KR19990016048A - Solder plated lead frame and manufacturing method of semiconductor chip package using the same - Google Patents

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송근호
이해구
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윤종용
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Abstract

본 발명은 솔더(solder)가 미리 리드 프레임에 도금된 선-도금 프레임(pre-plated frame; PPF)에 관한 것이다. 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지의 제조 공정 중에서 디플래쉬 공정과 도금 공정을 없애기 위하여 종래에는 리드 프레임 제조 단계에서 미리 파라듐과 니켈이 도금된 리드 프레임이 사용되었으나, 이 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임은 구리 리드 프레임에만 적용이 가능하고 강도가 크기 때문에 크랙이 발생하거나 솔더 접합성이 떨어지는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 리드 프레임 제조시에 마스크를 사용하여 외부 리드 부위에만 솔더 도금층을 형성시킨 솔더 선-도금 리드 프레임을 제공한다. 본 발명에 따른 솔더 선-도금 리드 프레임은 패키지 제조 공정을 단축시킬 수 있고, 제조 단가를 절감할 수 있을 뿐 아니라, 철/니켈 리드 프레임에도 적용 가능하다. 특히, 솔더 접합성이 우수하며, 패키지 제조 공정을 인-라인화 할 수 있다는 장점이 있다.The present invention relates to a pre-plated frame (PPF) in which a solder is previously plated on the lead frame. In order to eliminate the de-flashing process and the plating process in the manufacturing process of the semiconductor chip package using the lead frame, a lead frame in which palladium and nickel are previously plated was used in the lead frame manufacturing step. However, this palladium / nickel pre-plated lead is used. The frame is applicable only to the copper lead frame and has a problem of cracking or inferior solder bonding because of its high strength. In order to solve this problem, the present invention provides a solder pre-plated lead frame in which a solder plating layer is formed only on an external lead portion by using a mask in manufacturing the lead frame. The solder pre-plated lead frame according to the present invention can shorten the package manufacturing process, reduce manufacturing costs, and can be applied to iron / nickel lead frames. In particular, the solder bonding is excellent, there is an advantage that can be in-line package manufacturing process.

Description

솔더가 도금된 리드 프레임 및 그를 사용한 반도체 칩 패키지의 제조방법Solder plated lead frame and manufacturing method of semiconductor chip package using same

본 발명은 반도체 칩 패키지의 제조에 사용되는 리드 프레임에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 칩 패키지의 제조 공정에 투입되기 이전에 미리 솔더가 부분적으로 도금되어 있는 리드 프레임 및 그를 사용한 반도체 칩 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lead frame used in the manufacture of a semiconductor chip package, and more particularly, to a lead frame in which solder is partially plated before being put into a manufacturing process of a semiconductor chip package and a semiconductor chip package using the same. It is about a method.

오늘날 전자산업은 갈수록 경량화, 소형화, 고속화, 다기능화, 고성능화되고 있으며, 높은 신뢰성을 갖는 제품을 저렴하게 제조하기 위한 추세로 나아가고 있다. 이와 같은 제품 설계의 목표 달성을 도와주는 중요한 기술 중의 하나가 바로 패키지 제조(package assembly) 기술이다. 패키지 제조의 주요 기능은 1) 반도체 칩의 회로에 전원을 공급하는 전류 경로를 제공하며, 2) 반도체 칩에 입출력되는 전기 신호를 분배하며, 3) 반도체 칩의 회로에서 발생되는 열을 제거하며, 그리고 4) 반도체 칩을 지지하고 외부 오염으로부터 보호하는 것이다.Today, the electronics industry is becoming lighter, smaller, faster, more versatile, and higher in performance, and is moving toward the trend of manufacturing low-cost products with high reliability. One of the key technologies that help achieve these product design goals is package assembly. The main functions of the package manufacturing are 1) to provide a current path for supplying power to the circuit of the semiconductor chip, 2) to distribute electrical signals to and from the semiconductor chip, 3) to remove heat generated from the circuit of the semiconductor chip, And 4) supporting semiconductor chips and protecting them from external contamination.

반도체 칩 패키지는 리드 프레임(lead frame)을 통하여 외부의 주 기판(mother board)에 기계적으로 접합될 뿐만 아니라, 리드 프레임을 통하여 패키지 내부의 반도체 칩과 외부의 주 기판 사이의 전기적 접속을 이룬다. 도 2에 반도체 칩 패키지의 한 예인 SOP(small outline package)류의 반도체 칩 패키지(20)의 구조를 도시하였다. 그리고 도 1에는 도 2에 도시된 SOP류의 패키지(20) 제조에 사용되는 리드 프레임(10)의 구조를 도시하였다. 도 2의 패키지는 도 1의 II-II 선을 따라 절단된 단면을 기준으로 도시한 것이다.The semiconductor chip package is not only mechanically bonded to an external main board through a lead frame, but also makes an electrical connection between the semiconductor chip inside the package and the external main board through the lead frame. 2 illustrates a structure of a semiconductor chip package 20 of a small outline package (SOP), which is an example of a semiconductor chip package. 1 illustrates a structure of a lead frame 10 used to manufacture a package 20 of the SOPs shown in FIG. 2. The package of FIG. 2 is shown based on a cross section taken along line II-II of FIG. 1.

도 1과 도 2를 참조하면, 복수개의 입/출력 패드(21a)들이 형성된 반도체 칩(21)은 접착제(22)에 의하여 리드 프레임(10)의 칩 패드(11; chip pad)에 접착되고, 입/출력 패드(21a)는 금 와이어(23; Au wire)에 의하여 리드 프레임(10)의 내부 리드(12)와 전기적으로 연결된다. 패키지 몸체(24)는 에폭시 수지(epoxy resin)에 의하여 형성되며, 반도체 칩(21), 금 와이어(23), 칩 패드(11) 및 내부 리드(12)가 패키지 몸체(24) 안에 봉입된다. 패키지 몸체(24) 외부로 돌출된 리드 프레임(10)의 외부 리드(13)는 솔더(25; solder)로 도금되며, 소정의 모양으로 절곡되어 주 기판(도시되지 않음)에 접합된다. 리드 프레임(10)은 주로 구리(Cu) 또는 철/니켈 합금(Fe/Ni alloy 또는 alloy 42)으로 이루어진다. 도 1의 14번은 댐 바(dam bar)를 가리키며, 이 댐 바는 에폭시 수지의 흐름을 막아 패키지 몸체(24)가 형성되도록 하며, 도 2와 같이 완성된 패키지(20)의 상태에서는 제거된다. 도 1의 15번은 리드 프레임(10)의 외곽부로서 패키지(20)가 제조되는 동안 패키지 반제품의 이송을 위한 것이며, 역시 완성된 패키지(20)의 상태에서는 제거된다.1 and 2, the semiconductor chip 21 having the plurality of input / output pads 21a formed thereon is adhered to the chip pad 11 of the lead frame 10 by an adhesive 22. The input / output pad 21a is electrically connected to the inner lead 12 of the lead frame 10 by a gold wire 23 (Au wire). The package body 24 is formed of an epoxy resin, and the semiconductor chip 21, the gold wire 23, the chip pad 11, and the inner lead 12 are enclosed in the package body 24. The outer lead 13 of the lead frame 10 protruding out of the package body 24 is plated with solder 25, bent into a predetermined shape and bonded to a main substrate (not shown). The lead frame 10 is mainly made of copper (Cu) or iron / nickel alloy (Fe / Ni alloy or alloy 42). 14 indicates a dam bar, which prevents the flow of epoxy resin to form a package body 24, and is removed in the state of the completed package 20 as shown in FIG. 2. 1, 15 is an outer portion of the lead frame 10 for the transport of the package semifinished product during the manufacture of the package 20, which is also removed in the state of the completed package 20.

