KR20000012443A

KR20000012443A - 반도체 패키지용 리드프레임 자재의 세정 방법

Info

Publication number: KR20000012443A
Application number: KR1019990055011A
Authority: KR
Inventors: 황길남; 조철래
Original assignee: 김무; 주식회사 아큐텍반도체기술
Priority date: 1999-12-04
Filing date: 1999-12-04
Publication date: 2000-03-06

Abstract

본 발명은, 리드프레임 자재의 리드프레임의 형상 가공 중의 포토레지스트의 박리 공정 이후, 용액에 잔류한 포토레지스트 성분의 재흡착에 기인하여 리드프레임 자재가 포토레지스트의 잔류물에 의해 재오염되는 것을 방지함으로써, 리드프레임의 제조수율과 더불어 그 신뢰성을 향상시킴을 과제로 한다.

전술한 바의 과제를 달성하기 위해 본 발명은, 리드프레임 자재가 반도체 패키지용 리드프레임에 채용되는 다수개의 다리 등을 포함한 형상가공을 위해 포토레지스트를 도포한 후, 감광처리되고, 그러면서 에칭처리공정을 거쳐 수세되는 리드프레임 자재의 포토레지스트 박리공정 이후, 리드프레임 자재 표면에 잔류 및 재흡착하는 포토레지스트 성분을 제거하기 위한 전해적 세정방법에 있어서, 전해질 용액에 침적된 양극에 대하여, 전해질 용액의 전해조를 통과하는 리드프레임 자재를 음극으로 하고, 상기 전해질 용액의 침적된 양극은 판상의 비활성금속을 매개로 전기적으로 직류전원에 연결되고, 그러면서 상기 리드프레임 자재의 표면에 전류를 공급하여 수소기체가 발생되도록 하여, 상기 리드프레임 자재으로부터 포토레지스트 잔류물이 이탈되도록 하는 세정공정을 추가로 포함함과 아울러, 상기 전해질 용액으로 알칼리 용액을 포함토록 하였다.

Description

반도체 패키지용 리드프레임 자재의 세정 방법{METHOD FOR CLEANING LEAD FRAME MATERIALS OF SEMICONDUCTOR PACKAGE}

본 발명은 다단계로 도금처리되는 리드프레임 자재에 부착된 포토레지스트를 알칼리 수용액 내에서 제거한 이후, 이 리드프레임 자재 표면의 포토레지스트 잔류물을 전기화학적으로 제거하기 위한 반도체 자재의 세척 처리방법에 관한 것으로서, 특히 리드프레임 자재의 리드프레임의 형상 가공 중의 포토레지스트의 박리 공정 후, 수세 공정 시, 용액에 잔류한 포토레지스트 성분의 재흡착에 기인하여 리드프레임 자재가 포토레지스트의 잔류물에 의해 재오염되는 것을 방지함으로써, 패키지의 제조수율과 더불어 그 신뢰성을 향상시키기 위한 반도체 패키지용 리드프레임 자재의 세척 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기 신호나 광 신호 등을 연결하기 위한 자재의 제조 수율 및 신뢰성을 확보하기 위한 장치나 시스템은, 이제까지 여러 가지가 알려져 왔다. 공지예의 하나로서, 노리오 오카바야시에게 1992년 4월 14일에 부여된 미국특허 제5,104,501호에는, 스탬퍼(디스크류)용 전해질 용액을 마련하는 단계; 이 세정 용액에서 전극 지그와 이에 대향하는 전극판 상에 스탬퍼를 걸어놓는 단계; 및 상기 스탬퍼와 대향 전극 사이에 직류 전압을 인가하여, 스탬퍼는 양극, 또 대향 전극은 음극으로 작용토록 함으로써, 전해적 세정을 수행하는 단계를 포함하는 제품 가공 이후의 스탬퍼의 전해적 세정방법이 개시되어 있다. 또 하나의 공지예로서 피복된 반도체 부품의 바깥쪽 도선으로부터 가소제 추기(bleed)를 제거하는 방법(대한민국 공개공보 제 10-1993-024125호 참조)이 있다. 또한 다른 하나의 공지예로서 공기분사 노즐을 이용하여 고압의 기체를 리드프레임 자재의 표면에 분사시켜 리드프레임 자재 표면에 묻어있는 약품 용액을 제거하는 방식을 채용한 것이 있다.

