KR20040047250A - 리드프레임의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선도금 방식에 따른 리드프레임의 제조공정에서 치환도금공정을 추가하여 1차 은박리공정을 생략할 수 있음으로써 1차 은박리공정시 발생할 수 있는 공정불량을 원천적으로 방지하도록 한 리드프레임의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 리드프레임의 제조방법은 구리(Cu) 또는 구리합금의 리드프레임 소재의 표면을 세정하는 전처리공정 후 리드프레임 소재의 표면에 은(Ag) 도금하고 나서 불필요한 은을 박리를 하는 공정 등으로 이루어지는 리드프레임의 제조방법에 있어서, 리드프레임 소재는 전처리공정 후에 구리와 은의 치환을 방지하도록 은 치환 방지용액이 공급되어지는 치환도금방지공정이 행해짐으로써 다단계의 은 박리공정을 줄이는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 리드프레임의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래리드프레임의 제조공정의 선도금 방식에 따른 은(Ag) 도금 공정 전에 치환도금공정을 추가하여 1차 은박리공정을 생략할 수 있음으로써 1차 은박리공정시 발생할 수 있는 공정불량을 원천적으로 방지하도록 한 리드프레임의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 리드프레임은 반도체 칩(chip)과 함께 반도체 패키지를 이루는 핵심요소로서, 반도체 패키지의 내부와 외부를 연결해주는 도선 역할과, 반도체 칩을 지지해주는 지지체 역할을 한다.
이러한 리드프레임은 반도체 칩의 고밀도화, 고집적화 및 부품 실장의 방법 등에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 리드프레임은 기억소자나 중앙처리장치 등과 같은 반도체 칩이 탑재되어 정적인 상태로 유지되는 패드(pad)와, 와이어 본딩에 의해 칩의 접속단자와 전기적으로 연결되는 내부 리드(internal lead) 및 외부 회로와 연결되는 외부 리드(external lead)를 포함하는 구조로 이루어진다.
이와 같은 구조를 갖는 리드프레임의 제조방법은 크게 두 가지가 있는데, 스탬핑(stamping)에 의한 방법과, 에칭(etching)에 의한 방법이 있다.
상기 스탬핑 방법은 순차적으로 이송되는 프레스 금형장치를 이용하여 박판의 소재를 소정 형상으로 타발 함으로써 리드프레임을 제조하는 방법으로 대량 생산에 적합한 방법이다.
이와 다르게 에칭 방법은 화학약품을 이용하여 국소 부위를 부식시킴으로써 제품을 형성하는 화학적 식각 방법으로 소량 생산에 주로 적용하고 있는 방법이다.
이러한 에칭 방법에 의한 종래의 리드프레임 제조방법은 도 1에 도시한 바와같이, 펀칭공정(S1), 전처리공정(S2), 도금공정(스트라이크 도금공정(S3) + 선택 도금공정(S4)), 1차 은박리공정(S5), 이메징공정(코팅공정)(S6), 노광공정(S7), 현상공정(S8), 2차 은박리 공정(S9), 에칭공정(S10), 3차 은박리 및 포토레지스트 제거공정(S11), 후처리(S12) 및 절단공정(S13) 등으로 이루어진다.
여기서, 상기 공정들에 대해 간략하게 살펴보면, 리드프레임 제조공정은 연속되는 소재 즉, 얇은 동판으로 이루어진 리드프레임 소재를 리드프레임의 형상으로 가공하기 위한 펀칭공정(S1) 및 리드프레임 소재 표면을 세정하는 전처리공정(S2)이 우선 순차적으로 진행된다.
즉, 상기 펀칭공정(S1)은 롤(roll) 형태(코일 형태)로 감겨져 있는 동판(리드프레임 소재)이 풀어져서 공급될 때 정확한 은(Ag) 도금 및 노광시 얼라인을 맞추기 위해 펀칭 머신으로 위치 구멍을 뚫어주는 공정이다.
그리고, 상기 전처리공정(S2)은 펀칭이 된 리드프레임 소재에 묻어있는 오염물을 탈지제로 이용 제거한 다음, 탈지제가 계면활성제를 함유하고 있는 관계로 오염물을 제거해도 활성제가 남아 있을 수 있어 이 잔류 활성제와 상기 공정 후에 남아 있는 산화막을 제거하여 은 도금시 밀착력을 증가시킬 수 있도록 불순물을 제거하는 세정공정이다.