반도체 칩(21)은 웨이퍼(도시되지 않음)로부터 제공되며, 웨이퍼는 실리콘(silicon) 원판에 다수의 칩(즉, 집적회로)들을 형성하는 웨이퍼 제조(wafer fabrication) 공정 및 웨이퍼를 구성하는 각 칩의 전기적 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting) 공정을 완료하여 패키지 제조 공정에 투입된다. 도 2에 도시된 패키지(20)는, 도 3에 나타난 바와 같이, 다음 각 제조 공정들을 거쳐서 제조된다. 다음에 인용된 도면 부호들을 공히 도 1 내지 도 3에 나타난 것들이다.The semiconductor chip 21 is provided from a wafer (not shown), which is a wafer fabrication process for forming a plurality of chips (ie, integrated circuits) on a silicon disc and each chip constituting the wafer. EDS (electrical die sorting) process that checks the electrical properties of the finished and entered into the package manufacturing process. The package 20 shown in FIG. 2 is manufactured through each of the following manufacturing processes, as shown in FIG. Reference numerals cited below are those shown in FIGS. 1 to 3.

패키지 제조 공정에 투입된 웨이퍼의 뒷면에 링(ring)을 이용하여 테이프가 부착되고 - 웨이퍼 부착 공정(31; wafer mount), 웨이퍼가 절단선을 따라 절단날에 의하여 절단됨으로써 웨이퍼의 칩들이 낱개로 분리된다 - 웨이퍼 절단 공정(32; wafer saw). 웨이퍼로부터 분리된 칩(21)은 접착제(22)를 통하여 리드 프레임(10)의 칩 패드(11)에 접착된 후 경화된다 - 칩 접착 공정(33; chip attach). 칩(21)의 입/출력 패드(21a)와 리드 프레임(10)의 내부 리드(12)는 캐필러리(capillary)에 의하여 금 와이어(23)로 접속되며 - 와이어 접속 공정(34; wire bond), 외부로부터의 물리적 충격 또는 화학적 변화로부터 칩(21)을 보호하기 위하여 에폭시 수지로 패키지 몸체(24)가 형성되고 경화된다 - 성형 공정(35; mold). 리드 프레임(10)의 외부 리드(13)로 흘러 나오는 수지 불순물들은 이후의 도금 공정이 원활히 이루어지도록 제거되며 - 디플래쉬 공정(36; deflash), 외부 리드(13)의 표면은 외부 리드(13)의 부식을 방지하고 전도성을 좋게 하며 주 기판에 납땜이 잘 되도록 솔더(25)에 의하여 도금된다 - 도금 공정(37; plate). 그리고, 패키지 몸체(24)에는 패키지에 대한 정보가 인쇄되며 - 인쇄 공정(38; mark), 리드 프레임(10)의 외곽부(15) 및 댐 바(14) 등의 불필요한 부분들이 절단되어 제거되고 패키지가 독립된 형태로 주 기판에 장착 가능하도록 외부 리드(13) 모양이 절곡됨으로써 패키지(20)의 제조가 완료된다 - 절단/절곡 공정(39; trim/form).Tape is attached to the back side of the wafer which is put into the package manufacturing process by using a ring-wafer mounting process (wafer mount) (31), and the wafer is cut by cutting blades along the cutting line to separate the chips of the wafer individually. Wafer sawing process (32). The chip 21 separated from the wafer is bonded to the chip pad 11 of the lead frame 10 through the adhesive 22 and then cured-chip attach process 33. The input / output pad 21a of the chip 21 and the internal lead 12 of the lead frame 10 are connected to the gold wire 23 by capillary-a wire connection process 34. ), The package body 24 is formed and cured with an epoxy resin to protect the chip 21 from physical impact or chemical change from the outside-a mold 35. The resin impurities flowing into the outer lead 13 of the lead frame 10 are removed to facilitate the subsequent plating process-deflash process 36, the surface of the outer lead 13 is the outer lead 13 It is plated by solder 25 to prevent corrosion, to improve conductivity, and to solder to the main substrate-a plating process 37. Then, information about the package is printed on the package body 24-unnecessary parts such as the printing process 38 (mark), the outer part 15 of the lead frame 10 and the dam bar 14 are cut and removed. The manufacture of the package 20 is completed by bending the shape of the outer lead 13 so that the package can be mounted on the main substrate in an independent form-a trim / form 39.

그런데, 상기 디플래쉬 공정(36)과 도금 공정(37)은 인력, 설비, 자재 등의 추가 투입을 필요로 하며, 상기 공정들에서 발생되는 화공약품의 폐수를 처리하기 위한 폐수처리 시설 또한 필요로 한다. 따라서, 최근에는 디플래쉬 공정(36)과 도금 공정(37)을 생략하기 위하여, 패키지(20) 제조 공정에 투입되기 전에 리드 프레임(10) 제조 단계에서 이미 도금 처리가 된 리드 프레임을 개발하여 사용하고 있다. 이와 같이 미리 도금 처리가 된 리드 프레임을 선(先)-도금 프레임(pre-plated frame; PPF)이라 한다. 이하, '선-도금 리드 프레임'이라 하기로 한다.However, the deflash process 36 and the plating process 37 require additional input of manpower, equipment, materials, etc., and also require a wastewater treatment facility for treating wastewater of chemicals generated in the processes. do. Therefore, recently, in order to omit the de-flashing process 36 and the plating process 37, a lead frame which has already been plated in the lead frame 10 manufacturing step before being introduced into the package 20 manufacturing process is developed and used. Doing. The lead frame preplated in this manner is called a pre-plated frame (PPF). Hereinafter, it will be referred to as a 'pre-plated lead frame'.

