JPH0821652B2 - 半導体装置用リードフレームの製造設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置用リードフレームの製造設備に
係り、材料条材の製造及び形状の形成加工等の加工履歴
によって生じる残留応力を焼鈍によって良好に除去でき
るようにした設備に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置用リードフレームの製造は、一般に次の加
工過程にに従って順に行われる。

金属薄板の広幅帯材からリードフレームの所要幅の条
材にスリットする過程。

条材の巻きぐせ等の歪みを除去する歪矯正過程。

条材の不要部分を順次除去しインナーリードの先端部
を連結保持するタイバーを残して素子搭載ステージとイ
ンナーリード及びアウターリードを形成する第１のプレ
ス過程。

リードフレームの全面を加熱して残留応力を除去する
光輝焼なまし過程。

リードフレームの所要部分の表面にめっき処理を施す
めっき過程。

インナーリードの先端部をテープで保持固定した後タ
イバーを打ち抜き除去してリードフレームを所要形状に
形成する第２のプレス過程。

そして、これらの過程を含む製造設備によって形成さ
れたリードフレームの半導体素子搭載ステージに素子を
搭載した後、この素子の電極端子と外部導出リードとを
貴金属の細線で電気導通回路を形成し、更に樹脂封止し
て半導体装置に組み立てる。

このような半導体装置の組立てにおいて、リードフレ
ームが中間加熱工程を経る際の加熱によって、リードフ
レームの内部残留応力が解放され、インナーリード先端
部が変形してワイヤボンディング不良を生じ、半導体装
置の歩留り及び品質低下の要因となっていた。

更に、材料として使用される金属帯材が広幅である
と、冷間圧延等の製造工程の加工履歴によって滞有する
内部の残留応力の状態が幅方向の中央部分と両端部分と
では異なっている。このため、広幅の金属帯材から所要
幅の複数条にスリットすると、各々の条材は、中央部分
と両端部分のいずれからスリットされたかによって異な
った状態の内部残留応力が滞有してしまう。この条材を
第１のプレス過程の順送り金型を用いて、素子搭載ステ
ージとインナーリード及びアウターリード等で構成され
るリードフレームを形成する際、不要部分の打ち抜きに
よって滞有している残留応力が解放されて、リードフレ
ームの所要の形状及び寸法等が変化する。更に、各条材
別に変化の状態が異なり、順送り金型での打ち抜き条件
が変わり、インナーリード先端部の形状及び寸法が不安
定となり、リードフレームの歩留り及び品質低下の要因
となっていた。

従来では、このような問題を防ぐために、インナーリ
ードの先端部付近をテープ又は絶縁樹脂で固定する方
法、又はリードフレームを形成した後光輝焼なましを施
してリードフレームに滞有する内部残留応力を除去する
ことが一般に行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者の方法では、半導体装置組立にお
ける中間加熱工程を経る際の加熱によって滞有する内部
残留応力が解放され、更にリード先端部を固定したテー
プ及び樹脂が軟化伸縮してリード先端部のワイヤボンデ
ィングエリアに微細な変形を生じる欠点がある。

一方、後者の方法では、リードフレームに滞有する内
部残留応力の除去については有効である。しかし、第１
のプレス過程後で施すため、異なった状態の残留応力を
滞有する条材の打ち抜きによって残留応力が解放され、
形状及び寸法等が不安定となり、品質精度の維持が困難
であるという問題がある。これに対し、品質精度を維持
するためには、条材別に打ち抜き条件を変える調整を順
送り金型に施す必要がある。したがって、これらの調整
が条材別に不規則に発生して、リードフレームの生産性
を悪くし、且つ高価な順送り金型を破損する等の欠点が
あった。

また、近来では、リードフレームを用いる半導体装置
の機能の多様化や多ピン化傾向に伴い、インナーリード
の先端部が微細化されるようになった。このため、リー
ド幅やその間隔が一層狭くなり、インナーリードの微小
な変形は製品として許容できない状況であり、高い精度
の加工設備が必要となっている。

本発明の目的は、安定したリードフレームの打ち抜き
形成を維持して生産性の向上を図る共に、高精度，高品
質の半導体装置用リードフレームを加工可能とすること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、金属薄板をリードフレームの幅に合わせた
金属条材にスリッティングするスリッタと、該スリッタ
のライン下流に配置され前記金属条件をリードフレーム
のパターンに打ち抜きプレスするプレス装置を備えたリ
ードフレームの製造設備であって、前記スリッタとプレ
ス装置との間に第１焼鈍装置を配置すると共に、前記プ
レス装置の下流に第２焼鈍装置をレイアウトしたことを
特徴とする。

