KR20090100025A - Manufacturing method for semiconductor array package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 어레이 반도체 패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초정밀 다층 도금을 통해 휴대 기기에 적합한 어레이 반도체 패키지를 제작하며 최적의 도금 환경을 만들어 도금 밀착력을 강화시키면서 도금면의 본딩성(Bonder Ability)을 증대시킬 수 있는 어레이 반도체 패키지의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an array semiconductor package, and more particularly, to fabricate an array semiconductor package suitable for a portable device through ultra-precision multilayer plating, and to create an optimal plating environment to enhance plating adhesion while bonding the bonding surface (Bonder). The present invention relates to a method of manufacturing an array semiconductor package capable of increasing mobility.
도 1에 종래의 반도체 패키지가 도시되어 있다. 1 shows a conventional semiconductor package.
해당 반도체 패키지는 전도성 리드 프레임(1, 2, 3)과, 반도체 다이(5)를 리드 프레임(1, 2, 3)의 다양한 엘리먼트에 커플링시키는 와이어(4)와, 상기 반도체 다이(5)와 와이어(4)를 밀봉시키기 위한 플라스틱 또는 수지 캡슐의 몰딩 화합물(6)을 포함한다. The semiconductor package includes
그리고 상기 리드 프레임(1, 2, 3)은 반도체 다이(5)를 수용하기 위한 다이 부착 패드(1)와, 기준 평면을 제공하기 위해 다이 부착 패드(1)에 인접 제공된 링(2)과, 외부 연결용 리드(3)를 포함한다. And the
이러한 반도체 패키지는 경박단소(輕薄短小)화가 가능하여 다양한 휴대 기기 에 적용이 가능하게 된다. Such a semiconductor package can be made light and small, and thus can be applied to various portable devices.
하지만, 이러한 종래 방식의 반도체 패키지는 반도체 다이와 와이어를 통해 연결되는 패턴을 생성시키는 공정에서 베이스 에칭 중 베이스에 산화피막이 발생하여 도금을 통한 패턴 생성 공정이 어려워지는 문제점이 있다. However, the conventional semiconductor package has a problem in that an oxide film is generated on the base during base etching in a process of generating a pattern connected through a semiconductor die and a wire, thereby making it difficult to generate a pattern through plating.
또한, 패턴을 구리로 생성시키는 경우 와이어 본딩시 본딩성(Bonder Ability)이 떨어져 완성품의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다. In addition, when the pattern is made of copper, there is a problem in that the reliability of the finished product is lowered due to the lack of bonding ability during wire bonding.
본 발명은 어레이 반도체 패키지의 제조 방법에 관한 것으로, (a) 평판형의 베이스에 제작 기준점인 관통홀을 형성시키기 위해 표면에 DFR(드라이 필름 포토레지스트)을 형성시키고 1 차 노광 및 현상 공정을 수행한 후 에칭하여 적어도 하나 이상의 관통홀을 형성시키는 단계; (b) 상기 관통홀이 형성된 평판형의 베이스의 상면에 DFR을 형성시키는 단계; (c) 상기 베이스의 상면 중 적어도 일부를 2 차 노광 및 현상하여 잔존 DFR에 의해 다이 부착 구역과 패턴 형성 구역들을 구획형성하는 단계; (d) 상기 베이스의 상면에 도금층을 도금시켜 상기 DFR에 의해 구획된 도금층으로 다이 패드와 패턴들을 형성시키는 단계; (e) 상기 잔존 DFR을 제거하고 다이 패드에 다이를 부착시키는 단계; (f) 상기 다이와 그 주변의 패턴들을 와이어를 통해 전기적으로 연결시키는 단계; 및 (g) 상기 다이, 와이어, 다이 패드 및 패턴을 몰딩하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method for manufacturing an array semiconductor package, comprising: (a) forming a dry film photoresist (DFR) on a surface to form a through hole which is a manufacturing reference point in a flat base and performing a first exposure and development process And then etching to form at least one through hole; (b) forming a DFR on the upper surface of the base having the through hole formed thereon; (c) subjecting at least a portion of the top surface of the base to secondary exposure and development to define die attach regions and pattern forming regions by residual DFR; (d) plating a plating layer on the upper surface of the base to form die pads and patterns with the plating layer partitioned by the DFR; (e) removing the remaining DFR and attaching a die to a die pad; (f) electrically connecting the die and its surrounding patterns through a wire; And (g) molding the die, wire, die pad and pattern; Characterized in that it comprises a.
