KR19990030504A - 집적 회로 패키지용 리드프레임 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IC 패키지용 리드프레임과 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조 방법에 따른 리드프레임은 적합한 화학적 접합력과 몰딩 컴파운드 특성과 그리고 땜납과의 결합성을 제공할 수 있다. 리드프레임은 도전성 물질로 만들어진 베이스 구조물을 포함한다. 리드프레임의 베이스 구조물 위에 실버층이 형성되고, 그 실버 도금층 위에 팔라듐 도금층이 형성된다. 필요에 따라, 구리층과 니켈 도금층이 실버 도금층과 베이스 구조물사이에 형성될 수 있고, 팔라듐/니켈 도금층이 실버 도금층과 팔라듐 도금층 사이에 형성될 수 있다. 또한, 골드층이 팔라듐 도금층 위에 형성될 수 있다. 팔라듐 도금층과 팔라듐/니켈 도금층이 리드프레임의 전면에 형성될 수 있고, 또는 리드프레임의 외부 리드 영역에만 선택적으로 형성될 수도 있다. 팔라듐 도금층 밑에 하나의 실버 도금층을 형성함으로써, 도금된 층들에 핀 홀이 생기는 것을 방지하여 리드프레임의 화학적 접합력과 땜납과의 결합성을 보장할 수 있다.

Description

집적 회로 패키지용 리드프레임 및 그의 제조 방법

본 발명은 집적 회로 패키지(IC Packages)용 리드프레임(leadframe)에 관한 것으로, 더 구체적으로는 IC 패키지에 칩을 패키징하는데 적합한 화학적 접합력, 몰딩 컴파운드 특성, 그리고 땜납과의 결합력을 제공하기 위하여 신규한 방식에 따라 실버(silver)와 팔라듐(palladium)으로 도금되는 리드프레임에 관한 것이다.

집적 회로에 반도체 디바이스를 제조함에 있어서, 마지막 단계가 반도체 칩을 리드프레임상에 올려놓은 다음, 플라스틱 캐이스내에 칩과 리드프레임의 일부를 봉합하여 소위 IC 패키지를 만드는 것이다. IC 패키지는 칩 내의 전자 디바이스들의 외부 회로와의 배선을 위한 인쇄회로 기판상에 쉽게 부착될 수 있다. 이때, 리드프레임이 화학적 접합력과 몰딩 컴파운드 특성과 땜납과의 결합성을 제공하도록 제작되어야 패키징 공정을 용이하게 할 수 있다. 이러한 특성들을 제공하기 위하여, 리드프레임상에서 여러 가지의 코팅층들이 형성된다.

골드 와이어들(gold wires)과 리드프레임의 리드들(leads)을 상호연결하기에 적합한 화학적 접합성을 제공하기 위한 종래의 방법은 리드프레임의 본딩 영역에 실버층을 도금하는 것이다. 그리고 칩이 플라스틱 케이스내에 봉합된 다음, IC 패키지의 외부 리드들은 IC 패키지의 외부 리드들에 적합한 접합성을 제공하기 위하여 주석/납(Sn/Pb)의 합금층으로 도금되어서, 납땜에 의해 인쇄 회로 기판상에 용이하게 부착된다.

그러나 상기 외부 리드상에 주석/납(Sn/Pb) 합금을 도금하는 공정의 단점 하나는 그 도금 공정중의 고온 상태는 IC 패키지와 칩에 손상을 일으킨다. 게다가, 주석/납(Sn/Pb)의 합금을 사용하면, 환경이 중금속으로 오염되는 문제점을 일으킨다.

또한, 본딩 영역의 은(Ag)도금은 칩을 플라스틱 케이스에 패키징하기 전에 실행되고 그리고 외부 리드상에 주석/납(Sn/Pb)합금의 도금은 상기 칩이 패키징된 다음에 실행되기 때문에, 전체의 패키징 공정 자동화를 구현하기가 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여, 소위 프리-플레이티드 프레임(pre-plated frame: PPF) 기술이 개발되었다.

PPF 기술은 은(Ag)과 주석/납(Sn/Pb) 대신에 팔라듐을 리드프레임상에 도금하는 것과 관계가 있다. 종래의 PPF 기술 몇 개를 나열해보면, 텍사스 인스투루먼트 회사에 의해 1986년 6월 16일에 출원된 미국 출원 번호 874,916의 기술과 1988년 3월 28일 출원된 미국 출원 번호 174,060의 기술 등이 있다. 팔라듐 금속은 화학적 접합성및 땜납과의 결합성 양쪽 모두가 좋기 때문에, 패키징 공정 이전에 리드프레임 전면에 도금시킬 수 있어서, 신뢰성 있는 패키징 공정이 자동화에 의해 용이하게 실행될 수 있다. 이러한 경우에, 종래의 기술에 의하면 주석/납(Sn/Pb) 합금을 도금하는 공정이 제거된다. 그러므로, 상기 PPF 기술은 매우 환경 친화적인 해결방법이라고 할 수 있다.