현재 사용되고 있는 선-도금 리드 프레임은 파라듐(Pd)과 니켈(Ni) 도금층을 포함한다. 도 4는 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임(40)의 층 구조를 보여주는 단면도로서, 리드 프레임 골격층(41)에 여러개의 도금층(46)이 형성되어 있다. 먼저, 니켈(42)이 리드 프레임 골격층(41)의 전면에 도금되며, 이어서 파라듐(44)이 도금된다. 니켈층(42)과 파라듐층(44) 사이에 파라듐(43) 스트라이크(strike)층이 얇게 도금될 수 있으며, 파라듐층(44) 위에 금(45) 플래쉬(flash)층이 형성될 수도 있다. 각 도금층들(46)은 도 5에 도시된 바와 같이, 리드 프레임 골격층(41) 전체에 걸쳐서 형성된다. 즉, 외부 리드(41c) 뿐만 아니라, 칩 패드(41a)와 내부 리드(41b)에도 형성된다.The pre-plated lead frames currently used include palladium (Pd) and nickel (Ni) plating layers. 4 is a cross-sectional view showing the layer structure of the palladium / nickel pre-plated lead frame 40, in which a plurality of plating layers 46 are formed on the lead frame skeleton layer 41. As shown in FIG. First, nickel 42 is plated on the entire surface of the lead frame skeleton layer 41, and then palladium 44 is plated. The palladium 43 strike layer may be thinly plated between the nickel layer 42 and the palladium layer 44, and a gold 45 flash layer may be formed on the palladium layer 44. It may be. Each plating layer 46 is formed over the lead frame framework layer 41, as shown in FIG. That is, not only the external lead 41c but also the chip pad 41a and the internal lead 41b are formed.

파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임(40)이 여러 도금층(46) 구조를 가지는 이유는 다음과 같다. 도 5에 도 4의 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임(40)을 사용한 반도체 칩 패키지(47)가 도시되었으며, 도 4와 도 5를 참조하면, 리드 프레임(40)의 외부 리드(41c)는 패키지(47) 제조 후 패키지(47)와 주 기판(도시되지 않음) 간의 접합을 매개하게 된다. 이 때 외부 리드(41c)와 주 기판 간의 접합은 납(Pb)과 주석(Sn)의 합금인 솔더를 통하여 이루어진다. 그런데 솔더와 니켈 간의 접합성이 좋지 않기 때문에 니켈층(42) 위에는 파라듐층(44)이 추가로 형성되어야 한다. 파라듐 스트라이크층(43)은 니켈층(42)과 파라듐층(44) 간의 양호한 접착을 매개하기 위하여 형성되는 층이며, 금 플래쉬층(45)은 솔더와의 접합성을 보완하기 위하여 형성되는 층이다. 적어도 니켈층(42)과 파라듐층(44)은 필요하며, 따라서 리드 프레임(40)을 구성하는 도금층(46)의 증가가 불가피하다.The reason why the palladium / nickel pre-plated lead frame 40 has various plating layers 46 is as follows. FIG. 5 shows a semiconductor chip package 47 using the palladium / nickel pre-plated lead frame 40 of FIG. 4. Referring to FIGS. 4 and 5, the external lead 41c of the lead frame 40 is illustrated. Is mediated between the package 47 and the main substrate (not shown) after fabrication of the package 47. At this time, the bonding between the external lead 41c and the main substrate is made through solder, which is an alloy of lead (Pb) and tin (Sn). However, since the adhesion between the solder and nickel is not good, the palladium layer 44 should be further formed on the nickel layer 42. The palladium strike layer 43 is a layer formed to mediate good adhesion between the nickel layer 42 and the palladium layer 44, and the gold flash layer 45 is formed to compensate for bonding with the solder. to be. At least the nickel layer 42 and the palladium layer 44 are necessary, so that an increase in the plating layer 46 constituting the lead frame 40 is inevitable.

이와 같은 선-도금 리드 프레임(40)은, 전술한 바와 같이, 디플래쉬 공정과 도금 공정이 생략되는 이점은 있으나, 다음과 같은 문제점들도 또한 안고 있다. 우선, 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임(40)은 통상적인 리드 프레임들 중에서 구리(Cu) 리드 프레임에만 적용이 가능하고, 철/니켈 합금(Fe/Ni alloy) 리드 프레임에는 적용할 수 없다. 만약 철/니켈 합금 리드 프레임에 적용하려면, 일단 구리 도금을 한 후 니켈과 파라듐을 도금해야 한다. 즉, 니켈과 파라듐을 도금하기 위해서는 구리가 필요하다. 그 이유는 아래 표 1에 나타난 각 금속의 표준전극전위로부터 알 수 있는 바와 같이, 파라듐(Pd)과 구리(Cu) 간의 전위차(0.650V)보다 파라듐(Pd)과 철/니켈(Fe/Ni) 간의 전위차(1.427V/1.237V)가 훨씬 크기 때문이다.The pre-plated lead frame 40, as described above, has the advantage that the de-flash process and the plating process is omitted, but also has the following problems. First, the palladium / nickel pre-plated lead frame 40 is applicable only to a copper (Cu) lead frame among conventional lead frames, and not to an iron / nickel lead frame. . If applied to an iron / nickel alloy lead frame, it should be copper plated before nickel and palladium. In other words, copper is required to plate nickel and palladium. The reason for this is as shown from the standard electrode potential of each metal shown in Table 1 below, rather than the potential difference (0.650 V) between palladium (Pd) and copper (Cu). This is because the potential difference (1.427V / 1.237V) between Ni) is much larger.

금속 - 금속이온Metal-Metal Ions 표준전극전위 E°(volt)Standard Electrode Potential E ° (volt) Pd - Pd+2 Pd-Pd +2 +0.987+0.987 Cu - Cu+2 Cu-Cu +2 +0.337+0.337 Pb - Pb+2 Pb-Pb +2 -0.126-0.126 Sn - Sn+2 Sn-Sn +2 -0.136-0.136 Ni - Ni+2 Ni-Ni +2 -0.250-0.250 Fe - Fe+2 Fe-Fe +2 -0.440-0.440

도금층(46)과 리드 프레임 골격층(41) 간의 전위차가 크면, 리드 프레임 골격층(41)의 부식이 보다 쉽게 발생한다. 따라서, 철/니켈 합금의 리드 프레임에는 파라듐/니켈 도금층을 형성다.If the potential difference between the plating layer 46 and the lead frame skeleton layer 41 is large, corrosion of the lead frame skeleton layer 41 occurs more easily. Therefore, a palladium / nickel plating layer is formed on the lead frame of the iron / nickel alloy.

또한 니켈과 파라듐은 비하여 그 강도가 10배 이상 크기 때문에, 절단/절곡 공정시 외부 리드에 크랙(crack)을 발생시키고, 솔더 접합부의 테스트시 불량을 야기시키기도 한다. 니켈과 파라듐의 고강도는 또한 와이어 접속시 접속성을 저하시키는 원인도 되며, 따라서 와이어 접속에 사용되는 장비인 히터 블록(heater block)의 온도 증가가 필요하다든지, 캐필러리의 마모 주기가 빨라진다든지 하는 문제점이 생긴다.In addition, since nickel and palladium are ten times greater in strength, cracks may occur in the external lead during the cutting / bending process, and may cause defects in the solder joint test. The high strength of nickel and palladium also causes the connection to be degraded during wire connection, so that the temperature of the heater block, the equipment used for wire connection, needs to be increased, or the capillary wear cycle is accelerated. There is a problem.