이러한 일반적인 공법으로 포토레지스트나 미립자를 박리한 후에는 물을 이용한 수세가 뒤따른다.

그러나, 포토레지스트와 같은 이물질의 박리 후에는 포토레지스트 성분이 재흡착되는 등의 문제점을 내포하고 있어, 박리 공정 이후의 수세공정에서, 리드프레임 자재가 재차 포토레지스트 잔류물에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해 수세를 보강하는 등의 방법을 추가로 채용해야만 하는 등의 불편함이 뒤따랐다.

수세를 보강하기 위한 방법(대한민국 공개공보 제10-1998-068778 참조)으로서, 고주파 발진기를 이용하여 수세를 행하거나 또는 고압의 공기를 분사하는 등의 방식을 이용하여, 직접적으로 부착되어 있는 포토레지스트를 고주파 발진에 따른 용액의 진동만으로 제거하기에는 그다지 적합한 결과를 내지 못하였다 즉, 포토레지스트를 완전히 제거하지는 못한다는 단점을 내포하고 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본원의 목적은 리드프레임 자재의 가공 도중에, 포토레지스트의 박리공정 후, 리드프레임 자재의 표면에 잔류하거나 재흡착된 레지스트 성분(유기물 포함)을 알칼리 용액의 전해질 분위기 하에서, 전기 화학적으로 발생되는 수소기체로 강제 이탈시킴으로써, 리드프레임 자재의 보다 향상된 제조 수율 및 신뢰성을 확보함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 리드프레임 자재가 반도체 패키지용 리드프레임에 채용되는 다수개의 다리 등을 포함한 형상가공을 위해 포토레지스트를 도포한 후, 감광처리되고, 그러면서 에칭처리공정을 거쳐 수세되는 리드프레임 자재의 포토레지스트 박리공정 이후, 리드프레임 자재 표면에 잔류 및 재흡착하는 포토레지스트 성분을 제거하기 위한 전해적 세정방법에 있어서, 전해질 용액에 침적된 양극에 대하여, 전해질 용액의 전해조를 통과하는 리드프레임 자재를 음극으로 하고, 상기 전해질 용액의 침적된 양극은 판상의 비활성금속을 매개로 전기적으로 직류전원에 연결되고, 그러면서 상기 리드프레임 자재의 표면에 전류를 공급하여 수소기체가 발생되도록 하여, 상기 리드프레임 자재으로부터 포토레지스트 잔류물이 이탈되도록 하는 세정공정을 추가로 포함함과 아울러, 상기 전해질 용액으로 알칼리 용액을 포함함을 특징으로 한다.

도1은 일반적인 리드프레임 자재의 제조에서의 포트레지스트 박리 공정을 나타낸 블록도,

도2는 본 발명에 따른 리드프레임 자재의 잔류물을 제거하기 위한 방법을 나타낸 것으로, 특히 리드프레임 자재의 포토레지스트 잔류물을 세정하기 위한 공정 블록도, 및

도3은 본 발명에 따른 포토레지스트 세정장치를 개략적으로 나타낸 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 전해조 2 : 리드프레임 자재

3 : 전해질 용액 4 : 롤러

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도면을 참조하면, 도2는 본 발명에 따른 리드프레임 자재의 잔류물을 제거하기 위한 방법을 나타낸 것으로, 특히 리드프레임 자재의 포토레지스트 잔류물을 세정하기 위한 공정 블록도이고, 도3은 본 발명에 따른 포토레지스트 세정장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

부호 '2'는 금, 은, 파라듐, 구리 또는 니켈 도금을 포함한 여러 단계의 도금공정을 거쳐, 반도체 칩의 전기적 성능을 최적화, 극대화시키기 위해 리드프레임 자재이나 인쇄회로기판 등을 이용해 메인보드로의 신호 입/출력 단자를 형성하는 등, 반도체 패키지의 전기적 접속을 원활이 도모할 수 있도록 가공되는 판상의 리드프레임 자재를 나타내는 바, 이 리드프레임 자재가 반도체 패키지용 리드프레임에 적당한 다수개의 다리 등을 포함한 형상가공을 위해 포토레지스트를 도포한 후, 이를 감광처리하고, 그러면서 에칭가공을 하여 다수개의 다리를 포함한 형상을 포함한 리드프레임 형상가공공정을 거치게 된다.