하지만, 종래의 PPF 기술에 의하면, 팔라듐 금속으로 도금하기 전에, 리드프레임이 부식되는 것을 억제하기 위하여, 니켈층과 팔라듐/니켈 합금층으로 리드프레임을 도금한다. 그런데 팔라듐은 값비싼 금속으로서 사용하기에 비용이 많이 들기 때문에 통상적으로 도금의 두께를 0.075㎛ ∼ 0.1㎛ 정도로 매우 얇게 만든다. 이러한 얇은 두께의 팔라듐 층으로 인하여 그 하부의 얇은 니켈 도금층(nickel plating)과 팔라듐/니켈 도금층이 패키징 공정 동안에 쉽게 손상될 수 있어서, 이들 도금층들에 원하지 않는 핀 홀(pin holes)들이 형성된다. 이와 같은 핀홀들의 형성은 리드프레임의 화학적 접합력과 땜납과의 결합성을 크게 저하시키게 된다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 화학적 접합력과 땜납과의 결합성을 보장할 수 있도록 도금층에서의 핀홀들이 발생되는 것을 방지할 수 있는, 리드프레임과 그 제조 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

도 1은 리드프레임의 평면도;

도 2A는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리드프레임의 단면도;

도 2B는 리드프레임에 실버층을 형성하기 위하여 원형 도금 방법을 대신 사용할 때의 도 2A의 리드프레임을 보여주는 단면도;

도 3A는 도 2A의 리드프레임의 제 1 변형 예를 보여주는 단면도;

도 3B는 실버층을 형성하기 위하여 원형 도금 방법을 대신 사용할 때의 도 3A의 리드프레임을 보여주는 단면도;

도 4A는 도 2A의 리드프레임의 제 2 변형 예를 보여주는 단면도;

도 4B는 실버층을 형성하기 위하여 원형 도금 방법을 대신 사용할 때의 도 4A의 리드프레임을 보여주는 단면도;

도 5A는 도 2A의 리드프레임의 제 3 변형 예를 보여주는 단면도;

도 5B는 실버층을 형성하기 위하여 원형 도금 방법을 대신 사용할 때의 도 5A의 리드프레임을 보여주는 단면도;

도 6A는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 리드프레임의 단면도;

도 6B는 도 6A의 리드프레임의 제 1 변형 예를 보여주는 단면도;

도 6C는 도 6A의 리드프레임의 제 2 변형 예를 보여주는 단면도;

본 발명의 상술한 목적에 따라, 개선된 리드프레임과 그의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 방법에 있어서, 제1단계는 도전물질로부터 리드프레임의 베이스구조물을 제공하는 것이다. 기능상 상기 베이스 구조물(base structure)은 하나의 외부리드 영역과, 내부에 다이패드를 갖는 본딩영역을 포함하는 하나의 패키지 영역으로 구분된다.

리드프레임상에, 즉 리드프레임의 전체 또는 선택적으로 리드프레임의 특정한 부분상에만, 구리층(copper layer), 니켈도금층, 실버층(silver layer), 팔라듐/니켈 도금층, 팔라듐(Pd)도금층, 그리고 골드층(gold layer)을 형성하기 위한 방법이 여러 가지 있다. 이들의 변형예를 명세서의 상세한 설명란에서 구체적으로 설명한다. 특히, 본 발명의 방법은 실버 도금층이 팔라듐 도금층아래에 형성되는 리드프레임을 제공한다.

상기 리드프레임상에, 실버 도금층은 리드프레임의 베이스구조물상에 형성되고, 그리고 상기 팔라듐 도금층은 상기 실버 도금층 상에 형성되어 있다. 실제상의 필요조건에 따르면, 구리층과 니켈도금층은 리드프레임의 실버 도금층과 베이스구조물사이에 형성될 수 있고, 그리고 팔라듐/니켈 도금층은 상기 실버층 및 팔라듐도금층사이에 형성될 수 있다.

게다가, 골드층은 상기 팔라듐 도금층위에 형성될 수 있다. 상기 팔라듐 도금층과 상기 팔라듐 도금층은 상기 리드프레임 전체적으로 형성될 수 있고 또는 선택적으로 상기 리드프레임의 외부리드영역내에만 형성될 수 있다.

본 발명의 리드프레임의 현저한 특징은 상기 리드프레임의 외부리드영역내에서 하나의 실버층상에 하나의 팔라듐 도금층을 형성하는 것이다. 이 특징은 상기 리드프레임의 화학적 접합성및 땜납과의 결합성을 보장할 수 있도록 상기 도금층들내에서 핀홀들이 발생되는 것을 방지하는 것이다.

다음에는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.

(제 1 실시예)

도 1은 리드프레임의 평면도이다. 리드프레임은, 도 1을 참조하면, 반도체 제조와 관련된 용어로 "바 패드" 또는 "다이 패드"라고 불리며 그 위에 칩(도시되지 않음)이 부착되는 평평한 부분(2)(이하, 다이 패드라고 칭함)을 포함한다. 다이 패드(2)는 한 쌍의 평행한 사이드 레일(side rail: 16)위에 있는 타이 바(tie bar: 20)에 의해 지지된다. 또한, 리드프레임은 이에 부착될 칩(미도시됨)에 바로 접속되는 복수개의 내부 리드들(4)을 포함하는 리드 부분과, 내부 리드들(4)에 접속된 대응하는 복수개의 리드 쇼울더(lead shoulders: 6)와, 인쇄회로기판(미도시됨) 상에 있는 외부회로부에 접속하기 위해 상기 리드 쇼울더(6)에 연결되어 있는 대응하는 복수개의 외부 리드(8)를 포함한다.