그러므로, 본 발명의 목적은 패키지 제조 공정을 단순화하고, 생산성을 향상시키기 위한 리드 프레임을 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to provide a lead frame for simplifying a package manufacturing process and improving productivity.

본 발명의 다른 목적은 리드 프레임의 도금층의 수는 감소된 반면, 와이어 본딩성, 솔더 접합성 등의 신뢰성은 향상된 선-도금 리드 프레임을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a pre-plated lead frame in which the number of plated layers of the lead frame is reduced while the reliability of wire bonding, solder bonding, etc. is improved.

본 발명의 또 다른 목적은 선-도금 리드 프레임의 적용 재질을 확대하고, 제조 단가를 경감시키기 위한 것이다.It is still another object of the present invention to expand the applied material of the pre-plated lead frame and to reduce the manufacturing cost.

도 1은 종래 기술에 따른 리드 프레임의 한 예를 나타내는 평면도,1 is a plan view showing an example of a lead frame according to the prior art,

도 2는 도 1의 리드 프레임을 사용하여 제조된 종래의 반도체 칩 패키지의 한 예로서, 도 1의 II-II 선을 따라 절단하여 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 as an example of a conventional semiconductor chip package manufactured using the lead frame of FIG.

도 3은 도 2의 반도체 칩 패키지를 제조하기 위한 개략적인 제조 공정을 나타내는 흐름도,3 is a flow chart showing a schematic manufacturing process for manufacturing the semiconductor chip package of FIG.

도 4는 종래 기술에 따른 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임의 층 구조를 보여주는 단면도,4 is a cross-sectional view showing a layer structure of a palladium / nickel pre-plated lead frame according to the prior art;

도 5는 도 4의 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지를 나타내는 단면도,FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor chip package using the palladium / nickel pre-plated lead frame of FIG. 4; FIG.

도 6은 본 발명에 따른 솔더 선-도금 리드 프레임의 층 구조를 보여주는 단면도,6 is a cross-sectional view showing a layer structure of a solder pre-plated lead frame according to the present invention;

도 7은 도 6의 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지를 나타내는 단면도,FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor chip package using the solder pre-plated lead frame of FIG. 6. FIG.

도 8은 도 7에 도시된 반도체 칩 패키지의 개략적인 제조 공정을 나타내는 흐름도,8 is a flowchart illustrating a schematic manufacturing process of the semiconductor chip package illustrated in FIG. 7;

도 9는 도 8의 패키지 제조 공정을 연속적으로 진행하기 위한 인-라인 제조 장치의 구성도,9 is a configuration diagram of an in-line manufacturing apparatus for continuously performing the package manufacturing process of FIG. 8;

도 10a와 도 10b는 온도 테스트 결과를 나타내는 도,10A and 10B are diagrams showing a temperature test result;

도 11a와 도 11b는 진동 테스트 결과를 나타내는 도이다.11A and 11B are diagrams showing vibration test results.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10, 40 : 리드 프레임(lead frame) 11, 41a : 칩 패드(chip pad)10, 40: lead frame 11, 41a: chip pad

12, 41b : 내부 리드(inner lead) 13, 41c : 외부 리드(outer lead)12, 41b: inner lead 13, 41c: outer lead

14 : 댐 바(dam bar) 20, 47 : 반도체 칩 패키지(package)14: dam bar 20, 47: semiconductor chip package

21 : 반도체 칩(chip) 22 : 접착제21: semiconductor chip 22: adhesive

23 : 금 와이어(Au wire) 24 : 패키지 몸체23: Au wire 24: Package body

25 : 솔더(solder) 도금층 30 : 패키지 제조 공정25 solder plating layer 30 package manufacturing process

41 : 리드 프레임 골격층 42 : 니켈(Ni) 도금층41: lead frame skeleton layer 42: nickel (Ni) plating layer

44 : 파라듐(Pd) 도금층44: Palladium (Pd) plating layer

50 : 솔더 선-도금 리드 프레임(solder PPF)50: solder pre-plated lead frame (solder PPF)

51 : 리드 프레임 골격층 51a : 칩 패드51: lead frame skeleton layer 51a: chip pad

51b : 내부 리드 51c : 외부 리드51b: internal lead 51c: external lead

52 : 솔더 도금층 53 : 반도체 칩52: solder plating layer 53: semiconductor chip

54 : 접착제 55 : 금 와이어54: adhesive 55: gold wire

56 : 패키지 몸체 57 : 반도체 칩 패키지56: package body 57: semiconductor chip package

60 : 패키지 제조 공정60: package manufacturing process

70 : 패키지 인-라인(in-line) 제조 장치70: package in-line manufacturing apparatus

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부 리드의 표면에 솔더 도금층이 미리 형성된 솔더 선-도금 리드 프레임을 제공한다. 리드 프레임은 반도체 칩이 기계적으로 접합되는 칩 패드와, 칩 패드의 주위에 배열되고 반도체 칩이 전기적으로 접속되며 패키지 몸체 내부에 봉입되는 복수개의 내부 리드들과, 내부 리드들과 각각 연결되며 패키지 몸체 외부로 돌출되는 복수개의 외부 리드들 및 패키지 몸체의 외곽을 따라 각각의 외부 리드들을 서로 연결하는 댐 바를 포함한다. 리드 프레임은 구리 또는 구리 합금 또는 철과 니켈의 합금으로 이루어진다.In order to achieve the above object, the present invention provides a solder pre-plated lead frame in which a solder plating layer is formed on a surface of an external lead. The lead frame includes a chip pad to which the semiconductor chip is mechanically bonded, a plurality of internal leads arranged around the chip pad and electrically connected to the semiconductor chip and encapsulated inside the package body, and connected to the internal leads, respectively. A plurality of external leads protruding to the outside and a dam bar for connecting each of the external leads along the outside of the package body. The lead frame is made of copper or a copper alloy or an alloy of iron and nickel.