바람직하게는, 상기 베이스는 구리(Cu)로 이루어지는 것을 특징으로 한다. Preferably, the base is characterized in that made of copper (Cu).
더욱 바람직하게는, 상기 도금층은 금(Au) 재질의 제1층, 니켈(Ni) 재질의 제2층, 구리(Cu) 재질의 제3층, 니켈(Ni) 재질의 제4층 및 금(Au) 재질의 제5층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. More preferably, the plating layer may include a first layer of gold (Au) material, a second layer of nickel (Ni) material, a third layer of copper (Cu) material, a fourth layer of nickel (Ni) material, and gold ( It is characterized by consisting of a fifth layer of Au) material.
더욱 바람직하게는, 상기 니켈(Ni) 재질의 제2층 및 제4층은 와이어 본딩시 제3층에서 발생되는 구리 확산(Cu Migration)을 막을 수 있도록 0.5 내지 5.0㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 한다. More preferably, the second layer and the fourth layer of nickel (Ni) material has a thickness of 0.5 to 5.0㎛ to prevent the copper migration (Cu Migration) generated in the third layer during wire bonding. do.
더욱 바람직하게는, 상기 (a) 단계 이후에, 1차 노광 및 현상된 베이스를 활성화처리하기 위하여 활성화조의 물에 옥손(Oxone)과 H2SO4 를 함유시켜 베이스의 표면을 활성화시켜 베이스 표면의 산화피막 형성을 막는 것을 특징으로 한다. More preferably, after step (a), Oxon and H 2 SO 4 are contained in the water of the activator to activate the surface of the base to activate the first exposed and developed base. It is characterized by preventing the formation of an oxide film.
더욱 바람직하게는, 상기 (c) 단계 이후에, 2차 노광 및 현상된 베이스를 활성화처리하기 위하여 활성화조의 물에 옥손(Oxone)과 H2SO4 를 함유시켜 베이스의 표면을 활성화시켜 베이스 표면의 산화피막 형성을 막는 것을 특징으로 한다. More preferably, after step (c), Oxon and H 2 SO 4 are contained in the water of the activator to activate the surface of the base by activating the surface of the base to activate the secondary exposure and developed base. It is characterized by preventing the formation of an oxide film.
더욱 바람직하게는, 상기 활성화조의 함유물 중 옥손(Oxone)은 5 내지 15% 가 함유되는 것을 특징으로 한다. More preferably, the oxone (Oxone) in the contents of the activation tank is characterized in that it contains 5 to 15%.
더욱 바람직하게는, 상기 활성화조의 함유물 중 H2SO4 은 1 내지 3% 가 함유되는 것을 특징으로 한다. More preferably, H 2 SO 4 in the contents of the activation tank is characterized in that it contains 1 to 3%.
더욱 바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 베이스의 상면에 형성되는 DFR은 도금용액에 의한 데미지가 없도록 내알칼리성의 ALPHO 702G40 을 사용하는 것을 특징으로 한다. More preferably, in the step (b), the DFR formed on the upper surface of the base is characterized by using an alkali-resistant ALPHO 702G40 so that there is no damage by the plating solution.
더욱 바람직하게는, 다층 도금 공정에서 다층 도금 중 베이스와 솔더링되는 금(Au) 재질의 제1층의 도금시 도금 설비의 도금 전류 파형을 초파(Chopper) 전류로 공급하는 것을 특징으로 한다. More preferably, in the multilayer plating process, the plating current waveform of the plating facility is supplied as a chopper current during plating of the first layer of gold (Au) material that is soldered with the base during the multilayer plating.