기능적으로, 리드프레임은 참조 번호 12로 표기된 일점 쇄선으로 구분된 패키지 영역으로 구분된다. 이 패키지 영역(12)은 참조번호 10으로 표기된 일점쇄선으로 구분된 영역인 본딩 영역(또는 코인 영역)(10)과 내부 리드(4)를 포함한다. 본딩 영역(10)은 다이 패드(2)와 내부 리드(4)의 끝단(free end: 코인-리드 팁으로 칭함)을 포함한다. 리드프레임의 패키지 영역(12) 밖의 영역은 리드 쇼울더(6)와, 외부 리드(8)를 포함하며, 이하, 리드프레임의 외부 리드 영역이라고 칭하기로 한다.

상기 리드프레임은 한 장의 금속 기판상에 복수개로 제조되는데, 각 리드프레임은 사이드 레일(16)을 통해 이웃하는 리드프레임과 연결된다. 리드프레임의 제조 공정을 자동화하기 위하여, 복수개의 파일롯 홀들(pilot holes: 18)은 사이드 레일(16)내에 형성되어서 리드프레임의 정렬을 도와줄 수 있다. 상기 타이 바(20)는 상기 사이드 레일(16)상에 있는 다이패드(2)를 지지하기 위해서 패키지 영역(12)의 중앙을 따라 길이방향으로 놓여 있다. 복수개의 댐 바(dam bar)들(22)은 패키징 공정 동안 용융된 플라스틱이 외부로 흐르지 않도록 한다.

도 2A는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 리드프레임의 단면도이다. 이 단면도에 의하면, 패키지 영역(120)과, 본딩 영역(100)과, 다이 패드(200)와, 리드프레임의 패키지 영역 밖의 외부 리드 영역(121)이 도시되어 있다.

리드프레임의 제조 공정에 있어서, 제 1 단계는 도전성 물질을 가지고 도 1에 보인 바와 같은 형태로 주조하여 리드프레임의 베이스 구조물(base structure: 30)을 형성하는 것이다. 베이스 구조물(30)는 합금 194, C7025, KCF125, EFTEC를 포함하는 구리합금들이나, Ni-Fe42 합금등의 니켈/아철산염(nickel/ferrite) 합금등과같은 다양한 도전성 물질로 만들어진다. 이 베이스 구조물(30)은 탈지 공정(degreasing), 활성화 공정(activating), 식각 공정(etching), 중화 공정(neutralizing), 베이스 구조물 전면에 스트라이킹(striking)으로 구리를 입혀 구리층(32)을 형성하는 공정과, 구리층(32) 위에 니켈 도금층(34)을 형성하는 공정을 포함하는 일련의 초기(또는 전처리) 도금 공정을 받게 된다. 상기 구리층(32)은 리드프레임의 베이구조물(30)의 표면 상태를 개선시키기 위하여 사용되고, 니켈 도금층(34)은 리드프레임의 부식을 방지하기 위해 사용된다. 만일 리드프레임의 베이스 구조물이 표면 특성이 좋은 도전성 물질로 만들어진다면, 구리층(32)를 형성하는 단계는 삭제될 수 있다. 니켈 도금층(34)을 형성하는 단계는 나중에 리드프레임 전면에 부식 방지층을 형성시키는 단계로 대체될 수 있다.

이어서, 제 1 실버 층(36)이 니켈 도금층(34) 전면에 입혀져 형성되고, 제 2 실버층(39)은 리드프레임의 본딩 영역(100)의 상부에만 선택적으로 형성된다. 다음, 팔라듐 층(38)이 외부 리드 영역(121)의 제 1 실버층(36) 위에만 선택적으로 형성된다. 그 다음, 제 2 실버층(39)으로 덮혀있지 않은 패키지 영역(120) 내의 제 1 실버층(36)은 그 하부의 니켈 도금층(34)이 노출되도록 제거된다. 이상이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리드플레임의 제조방법이다.

그 결과, 리드프레임은 구리 합금과 같은 도전성의 베이스 구조물에, 연속적으로, 구리층(32)과, 구리층(32) 위의 니켈 도금층(34)과, 본딩 영역(100)과 외부 리드 영역(121)의 니켈 도금층(34) 부분들에만 선택적으로 도금되는 제 1 실버층(36)과, 외부 리드 영역(121)의 제 1 실버층(36) 부분들에만 선택적으로 형성되는 팔라듐 층(38)과, 리드프레임 위의 본딩 영역(100)에 있는 제 1 실버층(36)의 부분 위에만 선택적으로 도금되는 제 2 실버층(39)이 형성된다. 상술한 구조에 있어서, 구리층(32)과 니켈 도금층(34)은 필수적인 것은 아니고, 필요에 따라 배제될 수 있다. 구리층(32)과 니켈 도금층(34)을 형성시키지 않는 경우, 제 1 실버층(36)은 베이스 구조물(30)의 전면에 직접 형성된다.