이와 같은 솔더 선-도금 리드 프레임은 반도체 칩 패키지의 제조에 사용될 수 있다. 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 본 발명에 따른 반도체 칩 패키지의 제조 방법은, 다수의 반도체 칩들이 형성된 웨이퍼의 뒷면에 테이프가 부착되는 웨이퍼 부착 공정과, 웨이퍼의 절단선을 따라 반도체 칩들이 낱개로 분리되는 웨이퍼 절단 공정과, 외부 리드들의 표면에 솔더 도금층이 미리 형성된 솔더 선-도금 리드 프레임이 공급되고 웨이퍼로부터 분리된 반도체 칩이 리드 프레임의 칩 패드에 접착되어 경화되는 칩 접착 공정과, 반도체 칩과 리드 프레임의 내부 리드들이 금 와이어로 접속되는 와이어 접속 공정과, 리드 프레임의 댐 바를 따라 에폭시 수지로 형성되는 패키지 몸체 내부에 반도체 칩과 칩 패드와 내부 리드들 및 금 와이어가 봉입되는 성형 공정, 및 리드 프레임의 댐 바가 절단되어 제거되고 외부 리드들이 절곡되는 절단/절곡 공정을 포함한다.Such solder pre-plated lead frames can be used in the manufacture of semiconductor chip packages. The method for manufacturing a semiconductor chip package according to the present invention using a solder pre-plated lead frame includes a wafer attaching process in which a tape is attached to a back side of a wafer on which a plurality of semiconductor chips are formed, and a plurality of semiconductor chips along a cutting line of the wafer. A wafer cutting process to be separated, a chip bonding process in which a solder pre-plating lead frame in which a solder plating layer is formed on a surface of external leads is supplied, and a semiconductor chip separated from the wafer is bonded to a chip pad of the lead frame and cured; And a wire connection process in which the inner leads of the lead frame are connected with gold wires, and a molding process in which a semiconductor chip, a chip pad, internal leads and gold wires are encapsulated inside a package body formed of an epoxy resin along a dam bar of the lead frame, And cutting / bending in which the dam bar of the lead frame is cut off and the outer leads are bent. It includes forward.

또한, 본 발명에 따른 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 패키지의 제조 방법은 성형 공정이 완료된 후 패키지 몸체에 패키지에 대한 정보가 인쇄되는 인쇄 공정을 더 포함할 수도 있다. 특히, 상기 웨이퍼 부착 공정부터 절단/절곡 공정까지의 일련의 공정들은 인-라인 장치를 통하여 연속적으로 이루어지는 것이 가능하며 바람직하다.In addition, the method of manufacturing a package using the solder pre-plated lead frame according to the present invention may further include a printing process in which information about the package is printed on the package body after the molding process is completed. In particular, the series of processes from the wafer attach process to the cutting / bending process can be carried out continuously through an in-line apparatus, and is preferable.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 전반을 통틀어 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. Like numbers refer to like elements throughout.

도 6은 본 발명에 따른 솔더 선-도금 리드 프레임(50)의 층 구조를 보여주는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 리드 프레임의 골격층(51) 표면에 솔더 도금층(52)이 형성된다. 솔더 선-도금 리드 프레임(50)은 종래의 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임과 달리 리드 프레임 골격층(51)의 재질에 제한이 없다. 즉, 솔더(solder)는 주석(Sn)과 납(Pb)의 혼합비율이 약 85(±10):15(±10)인 합금으로서, 통상적인 리드 프레임의 재료로 사용되는 구리(Cu), 구리 합금(Cu alloy) 또는 철/니켈 합금(Fe/Ni alloy 또는 alloy 42)과 모두 충분히 작은 전위차를 가지기 때문에(표 1 참조), 위 세가지 재질 모두가 솔더 선-도금 리드 프레임(50)의 리드 프레임 골격층(51)의 재료로서 사용 가능하다.6 is a cross-sectional view showing the layer structure of the solder pre-plated lead frame 50 according to the present invention. Referring to FIG. 6, the solder plating layer 52 is formed on the surface of the skeleton layer 51 of the lead frame. Unlike the conventional palladium / nickel pre-plated lead frame, the solder pre-plated lead frame 50 is not limited to the material of the lead frame skeleton layer 51. That is, the solder is an alloy in which the mixing ratio of tin (Sn) and lead (Pb) is about 85 (± 10): 15 (± 10), and copper (Cu), which is used as a material for a conventional lead frame, Since all Cu alloys or iron / nickel alloys (Fe / Ni alloy or alloy 42) have sufficiently small potential differences (see Table 1), all three of these materials are the lead of the solder pre-plated lead frame 50. It can be used as a material of the frame skeleton layer 51.

그리고 솔더 도금층(52)은 리드 프레임(50) 제조시 부분적으로 마스크(mask)가 사용됨으로써 리드 프레임(50)의 외부 리드 부분에만 형성될 수 있다. 도 7은 도 6의 솔더 선-도금 리드 프레임(50)을 사용한 반도체 칩 패키지(57)를 나타내는 단면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 솔더 선-도금 리드 프레임(50)을 패키지(57)의 제조에 사용하게 되면, 종래의 패키지 제조 공정의 도금 공정에 의하여 외부 리드(도 2의 13) 부위에만 솔더층(도 2의 25)이 도금되는 것과 동일한 효과를 거둘 수 있다.In addition, the solder plating layer 52 may be formed only on an external lead portion of the lead frame 50 by partially using a mask in manufacturing the lead frame 50. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor chip package 57 using the solder pre-plated lead frame 50 of FIG. 6. 6 and 7, when the solder pre-plated lead frame 50 is used to manufacture the package 57, the external lead (13 in FIG. 2) by the plating process of the conventional package manufacturing process The same effect as the solder layer (25 of FIG. 2) is plated only at the site.

그러나 종래의 경우처럼 패키지 몸체(24)의 성형 후 별도의 도금 공정을 통하여 솔더층(25)이 형성될 경우, 마스크를 사용하기가 곤란하기 때문에 솔더층(25)은 외부 리드(13) 뿐만 아니라, 리드 프레임(10)의 외곽부(15)에도 형성된다 (도 1 및 도 2 참조). 리드 프레임 외곽부(도 1의 15)는 패키지 제조가 끝난 후에는 제거되는 불필요한 부분이기 때문에 그만큼 솔더가 낭비된다. 반면에, 본 발명의 솔더층(52)의 경우, 리드 프레임(50) 제조시 마스크를 사용하여 외부 리드(51c) 부위에만 필요한 솔더층(52)을 형성할 수 있기 때문에, 솔더의 사용량이 줄어들며, 따라서 제조 단가가 감소된다.However, when the solder layer 25 is formed through a separate plating process after molding the package body 24 as in the conventional case, the solder layer 25 is not only used as the external lead 13 because it is difficult to use a mask. It is also formed in the outer part 15 of the lead frame 10 (refer FIG. 1 and FIG. 2). Since the lead frame outer portion (15 in FIG. 1) is an unnecessary part to be removed after the package is manufactured, the solder is wasted as much. On the other hand, in the case of the solder layer 52 of the present invention, since the solder layer 52 necessary only for the external lead 51c portion can be formed by using a mask in manufacturing the lead frame 50, the amount of solder used is reduced. Therefore, the manufacturing cost is reduced.