본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 제조 방법은, 초정밀 다층 도금을 통해 휴대 기기에 적합한 어레이 반도체 패키지를 제작하며 최적의 도금 환경을 만들어 도금 밀착력을 강화시키면서 도금면의 본딩성(Bonder Ability)을 증대시킬 수 있는 효과가 있다. The method for manufacturing an array semiconductor package according to the present invention is to manufacture an array semiconductor package suitable for portable devices through ultra-precision multilayer plating, and to increase the bonding adhesion of the plated surface while enhancing the plating adhesion by creating an optimal plating environment. It can be effective.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
이하에서 본 발명은, 초정밀 다층 도금을 통해 휴대 기기에 적합한 어레이 반도체 패키지를 제작하며 최적의 도금 환경을 만들어 도금 밀착력을 강화시키면서 도금면의 본딩성(Bonder Ability)을 증대시킬 수 있는 어레이 반도체 패키지의 제조 방법을 바람직한 실시예로 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, the present invention provides an array semiconductor package for fabricating an array semiconductor package suitable for a portable device through ultra-precision multilayer plating, and to increase bonding adhesion of a plated surface while enhancing an adhesion by creating an optimal plating environment. The manufacturing method will be described as a preferred embodiment, but the technical idea of the present invention is not limited to this and can be variously implemented by those skilled in the art.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 제조 공정을 도시한 도면이다. 2A to 2I illustrate a manufacturing process of an array semiconductor package according to the present invention.
도 2a는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 베이스 제조 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 노광 및 현상 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 2c는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 다층 도금 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 2d는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 드라이 필름 제거 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 2e는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 다이 부착 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 2f는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 와이어 본딩 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 2g는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 몰딩 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이고, 도 2h는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 에칭 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이며, 도 2i는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 절단 공정을 나타내는 평면도 및 단면도이다. Figure 2a is a plan view and a cross-sectional view showing a base manufacturing process of the array semiconductor package according to the present invention, Figure 2b is a plan view and a cross-sectional view showing an exposure and development process of the array semiconductor package according to the present invention, Figure 2c according to the present invention 2A is a plan view and a cross sectional view showing a dry film removing process of an array semiconductor package according to the present invention, and FIG. 2E is a die attach process of an array semiconductor package according to the present invention. 