이어서, 패키징 공정에서는, 실버 에폭시와 같은 접착제를 사용하여 다이 패드(200) 위에 칩(40)이 부착된다.

다음, 본딩 공정에서는, 한쪽 끝단이 칩(40)의 본딩 패드에 연결되고 다른 쪽 끝단이 내부 리드의 제 2 실버층(39)에 연결된 복수개의 골드 와이어(44)들이 내부 리드(4)의 코인 리드 팁(14) 위의 제 2 실버층(39)과 칩(40)을 연결하기 위해(도 1 참조) 사용된다. 그 다음, 칩(40)과, 골드 와이어들(44)과, 내부 리드들(4)은 플라스틱 케이스(46)로 봉합되고, 그리고 외부 리드 영역(121)이 플라스틱 케이스(46) 밖으로 노출되도록 플라스틱 케이스로 주조된다.

상술한 실시예에 있어서, 현저한 특징은, 리드프레임의 외부 리드 영역(121)에 팔라듐 도금층(38)을 형성하되, 제 1 실버층을 팔라듐 도금층(38) 밑에 형성하는 것이다. 팔라듐 도금층(38)을 형성하는 단계는 세가지의 변형 방식에 의해 수행될 수 있으며, 이하 도 3A, 4A, 그리고 5A를 각각 참조하여 각각의 변형 예를 설명하겠다.

도 3A를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 제 1 변형예는, 제 1 실버층(36)이 니켈 도금층(34) 위에 형성된 다음, 제 2 실버층(39)이 본딩 영역(100)에만 선택적으로 형성되고, 팔라듐/니켈 합금 층이 외부 리드 영역(121)의 제 1 실버층(36) 위에만 선택적으로 형성된다. 그 다음, 팔라듐 도금층(38)이 팔라듐/니켈 합금 도금층(48) 위에 형성된다. 다음, 제 2 실버층(39)으로 덮히지 않은 패키지 영역(120)의 제 1 실버층(32) 부분이 그 하부의 니켈 도금층(34)을 노출시키기 위하여 제거된다. 그 결과, 상술한 바와 같은 공정에 따른 리드프레임은 팔라듐/니켈 합금 도금층(48)이 외부 리드 영역(121)의 제 1 실버층(36)과 팔라듐 도금층(38) 사이에 추가적으로 형성된다는 점이 도 2A의 리드프레임과 서로 다르게 된다.

도 4A를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 제 2 변형예는, 제 1 실버층(36)이 니켈 도금층(34) 위에 형성된 다음, 제 2 실버층(39)이 본딩 영역(100)에만 선택적으로 형성되고, 팔라듐 도금층(38)이 외부 리드 영역(121)의 제 1 실버층(36) 부분 위에만 선택적으로 형성된다. 다음, 골드 층(50)이 외부 리드 영역(121)의 팔라듐 도금층(38) 위에만 플래싱(flashing)에 의해 선택적으로 형성된다. 그 다음, 패키지 영역(120)의, 제 2 실버층(39)으로 덮히지 않은 제 1 실버층(36) 부분을 그 하부의 니켈 도금층(34)이 노츨되도록 제거한다. 그 결과, 상술한 바와 같은 공정에 따른 리드프레임은 골드층(50)이 외부 리드 영역(121)의 제 1 실버층(36) 상부의 팔라듐 도금층(38) 위에 형성된다는 점에서 도 2A의 리드프레임과 서로 다르게 된다.

도 5A를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 제 3 변형예는, 제 1 실버층(36)이 니켈 도금층(34) 위의 전면에 형성된 다음, 팔라듐/니켈 합금 도금층(48)이 외부 리드 영역(121)의 제 1 실버층(36) 위에만 선택적으로 형성된다. 그 다음, 팔라듐 도금층(38)이 팔라듐/니켈 도금층(48) 위에 형성되고, 외부 리드 영역(121)의 팔라듐 도금층(48) 위에 골드층(50)이 형성된다. 이어서, 본딩 영역(100)의 제 1 실버층(36) 위에만 선택적으로 제 2 실버층(39)이 형성된다. 다음, 패키지 영역(120)의 제 2 실버층(39)으로 덮히지 않은 제 1 실버층(36) 부분을 그 하부의 니켈 도금층(34)이 노출되도록 제거한다. 그 결과, 상술한 바와 같은 공정에 따른 리드프레임은 외부 리드 영역(121)의 표면이 제 1 실버층(36)과 제 1 실버층(36) 위의 팔라듐/니켈 도금층(48)과, 팔라듐/니켈 도금층(48) 위의 팔라듐 도금층(38)과 팔라듐 도금층(38) 위의 골드층(50)으로 적층된다는 점에서 도 2A의 리드프레임과 서로 다르게 된다.