더욱이, 솔더 도금층(52)은 리드 프레임(50)이 패키지(57) 제조에 투입되기 전에 미리 형성되기 때문에, 본 발명의 솔더 선-도금 리드 프레임(50)을 사용한 패키지(57) 제조에서는 디플래쉬 공정과 도금 공정이 필요없게 된다. 디플래쉬 공정은 도금 공정을 원할히 수행하기 위하여 수지 불순물들을 제거하는 공정이므로, 도금 공정이 생략되면 디플래쉬 공정도 자연히 생략될 수 있다. 그리고 디플래쉬 공정과 도금 공정이 생략되면 화학 약품을 사용하는 공정이 필요없기 때문에 폐수처리 문제가 없어진다. 게다가, 패키지 제조 공정을 인-라인화 할 수 있는 장점도 있다. 이에 대해서는 후술하겠다.Moreover, since the solder plating layer 52 is formed in advance before the lead frame 50 is introduced into the package 57 manufacturing, the desplash in the manufacturing of the package 57 using the solder pre-plating lead frame 50 of the present invention. There is no need for the process and plating process. Since the deflash process is a process of removing resin impurities in order to smoothly perform the plating process, if the plating process is omitted, the deflash process may naturally be omitted. And if the de-flash process and the plating process is omitted, there is no need for a process using chemicals, thereby eliminating the wastewater treatment problem. In addition, there is an advantage to in-line package manufacturing processes. This will be described later.

또한, 솔더 선-도금 리드 프레임(50)은 외부 리드(51c)에만 솔더 도금층(52)이 형성되고, 칩 패드(51a)와 내부 리드(51b)에는 형성되지 않는다. 따라서, 와이어 접속시에 내부 리드(51b)와 금 와이어(55) 간의 접속성에 영향을 미치지 않는다. 오히려 솔더의 융해점이 197℃로서 다른 금속들에 비하여 낮은 편이기 때문에, 히터 블럭의 온도라든지, 성형 금형의 온도, 압력 등이 감소될 수 있다.In the solder pre-plating lead frame 50, the solder plating layer 52 is formed only on the outer lead 51c, and is not formed on the chip pad 51a and the inner lead 51b. Therefore, the connection between the inner lead 51b and the gold wire 55 is not affected at the time of wire connection. On the contrary, since the melting point of the solder is 197 ° C, which is lower than other metals, the temperature of the heater block, the temperature of the molding die, the pressure, and the like can be reduced.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 선-도금 리드 프레임(50)은 솔더 도금층(52)이 리드 프레임(50)의 외부 리드(51c)에 도금되는 것을 제외하고는 종래의 리드 프레임 구조와 동일하다. 즉, 반도체 칩(53)이 접착제(54)에 의하여 기계적으로 접착되는 칩 패드(51a)와, 칩 패드(51a)의 주위에 배열되고 반도체 칩(53)이 전기적으로 접속되며 패키지 몸체(56) 내부에 봉입되는 복수개의 내부 리드들(51b)과, 내부 리드들(51b)과 각각 연결되며 패키지 몸체(56) 외부로 돌출되는 복수개의 외부 리드들(51c) 및 패키지 몸체(56)의 외곽을 따라 각각의 외부 리드들(51c)을 서로 연결하는 댐 바(도시되지 않음)를 포함한다. 단지, 솔더 도금층(52)이 패키지 몸체(56) 성형 후에 형성되는 것이 아니라, 리드 프레임(50) 제조 단계에서 형성되는 점이 특징이다. 이와 같은 솔더 선-도금 리드 프레임(50)이 반도체 칩 패키지(57)의 제조에 사용될 경우의 제조 공정(60)을 도 8에 개략적으로 나타내었다.As described above, the pre-plated lead frame 50 of the present invention is the same as the conventional lead frame structure except that the solder plating layer 52 is plated on the outer lead 51c of the lead frame 50. That is, the chip pad 51a to which the semiconductor chip 53 is mechanically bonded by the adhesive agent 54 is arranged around the chip pad 51a, and the semiconductor chip 53 is electrically connected, and the package body 56 is connected. A plurality of inner leads 51b encapsulated therein, a plurality of outer leads 51c connected to the inner leads 51b and protruding out of the package body 56, and an outline of the package body 56 are provided. And a dam bar (not shown) which connects the respective external leads 51c with each other. However, the solder plating layer 52 is not formed after the package body 56 is formed, but is characterized in that it is formed in the lead frame 50 manufacturing step. The manufacturing process 60 when such a solder pre-plated lead frame 50 is used for manufacturing the semiconductor chip package 57 is schematically shown in FIG.

도 8을 참조하면, 다수의 반도체 칩들이 형성된 웨이퍼의 뒷면에 테이프가 부착되는 웨이퍼 부착 공정(61)과, 웨이퍼의 절단선을 따라 반도체 칩들이 낱개로 분리되는 웨이퍼 절단 공정(62)을 거쳐서 웨이퍼로부터 반도체 칩이 분리되고, 외부 리드들의 표면에 솔더 도금층이 미리 형성된 솔더 선-도금 리드 프레임이 공급되어, 반도체 칩이 리드 프레임의 칩 패드에 접착되고 경화되는 칩 접착 공정(63)이 수행된다. 이어서, 반도체 칩과 리드 프레임의 내부 리드들이 금 와이어로 접속되는 와이어 접속 공정(64)과, 리드 프레임의 댐 바를 따라 에폭시 수지로 형성되는 패키지 몸체 내부에 반도체 칩과 칩 패드와 내부 리드들 및 금 와이어가 봉입되는 성형 공정(65), 및 리드 프레임의 댐 바가 절단되어 제거되고 외부 리드들이 절곡되는 절단/절곡 공정(67)이 차례대로 수행됨으로써 패키지가 완성된다. 한편, 성형 공정이 완료된 후 패키지 몸체에 패키지에 대한 정보가 인쇄되는 인쇄 공정(66)이 더 포함되기도 한다. 이상과 같이 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 패키지의 제조(60)에 있어서는, 도 3에 나타난 바와 같은, 통상적인 디플래쉬 공정(36)과 도금 공정(37)이 필요없다.Referring to FIG. 8, a wafer is subjected to a wafer attaching process 61 in which a tape is attached to a back surface of a wafer on which a plurality of semiconductor chips are formed, and a wafer cutting process 62 in which semiconductor chips are individually separated along a cutting line of the wafer. The semiconductor chip is separated from the solder lead-plated lead frame in which the solder plating layer is formed on the surface of the external leads, and the chip bonding process 63 is performed in which the semiconductor chip is bonded and cured to the chip pad of the lead frame. Subsequently, the wire connecting step 64 in which the semiconductor chips and the inner leads of the lead frame are connected with gold wires, and the semiconductor chip and the chip pads and the inner leads and the gold inside the package body formed of an epoxy resin along the dam bar of the lead frame. The package is completed by sequentially performing the molding process 65 in which the wire is enclosed and the cutting / bending process 67 in which the dam bars of the lead frame are cut and removed and the external leads are bent. On the other hand, after the molding process is completed may further include a printing process 66, the information on the package is printed on the package body. As described above, in the manufacturing 60 of the package using the solder pre-plated lead frame, the conventional deflash process 36 and the plating process 37 as shown in FIG. 3 are unnecessary.