2F is a plan view and a cross-sectional view illustrating a wire bonding process of an array semiconductor package according to the present invention, and FIG. 2G is a plan view and a cross-sectional view illustrating a molding process of an array semiconductor package according to the present invention, and FIG. 2H. Array semiconductor package according to the present invention A plan view and a sectional view showing an etching process, Fig 2i is a plan view and a sectional view showing the cutting process of the array semiconductor package according to the present invention.
우선 도 2a를 참조하면, 해당 공정은 베이스 제조 공정으로서, 반도체의 공정이 진행되는 보강재(Stifferner)로서 평판형의 베이스(10)가 도시되어 있다. First, referring to FIG. 2A, the process is a base fabrication process, and a
해당 베이스(10)는 차후 공정을 통해 도금이 이루어지고 칩이 장착되는 캐리어로서 기능을 하게 되는데, 이를 위해 해당 베이스(10)에는 도면에 도시된 바와 같이 길이방향을 따라 상하측에 각각 반도체 제작 기준점으로 관통홀을 형성시켜야 한다. The
즉, 해당 베이스(10) 상에는 적어도 하나 이상의 반도체 다이와 대응되는 영역이 복수개 형성되게 되며, 각각의 영역에는 적어도 하나 이상의 반도체 다이가 실장된다. That is, a plurality of regions corresponding to at least one semiconductor die are formed on the
상기 베이스(10)는 후술하는 다이 패드(40) 및 패턴(50)을 공정상 지지하는 기저 금속으로서, 구리(Cu)로 이루어지는 것이 바람직하다. The
따라서, 이러한 관통홀의 형성을 위해, 해당 베이스(10)에는 전체적으로 통상 포토레지스트(Photo Resist)인 감광재를 형성시키고, 해당 관통홀의 위치에 마스크를 정렬시킨 후 1차 노광 및 현상 공정을 실시하며 에칭 공정을 통해 관통홀을 얻어낸다. Therefore, in order to form such a through hole, a photoresist, which is usually a photoresist, is formed on the
여기에서 해당 베이스(10)가 0.127 mm 내지 0.152 mm 의 두께를 가지는 것이 좋다. Here, the
다음으로, 도 2b를 참조하면, 상술한 베이스(10) 상에 2차 노광 및 현상 공정을 진행하게 된다. Next, referring to FIG. 2B, the secondary exposure and development processes are performed on the
즉, 베이스(10)의 상면에는 통상 포토레지스트(Photo Resist)인 감광재를 형성시키게 된다. 이때, 상기 감광재는 소정의 두께를 가지는 드라이 필름 포토레지스트(Dry Film Photo Resist)막일 수 있는데, 이 DFR(20)은 PCB(Printed Circuit Board)나 리드 프레임 등 고밀도, 고집적회로기판을 제조할 때 사용되는 감광성 소재이다. That is, the photoresist, which is usually a photoresist, is formed on the upper surface of the
또 상기 DFR(20)의 상측에는 도면 표현을 생략한 포토 마스크가 정렬되어 포토 마스크에 의해 DFR(20) 중 필요한 부분만을 얻어내는 노광 및 현상 공정을 실시한다. Moreover, the photomask which abbreviate | omitted drawing representation is aligned above the said
이러한 2차 현상 공정에 의해 광에 노출된 영역(이하 '노광 영역'이라 함)의 DFR(20)은 남아 있고, 이러한 현상 공정을 거친 DFR(20)의 상태에서 도금을 한다. The DFR 20 of the region exposed to light by the secondary development process (hereinafter referred to as the “exposure region”) remains, and plating is performed in the state of the DFR 20 that has undergone such a development process.
이때, DFR(20) 패턴이 형성되지 않은 노광 영역은 박리액에 의해 제거된다.At this time, the exposure area | region in which the
다음으로, 도 2c를 참조하면, 해당 공정은 다층 도금 공정으로서, 상술한 2 차 노광 및 현상 공정을 통해 DFR(20)이 형성된 베이스(10)에 후술하는 다이 패드(40)와 패턴(50)을 형성시키기 위해 도금층(30)을 형성시킨다. Next, referring to FIG. 2C, the process is a multilayer plating process, and the
이때, 상술한 도금층(30)은 도 4에 도시된 바와 같이 금(Au) 재질의 제1층(31)이 도금되고, 그 위에 니켈(Ni) 재질의 제2층(32)이 도금되고, 그 위에 내부 중간층으로서 구리(Cu) 재질의 제3층(33)이 도금되며, 그 위에 니켈(Ni) 재질의 제4층(34)이 도금되고, 그 위에 금(Au) 재질의 제5층(35)이 도금된다. In this case, as shown in FIG. 4, the