상기 전처리공정(S2) 다음에는 도금공정(S3,S4)이 실시되는 바, 도금공정(S3,S4)은 이송중인 리드프레임 소재에 은(Ag)을 도포하는 공정이다.
이때, 리드프레임 제조공정에 있어서 도금공정(S3,S4)을 어느 공정 다음에 실시하느냐에 따라 선도금 방식과 후도금 방식으로 구분될 수 있다.
즉, 상기 선도금 방식은 상기 전처리공정(S2) 후에 도금을 실시하는 도금공정(Plating)(S3,S4), 이메징공정(Imaging)(S6), 노광(S7) 및 현상공정(S8), 에칭공정(Etching)(S10) 그리고 후처리공정(S12) 및 절단공정(Cutting)(S13) 등의 순으로 이루어지는 것이고, 후도금 방식은 전처리공정(S2) 후에 리드프레임 소재에 포토레지스트를 코팅하는 이메징공정(Imaging)(S6), 노광(S7) 및 현상공정(S8), 에칭공정(Etching)(S10), 도금공정(Plating)(S3,S4) 그리고 후처리공정(S12) 및 절단공정(Cutting)(S13) 등의 순으로 이루어지는 것이다.
여기서는 선도금 방식으로 리드프레임을 제조할 경우에 대해서 간략하게 설명하게 된다.
상기 도금공정(S3,S4)은 스트라이크(strike) 도금공정(S3)과 선택도금(spot plating)공정(S4)으로 세분된다.
이때, 상기 스트라이크 도금공정(S3)은 선택도금공정(S4)을 진행하기 전에 행해지는 것으로, 후속 수행되는 선택도금층의 부착력을 증진시킴은 물론, 선택도금공정(S4) 시에 구리(Cu)와 은(Ag)이 치환되는 것을 방지하기 위하여 리드프레임 소재 전체에 일정한 두께로 스트라이크 도금하는 공정이고, 상기 선택도금공정(S4)은 미리 설정된 형상으로 설계된 마스크를 사용하여 리드프레임 소재 상에 선택적으로 은을 도금하는 공정이다.
상기 스트라이크 도금공정(S3)에서는 폭이 수십 인치이고 두께가 수백 미크론 정도인 리드프레임 소재를 연속적으로 도금하기 위하여 릴-투-릴(reel to reel) 도금방식의 스트라이크 도금장치가 사용되는 것이 보통이다.
한편, 상기와 같은 도금공정(S3,S4) 후에는 리드프레임 소재의 양면에 불필요하게 스트라이크 도금된 은(Ag)을 1차로 박리시키는 1차 은박리공정(S5)이 행해지게 된다.
그런 다음, 상기 이메징공정(코팅공정)(S6) 즉, 포토레지스트를 리드프레임 소재에 코팅하는 공정이 진행되게 된다.
이러한 이메징공정(S6)은 3층으로 된 드라이필름의 베이스필름을 먼저 제거하고 가운데의 포토 레지스트(Photo Resist)층을 가열 연화시켜서 리드프레임 소재에 열 압착시키는 공정이다.
상기 포토레지스트는 광조사에 의해 감광부분이 현상액에 녹지 않게 되거나(네거티브형) 가용(可溶)되는(포지티브형) 성질을 가진 수지성분으로 되어 있다.
상기와 같이 포토레지스트의 도포가 완료되면, 노광공정(S7)에서 포토레지스트를 도포한 소재 위에 제작하고자 하는 형상과 동일한 패턴이 형성된 필름이나 유리로 된 포토 마스크를 올려놓고 광(자외선)을 조사하여 제품형상을 노광한다.
그리고, 상기 현상공정(S8)에서 빛이 조사된 부분의 포토레지스트막을 소정의 패턴으로 현상시키게 된다.
이처럼 포토레지스트의 노광된 부분을 현상시키는 공정을 거친 후, 은 패드 중에서 리드 팁 사이에 있는 은(Ag)은 에칭공정에서 부식, 용해되지 않기 때문에 이 부분의 불필요한 은을 전해박리 방식으로 2차 전해 박리하여 미리 제거하게 된다(S9).