이와 같은 일련의 패키지 제조 공정들(60)은 인-라인(in-line) 장치를 통하여 연속적으로 이루어지는 것이 가능하다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 인-라인 장치(70)는, 웨이퍼 절단 장치(71), 리드 프레임(50)의 공급을 포함한 칩 접착 장치(72), 접착제 경화 장치(73), 와이어 접속 장치(74), 성형 장치(75), 에폭시 수지 경화 장치(76), 인쇄 장치(77), 절단/절곡 장치(78) 등이 연속적으로 배치되어 있다. 종래의 경우에는 디플래쉬 공정과 도금 공정에서 화학 약품에 의한 처리 공정 및 세척 공정 등이 필요하기 때문에, 자동화가 곤란하고, 따라서 인-라인화 하는데도 어려움이 있었다. 반면, 본 발명의 경우 디플래쉬 공정 및 도금 공정이 없기 때문에 인-라인화 하기가 용이한 것이다. '인-라인(in-line)'이란 각 공정을 수행하는 장치들 간의 연결부분을 이송 레일을 통하여 연결함으로써, 각 공정들이 연속적으로 그리고 자동적으로 이루어지도록 하는 것을 말한다.Such a series of package manufacturing processes 60 may be performed continuously through an in-line apparatus. That is, as shown in FIG. 9, the in-line device 70 includes a wafer cutting device 71, a chip bonding device 72 including a supply of the lead frame 50, an adhesive curing device 73, and a wire. The connecting device 74, the molding device 75, the epoxy resin curing device 76, the printing device 77, the cutting / bending device 78, and the like are continuously arranged. In the conventional case, since the deflashing process and the plating process require a chemical treatment process, a washing process, and the like, automation is difficult, and thus, it is difficult to in-line. On the other hand, the present invention is easy to in-line because there is no de-flash process and plating process. 'In-line' refers to connecting each connection between devices that perform each process via a transfer rail so that each process can be done continuously and automatically.

도 10a와 도 10b는 종래의 선-도금 리드 프레임과 본 발명의 선-도금 리드 프레임을 각각 사용한 패키지를 주 기판에 솔더 접합한 후 온도 테스트를 실시하기 전과 후에 솔더 접합 강도를 측정한 테스트 결과를 나타낸 도이다. 그리고 도 11a와 도 11b는 진동 테스트의 결과이다. 각각의 도에서 가로축의 (가), (나), (다)는 각각 본 발명의 솔더 선-도금 리드 프레임, 종래의 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임의 표준형, 비표준형을 각각 가리킨다. 세로축의 수치는 솔더 접합부의 외부 리드 인장 강도를 나타낸다. 인장 강도의 단위는 lbf(pound force)이다. 도 10의 도면 부호 81 및 도 11의 도면 부호 91은 60QFP 형의 패키지, 82 및 92는 30SOP 형의 패키지, 83 및 93은 28SSOP 형의 패키지를 각각 나타낸다.10A and 10B show test results of measuring solder joint strength before and after a temperature test after solder bonding a package using a conventional pre-plated lead frame and a pre-plated lead frame of the present invention to a main substrate. The figure shown. 11A and 11B show the vibration test results. In each figure, (a), (b) and (c) on the horizontal axis indicate the standard type and the non-standard type of the solder pre-plated lead frame of the present invention and the conventional palladium / nickel pre-plated lead frame, respectively. The numerical value on the vertical axis represents the outer lead tensile strength of the solder joint. The unit of tensile strength is lbf (pound force). Reference numerals 81 and 11 in FIG. 10 denote packages of 60QFP type, 82 and 92 denote packages of 30SOP type, and 83 and 93 denote packages of 28SSOP type, respectively.

도 10의 온도 테스트는 15분간 0℃에서 100℃까지의 온도 변화를 500번 반복한 것이며, 도 11의 진동 테스트는 24시간 동안 83Hz의 진동수로 125mil(3.175㎜)의 폭만큼 진동시킨 것이다. 종래의 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임의 경우 여러 도금층이 존재하기 때문에 리드 프레임의 제조시 그 신뢰성을 평가하기 위하여 고온, 고습에서 가혹처리 테스트를 하게 된다. 상기 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임의 비표준형 (다)는 가혹처리 테스트를 마친 리드 프레임을 말한다.The temperature test of FIG. 10 repeats a temperature change from 0 ° C. to 100 ° C. 500 times for 15 minutes, and the vibration test of FIG. 11 vibrates by 125 mils (3.175 mm) at a frequency of 83 Hz for 24 hours. In the case of the conventional palladium / nickel pre-plated lead frame, since several plating layers exist, harsh treatment tests are performed at high temperature and high humidity in order to evaluate the reliability in manufacturing the lead frame. The non-standard type (C) of the palladium / nickel pre-plated lead frame refers to a lead frame that has been subjected to harsh processing tests.

상기 도 10 및 도 11에서 알 수 있듯이, 패키지 형태에 관계없이 본 발명의 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 패키지가 종래의 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임을 사용한 패키지에 비하여 테스트 전이나 후나 항상 인장 강도가 더 크다. 즉, 패키지의 외부 리드와 주 기판 간의 솔더 접합성이 우수하다.As shown in FIGS. 10 and 11, the package using the solder pre-plated lead frame of the present invention, regardless of the package form, is always before or after the test compared to the package using the conventional palladium / nickel pre-plated lead frame. Tensile strength is greater. That is, the solder joint between the outer lead of the package and the main substrate is excellent.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 패키지는 솔더 도금이 패키지 제조시에 이루어지는 종래의 패키지에 비하여 다음과 같은 장점들을 갖는다. 1) 디플래쉬 공정과 도금 공정이 필요없기 때문에 인력, 설비, 자재 등이 절감된다. 특히, 폐수처리 시설이 필요없고 환경문제를 개선할 수 있다. 2) 솔더 도금층을 리드 프레임의 외부 리드에만 필요한 만큼 형성시킬 수 있기 때문에 솔더의 사용이 줄어들며, 제조 단가가 절감된다.As described above, the package using the solder pre-plated lead frame of the present invention has the following advantages over the conventional package in which the solder plating is made at the time of package manufacture. 1) Since there is no need for de-flash process and plating process, manpower, equipment and materials are saved. In particular, waste water treatment facilities are not required and environmental problems can be improved. 2) Since the solder plating layer can be formed as necessary only on the outer lead of the lead frame, the use of solder is reduced and manufacturing cost is reduced.