이러한 다층 도금시 최상층인 제5층(35)에 대하여 와이어(70)의 본딩이 이루어지게 되는데, 상기 니켈(Ni) 재질의 제2, 4층(32, 34)은 와이어 본딩시의 고온환경에서 내부 중간층인 구리(Cu) 재질의 제3층(33)에서 발생되는 구리 확산(Cu Migration)을 막을 수 있도록 0.5 내지 5.0㎛의 두께를 가져서 본딩되는 와이어(70)의 탈락을 방지하는 기능을 한다. When the multi-layer plating is performed, the
해당 도금층(30)의 각 층 두께는 제3층(33)이 25 내지 35㎛이고, 제2층(32) 및 제4층(33)이 0.5 내지 5.0㎛이며, 제1층(31) 및 제5층(35)이 0.3㎛인 것이 바람직하다. The thickness of each layer of the
다음으로, 도 2d를 참조하면, 해당 공정은 DFR 제거 공정으로서, 상술한 도금층(30)에서 DFR(20)의 격벽을 통해 구획된 중앙의 다이 패드(40)와 그 측면의 패턴(50)만이 남도록 DFR(20)을 제거시킨다. Next, referring to FIG. 2D, the process is a DFR removing process, in which only the
다음으로, 도 2e를 참조하면, 해당 공정은 다이 부착 공정으로서, 중앙의 다이 패드(40) 상에 반도체의 중심이 되는 다이(60)를 안착시킨다. 상기 반도체 다이(60)와 다이 패드(40)의 사이는 접착제를 매개로 접착될 수 있다. Next, referring to FIG. 2E, the process is a die attaching process, in which a
다음으로, 도 2f를 참조하면, 해당 공정은 와이어 본딩 공정으로서, 중앙의 다이(60)와 패턴(50)을 와이어(70)를 통해 전기적으로 연결한다. Next, referring to FIG. 2F, the process is a wire bonding process, and electrically connects the die 60 at the center and the
이때, 해당 와이어(70)는 금(Au) 재질인 것이 바람직하다. At this time, the
다음으로, 도 2g를 참조하면, 해당 공정은 몰딩 공정으로서, 와이어 본딩 작업이 완료된 상태에서 외장을 형성하는 플라스틱 캡슐을 패키징하도록 몰딩 금형을 통해 몰딩 화합물(80)로 충전시키고 해당 몰딩 화합물(80)을 경화시킴으로써 엔캡슐레이션(Encapsulation) 작업이 완료된다. Next, referring to FIG. 2G, the process is a molding process, in which a
이때, 이러한 몰딩 공정은 와이어 본딩된 반도체 다이(60)와 패턴(50) 그리고 와이어의 본딩을 지속시키고 이들을 외부로부터 보호하기 위하여 외장을 이루는 몰딩 화합물(80)로서 엔켑슐레이션하는 것으로, 해당 몰딩 화합물(80)은 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC : Epoxy Molding Compound)인 것이 바람직하다. In this case, the molding process is encapsulated as a
다음으로, 도 2h를 참조하면, 해당 공정은 배면 에칭 공정으로서, 반도체의 공정이 진행되는 보강재인 구리(Cu) 재질의 베이스(10)를 제거하기 위하여 에칭 공정을 수행한다. Next, referring to FIG. 2H, the process is a back etching process, and an etching process is performed to remove the
다음으로, 도 2i를 참조하면, 해당 공정은 절단 공정으로서, 소오우와 같은 절단 수단에 의하여 개별적인 패키지로 트리밍하게 된다. Next, referring to FIG. 2I, the process is a cutting process, which is trimmed into individual packages by cutting means such as saws.
도 3에는 이와 같이 완성된 개별 어레이 반도체 패키지가 PCB에 장착된 상태가 도시되어 있다. 3 shows a state in which the individual array semiconductor package thus completed is mounted on the PCB.
이제, 이와 같은 본 발명의 특징적인 전체 공정에서 다음과 같은 추가적인 세부 개선사항을 기술하고자 한다. Now, further details of the improvement in the characteristic overall process of the present invention will be described as follows.
상술한 1차 노광 및 현상 공정에서, 도금층(30)의 도금 부위인 에칭면을 만들기 위해서 에칭액(FeCl3)(예컨데, 저농도 에칭액(Etchant))을 이용하여 식각하게 되는데, 이러한 에칭 작업 후에 잔존하는 FeCl3 에 의해 다음의 화학식 1과 같이 구리(Cu)로 이루어진 베이스(10)의 면에 산화피막이 형성되게 된다. 이러한 산화피막은 해당 베이스(10)의 면에 도금을 방해한다. In the above-described first exposure and development process, etching is performed using an etching solution FeCl 3 (for example, a low concentration etching solution) in order to form an etching surface which is a plating portion of the
상기 CuCl2 는 베이스(10)의 구리(Cu)면에 잔존하여 도금 성장을 방해한다. The CuCl 2 remains on the copper (Cu) surface of the base 10 to prevent plating growth.
