KR20030027414A - 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 칩 패키지의 리드 프레임(lead frame)에 형성된 도금층을 제거하는 재가공(rework) 방법에 관한 것이다. 본 발명의 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법은, (a) 도금층이 형성된 리드 프레임을 산과 첨가제가 포함된 화학액에 담그는(dipping) 단계; (b) 도금층이 제거된 리드 프레임을 헹굼(rinse)하는 단계; (c) 헹굼이 완료된 리드 프레임을 건조하는 단계; (d) 리드 프레임을 초음파 세척(ultrasonic cleaning)하는 단계; (e) 리드 프레임을 건조하는 단계; (f) 도금층이 제거된 리드 프레임을 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 재가공 방법을 따르면, 주석-비스무스 합금과 같이 화학액의 과에칭과 미에칭 간의 임계 조건 설정이 어려운 재질로 형성된 도금층 제거 공정에 적용 할 수 있다. 따라서 리드 프레임의 재활용을 통해 원가 절감 및 생산성 향상을 기대 할 수 있으며, 종래의 재가공 공정 장치를 이용하므로 보다 효율적이다.
Description
본 발명은 반도체 칩 패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 칩 패키지의 리드 프레임(lead frame)에 도금된 도금층을 제거하는 재가공(rework) 방법에 관한 것이다.
종래의 반도체 칩 패키지의 리드 프레임은 납(Pb)이 5~25 wt% 함유된 주석(Sn)-납 합금 도금층이 형성되어 사용되었으나, 납 성분으로 인한 환경 오염 문제가 심각한 실정이다. 근래에는 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 납 대신 비스무스(Bi)가 함유된 주석-비스무스 합금 솔더로 대체하여 사용하려는 추세이다. 주석-비스무스 합금은 주석-납 합금 수준의 우수한 젖음성(wettability)과 도포성 및강도 등의 특성을 나타내며, 납이 함유되지 않으므로(lead-free) 환경 오염의 우려가 없는 합금이다. 더불어 외부로 납을 방출시키지 않기 위해 구비되었던 집진 설비가 필요하지 않으므로 비용 절감이 가능하다.
이와 같은 리드 프레임에 형성된 도금층은 검사 공정을 거쳐, 불량 유무가 판정된다. 특히, 도금층이 불량으로 판정된 경우 재가공 공정에 의해 도금층이 제거되어 리드 프레임이 재활용되도록 한다. 재가공 공정은 도금층을 식각하여 제거시키는 공정으로, 리드 프레임을 재활용할 수 있다는 장점이 있다.
이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 재가공 공정을 설명하겠다.
도 1은 종래 기술에 따른 도금층의 재가공 공정을 나타낸 순서도이다.
종래 기술에 따른 도금층의 재가공 공정은, 먼저 주석-비스무스 합금이 도금된 리드 프레임은 검사 공정을 통해 도금 상태의 양호/불량으로 분류된다. 이 때, 도금 상태가 양호한 리드 프레임은 후속 패키지 공정으로 이동되지만, 도금 불량 판정(10)된 리드 프레임은 폐기 또는 재가공(rework; 1) 공정으로 이송된다. 이어, 화학액을 이용한 담금(dipping; 20) 공정, 헹굼(rinse; 30) 및 건조(dry; 40) 공정으로 이루어진다.
그러나 주석-비스무스 합금의 반응성이 주석-납 합금보다 반응성이 낮기 때문에, 화학액을 고활성화하기 위해 강산이나 고활성 첨가제(additive)를 더욱 추가하여 고활성화 상태의 화학액을 사용한다. 따라서 고활성화 상태의 화학액으로 인한 리드 프레임의 과에칭이 발생되어 두께가 감소되는 문제가 발생된다. 반면에, 과에칭을 방지하기 위해 활성을 낮추면 도금층이 미에칭되어 그 일부가 제거되지않으며, 비스무스 금속과 화학액의 반응 후 생성된 화합물이 리드 프레임 상에 잔존하는 오염(smut) 현상이 발생된다. 더불어, 주석-비스무스 합금의 경우, 화학액에서의 과에칭과 미에칭의 경계인 임계 조건(critical point)을 찾는 것이 용이하지 않으므로, 리드 프레임이 과에칭되거나 도금층이 미에칭되는 문제가 심각하다.
