칭 타입의 리드 프레임의 제조방법의 공정을 도시한 공정도이고, 도 2는 도 1의 흑화 처리공정을 상세하게 도시한 공정도이다.Hereinafter, a method of manufacturing a lead frame according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a process chart showing a process of the manufacturing method of the lead frame of the etching type according to the present invention, Figure 2 is a process chart showing the blackening treatment process of Figure 1 in detail.

발명에 따른 리드 프레임의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 리드프레임 소재를 전처리함으로써 시작된다(S1). 소재는 철이나 니켈합금 및 구리합금으로서 도금이 가능한 소재를 사용하여, 그 폭은 1인치 내지 20인치 정도인 것이 바람직하다. 소재의 전처리는 드라이 필름과 소재와의 접착력을 향상시키기 위해 전해탈지, 산세공정과 같은 마이크로에칭, 알카리처리등과 같은 화학적 처리 및 경면처리와 같은 물리적 처리를 포함한다.The method for manufacturing a lead frame according to the invention begins by pretreating the lead frame material as shown in FIG. 1 (S1). The material is iron, nickel alloy and copper alloy using a material that can be plated, the width is preferably about 1 inch to 20 inches. Material pretreatment includes chemical treatments such as electrolytic degreasing, microetching such as pickling process, alkali treatment, etc. and physical treatments such as mirror treatment to improve adhesion between the dry film and the material.

본 발명에 따르면, 소재와 드라이 필름과의 밀착력을 개선하고 노광시 광원의 산란을 최소화 하여 패턴의 해상력을 높이기 위해 흑화층(Black Oxide)을 소재표면에 형성시킨다(S2). 흑화 처리는 도 2에 상세히 도시되어 있다. 선택된 소재에 기존의 전처리와 동일한 표면처리(S1)를 하고, 흑화층을 형성시킨다(S22). 초기에 생성된 흑화층의 두께는 100㎛ 정도이며, 산화구리(Ⅰ)와 산화구리(Ⅱ)를 포함하고 있다. 이를 특정한 약품으로 처리하여 불필요한 흑화층을 제거한 후 산화구리(Ⅰ)의 층만 남게 된다(S22). 이때의 두께는 1∼20㎛ 정도이다. 남겨진 산화구리(Ⅰ)층은 경화처리를 하여 흑화층을 안정화시키고(S23), 압착공정으로 이어진다(S3).According to the present invention, a black oxide layer (Black Oxide) is formed on the material surface in order to improve the adhesion between the material and the dry film and to minimize the scattering of the light source during exposure to increase the resolution of the pattern (S2). The blackening treatment is shown in detail in FIG. The selected material is subjected to the same surface treatment (S1) as the existing pretreatment, thereby forming a blackening layer (S22). The thickness of the blackening layer produced | generated initially is about 100 micrometers, and contains copper oxide (I) and copper oxide (II). This is treated with a specific drug to remove the unnecessary blackening layer and only the layer of copper oxide (I) remains (S22). The thickness at this time is about 1-20 micrometers. The remaining copper oxide (I) layer is cured to stabilize the blackening layer (S23), followed by a pressing process (S3).

소재의 전처리를 마친후, 압착공정을 거치게 된다. 여기에서 압착롤에 의해 소재 양면에 드라이 필름을 열압착법으로 압착시킨다(S3). 상기 드라이필름은 패턴이미지 매개체로 작용하며, 도포공정과 노광에 소요되는 시간이 감소되는 이점이 있다. 상기 압착롤의 압력 및 온도, 롤의 이송속도, 소재의 예열온도 등은 적절히 조절되는데, 통상 롤의 압력은 5∼6㎏f/㎠ 정도이고, 롤의 온도는 110∼120℃ 정도이며, 예열온도는 50∼60℃ 내인 것이 바람직하다.After the pretreatment of the material, it is subjected to a pressing process. Here, a dry film is crimped | bonded by the thermocompression method on both surfaces of a raw material by a crimping roll (S3). The dry film acts as a pattern image medium and has an advantage of reducing the time required for the coating process and exposure. The pressure and temperature of the pressing roll, the conveying speed of the roll, the preheating temperature of the raw material, etc. are appropriately adjusted. Usually, the pressure of the roll is about 5 to 6 kgf / cm 2, and the temperature of the roll is about 110 to 120 ° C. It is preferable that temperature is 50-60 degreeC.