또, 상기 리드프레임 자재(3)는 도3에 도시된 바와 같이, 음의 전압으로 작용하도록 직류전원에 전기적으로 연결되어 있다.

또한, 전해질 용액(5)에 침적된 양전극(7)은 백금, 백금도금된 티타늄을 포함하는 판상의 비활성 금속, 또는 스테인레스 스틸로 구성되어 있다.

또한, 상기한 방법은, 상기 전해질 용액(5)을 저장하는 전해조(1), 상기 전해조(1) 내의 전해질 용액(5)에 리드프레임 자재(3)를 소정시간 동안 침지시켰다가 외부로 방출되도록 하는 복수의 병렬 롤러(9), 상기 복수의 병렬 롤러(9)를 구동하는 구동원(도시하지 않음)을 구비하는 세정장치를 이용하여, 상기 리드프레임 자재의 표면에 전류를 공급하여 수소기체가 발생되도록 하여, 상기 리드프레임 자재으로부터 포토레지스트 잔류물을 이탈시키게 된다.

또한, 상기 전해조(1) 내의 전해질 용액(5)은, 판상의 비활성금속을 매개로 하여 양의 전극이 적용되도록 직류전원(10)에 전기적으로 연결되어 있다.

또, 상기 전해조(1) 내의 전해질 용액(5)은 알칼리 용액으로서, 상기 알칼리 용액은, 소정의 수산화 나트륨 용액을 포함한다.

여기서, 0.1∼5% 수산화 나트륨(NaOH), 바람직하기로는 1∼2% 의 수산화 나트륨을 함유하는 전해질 용액(5)의 전해조(1)에 리드프레임 자재(3)를 침지 상태로 통과시킴에 있어, 용액에 침적된 양극에 대하여, 리드프레임 자재(3)를 음극으로 한다.

또, 전해질 용액(5)의 온도는 30∼70℃가 적당하나, 50∼60℃로 유지하는 것이 최적이다. 상기 전해조(1) 내를 통과하는 리드프레임 자재(3)의 이동속도는 리드프레임 자재(3)의 단위면적당 침적시간이 5 ∼ 25초, 바람직하게는 약 10초가 되도록 조정해야 한다. 인가 전류밀도는 6∼12 ASD, 바람직하기로는 8.5∼10.5 ASD로 한다.

[수산화 나트륨의 농도별 실험]

상기한 조건하에서, 포토레지스트와 같은 오염물이 부착되어있는 리드프레임 자재(3)를 이용하여 전해질 용액(5)으로 0.1%, 0.5%, 1%, 2.5%의 수산화 나트륨 용액을 만들어 용액의 온도를 섭씨 60℃로 맞추고 전압을 10볼트로 하여 10초동안 물 전기분해하면, 0.5% 농도의 수산화 나트륨 용액에서는 오염물의 일부만 제거되거나 흔적이 남아 있었으나, 1% 이상의 농도의 수산화 나트륨 용액에서는 포토레지스트 잔류물이 완전히 제거되었다.

[전해질 용액의 온도별 실험]

한편, 수산화 나트륨의 농도를 1%로 하여 용액의 온도 변화에 따른 포토레지스트 잔류물 오염의 제거 상태를 볼 때, 온도를 30℃, 40℃, 50℃, 60℃로 하고 10볼트의 전압을 10초 동안 인가하면, 40℃이하의 용액에서는 오염물의 일부만 제거되거나 흔적이 남아 있었으나, 50℃이상의 용액에서는 포토레지스트 잔류물이 완전히 제거되었다.

[포토레지스트 잔류물 제거 상의 최적 조건 실험]

또, 포토레지스트의 박리공정 후에 리드프레임 자재의 표면에 잔류한 시료를 사용하여 전기화학적 방식으로 실험하였다. 전해질 용액(5)으로 1.5±5%의 수산화 나트륨을 사용하였고, 전해질 용액(5)의 온도는 53±3℃로 유지하였다.

