JPH0964260A

JPH0964260A - 切断成形金型

Info

Publication number: JPH0964260A
Application number: JP22172195A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Chatani; 幸弘茶谷
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Tohbu Semiconductor Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】切断成形加工工程における製品の品種変更に
伴う設備投資額を低減し半導体装置の多品種少量生産を
簡便かつ容易に実現する。【構成】上ダイセット１と、下ダイセット２と、上ダ
イセット１の下ダイセット２に対する昇降動作を案内す
るガイドポスト３と、下ダイセット２の中央部に配置さ
れた下ブロック１０と、下ブロック１０の内部に配置さ
れ、型面１１ａを上向きに露出させた切断成形ダイ１１
と、切断成形ダイ１１の型面１１ａを取り囲む位置に配
置された額縁状のフレーム位置決めガイド１３とからな
り、長尺のリードフレームをパッケージ単位に大まかに
分断して得られたワークを単位として、当該ワークをフ
レーム位置決めガイド１３内の切断成形ダイ１１に投入
することにより、たとえば大形の専用搬送シュート等を
用いることなく、ワークの切断成形を実行するようにし
た切断成形金型である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は切断成形金型に関し、特
に、半導体装置の製造工程における組み立て工程等に適
用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程において
は、ウェハプロセスで半導体ウェハ上に一括して形成さ
れた複数の半導体素子をダイシングによって個別に分離
した後、リードフレームに所定のピッチで複数個搭載
し、個々の半導体素子をリードフレームにワイヤボンデ
ィング等によって電気的に接続した後、さらに樹脂等に
よってリードフレーム上の複数の半導体素子を個別に封
止してパッケージを形成することが行われている。そし
て、このようなパッケージの形成までを終えたリードフ
レームは、切断成形工程に搬送され、複数のパッケージ
がリードフレームに搭載された連続状態のまま、所定の
搬送シュートに沿って配列された複数の切断成形金型に
逐次送り込むことによって、各パッケージの周辺部に突
出した複数のリードの切断や成形が施され、最終的にパ
ッケージ単位に切り離されて最終製品となる。

【０００３】なお、半導体装置の組み立て技術について
は、たとえば、日刊工業新聞社、１９９４年１１月３０
日発行、日本半導体製造装置協会編「半導体製造装置用
語辞典」Ｐ２７１、等に文献に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の従来
技術のように、切断成形工程において複数のパッケージ
が連接されたリードフレームのままで取り扱う場合に
は、品種の変更に際しては、各切断成形金型間をリード
フレームを搬送するシュート等の搬送機構等の全体を交
換する必要があり、段取り変更等の作業が大規模かつ煩
雑になるとともに、新品種等を切断成形するための設備
投資額も必要以上に大きくなる、という問題があった。
また、長いリードフレームのままで取り扱うため、リー
ドフレームを搬送するシュート等の搬送機構等の設置ス
ペースを要し、装置全体が大形化するという問題もあっ
た。このことは、市場における半導体製品のライフサイ
クルの短縮化や半導体装置の多様化に伴う多品種少量生
産等を実現する上で一層大きな技術課題となる。

【０００５】本発明の目的は、製品の品種変更に伴う設
備投資額を低減することが可能な切断成形金型を提供す
ることにある。

【０００６】本発明の他の目的は、半導体装置の多品種
少量生産を簡便かつ容易に実現することが可能な切断成
形金型を提供することにある。

【０００７】本発明のさらに他の目的は、設備の小形化
を実現することが可能な切断成形金型を提供することに
ある。

【０００８】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１０】本発明は、切断成形金型において、搭載し
た複数の半導体素子の各々を封止するパッケージを形成
する封止工程まで完了した連続フレームからパッケージ
単位に分離されたワークを位置決めする位置決機構と、
位置決機構に位置決めされたワークにおけるリード部の
切断操作および成形操作の少なくとも一方を実行するパ
ンチおよびダイとを含む構成としたものである。

【００１１】また、上述の切断成形金型において、位置
決機構およびパンチおよびダイはブロック化され、ブロ
ック単位に交換することによりワークの品種の切替が行
われる構成としたものである。

【００１２】また、上述の切断成形金型において、位置
決機構は、ワークのフレームの外枠をガイドする略矩形
のガイドと、ワークのフレームに形成された位置決め孔
に嵌合する位置決めピンとを含む構成としたものであ
る。