상술한 내용은 본 발명에 따른 네가지의 변형예를 설명한 것이다. 이 네가지 변형예에 있어서, 제 1 실버층(36)이 일단 리드프레임의 전면에 형성되고, 제 2 실버층(39)도 일단 본딩 영역(100)에 형성된다. 제 1 실버층(36)과 제 2 실버층(39)은 링도금(ring plating) 방식으로도 형성될 수 있다. 이 택일적인 방법에 있어서, 제 1 실버층(36)은 다이 패드(200)를 제외한 본딩 영역(100)의 니켈 도금층(34)(도 1의 내부 리드(4)의 코인 리드 팁(14)에 대응되는) 위에만 선택적으로 형성된다. 그리고 제 2 실버층(39)이 역시 링 도금 방식으로 제 1 실버층(36) 위에 형성된다. 링 도금 공정을 의하면, 도 2A, 3A, 4A, 그리고 5A에서 보는 바와 같은, 다이패드 상에 형성되던 제 1 실버층(36)과 제 2 실버층(39)이 형성되지 않는다. 그 결과에 따른 구조가 도 2B, 3B, 4B, 그리고 5B에 각각 도시되어 있다. 즉, 도 2B, 3B, 4B, 그리고 5B에 도시된 리드프레임 구조는 도 2A, 3A, 4A, 그리고 5A에 도시된 구조와 달리 다이 패드(200)에 제 1, 제 2 실버층이 형성되지 않는다.

또한 상술한 바에 의하면, 본 발명의 리드프레임은 다음과 같은 몇가지 장점들을 가진다. 첫째는, 종래에는 리드프레임의 외부 리드 영역(121)에 주석/납 도금층을 형성하여 사용하던 것과는 달리, 본 발명에서는 팔라듐 도금층을 사용함으로써 환경 친화적이 된다. 둘째는, 팔라듐 도금층을 리드프레임의 전면이 아닌 일부분에만 선택적으로 형성하여 리드프레임의 제조 비용이 감소된다. 셋째는, 본딩 영역에 실버층이 은(Ag)으로 도금되어 있기 때문에, 동일한 파라메터로 설정된 현존하는 장비를 이용하여 상기 제조 공정을 수행할 수 있다. 실버 도금층은 골드 와이어나 실버 에폭시와의 화학적 접합력이 좋다. 넷째는, 실버 도금층이 팔라듐 도금층 밑에 형성된 관계로, 팔라듐 도금층에 발생되던 핀 홀이 생기지 않는다. 다섯째는, 리드프레임의 도금 층 형성 공정이 패키징 공정이 수행되기 전에 완료된다. 이것은 앞서 언급한 PPF 기술의 특징으로, 패키징 공정을 자동화시킬 수 있게 한다. 여섯째는, 패키지 영역 내의 본딩 영역이 아닌 영역에 노출되는 니켈 도금층이나 구리 층이 리드프레임의 몰딩 컴파운드 특성을 제공한다.

(제 2 실시예)

도 6A는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 리드프레임의 단면도이다. 도 2A에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 리드프레임에서와 같은 구조를 같는 구성 요소에 대해서는 똑같은 참조 번호를 사용하기로 한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 리드프레임 제조 공정에 있어서, 제 1 단계는 도전성 물질을 도 1에 보인 바와 같은 형태로 주조하여, 리드프레임의 베이스 구조물(30)을 형성하는 것이다. 베이스 구조물(30)은 합금 194, C7025, KCF125, EFTEC등과 같은 구리 합금이나, 또는 합금 Ni-Fe42와 같은 니켈/아철산염 합금 등의 다양한 도전성 물질로 만들어진다. 이 베이스 구조물(30)은 탈지 공정, 활성화 공정, 식각 공정, 중화 공정, 베이스 구조물 전면에 구리를 입히는 구리층(32) 형성 공정, 그리고 구리층(32) 위에 니켈 도금층(34)을 형성하는 공정을 포함하는 일련의 초기 도금 공정을 받게 된다. 구리층(32)은 리드프레임의 베이구조물(30)의 표면 상태를 개선시키기 위하여 사용되고, 니켈 도금층(34)은 리드프레임의 부식을 방지하기 위해 사용된다. 만일 리드프레임의 베이스 구조물은 표면 특성이 좋은 도전성 물질로 만들어진다면, 구리층(32)를 형성하는 단계는 삭제될 수 있다. 니켈 도금층(34)을 형성하는 단계는 나중에 리드프레임 전면에 부식 방지층을 형성시키는 단계로 대체될 수 있다.

이어서, 실버 층(36)이 리드프레임 전면의 니켈 도금층(34) 위에 입혀져 형성되고, 팔라듐/니켈 합금 도금층(52)이 니켈 도금층(34) 위에 형성된다. 그 다음, 리드프레임 전면의 팔라듐/니켈 도금층(52) 위에 팔라듐 도금층(54)을 형성한다. 이로써, 제 2 실시예에 따른 리드프레임 제조가 완료된다. 여기서, 팔라듐/니켈 도금층(52)의 형성은 필수적이 아니라 필요에 따라 삭제될 수 있다. 만일 팔라듐/니켈 도금층(52)이 형성되지 않는다면, 실버층(36) 위에 직접 팔라듐 도금층(54)이 형성되어 진다.