이와 같이 2차 전해 박리(S9)에 의해 은이 박리된 후에는 에칭공정(S10), 즉리드프레임 소재를 화학적으로 에칭하는 공정으로, 재활용성이 좋은 염화제2동(CuCl2)이나 염화제2철(FeCl3)을 이용하여 일정한 압력 및 온도 등의 조건에서 에칭한다.
이때, 리드프레임 소재의 리드부분에 이의 선단부 폭보다 더 넓은 폭으로 오버(Over)된 잔존물인 은(Ag)이 남게 된다.
이렇게 오버된 은(Ag)은 코퍼 브러쉬장치 등을 거쳐 3차 은박리공정(S11)을 행하게 되며, 이로 인해 오버된 은이 리드의 폭과 동일한 폭으로 박리되게 된다.
상기 에칭공정(S10)에서 화학적 식각방식으로 가공형태의 제품형상을 형성한 후, 상기 박리공정(S11)에서 리드프레임에 잔존하는 포토레지스트를 제거한다.
상기 후처리(S12) 및 절단공정(S13)에서는 먼저 동판에 붙어서 에칭 레지스트 역할을 했던 포토레지스트를 약 60℃의 가성소오다액(NaOH)에 스프레이 함으로써 리드프레임으로부터 제거하는 공정과, 산성용액을 이용하여 에칭이나 상기 포토레지스트를 제거하는 과정에서 리드프레임 표면에 형성된 산화막이나 스머트(Smut)를 제거하여 표면을 깨끗하게 만드는 공정과, 은 패드(Pad) 표면에 에폭시 레진 브리드 아웃(Epoxy Resin Bleed Out)을 방지하기 위한 표면처리 공정이 이루어진 다음, 릴(Reel) 형태로 연결되어 나오는 리드프레임을 스트립(Strip) 단위로 절단하는 공정이 이루어진다.
또한, 에칭 방법에 의한 종래의 다른 리드프레임 제조방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 소재 표면의 접착성을 향상시키기 위해 이물을 제거하는전처리공정(S50)과, 이 소재의 표면에 흑화 처리를 하는 흑화처리공정(S51)과, 이 소재의 양면에 감광성 필름을 열압착법으로 압착하는 압착공정(S52)과, 압착된 소재 표면의 상면에 포토마스크를 이용하여 패턴을 노광하는 노광공정(S53)과, 노광된 패턴을 현상하는 현상공정(S54)과, 현상에서 노출된 부위를 에칭하는 에칭공정(S55)과, 잔존하는 감광성 필름을 박리하는 필름 박리공정(S56)과, 도금하기에 알맞게 박리된 표면을 다듬질하는 도금 전처리공정(S57)과, 매끄럽게 다듬질된 소재의 일정 부위에 소정 패턴에 따라 선택도금을 하는 선택도금공정(S58) 등으로 이루어진다.
그리고, 도금이후의 후처리 공정(S59)은 종래 방식과 같으며, 스트립을 컷오프(CUT-OFF) 하거나 다운세트(DOWN SET) 및 테이핑을하게 된다(S60).
즉, 반도체 어셈블리(Assembly) 시 리드(Lead)가 쉽게 휘는 것을 방지하기 위하여 폴리이미드 테이프(Polyimide Tape)를 일정 형태 및 간격으로 절단하여 리드에 붙여주는 태핑(Taping)공정과, 칩(Chip) 윗면이 리드 팁(Tip)과 동일한 높이로 안착될 수 있도록 타이 바(Tie Bar)를 일정한 깊이로 눌러서 패드를 낮추어 주는 다운세트(Down set)공정을 실시하여 리드프레임을 검사(S61)하고 나서 제조를 완료하게 되는 것이다.
그러나, 종래 동 또는 동합금의 리드프레임 소재가 은(Ag) 도금될 때 은 도금액에 바로 침적되면 리드프레임 소재의 표면에 은이 치환된 피막이 생겨 은 도금시 밀착성이 떨어져 부풀음 및 벗겨짐 현상이 발생되면서 불량률이 높게 되는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 리드프레임의 제조공정에서 여러 은 도금공정을 거치면서 도금액이 많이 들어가게 되어 생산비용이 증가되는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 리드프레임의 제조방법의 선도금 방식에 따른 은(Ag) 도금 공정 전에 치환도금공정을 추가하여 1차 은박리공정을 생략할 수 있음으로써 1차 은박리공정시 발생할 수 있는 공정불량을 원천적으로 방지하도록 한 리드프레임의 제조방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명에 따른 리드프레임의 제조방법은 구리(Cu) 또는 구리합금의 리드프레임 소재의 표면을 세정하는 전처리공정 후 리드프레임 소재의 표면에 은(Ag) 도금하고 나서 불필요한 은을 박리를 하는 공정 등으로 이루어지는 리드프레임의 제조방법에 있어서, 리드프레임 소재는 전처리공정 후에 구리와 은의 치환을 방지하도록 은 치환 방지용액이 공급되어지는 치환도금방지공정이 행해짐으로써 다단계의 은 박리공정을 줄이는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 리드프레임 제조방법의 일실시예를 도시한 공정 흐름도.