이와 같이 산소(O)에 의해 산화피막이 형성되는 결과가 도 5a에 도시되어 있다. 도 5a의 (a)는 일반 에칭액(FeCl3) 처리에 따른 시료의 표면 분석 결과인 SEM(Scanning Electron Microscope)의 분석 결과를 나타내고, (b)는 일반 에칭액(FeCl3) 처리에 따라 시료에 함유되어 있는 원소를 분석하는 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)의 분석 결과를 나타낸다. As a result, an oxide film is formed by oxygen (O). Figure 5a (a) shows the results of the SEM (Scanning Electron Microscope) analysis results of the surface analysis of the sample according to the general etching solution (FeCl 3 ) treatment, (b) is contained in the sample according to the general etching solution (FeCl 3 ) treatment It shows the result of analysis of Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) that analyzes the elements.
도 5a의 (b)에서 원으로 표시된 부분에서 알 수 있듯이 통상적인 에칭액(FeCl3)을 이용한 식각의 결과 구리(Cu)로 이루어진 베이스(10)의 면에 산소(O)가 함유되어 있음을 알 수 있다. As can be seen from the portion indicated by the circle in FIG. 5A (b), oxygen (O) is contained on the surface of the base 10 made of copper (Cu) as a result of etching using a conventional etching solution (FeCl 3 ). Can be.
해당 도 5a의 분석 결과가 다음의 표 1에 나타나 있다. The analysis results of FIG. 5A are shown in Table 1 below.
해당 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 도금을 방해하는 산화피막인 소량의 산소(O)가 베이스(10) 면에 잔존함을 알 수 있다. As can be seen in Table 1, it can be seen that a small amount of oxygen (O), which is an oxide film that prevents plating, remains on the surface of the
실제로, 산화피막은 알칼리 전해 탈지로 제거가 가능하나, 알칼리 탈지의 경우 PH가 12 이상인 강알칼리성이기 때문에 상술한 DFR(20)이 견디지 못하고 제거된다. In fact, the oxide film can be removed by alkali electrolytic degreasing, but in the case of alkali degreasing, the above-mentioned
이를 해결하기 위해 상술한 1차 에칭 공정 이후에 해당 베이스(10)를 전체적으로 활성화처리하게 된다. In order to solve this problem, the
즉, 활성화조에 물을 채우고 첨가 약품으로 옥손(Oxone)과 H2SO4 를 첨가한 후 희석시켜 해당 활성화조를 이용하여 베이스(10)의 표면을 활성화 처리시키게 된다. 이러한 활성화 처리 결과가 도 5b에 도시되어 있다. 도 5b의 (a)는 옥손(Oxone)과 H2SO4 를 첨가한 활성화 처리에 따른 시료의 표면 분석 결과인 SEM의 분석 결과를 나타내고, (b)는 옥손(Oxone)과 H2SO4 를 첨가한 활성화 처리에 따라 시료에 함유되어 있는 원소를 분석하는 EDS의 분석 결과를 나타낸다. In other words, the activation tank is filled with water and oxone (Oxone) and H 2 SO 4 is added and diluted with the added chemical to activate the surface of the base 10 using the corresponding activation tank. The result of this activation process is shown in FIG. 5B. Figure 5b (a) shows the SEM analysis results of the surface analysis of the sample according to the activation treatment to add Oxone and H 2 SO 4 , (b) represents Oxone and H 2 SO 4 The analysis result of EDS which analyzes the element contained in the sample according to the added activation process is shown.
여기에서, 상기 활성화조에 첨가되는 옥손(Oxone)은 5 내지 15% 함유되고, 바람직하게는 10%의 옥손(Oxone)이 함유되는 것이 좋다. 특히 상기 옥손(Oxone)은 옥손(Oxone) PS-16 인 것이 바람직하다. Here, the oxone (Oxone) added to the activation tank is contained 5 to 15%, preferably 10% of oxone (Oxone) is preferably contained. In particular, the oxone (Oxone) is preferably an oxone (Oxone) PS-16.
또한, 상기 활성화조에 첨가되는 H2SO4 은 1 내지 3% 함유되고, 바람직하게는 2%의 H2SO4 이 함유되는 것이 좋다. In addition, H 2 SO 4 added to the activation tank is contained 1 to 3%, preferably 2% of H 2 SO 4 is preferably contained.