그 결과, 제 2 실시예에 따른 리드프레임은 구리 합금과 같은 도전성의 베이스 구조물의 전면에, 연속적으로, 구리층(32)과, 구리층(32) 위에 니켈 도금층(34)과, 니켈 도금층(34) 위에 실버층(36)과, 실버층(36) 위에 팔라듐/니켈 도금층(52)과, 팔라듐/니켈 도금층(52) 위에 팔라듐 도금층(54)이 형성된다. 이와 같은 구조에서, 구리층(32)과 니켈 도금층(34)은 필수적인 것이 아니라 필요에 따라 삭제될 수 있다. 그런 경우, 실버층(36)이 리드프레임의 베이스 구조물 전면에 직접 형성되게 된다. 이러한 구조의 리드프레임에 있어서도, 한가지 특징은 팔라듐 도금층(38) 하부에 실버층이 형성된다는 것이다.

이어서, 패키징 공정에서는, 접착제를 사용하여 칩(40)을 리드프레임의 다이 패드(200) 위에 안전하게 부착시킨다.

본딩 공정에서는, 복수개의 골드 와이어들(44) 각각의 한쪽 끝단이 칩(40)의 본딩 패드에 연결되고 이에 대응되게 다른 쪽 끝단이 내부 리드(4)의 코인 리드 팁(14)에 연결되어, 칩(40)과 내부 리드(4)의 코인 리드 팁(14) 위의 팔라듐 도금층(54)을 접속시킨다.(도 1에 도시됨)

그 다음, 플라스틱 케이스(46)가 칩(40)과, 골드 와이어들(44)과, 내부 리드들(4)을 봉합하고, 외부 리드 영역(121)은 플라스틱 케이스(46) 밖으로 노출되도록 주조된다.

실버층(36)을 형성하는 단계는, 도 6B, 6C에서 보인 바와 같이, 두가지 다른 변형 방식으로 수행되어 질 수 있다.

도 6B를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 변형예에서는, 실버층(36)이 본딩 영역(100)의 니켈 도금층(34) 위에 선택적으로 입혀져 형성된다. 다음, 노출되어 있는 실버층(36)과 니켈층(34) 위의 전면에 팔라듐/니켈 도금층(52)이 형성된다. 그리고 팔라듐 도금층(54)이 팔라듐/니켈 도금층(52) 위의 전면에 형성된다. 그 결과, 리드프레암의 구조는 도 6B에 도시된 바와 같다. 이 변형 예에 의하면, 리드프레임의 제조 비용을 절감하는 잇점이 있다.

도 6C를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 변형예에서는, 실버층(36)이 리드프레임의 본딩 영역(100)과 외부 리드 영역의 니켈 도금층(34) 위에 선택적으로 입혀져 형성된다. 다음, 팔라듐/니켈 도금층(52)을 노출된 실버층(36)과 니켈 도금층(34) 전면에 형성한다. 그리고 팔라듐/니켈 도금층(52) 위의 전면에 팔라듐 도금층(54)이 형성된다. 그 결과, 리드프레임의 구조는 도 6C와 같다.

본 발명의 제 2 실시예에서 팔라듐 도금층(38) 하부의 실버층(36)은 베이스 구조물을 노출시켜 본딩 영역의 화학적 결합력과 외부 리드 영역의 땜납과의 결합력을 저하시키는 핀 홀의 발생을 방지한다. 그리고 플래싱(flashing)에 의한 골드층의 형성은 제조 비용의 절감을 위하여 삭제된다.

이상과 같이, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 설명하였다. 그러나 본 발명의 범위는 예시된 실시예에만 한정되지 않는다. 본 발명은 다양한 변형과 유사한 구성들을 모두 포함한다. 그리하여 청구 범위는 이와 같은 변형이나 유사한 구성들을 포함하기 위하여 넓게 해석되어야 한다.

이상에서 설명된 본 발명에 따르면, 팔라듐 도금층 밑에 하나의 실버 도금층이 형성됨으로써, 도금된 층들에 핀 홀이 생기는 것을 방지하여 리드프레임의 화학적 접합력과 땜납과의 결합성을 보장할 수 있다.

Claims (43)

1. 리드프레임의 제조 방법에 있어서,

   본딩 영역을 가지는 패키지 영역과 외부 리드 영역을 포함하는 도전성 물질로 된 리드프레임의 베이스 구조물을 형성하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물에 일련의 초기 도금공정들을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물 전면에 스트라이킹으로 제 1 실버층을 형성하는 단계와;

   상기 본딩 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 제 2 실버층을 형성하는 단계와;

   상기 외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 팔라듐 도금층을 형성하는 단계와;

   상기 제 2 실버층으로 덮히지 않은 부분의 제 1 실버층을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드프레임 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   초기 도금공정은,

   리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물 전면에 스트라이킹으로 구리층을 형성하는 단계와;

   상기 구리층 위에 니켈층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   초기 도금공정은,

   리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   초기 도금공정은,

   리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물 전면에 스트라이킹으로 구리층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   초기 도금공정은,

   리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계와;

   리드프레임의 베이스 구조물에 니켈도금층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   리드프레임의 베이스 구조물은 구리 합금로 만들어진 리드프레임 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   리드프레임의 베이스 구조물은 니켈/아철산염 합금로 만들어진 리드프레임 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 팔라듐 도금층을 형성하는 단계는,