본 발명의 목적은, 과에칭과 미에칭 간의 임계 조건의 설정이 용이하지 않은 주석-비스무스와 같은 재질로 형성된 도금층의 제거 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 도금층의 재가공 공정을 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 도금층의 재가공 공정을 나타낸 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
1, 100 : 재가공 공정
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법은, (a) 도금층이 형성된 리드 프레임을 산과 첨가제가 포함된 화학액에 담그는(dipping) 단계; (b) 이어, 도금층이 제거된 리드 프레임을 헹굼(rinse)하는 단계; (c) 이어, 헹굼이 완료된 리드 프레임을 건조하는 단계; (d) 이어, 리드 프레임을 초음파 세척(ultrasonic cleaning)하는 단계; (e) 이어, 리드 프레임을 건조하는 단계; (f) 이어, 도금층이 제거된 리드 프레임을 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 도금층은 주석-비스무스 합금 재질인 것과, 화학액은 상온에서 40도(℃)의 온도 범위인 것이 바람직하다. 또한 화학액은 상온에서 40도(℃)의 온도 범위인 탈이온수인 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른 도금층의 재가공 공정을 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 재가공 공정(100)은 다음과 같다.
(a) 먼저, 도금층이 형성된 리드 프레임을 산과 첨가제가 포함된 화학액에 담그는 담금(120) 단계를 거친다. 이 때, 화학액의 온도는 상온에서 40도(℃)의 온도 범위인 것이 바람직하다. 특히, 주석-비스무스 합금의 경우 고활성 반응을 위해 황산(H2SO4), 질산(HNO3) 등의 산성 용액 함량을 증가시키고, 고활성 첨가제가 포함되는 것이 바람직하며, 담금 시간은 30초 이상인 것이 적합하다.
(b) 이어, 도금층이 제거된 리드 프레임을 헹굼(130)하는 단계를 거친다.
(c) 이어, 헹굼이 완료된 리드 프레임을 건조(140)하는 단계를 거친다.
(d) 이어, 리드 프레임을 초음파 세척(150)하는 단계를 거친다. 이 때, 초음파 세척액은 상온에서 40도(℃)의 온도 범위인 것이 바람직하며, 특히 탈이온수(deionize water; DI water)와 같이 리드 프레임과 반응을 일으키지 않는 세척액인 것이 적합하다. 더불어 초음파 세척은 30초 이상 실시되는 것이 바람직하다. 이와 같은 초음파 세척 단계는, 도금층과 화학액이 반응하여 형성된 화합물을 기계적 진동을 이용하여 제거함으로써 오염물 발생 현상이 방지될 수 있다.
(e) 이어, 리드 프레임을 건조(160)하는 단계를 거친다.
(f) 이어, 도금층이 제거된 리드 프레임을 검사(170)하는 단계를 거친다. 여기서, 도금층의 일부가 제거되지 않았거나, 오염물이 잔존하여 부적합으로 판정된리드 프레임은 초음파 세척(150) 단계로 이송되어 (d) 단계부터의 공정을 재실시한다. 반면에 적합으로 판정된 리드 프레임의 경우, 도금층 제거 공정은 완료(180)된다.
상술한 본 발명에 따른 리드 프레임 상의 도금층 제거 공정은 주석-비스무스 합금과 같이 과에칭과 미에칭 간의 임계 조건 설정이 어려운 재질인 경우 더욱 적합하다. 금속층이 과에칭되지 않는 담금 조건을 설정하여 도금층과 화학액을 반응시킨 후, 화학 반응 후 잔여물이 완전히 제거되도록 초음파 세척하는 것이 바람직하다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명에 따른 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 재가공 방법을 따르면, 주석-비스무스 합금과 같이 화학액의 과에칭과 미에칭 간의 임계 조건 설정이 어려운 재질의 도금층 제거 공정에 적용 할 수 있다. 따라서 리드 프레임의 재활용을 통해 원가 절감 및 생산성 향상을 기대 할 수 있으며, 종래의 재가공 공정 장치를 이용하므로 보다 효율적이다.
Claims (5)
- (a) 도금층이 형성된 리드 프레임을 산과 첨가제가 포함된 화학액에 담그는(dipping) 단계;(b) 이어, 상기 도금층이 제거된 상기 리드 프레임을 헹굼(rinse)하는 단계;(c) 이어, 헹굼이 완료된 상기 리드 프레임을 건조하는 단계;(d) 이어, 상기 리드 프레임을 초음파 세척(ultrasonic cleaning)하는 단계;(e) 이어, 상기 리드 프레임을 건조하는 단계;(f) 이어, 도금층이 제거된 리드 프레임을 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 도금층은 주석-비스무스 합금 재질인 것을 특징으로 하는 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 화학액은 상온에서 40도(℃)의 온도 범위인 것을 특징으로 하는 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 초음파 세척 단계의 초음파 세척액은 상온에서 40도(℃)의 온도 범위인 것을 특징으로 하는 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 초음파 세척 단계의 초음파 세척액은 탈이온수(DI water)인 것을 특징으로 하는 리드 프레임 상의 도금층을 제거하는 방법.
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