第１焼鈍装置は、酸化防止雰囲気中において、金属条
材の全面に15〜500KHzの高周波を印加する高周波誘導加
熱手段を備え、スリッティングによる残留応力を除去す
る。

また、第２焼鈍装置は、酸化防止雰囲気中において、
リードフレームのパターンのインナーリード及び／又は
素子搭載ステージ部に15〜500KHzの高周波を部分的に印
加する高周波誘導部分加熱手段を備え、プレス装置によ
る打抜き加工によって発生する残留応力を除去する。

〔作用〕

本発明の製造設備は、上記のように構成されているの
で、第１焼鈍装置によって、金属薄板の圧延以後及びス
リッティング後の金属条材に対する加工履歴による各条
材ごとに異なる残留応力が除去され、しかも各金属条材
の幅は素材の金属薄板よりも幅が格段に小さくなるの
で、各金属条材の応力除去度が均一化される。このた
め、プレス装置に搬送された後の順送り金型による打抜
き加工は、金属条材の残留応力分布が平滑化されている
ことから良好に行え、安定した打ち抜きを維持してリー
ドフレームのパターンが形成される。

また、プレス装置による打抜き成形後は、第２焼鈍装
置によってインナーリード及び／又は素子搭載ステージ
部のみの残留応力を除去するので、めっき処理加工や後
のプレス加工及び半導体装置組立等の工程で施す加熱に
対しても、所要の精度形状及び品質を維持するリードフ
レームを得ることができる。

〔実施例〕

上記構成及び作用を有する本発明の一実施例につい
て、添付図面に基づき説明する。

第１図は本発明の製造設備の処理工程を示す概略ブロ
ック図、第２図は一般的な半導体装置に用いられるリー
ドフレームの製造中間段階での平面図である。

第２図において、中間工程で形成されたリードフレー
ム11は、中央部の素子搭載ステージ15から離間して放射
状に配列され先端部分をタイバー14で連結された複数の
インナーリード12と、このインナーリード12に相対して
延設したアウターリード13がそれぞれ形成されている。
そして、素子搭載ステージ15を保持するサポートバー17
及びアウターリードを連結するダムバー16が形成し、更
にリードフレーム11の両端部には所定のピッチで基準ピ
ン孔19が開けられている。

第１図において、材料の金属薄板Ｂは、スリッタ１に
よって金属条材Ａにスリッティングされ、その後第１焼
鈍装置2,第１プレス装置3,第２焼鈍装置４へのパスライ
ンに供給され、更にその後めっき装置５及び第２プレス
装置６へと間欠搬送される。以下、金属薄板Ｂからリー
ドフレームのプレス成形までの工程を順に説明する。

圧延工程を経て形成されたFe−Ni系合金の広幅の金属
薄板Ｂは、第４図に示すようにアンコイラ1aからスリッ
タ１にループを描いて連続的に供給され、スリッタ１に
よって複数のリードフレーム幅に対応する寸法の金属条
材Ａにスリッティングされ、コイラ1bに巻き取られる。

スリッティングされた金属条材Ａは、コイラ1bから第
３図のアンコイラ2aに移し変えられた後、第１焼鈍装置
２に供給される。第１焼鈍装置２は高周波誘導加熱部を
備え、酸化防止雰囲気中で15〜500KHzの高周波を印加し
て金属条材Ａの全面を誘導加熱する。この焼鈍過程によ
って、金属薄板Ｂの圧延加工及びスリッター１によるス
リッティングによって発生した金属条材Ａの残留応力が
除去される。なお、高周波誘導加熱に代えて一般的な金
属熱処理に利用されている光輝焼鈍としてもよい。

残留応力を除去処理された金属条材Ａは、順送り金型
を装着した第１プレス装置３に間欠搬送される。そし
て、金型によって順次不要の部分を除去してゆき、最終
的に第２図に示した所定形状のリードフレーム11の連続
体がプレス加工によって成形される。