   리드프레임의 외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 팔라듐/니켈 도금층을 형성하는 단계와;

   팔라듐/니켈 도금층 위에 팔라듐 도금층을 형성하는 세부단계를 더 포함하는 리드프레임 제조 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   리드프레임의 외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 플래싱에 의해 선택적으로 골드층을 형성하는 단계를 더 포함하는 리드프레임 제조 방법.
10. 제 8 항에 있어서,

    리드프레임의 외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 플래싱에 의해 선택적으로 골드층을 형성하는 단계를 더 포함하는 리드프레임 제조 방법.
11. 제 1 항에 있어서,

    제 1 실버층은 다이 패드를 제외한 본딩 영역에만 제 1 링 도금 공정에 의해 형성되고;

    제 2 실버층은 다이 패드를 제외한 본딩 영역의 제 1 실버층 위에 제 2 링 도금 공정에 의해 형성되는 리드프레임 제조 방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    제 1 실버층은 스트라이킹에 의해 리드프레임 전면에 형성되고;

    제 2 실버층은 본딩 영역의 제 1 실버층 위에만 스포팅에 의해 선택적으로 형성되는 리드프레임 제조 방법.
13. 리드프레임 제조 방법에 있어서,

    본딩 영역을 가지는 패키지 영역과 외부 리드 영역을 포함하는 도전성 물질로 된 리드프레임의 베이스 구조물을 형성하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 공정과,

    리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 공정과,

    리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 공정을 포함하는 일련의 초기 도금 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물에 스트라이킹에 의해 구리층을 형성하는 단계와;

    구리층 위에 니켈 도금층을 형성하는 단켸와;

    니켈 도금층 위에 제 1 실버층을 형성하는 단계와;

    본딩 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 제 2 실버층을 형성하는 단계와;

    리드프레임의 외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 팔라듐 도금층을 형성하는 단계와;

    패키지 영역의 제 2 실버층으로 덮히지 않은 부분의 제 1 실버층을 제거하는 단계와;

    리드프레임의 외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 플래싱에 의해 선택적으로 골드층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
14. 리드프레임의 제조 방법에 있어서,

    본딩 영역을 가지는 패키지 영역과 외부 리드 영역을 포함하는 도전성 물질로 된 리드프레임의 베이스 구조물을 형성하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물에 일련의 초기 도금층들을 형성하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물에 스트라이킹에 의해 실버층을 형성하는 단계와;

    실버층 위에 팔라듐 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    리드프레임의 베이스 구조물은 구리 합금로 만들어진 리드프레임 제조 방법.
16. 제 14 항에 있어서,

    리드프레임의 베이스 구조물은 니켈/아철산염 합금로 만들어진 리드프레임 제조 방법.
17. 제 14 항에 있어서,

    초기 도금공정은,

    리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물 전면에 스트라이킹에 의해 구리층을 형성하는 단계와;

    구리층 위에 니켈 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
18. 제 14 항에 있어서,

    초기 도금공정은,

    리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
19. 제 14 항에 있어서,

    초기 도금공정은,

    리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물 전면에 스트라이킹으로 구리층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
20. 제 14 항에 있어서,

    초기 도금공정은,

    리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물에 니켈 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
21. 제 14 항에 있어서,

    상기 팔라듐 도금층을 형성하는 단계는, 세부적으로,

    실버층 위에 팔라듐/니켈 도금층을 형성하는 단계와;

    팔라듐/니켈 도금층 위에 팔라듐 도금층을 형성하는 단계를 더 포함하는 리드프레임 제조 방법.
22. 제 14 항에 있어서,

    실버층은 리드프레임의 본딩 영역에만 스트라이킹에 의해 선택적으로 형성되는 리드프레임 제조 방법.
23. 제 14 항에 있어서,

    실버층은 리드프레임의 외부 리드 영역과 본딩 영역에만 스트라이킹에 의해 선택적으로 형성되는 리드프레임 제조 방법.
24. 리드프레임 제조 방법에 있어서,

    본딩 영역을 가지는 패키지 영역과 외부 리드 영역을 포함하는 도전성 물질로 된 리드프레임의 베이스 구조물을 형성하는 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물을 탈지시키는 공정을 실행하는 공정과;

    리드프레임의 베이스 구조물을 활성화시키는 공정을 실행하는 공정과;

    리드프레임의 베이스 구조물을 식각하는 공정과 중화시키는 공정을 실행하는 공정을 포함하는 일련의 초기 도금 단계와;

    리드프레임의 베이스 구조물에 스트라이킹에 의해 구리층을 형성하는 단계와;

    구리층 위에 니켈 도금층을 형성하는 단계와;

    본딩 영역의 니켈 도금층 위에만 스트라이킹에 의해 선택적으로 실버층을 형성하는 단계와;

    실버층 위에 팔라듐 도금층을 형성하는 단계를 포함하는 리드프레임 제조 방법.
25. 반도체 칩을 부착하기 위한 IC 패키지의 리드프레임에 있어서,

    본딩 영역을 가지는 패키지 영역과 외부 리드 영역을 포함하는 도전성 물질로 된 베이스 구조물와;