또한, 수소 기체의 발생을 위해 적용된 조건은, 전류 7A (전류밀도 9.4±0.3 ASD)로 12초간 유지하였고, 이때 측정된 전압은 7.9±1.5V이었다.

상기와 같은 실험 조건에서 리드프레임 자재의 표면에 존재하는 포토레지스트 잔류물을 리드프레임 자재(3)의 손상없이 완전히 제거할 수 있었다.

이때, 정전압법에 의한 전기화학적 방식에서 전류가 전극의 면적과 용액의 농도에 비례하여 나타나는 바, 농도가 증가하면 전류도 증가하는 현상이 일반적으로, 이러한 관점에서 볼 때, 본 실험에서는 전압조절, 바람직하게는 전류로 조절하는 방식을 채용함이 좋다.

또한, 인가 전류밀도는 발생되는 수소 기체의 양에 비례하고, 또 용액의 온도는 수소 기체의 발생 속도와 리드프레임 자재의 표면에 존재하는 포토레지스트 박리에 상당한 영향을 끼쳐, 온도가 높을수록 포토레지스트의 이탈을 쉽게 할 수 있지만, 60℃를 초과한 온도의 용액에서는 리드프레임 자재(3)의 원재료 금속성분이 산화가 발생하였다.

따라서, 알칼리 용액을 전해질로 하는 전기화학적 방식은, 포트레지스트의 박리공정 직후에 적용하여 수소기체의 발생에 의한 포토레지스트 잔류물의 강제 이탈과 알칼리 용액 분위기에 의한 리드프레임 자재 표면에 밀착된 포토레지스트의 부풀림 효과에 의하여 완전히 제거할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 패키지용 리드프레임 자재의 포토레지스트 세정방법에 따르면, 리드프레임 자재의 가공 시, 포토레지스트의 박리공정 이후의 수세공정에서, 용액에 잔류한 포토레지스트 성분의 재흡착에 기인한 리드프레임 자재가 포토레지스트의 잔류물로 인해 재오염되는 것을 방지함으로써, 패키지의 제조수율과 더불어 그 신뢰성을 향상시킬 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.

Claims

리드프레임 자재가 반도체 패키지용 리드프레임에 채용되는 다수개의 다리 등을 포함한 형상가공을 위해 포토레지스트를 도포한 후, 감광처리되고, 그러면서 에칭처리공정을 거쳐 수세되는 리드프레임 자재의 포토레지스트 박리공정 이후, 리드프레임 자재 표면에 잔류 및 재흡착하는 포토레지스트 성분을 제거하기 위한 전해적 세정방법에 있어서,

전해질 용액에 침적된 양극에 대하여, 전해질 용액의 전해조를 통과하는 리드프레임 자재를 음극으로 하고, 상기 전해질 용액의 침적된 양극은 판상의 비활성금속을 매개로 전기적으로 직류전원에 연결되고, 그러면서 상기 리드프레임 자재의 표면에 전류를 공급하여 수소기체가 발생되도록 하여, 상기 리드프레임 자재으로부터 포토레지스트 잔류물이 이탈되도록 하는 세정공정을 추가로 포함함과 아울러, 상기 전해질 용액으로 알칼리 용액을 포함함을 특징으로 하는 반도체 패키지용 리드프레임 자재의 포토레지스트 세정방법.
제1항에 있어서,

상기 알칼리 용액은, 0.1∼5% NaOH, 용액의 온도는 30∼70℃, 인가전류는 6∼12 ASD인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 리드프레임 자재의 포토레지스트 세정방법.
제1항에 있어서,

상기 알칼리 용액은, 0.1∼5% NaOH, 용액의 온도는 30∼70℃, 인가 전압은 4∼12V인 것을 특징으로 하는 반도체 패키지용 리드프레임 자재의 포토레지스트 세정방법.
제1항에 있어서,

상기 양전극은 백금, 백금도금된 티타늄을 포함하는 비활성 금속, 또는 스테인레스 스틸로 구성됨을 특징으로 하는 반도체 패키지용 리드프레임 자재의 포토레지스트 세정방법.