다음으로 상기 드라이필름이 압착된 소재는 원하는 패턴 형성을 위해 노광된다(S4). 상기 노광은 평행광 노광기를 사용하여 이루어지는 것이 바람직하다. 산란광으로 조사하게 되면 드라이 필름의 경우 액상 레지스트의 경우보다 두께가 두껍기 때문에 해상력이 다소 떨어지게 되어 미세 패턴노광이 어렵기 때문이다. 상기 드라이필름에 대한 조사량은 약 30MJ 정도가 적당하며, 조도의 세기가 7kw 정도인 자외선 광원을 사용하면 조사시간을 대폭 줄이면서 패턴의 해상력을 높일 수 있다.Next, the dry film is pressed is exposed to form a desired pattern (S4). It is preferable that the said exposure is made using a parallel light exposure machine. When irradiated with scattered light, since the dry film has a thicker thickness than that of the liquid resist, the resolution decreases slightly, and thus, fine pattern exposure is difficult. The amount of irradiation for the dry film is about 30MJ is appropriate, using an ultraviolet light source with an intensity of illumination of about 7kw can significantly reduce the irradiation time and increase the resolution of the pattern.

노광후 패턴을 현상하여 미노광부위를 현상액으로 용해시켜 에칭이 될 부위를 만든다(S5). 이때의 현상액은 드라이 필름의 특성에 따라 달라지게 된다. 드라이 필름의 현상은 주로 스프레이 현상으로 실시되며 이때, 현상조의 길이는 공정속도에 따라 한계점(break point)을 30∼50% 이내에서 결정할 수 있다. 통상 공정의 속도가 분당 2m 인 경우, 현상조의 길이는 1.2m 정도이다. 스프레이 압력은 1.0∼1.2㎏f/㎠ 범위에서 조절된다.The post-exposure pattern is developed to dissolve unexposed portions with a developing solution to form a portion to be etched (S5). The developer at this time will vary depending on the characteristics of the dry film. The development of the dry film is mainly carried out by spray development, in which the length of the developing tank can be determined within 30-50% of the break point according to the process speed. When the speed of a normal process is 2 m per minute, the length of a developing tank is about 1.2 m. The spray pressure is adjusted in the range of 1.0 to 1.2 kgf / cm 2.

현상에서 노출된 부위를 에칭조에서 염화철이나 염화동 에칭액으로 에칭시켜 원하는 형상의 리드 프레임을 만들게 된다(S6). 이때의 공정조건은 에칭액의 종류, 온도, 압력, 공정속도, 에칭셀의 길이 등에 따라 좌우된다.The exposed part in the development is etched with an iron chloride or copper chloride etching solution in an etching bath to form a lead frame having a desired shape (S6). The process conditions at this time depend on the type of etching solution, temperature, pressure, process speed, length of the etching cell, and the like.

소재의 에칭이 완료되면 소재로부터 필름을 분리하는 필름 박리공정을 거치게 된다(S7). 이 필름 박리 공정에서 드라이 필름의 미제거부위를 용해시켜 리드 프레임의 양면을 노출시키며, 이후에 산세공정을 통해 선택도금에 필요한 전처리 공정을 거치게 된다(S8). 선택 도금될 소재에 대한 전처리는 알카리 전해 탈지, 산세, 스트라이크 도금등과 같이 도금시 밀착력을 향상시키기 위한 일반적인 공정에 따라 수행된다.When the etching of the material is completed is subjected to a film peeling process for separating the film from the material (S7). In this film peeling process, the unremoved portion of the dry film is dissolved to expose both sides of the lead frame, and then the pretreatment process required for selective plating is performed through a pickling process (S8). Pretreatment for the material to be selectively plated is carried out according to a general process for improving adhesion during plating, such as alkaline electrolytic degreasing, pickling, strike plating, and the like.

이어서, 전처리된 소재의 일정 부위에 선택도금을 하게 된다(S9). 이때 소재는 일정시간 도금이 이루어지도록 정지 및 투입이 간헐적으로 반복되며 이것은 어큐물레이터와 같은 완충장치에 의해 수행될 수 있다.Subsequently, selective plating is performed on a predetermined portion of the pretreated material (S9). At this time, the material is intermittently stopped and added repeatedly so that plating is performed for a predetermined time, which may be performed by a shock absorber such as an accumulator.

도금이후의 후처리 공정(S10)은 종래 방식과 같으며, 스트립을 컷오프(CUT-OFF) 하거나 다운세트(DOWN SET) 및 테이핑을 하게 된다(S11). 필요시 스트립을 자르지 않고 테이핑을 하거나 다운세트할 수 있다. 마지막으로 검사과정을 거쳐 양호한 완성품을 골라낸다(S12).Post-processing after plating (S10) is the same as the conventional method, and cuts (CUT-OFF) or downsets (DOWN SET) and taps the strip (S11). If necessary, the strips can be taped or downset without cutting. Finally, a good finished product is selected through the inspection process (S12).

본 발명은 적용할 수 있는 공정으로는 에칭이 가능한 소재를 양면으로 패턴형성하여 제품을 만드는 모든 방법에 적용 가능하다. 예를 들면, 반도체용 인쇄회로 기판의 미세패턴 가공이나 새도우 마스크(shadow mask) 등과 같은 정밀 가공 분야에 적용할 수 있다.The present invention can be applied to any method of forming a product by patterning a material that can be etched on both sides as an applicable process. For example, the present invention can be applied to a precision processing field such as a fine pattern processing or a shadow mask of a printed circuit board for a semiconductor.