도 5b의 (b)를 도 5a의 (b)와 비교하면 알 수 있듯이 통상적인 에칭 공정을 이용한 식각의 결과와 추가적인 활성화 처리를 통해 구리(Cu)면의 산화물이 제거되고 균일하게 나타나는 것을 알 수 있다. As can be seen by comparing FIG. 5B (B) with FIG. 5A (B), the oxide of the copper (Cu) surface is removed and appears uniformly through the result of etching using a conventional etching process and an additional activation process. have.
해당 도 5b의 분석 결과가 다음의 표 2에 나타나 있다. The analysis results of FIG. 5B are shown in Table 2 below.
해당 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 베이스(10) 면에서 도금을 방해하는 산화피막이 제거되어 산소(O)가 검출되지 않음을 알 수 있다. As can be seen from Table 1, it can be seen that the oxide film which prevents plating from the surface of the
또한 약품 첨가 처리의 결과 도 5b의 (a)에 도시된 바와 같이 베이스 표면 거칠기가 증가되어 도금의 밀착력을 증가시키는 효과도 얻을 수 있다.In addition, as a result of the chemical addition treatment, as shown in (a) of FIG. 5B, the base surface roughness is increased, thereby increasing the adhesion of the plating.
이러한 활성화 처리는 상술한 1 차 노광 및 현상 공정 이후의 에칭 다음 단계로 진행되지만, 추가적으로 2차 노광 및 현상 공정 이후의 베이스에 대하여도 처리할 수 있다. 즉, 2차 노광 및 현상 공정을 통해 DFR(20)이 형성된 베이스(10)에 대하여 동일한 활성화 처리를 함으로써 베이스 면의 부식을 막을 수 있게 된다. This activation process proceeds to the next step after the above-described primary exposure and development processes, but can also be further processed for the base after the secondary exposure and development processes. That is, by performing the same activation treatment on the
한편, 상술한 2차 노광 및 현상 공정 이후 이루어지는 다층 도금 공정에서 다층 도금의 부분층인 금(Au)은 PH가 알칼리 계열이다. 따라서 DFR(20)을 이용한 도금에서 해당 도금 용액에 데미지가 없는 DFR(20)이 요구된다. On the other hand, in the multilayer plating process performed after the above-described secondary exposure and development processes, the gold (Au), which is a partial layer of the multilayer plating, has an alkaline PH. Therefore, in the plating using the
즉, 일반적인 DFR(20)은 알칼리에 취약한 구조로 되어 있으며 NaOH와 같은 알칼리 용액에 의해서 DFR(20)의 구조가 파괴되어 칩의 형태로 분리되는 문제점이 있다. That is, the
따라서, 금(Au) 도금시 내알칼리성 DFR(20)이 필요하게 되는데, 이를 위해 ALPHO 702G40의 DFR을 채택한다. Therefore, when the gold (Au) plating Alkali-resistant DFR (20) is required, for this purpose adopts the DFR of ALPHO 702G40.
실제로 필요되는 DFR은 PH 12에서 60초간 디핑(Dipping) 테스트를 하여 강알칼리성 용액에서 데미지가 없어야 하는데, 상술한 ALPHO 702G40의 DFR에 대한 테스트 결과가 도 6에 도시되어 있다. The actually required DFR should be free of damage in the strong alkaline solution by dipping for 60 seconds at
도 6의 (a)는 내알칼리성 DFR인 ALPHO 702G40 DFR에 대한 내약품성 테스트 결과를 나타내는 도면이고, (b)는 또다른 내알칼리성 DFR인 AR340 DFR에 대한 내약품성 테스트 결과를 나타내는 도면이다.Figure 6 (a) is a diagram showing the chemical resistance test results for ALPHO 702G40 DFR alkali-resistant DFR, (b) is a diagram showing the chemical resistance test results for AR340 DFR another alkali resistance DFR.