도 2는 종래 리드프레임 제조방법의 다른 실시예를 도시한 공정 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 리드프레임 제조방법의 공정 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
S100: 펀칭공정 S101: 전처리공정
S102: 치환도금방지공정 S103: 은도금공정
S104: 제 1은박리공정 S105: 에칭공정
S106: 제 2은박리공정 S107: 후처리공정
S108: 절단공정 S109: 다운세트·테이핑공정
S110: 검사공정
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 리드프레임의 제조방법의 공정 흐름도이다.
이때, 본 발명을 설명하면서 종래 기술과 유사한 공정에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 리드프레임의 제조방법은 구리(Cu) 또는 구리합금의 리드프레임 소재의 표면을 세정하는 전처리공정(S101) 후 리드프레임 소재의 표면에 은(Ag) 도금(S103)하고 나서 불필요한 은을 박리(S104,S106)를 하는 공정 등으로 이루어지는 리드프레임의 제조방법에 있어서, 리드프레임 소재는 전처리공정(S101) 후에 구리와 은의 치환을 방지하도록 은 치환 방지용액이 공급되어지는 치환도금방지공정(S102)이 행해짐으로써 다단계의 은 박리공정을 줄이는 것을 특징으로 한다.
상기 은 치환 방지용액은 일반 산업 현장에서 은과 구리의 치환을 방지하기 위해 사용되는 용액으로 한다.
상기 리드프레임 소재는 일정 시간 치환 방지용액에 담궈지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 리드프레임의 전반적인 제조방법은 얇은 동판으로 이루어진 리드프레임 소재에 펀칭머신을 통해 펀칭하고 펀칭된 리드프레임 소재의 표면을 세정하는 전처리공정(S101)과, 상기 전처리공정 후에 리드프레임 소재의 구리와 은의 치환을 방지하기 위해 은 치환 방지용액을 공급하는 치환도금방지공정(S102)과, 치환도금방지공정(S102) 후에 리드프레임 소재의 필요한 부분에 선택적으로 도금된 부분에 다시 은도금을 선택적으로 실시하는 은도금공정(S103)과, 불필요한 부분의은을 전해 박리하는 제 1은박리공정(S104)과, 제 1은박리공정(S104) 후에 리드프레임 소재를 화학적으로 에칭(S105)하여 리드프레임 형상을 형성한 다음, 다시 한번 리드프레임 소재의 리드부분에 오버(Over)된 은(Ag)을 박리하는 제 2은박리공정과(S106), 제 2은박리공정(S106) 후에 리드프레임 소재에 남아 있는 포토레지스트를 제거한 후에 후처리하는 후처리공정(S107)과, 리드프레임의 형상을 완료하기 위해 리드프레임 소재를 절단하는 절단공정(S108)을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.
리드프레임의 제조방법은 연속되는 소재 즉, 얇은 동판으로 이루어진 리드프레임 소재를 리드프레임의 형상으로 가공하기 위한 통상적인 펀칭공정(S100)으로써 시작된다.
즉, 상기 펀칭공정(S100)은 롤(roll) 형태(코일 형태)로 감겨져 있는 동판(리드프레임 소재)이 풀어져서 공급될 때 정확한 은(Ag) 도금 및 노광시 얼라인을 맞추기 위해 펀칭 머신으로 위치 구멍을 뚫어주는 공정이이라고 전술한 바 있다.
그리고, 상기 펀칭공정(S100) 후에는 리드프레임 소재 표면을 세정하기 위해 일반적인 전처리공정(S101)이 진행된다.
상기 전처리공정(S101)은 드라이 필름과 리드프레임 소재와의 접착력을 향상시키기 위해 전해탈지, 산세공정과 같은 마이크로에칭, 알카리처리 등과 같은 화학적 처리 및 경면처리와 같은 물리적 처리를 포함한다.
