KR19980060769A - 리드프레임의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리드 프레임의 제조방법에 관한 것이다. 리드 프레임에 오버플로우 도금을 행하여 도금층을 형성하는 단계 및 상기 도금층을 재배열하기 위하여 상기 도금된 리드 프레임을 소정 온도에서 가열하는 단계를 포함하는 리드 프레임의 제조방법에 있어서, 상기 가열은 레이저를 이용하여 수초 내지 수십분동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 본 발명의 반도체 리드 프레임의 열처리 방법에 따르면 도금층의 표면산화발생을 방지하고 처리 공정이 간단하다.

Description

리드프레임의 제조방법

본 발명은 리드 프레임의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 도금층의 특성이 향상되고 양산성이 증가되는 리드 프레임의 열처리방법에 관한 것이다.

반도체 리드 프레임은 반도체 칩과 함께 반도체 패키지를 이루는 핵심 구성 요소의 하나로서, 반도체 패키지의 내부와 외부를 연결해주는 도선(lead)의 역할과 반도체 칩을 지지해 주는 지지체의 역할을 한다. 리드 프레임의 형상은 반도체칩의 고밀도, 고집적화, 기판 실장 방법의 변화에 따라 다양한 형상이 존재할 수 있으나, 통상적으로 반도체 기억소자인 칩을 탑재하여 정적인 상태로 유지하여 주는 패드부위와 와이어 본딩(wire bonding)에 의해 칩과 연결되는 내부 리드(inner lead) 및 외부회로와의 연결을 위한 외부 리드(outer lead)로 이루어져 있다.

이러한 구조를 가지는 반도체 리드 프레임은 통상적으로 스탬핑(stamping) 방식과 에칭(etching) 방식에 의해 제조된다. 스탬핑 방식은 순차적으로 이송되는 프레스 금형장치를 이용하여 박판의 소재를 소정 형상으로 타발함으로써 반도체 리드 프레임을 제조하는 방법으로서 대량 생산의 경우에 주로 적용된다. 에칭 방식은 화학약품을 이용하여 소재의 국소 부위를 부식시킴으로써 제품을 형성해 나가는 화학적 식각방법으로서, 주로 소량 생산에 적용되고 있는 방법이다.

상기한 두가지 제조방법 중 어느 하나의 방법에 의해 제조되는 반도체 리드 프레임은 니켈과 같은 금속으로 오버플로우 도금을 하고 그 위에 팔라듐(Pd) 또는 팔라듐-니켈(Pd-Ni) 합금을 이용하여 오버플로우 도금을 행함으로써 완성된 리드프레임이 얻어진다.

이러한 오버플로우 도금방법은 전해 방식과 무전해 방식으로 구별되는데 주로 전해방식을 이용한 전해 도금법이 사용된다.

이 전해 도금법은 리드프레임과 같은 피도금 물체에 음전기를 공급하여 용액중에 녹아 있는 금속 양이온을 피도금 물체의 표면으로 강제 석출시키는 방법이다. 금속 양이온은 피도금 물체의 표면에서 핵 형태로 석출된다. 이 핵은 제품의 형상, 전류밀도 및 용액 중에 녹아 있는 금속 양이온의 농도 분포에 따라서 불균일하게 석출된다. 피도금 물체의 표면의 한 지점에서 핵이 생성되면 핵을 중심으로 금속이 성장하는데, 이 성장속도는 인접한 지점에 핵이 생성되는 속도보다 빠르다. 이러한 현상은 도금층에 대한 X선 회절분석 결과에 의하여 도금층이 일정한 결정 배향성을 보여주는 것으로부터 알 수 있다.

이와 같은 도금구조에 있어서, 도금층의 핵과 핵 사이에는 기체나 기포들이 유입된다. 이러한 기포들을 통하여 부식을 촉진시키는 이온, 예를 들어 염소이온 등의 침투가 용이하다. 실제로 Ni 42% 및 소량의 다른 원소를 포함하는 Ni-Fe 합금인 얼로이(alloy)42로 이루어진 리드프레임에 상기 도금을 실시한 후 염수분무시험(Salt Spray Test)을 실시하면 초기 2 내지 3시간 내에, 도금된 전 표면에서 기포가 형성된 부분을 중심으로 점부식이 발생되는 것이 확인된다.

이러한 점부식의 형성은 리드프레임의 부식 및 전기전도도 저하를 초래하여 리드프레임의 특성에 치명적인 영향을 미친다. 따라서 유해가스 성분을 제거하고, 도금층의 결정구조를 재배열시켜 기포의 수를 최소화하기 위하여, 상기 리드프레임의 도금단계 이후 열처리를 한다.

종래의 통상적인 열처리는 노(furnace) 안에 리드프레임을 넣고 일정시간 동안 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서 일정온도로 열처리함으로써 이루어진다. 일본 특개평6-112389호에는 600 내지 1000℃의 열처리 온도에서 리드 프레임의 내부식성을 향상시키는 기술이 소개되어 있다.

그러나, 이 방법은 첫째, 노 내의 온도가 불균일하므로 리드 프레임 전면을 균일한 온도로 처리하기가 힘들고, 둘째, 노내 장입시간이 길기 때문에 도금층의 표면이 산화될 확률이 높으며, 셋째, 진공 또는 불활성 가스 분위기하에서의 열처리는 조작이 어렵고 복잡하여 연속적으로 처리하는 것이 곤란하여 양산성이 떨어지는 문제점들이 있었다.

이는 도금된 리드프레임을 열처리하는데 있어서 고온에서 장시간 열처리를 해야 한다는 것에 그 원인이 있으므로 고온의 열처리 대신에 다른 방법을 모색하던중 본 발명이 이루어지게 되었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 짧은 시간내에 도금층을 열처리하여 도금층의 특성을 향상시키는 리드 프레임의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 리드 프레임에 오버플로우 도금을 행하여 도금층을 형성하는 단계 및 상기 도금층을 재배열하기 위해 도금된 리드 프레임을 소정온도에서 가열하는 단계를 포함하는 리드 프레임의 제조방법에 있어서, 상기 가열은 레이저를 이용하여 수초 내지 수십분동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 리드 프레임의 제조방법이 제공된다.

본 발명은 도금된 리드 프레임을 열처리하는데 있어서, 고온 열처리 방법이 아닌, 레이저광을 도금된 리드 프레임 표면에 조사하여 도금층만 짧은 시간안에 열처리함으로써 도금층의 특성을 향상시키는 것을 특징으로 한다. 이때 사용하는 레이저는 루비 레이저와 같은 고체 레이저, CO₂레이저 같은 가스 레이저 등 통상의 레이저이면 족하다.

본 발명에 따른 리드 프레임의 제조방법은 첫째, 온도편차를 줄일 수 있고, 둘째, 도금층만 선택적으로 열처리 함으로써 리드프레임의 휨(warpage) 현상도 방지할 수 있으며, 공기중에서 짧은 시간 내에 열처리함으로써 표면의 산화를 방지하고 이물질의 형성을 막을 수 있다. 또한, 연속적으로 열처리할 수 있어 제품의 생산속도를 증가시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 리드 프레임에 오버플로우 도금을 행하여 도금층을 형성하는 단계 및 상기 도금층을 재배열하기 위해 상기 도금된 리드 프레임을 소정온도에서 가열하는 단계를 포함하는 리드 프레임의 제조방법에 있어서, 상기 가열은 레이저를 이용하여 수초 내지 수십분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 리드 프레임의 제조방법.