또한, 본 발명의 솔더 선-도금 리드 프레임은 종래의 파라듐/니켈 선-도금 리드 프레임에 비하여 다음과 같은 장점들을 갖는다. 1) 솔더와 리드 프레임의 재료인 구리 또는 철/니켈 합금 간의 전위차가 작기 때문에 신뢰성이 우수하며 리드 프레임의 재질에 상관없이 솔더 도금층을 형성할 수 있다. 2) 패키지의 외부 리드와 주 기판의 솔더 접합성이 우수하다. 3) 솔더의 강도가 파라듐/니켈에 비하여 낮기 때문에 절단/절곡 공정시 신뢰성이 개선되며, 와이어 접속시 접속성이 향상된다. 4) 솔더의 융점이 상대적으로 낮기 때문에 칩 접착시의 경화 온도, 와이어 접속시의 히터 블록 온도, 성형시의 금형 온도 등을 감소시킬 수 있다.In addition, the solder pre-plated lead frame of the present invention has the following advantages over the conventional palladium / nickel pre-plated lead frame. 1) Since the potential difference between the solder and the lead frame material copper or iron / nickel alloy is small, the reliability is excellent and the solder plating layer can be formed regardless of the material of the lead frame. 2) Excellent solder bonding between the external lead of the package and the main board. 3) Since solder strength is lower than that of palladium / nickel, reliability is improved during cutting / bending process and connection is improved when wire is connected. 4) Since the melting point of the solder is relatively low, the curing temperature at the time of chip bonding, the heater block temperature at the time of wire connection, and the mold temperature at the time of molding can be reduced.

특히, 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용하여 패키지를 제조함에 있어서, 인-라인 장치를 통하여 연속적으로 그리고 자동적으로 패키지의 제조 공정을 수행할 수 있다는 이점이 있다.In particular, in manufacturing a package using a solder pre-plated lead frame, there is an advantage that the manufacturing process of the package can be performed continuously and automatically through the in-line apparatus.

Claims (8)

반도체 칩이 기계적으로 접합되는 칩 패드와, 상기 칩 패드의 주위에 배열되고 상기 반도체 칩이 전기적으로 접속되며 패키지 몸체 내부에 봉입되는 복수개의 내부 리드들과, 상기 내부 리드들과 각각 연결되며 상기 패키지 몸체 외부로 돌출되는 복수개의 외부 리드들, 및 상기 패키지 몸체의 외곽을 따라 상기 각각의 외부 리드들을 서로 연결하는 댐 바를 포함하며, 상기 외부 리드의 표면에 솔더 도금층이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지의 리드 프레임.A chip pad to which a semiconductor chip is mechanically bonded, a plurality of internal leads arranged around the chip pad and electrically connected to the semiconductor chip and enclosed in a package body, and connected to the internal leads, respectively, and the package A semiconductor chip comprising a plurality of external leads protruding out of the body, and a dam bar for connecting the respective external leads to each other along the outer periphery of the package body, the solder plating layer is formed on the surface of the external lead Lead frame of the package. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지의 리드 프레임.The lead frame of a semiconductor chip package according to claim 1, wherein the lead frame is made of copper or a copper alloy. 제 1 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 철과 니켈의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 패키지의 리드 프레임.The lead frame of a semiconductor chip package according to claim 1, wherein the lead frame is made of an alloy of iron and nickel. (a) 다수의 반도체 칩들이 형성된 웨이퍼의 뒷면에 테이프가 부착되는 웨이퍼 부착 공정과;(a) a wafer attaching process in which a tape is attached to a back side of a wafer on which a plurality of semiconductor chips are formed; (b) 상기 웨이퍼의 절단선을 따라 상기 반도체 칩들이 낱개로 분리되는 웨이퍼 절단 공정과;(b) a wafer cutting process in which the semiconductor chips are individually separated along a cutting line of the wafer; (c) 칩 패드와, 상기 칩 패드의 주위에 배열되는 복수개의 내부 리드들과, 상기 내부 리드들과 각각 연결되는 복수개의 외부 리드들, 및 상기 각각의 내부 리드와 외부 리드의 연결부위를 서로 연결하는 댐 바를 포함하며, 상기 외부 리드들의 표면에 솔더 도금층이 미리 형성된 솔더 선-도금 리드 프레임이 공급되며, 상기 웨이퍼로부터 분리된 상기 반도체 칩이 상기 리드 프레임의 칩 패드에 접착되어 경화되는 칩 접착 공정과;(c) a chip pad, a plurality of internal leads arranged around the chip pad, a plurality of external leads respectively connected to the internal leads, and a connection portion of each of the internal leads and the external leads to each other; And a dam bar for connecting, and a solder pre-plating lead frame having a solder plating layer pre-formed on a surface of the external leads, wherein the semiconductor chip separated from the wafer is bonded to the chip pad of the lead frame and cured. Process; (d) 상기 반도체 칩과 상기 리드 프레임의 내부 리드들이 금 와이어로 접속되는 와이어 접속 공정과;(d) a wire connection step of connecting the semiconductor chip and internal leads of the lead frame with gold wires; (e) 상기 리드 프레임의 댐 바를 따라 에폭시 수지로 형성되는 패키지 몸체 내부에 상기 반도체 칩, 상기 칩 패드, 상기 내부 리드들 및 상기 금 와이어가 봉입되는 성형 공정; 및(e) a molding process in which the semiconductor chip, the chip pad, the inner leads and the gold wire are encapsulated in a package body formed of an epoxy resin along a dam bar of the lead frame; And (f) 상기 리드 프레임의 댐 바가 절단되어 제거되고, 상기 외부 리드들이 절곡되는 절단/절곡 공정;(f) a cutting / bending process in which the dam bars of the lead frame are cut and removed, and the external leads are bent; 을 포함하는 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지의 제조 방법.Method of manufacturing a semiconductor chip package using a solder pre-plated lead frame comprising a. 제 4 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지의 제조 방법.The method of manufacturing a semiconductor chip package using a solder pre-plated lead frame according to claim 4, wherein the lead frame is made of copper or a copper alloy. 제 4 항에 있어서, 상기 리드 프레임은 철과 니켈의 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지의 제조 방법.The method of manufacturing a semiconductor chip package using a solder pre-plated lead frame according to claim 4, wherein the lead frame is made of an alloy of iron and nickel. 제 4 항에 있어서, 상기 (e) 성형 공정이 완료된 후 상기 패키지 몸체에 패키지에 대한 정보가 인쇄되는 인쇄 공정이 이어지는 것을 특징으로 하는 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지의 제조 방법.The method of manufacturing a semiconductor chip package using a solder pre-plating lead frame according to claim 4, wherein the printing process of printing the information on the package is performed on the package body after the forming process (e) is completed. 제 4 항에 있어서, 상기 (a) 웨이퍼 부착 공정부터 상기 (f) 절단/절곡 공정까지의 일련의 공정들은 인-라인 장치를 통하여 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔더 선-도금 리드 프레임을 사용한 반도체 칩 패키지의 제조 방법.5. The semiconductor according to claim 4, wherein a series of processes from (a) the wafer attaching process to (f) the cutting / bending process are performed continuously through an in-line device. Method of manufacturing the chip package.
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