또한, 상기 전처리공정(S101) 다음에는 치환도금방지공정(S102)이 진행된다.
상기 치환도금방지공정(S102)은 상온에서 일정량의 치환도금방지액을 사용하며 은 하지도금(strike plating)의 경우 약 25g/ℓ의 은(Ag)이 치환도금방지액 내에 있어야 하나, 이 경우 3g/ℓ의 은을 함유하여 은의 사용량을 최소화한다.
그리고, 상기 치환도금방지공정(S102) 다음에는 이송중인 리드프레임 소재에 은(Ag)을 도포하는 은도금공정(S103)이 진행된다.
상기 은도금공정(S103)은 실시되는 바, 도금공정(S3,S4)은 이송중인 리드프레임 소재에 은(Ag)을 도포하는 공정이다.
상기 은도금공정(S103)은 소재의 전체를 은(Ag)으로 도포하는 하지도금(strike plating)공정과 필요한 부분만을 도포하는 선택도금(spot plating)공정을 순서대로 행할 수도 있다.
상기 은도금공정(S103) 후에는 은 패드 중에서 리드 팁 사이에 있는 은(Ag)이 후술될 에칭공정(S105)에서 부식, 용해되지 않기 때문에 이 부분의 불필요한 은을 전해박리하기 위해 제 1은박리공정(S104)을 행한다.
그리고, 상기 제 1은박리공정(S104) 후에는 리드프레임 소재를 화학적으로 에칭하는 에칭공정(S105)이 행해진다.
상기 에칭공정(S105)에서는 재활용성이 좋은 염화제2동(CuCl2)이나 염화제2철(FeCl3)을 이용하여 일정한 압력 및 온도 등의 조건에서 에칭하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 에칭공정(S105)의 조건은 에칭액의 종류, 온도, 압력, 공정속도, 에칭셀의 길이 등에 따라 좌우되기 때문에 적절하게 조절해야 한다.
이때, 상기 리드프레임 소재의 리드부분에 이의 선단부 폭보다 더 넓은 폭으로 형성된 잔존물인 은(Ag)이 남게 된다.
그래서, 상기 에칭공정(S105) 이후에는 여분의 은(Ag)을 제거하여 은이 리드의 폭과 동일한 폭으로 박리되도록 하는 2차 은박리공정(S106)이 행해진다.
상기 2차 은박리공정(S106) 이후에는 후처리공정(S107) 및 절단공정(S108)이 행해진다.
그리고 나서, 상기 다운세트·테이핑공정(S109)에서는 스트립을 컷오프(CUT-OFF) 하거나 다운세트(DOWN SET) 및 테이핑을하게 된다.
마지막으로, 상기 검사공정(S110)이 행해지면서 양호한 완성품을 골라낸다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 리드프레임의 제조방법에 의하면, 전처리 이후 치환도금방지공정을 추가함으로써 종래의 1차 은박리공정을 생략할 수 있기 때문에 1차 은박리공정 시 발생할 수 있는 공정불량 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 1차 은박리공정을 생략함으로써 하지도금액의 소모량을 줄일 수 있음과 동시에 하지도금액에 사용되는 약품의 사용을 줄일 수 있어 생산비용을 절감하는 효과도 있다.
Claims (1)
- 구리(Cu) 또는 구리합금의 리드프레임 소재의 표면을 세정하는 전처리공정 후 상기 리드프레임 소재의 표면에 은(Ag) 도금하고 나서 불필요한 은을 박리를 하는 공정 등으로 이루어지는 리드프레임의 제조방법에 있어서,상기 리드프레임 소재는 상기 전처리공정 후에 구리와 은의 치환을 방지하도록 은 치환 방지용액이 공급되어지는 치환도금방지공정이 행해짐으로써 다단계의 은 박리공정을 줄이는 것을 특징으로 하는 리드프레임의 제조방법.
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| KR1020020075393A KR20040047250A (ko) | 2002-11-29 | 2002-11-29 | 리드프레임의 제조방법 |
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| JPH10178136A (ja) * | 1996-12-19 | 1998-06-30 | Kyodo Printing Co Ltd | リードフレームの製造方法 |
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2002
- 2002-11-29 KR KR1020020075393A patent/KR20040047250A/ko not_active Application Discontinuation
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