상술한 바와 같은 리드 프레임 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The lead frame manufacturing method as described above has the following effects.

본 발명에 있어서와 같이 기존의 액상 레지스트 대신에 드라이 필름을 사용하게 되면 소재를 압착, 노광, 현상하는데 경과되는 시간이 현저히 단축된다. 즉, 본 발명은 드라이 필름을 사용하여 기존의 배치타입의 리드프레임의 제조방식을 인 라인(In-Line) 연속생산방식으로 변경하여 적용할 수 있으므로, 이미지 전달공정인 코팅, 노광, 현상까지의 사이클 타임을 수시간에서 수분으로 대폭 줄였다. 특히, 에칭 이후 도금 공정과 후처리 공정도 연속적으로 인 라인(In-Line)화 시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 작업자의 수작업에 의한 핸들링(handling)이 거의 없어져 불량이 감소되었으며, 장비의 자동화로 작업자의 수가 감소되었다.When the dry film is used instead of the existing liquid resist as in the present invention, the time elapsed for pressing, exposing and developing the material is significantly shortened. In other words, the present invention can be applied by changing the production method of the lead-frame of the existing batch type using a dry film to the in-line continuous production method, so that the coating, exposure, development until the image transfer process The cycle time has been drastically reduced from hours to minutes. In particular, after the etching, the plating process and the post-treatment process may also be continuously in-line to improve productivity. In addition, the handling by the hand of the operator (handling) is almost eliminated and the defect is reduced, the automation of the equipment has reduced the number of workers.

그리고, 드라이 필름을 사용하여 에칭을 함으로써 얻게 되는 또 하나의 이점으로는 제품의 고압분사 가공이 가능해져 미세한피치의 리드프레임 가공이 가능해졌으며, 기존의 장비 길이를 최소 6m 에서 3m 정도로 대폭 축소하여 장비를 소형화 시킬 수 있다. 이때, 선도금 방식에서 문제시 되는 도금층이 없어져 드라이 필름과 소재와의 밀착력이 대폭 개선되었으며 이로 인해 미세가공 능력이 월등해지며, 은박리공정의 불필요로 공정이 대폭 간소화 되며, 기존 후도금 방식의 라인을 연계해서 사용할 수 있다는 장점이 있다.In addition, another advantage obtained by etching using a dry film is that the high-pressure injection processing of the product is possible, the lead frame processing of the fine pitch is possible, and the existing equipment length is greatly reduced by at least 6m to 3m Can be miniaturized. At this time, the plating layer, which is a problem in the leading gold method, is eliminated, and the adhesion between the dry film and the material is greatly improved, and thus, the microfabrication ability is excellent, and the process is greatly simplified by the need of the silver peeling process. The advantage is that the lines can be used in conjunction.

상기한 바와 같은 공정을 통해 흑화 (Black Oxide) 처리를 한 소재는, 소재 표면의 조도가 균일하게 되어 드라이 필름과의 밀착성이 향상된다. 또한 노광시 산란광의 발생을 흑화(black oxide)층이 흡수하여 해상도가 매우 좋아지게 되어 미세 에칭이 가능해졌다.In the raw material subjected to the black oxide treatment through the above process, the roughness of the surface of the raw material becomes uniform, and the adhesion to the dry film is improved. In addition, the black oxide layer absorbs the generation of scattered light during exposure, so that the resolution becomes very good and fine etching is possible.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

Removing foreign matter to improve adhesion of the material surface;

Blackening the surface of the material;

Pressing the photosensitive film on both sides of the material by thermocompression;

Exposing a pattern on the upper surface of the compressed material surface using a photomask;

Developing the exposed pattern;

Etching the site exposed in the development;

Peeling off the remaining photosensitive film;

Finishing the exfoliated surface appropriately for plating;

Selective plating according to a predetermined pattern on a predetermined portion of the smoothly finished material; manufacturing method of a lead frame comprising a.

The method of claim 1.

The blackening treatment step,

Forming a blackening layer including copper oxide (I) and copper oxide (II) on the surface of the material;

Chemically treating the blackening layer to remove copper (II) oxide;

And curing the remaining copper oxide (I) layer to stabilize the blackening layer.

The method of claim 1,

The material of the material is a manufacturing method of the lead frame, characterized in that any one of iron-nickel alloy and copper alloy.

The method of claim 1,

The width of the material is a lead frame manufacturing method characterized in that the width of 1 inch to 20 inches.

The method of claim 1,

The photosensitive film is a lead frame manufacturing method comprising a dry film.

The method of claim 1,

The thickness of the blackening layer is a lead frame manufacturing method, characterized in that the thickness of 1 to 20 ㎛.

The method of claim 1.

The material is etched by injecting an etchant to the material.

The method of claim 7, wherein

The etching solution is a lead frame manufacturing method, characterized in that any one of copper chloride and iron chloride solution.