第２焼鈍装置４は第１焼鈍装置２と同様に高周波誘導
加熱部を備え、酸化防止雰囲気中で15〜500KHzの高周波
を印加してリードフレーム11の連続体を誘導加熱する。
この誘導加熱の領域は、リードフレーム11の樹脂封止ラ
イン18近傍より内側のインナーリード12及び素子搭載ス
テージ15に対応し、これらの領域以外にはマスキングを
施す処理を行う。そして、リードフレーム11の連続体の
裏面側から高周波を印加して部分加熱を施す。この焼鈍
処理により、第１プレス装置３によって第２図のリード
フレーム11の連続体を形成する際の打ち抜きや押し圧及
びコイニング等に基づく残留応力が除去処理される。こ
の後、間欠送りによって焼鈍処理されたリードフレーム
11の連続体はコイラ4aに巻き取り回収される。

更に、残留応力を除去する処理を施した前記リードフ
レーム11の連続体は、第５図に示すめっき装置５のアン
コイラ5aに移し変えられてめっき装置５に連続供給され
る。このめっき装置５では、リードフレーム11のインナ
ーリード12の先端部及び素子搭載ステージ15に所要の部
分めっきが施される。そして、処理後のリードフレーム
11の連続体はコイラ5bに巻き取り回収される。

そして、所定の部分めっきを施したリードフレーム11
の連続体は、第６図のように第２プレス装置６の前段の
アンコイラ6aに移し変えられ、順送り金型を装着した第
２プレス装置６に間欠搬送される。この第２プレス装置
６では、第２図においてリードフレーム11のインナーリ
ード12の先端部を連結しているタイバー14を除去し、リ
ードフレーム11の単体が所要個数含まれた短冊状となる
ように間欠的にカットする処理が行われる。

短冊状のリードフレーム11は、半導体装置組立ての工
程に供給され、ダイボンディングやワイヤボンディング
及び樹脂封止等の処理が最終工程として行われる。

〔発明の効果〕

本発明では、圧延加工及びスリット加工等の条材スリ
ット位置ごとに異なった残留応力を高周波加熱焼なまし
を施して均一化するので、従来のように、条材ごとに順
送り金型を調整する必要がなく、初期調整を維持し、安
定してリードフレームの形成ができ、材料歩留り及び稼
動率が向上し、更に高価な順送り金型の微細な刃物の破
損も抑えられる。

また、非加熱部分をマスキングして加熱する部分焼な
ましであるから、加熱部分以外の機能に変化がなく、形
状寸法が初期状態で維持できる。このため、半導体装置
組立の工程の加熱工程における変形もなく、位置決め精
度も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造設備の工程図を示す概略図、第２
図は第１プレス装置によって加工された中間段階のリー
ドフレームの平面図、第３図は第１焼鈍装置から第２焼
鈍装置までの装置のレイアウト図、第４図は金属条材の
スリッティング工程の装置のレイアウト図、第５図はめ
っき装置のレイアウト図、第６図は第２プレス装置のレ
イアウト図である。 1:スリッタ、1a:アンコイラ 1b:コイラ 2:第１焼鈍装置、2a:アンコイラ 3:第１プレス装置 4:第２焼鈍装置、4a:コイラ 5:めっき装置、5a:アンコイラ 5b:コイラ 6:第２プレス装置、6a:アンコイラ 11:リードフレーム、12:インナーリード 13:アウターリード、14:タイバー 15:素子搭載ステージ、16:ダムバー 17:サポートバー、18:樹脂封止ライン 19:基準ピン孔 A:金属条材、B:金属薄板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属薄板をリードフレームの幅に合わせた
   金属条材にスリッティングするスリッタと、該スリッタ
   のライン下流に配置され前記金属条材をえリードフレー
   ムのパターンに打ち抜きプレスするプレス装置を備えた
   リードフレームの製造設備であって、前記スリッタとプ
   レス装置との間に第１焼鈍装置を配置すると共に、前記
   プレス装置の下流に第２焼鈍装置をレイアウトしたこと
   を特徴とする半導体装置用リードフレームの製造設備。
2. 【請求項２】前記第１焼鈍装置は、酸化防止雰囲気中に
   おいて、前記金属条材の全面に15〜500KHzの高周波を印
   加する高周波誘導加熱手段を備えていることを特徴とす
   る請求項１記載の半導体装置用リードフレームの製造設
   備。
3. 【請求項３】前記第２焼鈍装置は、酸化防止雰囲気中に
   おいて、前記リードフレームのパターンのインナリード
   及び／又は素子搭載ステージ部に15〜500KHzの高周波を
   印加する高周波誘導部分加熱手段を有することを特徴と
   する請求項１記載の半導体装置用リードフレームの製造
   設備。