도시된 바와 같이 PH 12, 온도 60℃의 조건에서 두 DFR은 모두 별다른 데미지가 없음을 알 수 있다. 하지만 가혹조건 상태인 PH12, 온도 120℃의 조건에서는 AR340 DFR에서 팽윤(Swelling)현상이 발생되어 적합하지 않은 것으로 판단된다. As shown in the diagram, both DFRs under conditions of
결론적으로, 금(Au) 도금시 필요되는 내알칼리성 DFR(20)은 일본 NICHIGO MORTON CO.,LTD의 ALPHO 702G40의 DFR이 적합하다. In conclusion, DFR of ALPHO 702G40 of NICHIGO MORTON CO., LTD of Japan is suitable for alkali-
한편, 상술한 2차 노광 및 현상 공정 이후 이루어지는 다층 도금 공정에서 다층 도금 중 베이스(10)와 솔더링되는 부분층(31)인 금(Au)의 도금 조건을 다음과 같이 최적화하여 젖음성(SolderAbility)을 확보한다. Meanwhile, the plating conditions of gold (Au), which is the
여기에서 상기 젖음성이라 함은 표면위의 액상 퍼짐성을 의미하며, 표면과 액상과의 접촉각이 최소화될수록 젖음성이 좋아진다. Here, the wettability means liquid spreadability on the surface, and the wettability is improved as the contact angle between the surface and the liquid phase is minimized.
도금 설비가 DC 컨버터 방식을 이용한 고주파 제어방식의 LNC Power IGBT인 상황에서 제어 조건으로 젖음성에 영향을 주는 다양한 인자(니켈(Ni)층의 두께, 니켈(Ni)층의 거칠기, 극간거리)를 변화시켜가며 관찰 인자인 전류파형을 DC, 리플(Ripple), 초파(Chopper)로 변화시킨 결과 초파 전류가 젖음성에 가장 중요한 인자이며, 니켈(Ni)의 두께도 두꺼울수록 젖음성에 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 여기에서 니켈(Ni)의 거칠기(광택)은 납땜에 영향을 미치지 않음이 관찰되었다. Change of various factors (nickel layer thickness, nickel layer roughness, inter-gap distance) affecting the wettability as a control condition when the plating equipment is a LNC power IGBT with a high frequency control method using a DC converter method. As a result of changing the current waveforms to DC, Ripple, and Chopper, the microwave current is the most important factor for wettability, and the thicker the thickness of nickel (Ni) affects the wettability. there was. It was observed here that the roughness (gloss) of nickel (Ni) did not affect soldering.
이러한 결과가 도 7에 도시되어 있다. 도 7의 (a)는 커버리지(Coverage) 90%의 비적합 상태를 나타내며, (b)는 초파 전류가 적용되어 커버리지(Coverage) 100% 양호한 상태를 나타낸다. These results are shown in FIG. FIG. 7A illustrates a non-conformance state of 90% coverage, and FIG. 7B illustrates a 100% coverage state where microwave current is applied.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다. The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited to the drawing.
도 1은 종래의 반도체 패키지를 나타내는 도면. 1 is a view showing a conventional semiconductor package.
도 2a 내지 도 2i는 본 발명에 따른 어레이 반도체 패키지의 제조 공정을 도시한 도면. 2A-2I illustrate a manufacturing process of an array semiconductor package in accordance with the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 개별 어레이 반도체 패키지를 도시한 도면. 3 illustrates an individual array semiconductor package in accordance with the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 도금층을 도시한 단면도. 4 is a cross-sectional view showing a plating layer according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 에칭 공정에 대한 실험 결과를 종래와 비교하기 위한 도면. 5 is a view for comparing the experimental results for the etching process according to the present invention with the prior art.
도 6은 본 발명에 따른 DFR을 내약품성 테스트 결과를 설명하기 위한 도면. Figure 6 is a view for explaining the chemical resistance test results DFR according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 도금층의 젖음성 테스트 결과를 설명하기 위한 도면. 7 is a view for explaining the wettability test results of the plating layer according to the present invention.
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- 2008-03-19 KR KR1020080025381A patent/KR100970116B1/en not_active IP Right Cessation
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WO2011159081A2 (en) * | 2010-06-14 | 2011-12-22 | 일진디스플레이(주) | Method for forming pattern, and pattern structure |
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