    상기 본딩 영역은 반도체 칩을 부착시키는 다이 패드를 가지며,

    리드프레임의 베이스 구조물 전면에 형성된 제 1 실버층과;

    제 1 실버층 위에 형성된 팔라듐 도금층을 포함하는 리드프레임.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 베이스 구조물은 구리 합금로 만들어진 리드프레임.
27. 제 25 항에 있어서,

    상기 베이스 구조물은 니켈/아철산염 합금로 만들어진 리드프레임.
28. 제 25 항에 있어서,

    상기 베이스 구조물와 상기 제 1 실버층 사이에 형성된 니켈층을 더 포함하는 리드프레임.
29. 제 25 항에 있어서,

    상기 베이스 구조물와 상기 제 1 실버층 사이에 형성된 구리층을 더 포함하는 리드프레임.
30. 제 25 항에 있어서,

    상기 베이스 구조물에 형성된 구리층과;

    상기 구리층과 상기 제 1 실버층 사이에 형성된 니켈 도금층을 더 포함하는 리드프레임.
31. 제 25 항에 있어서,

    상기 제 1 실버층과 상기 팔라듐 도금층 사이에 형성된 팔라듐/니켈 도금층을 더 포함하는 리드프레임.
32. 제 25 항에 있어서,

    상기 제 1 실버층은 본딩 영역과 외부 리드 영역에만 선택적으로 형성되며;

    상기 리드프레임은 본딩 영역의 제 1 실버층 위에 형성된 제 2 실버층을 더 포함하고;

    상기 팔라듐 도금층은 외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 리드프레임.
33. 제 32 항에 있어서,

    외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 팔라듐/니켈 도금층을 더 포함하는 리드프레임.
34. 제 32 항에 있어서,

    외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 선택적으로 형성된 골드층을 더 포함하는 리드프레임.
35. 제 32 항에 있어서,

    외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 팔라듐/니켈 도금층을 더 포함하여, 상기 팔라듐/니켈 도금층이 상기 제 1 실버층과 상기 팔라듐 도금층 사이에 형성되고;

    외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 선택적으로 형성된 골드층을 더 포함하는 리드프레임.
36. 제 25 항에 있어서,

    상기 제 1 실버층은 다이 패드를 제외한 본딩 영역의 베이스 구조물에만 선택적으로 형성되며;

    상기 리드프레임은 본딩 영역의 제 1 실버층 위에 형성된 제 2 실버층을 더 포함하고;

    상기 팔라듐 도금층은 외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 리드프레임.
37. 제 36 항에 있어서,

    외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 팔라듐/니켈 도금층을 더 포함하는 리드프레임.
38. 제 36 항에 있어서,

    외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 선택적으로 형성된 골드층을 더 포함하는 리드프레임.
39. 제 36 항에 있어서,

    외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 팔라듐/니켈 도금층을 더 포함하여, 상기 팔라듐/니켈 도금층이 상기 제 1 실버층과 상기 팔라듐 도금층 사이에 형성되고;

    외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 선택적으로 형성된 골드층을 더 포함하는 리드프레임.
40. 제 25 항에 있어서,

    상기 제 1 실버층은 외부 리드 영역과 본딩 영역의 베이스 구조물 위에만 선택적으로 형성되고;

    상기 팔라듐 도금층은 베이스 구조물 전면에 형성된 리드프레임.
41. 제 25 항에 있어서,

    상기 제 1 실버층은 본딩 영역의 베이스 구조물에만 선택적으로 형성되고;

    상기 팔라듐 도금층은 베이스 구조물 전면에 형성된 리드프레임.
42. 반도체 칩을 부착하기 위한 IC 패키지의 리드프레임에 있어서,

    본딩 영역을 가지는 패키지 영역과 외부 리드 영역을 포함하는 도전성 물질로 된 베이스 구조물와;

    상기 본딩 영역은 반도체 칩을 부착시키 위한 다이 패드를 더 가지며,

    상기 베이스 구조물에 형성된 구리층과;

    상기 구리층 위에 형성된 니켈 도금층과;

    본딩 영역의 니켈 도금층 위에 형성된 실버층과;

    실버층과 실버층으로 덮히지 않은 니켈 도금층 부분에 형성된 팔라듐 도금층을 포함하는 리드프레임.
43. 반도체 칩을 부착하기 위한 IC 패키지의 리드프레임에 있어서,

    본딩 영역을 가지는 패키지 영역과 외부 리드 영역을 포함하는 도전성 물질로 된 베이스 구조물와;

    상기 본딩 영역은 반도체 칩을 부착시키기 위한 다이 패드를 더 가지며,

    상기 베이스 구조물에 형성된 구리층과;

    상기 구리층 위에형성된 니켈 도금층과;

    외부 리드 영역과 본딩 영역의 니켈 도금층 위에만 선택적으로 형성된 제 1 실버층과;

    본딩 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 제 2 실버층과;

    외부 리드 영역의 제 1 실버층 위에만 선택적으로 형성된 팔라듐 도금층과;

    외부 리드 영역의 팔라듐 도금층 위에만 선택적으로 형성된 골드층을 포함하는 리드프레임.