【００１３】また、上述の切断成形金型において、位置
決めピンは、フレームの位置決め孔に嵌合する先端部が
テーパをなすとともに、軸方向に可動な構成としたもの
である。

【００１４】また、上述の切断成形金型において、互い
に異なる切断または成形工程を実行する複数の切断成形
金型を多関節ロボットの周辺に配置し、任意の順序で複
数の切断成形金型を使用しながらワークの切断成形加工
が実行される構成としたものである。

【００１５】また、上述の切断成形金型において、切断
成形金型に対するワークの搬送動作は、ワークのパッケ
ージの中心部を基準にして実行されるようにしたもので
ある。

【００１６】

【作用】上述の本発明の切断成形金型によれば、長尺の
リードフレームからパッケージ単位に分離されたワーク
を取り扱うことができるので、たとえば複数の切断成形
金型間を移動させる場合でも、長尺のリードフレームを
搬送するための専用のシュート等の搬送機構が一切不要
になる。また、切断成形金型間の受渡しは、多関節ロボ
ット等の自由度の大きな汎用の搬送動作を行う技術を用
い、複数種の半導体装置やワーク状態のパッケージの中
心を基準として取り扱うことで、各品種に専用の搬送機
構は全く不要になる。

【００１７】このため、品種の切替等に伴う設備投資
は、切断成形金型自体を交換する費用のみとなり、従来
のように搬送機構全体を交換する場合に比較して、たと
えば、１／３程度に大幅な設備投資額の低減を実現する
ことができる。

【００１８】また、製品の品種切替時の段取り作業は切
断成形金型の交換作業のみとなり、半導体装置の多品種
少量生産を簡便かつ容易に実現することができる。

【００１９】さらに、長尺のリードフレームをそのまま
取り扱わないので、切断成形金型や搬送機構等を簡略化
および小形化でき、切断成形工程全体の小形化を達成で
きる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施例である切断成形
金型の構成の一例を示す斜視図であり、図２は、その断
面図、図３は、その一部を拡大して示す断面図である。

【００２２】図１に例示されるように、本実施例の切断
成形金型Ｋは、上下方向に平行に対向する上ダイセット
１と下ダイセット２、および上ダイセット１の下ダイセ
ット２に対する昇降動作を案内するガイドポスト３を含
んでいる。上ダイセット１の上面には、シャンク取付部
４が固定されており、図示しないプレス機構等がシャン
ク取付部４を介して接続されることにより、上ダイセッ
ト１を上下動させる推力が伝達される。

【００２３】下ダイセット２の中央部には、下ブロック
１０が固定されており、この下ブロック１０の内部に
は、型面１１ａを上向きに露出させた切断成形ダイ１１
が収納されている。切断成形ダイ１１の型面１１ａを取
り囲む位置には、額縁状のフレーム位置決めガイド１３
が配置されている。このフレーム位置決めガイド１３の
内周部には、下側に幅寸法が漸減するようなすり鉢状の
テーパ状案内面１３ａが設けられており、上部から投入
される後述のような形状の加工対象のワークＷを、切断
成形ダイ１１の型面１１ａに位置決めする動作が行われ
る。切断成形ダイ１１の型面１１ａは、ワークＷの品種
等に応じた所定の形状に加工されている。また、下ブロ
ック１０には、フレーム位置決めガイド１３に投入をさ
れたワークＷを検出するワーク検出センサ１２が設けら
れている。

【００２４】上ダイセット１には、下ブロック１０に対
向するように上ブロック５が固定されており、その対向
面には、ガイドポスト３と平行に上ブロック５に基端部
が支持されたストリッパポスト８に案内されて上下動す
るパンチガイド９と、このパンチガイド９を貫通すると
ともに基端部がパンチ支持部材６を介して上ブロック５
に支持された切断成形パンチ７が設けられている。パン
チガイド９の切断成形ダイ１１に対する対向面には、型
面１１ａとの間でワークＷを挟持するための補助型面９
ａが、当該ワークＷの形状に応じて形成されている。

【００２５】さらに、パンチガイド９の補助型面９ａに
は、先端部にテーパ１６ａが形成され、バネ１５によっ
て背後から付勢される位置決めピン１６が突設されてお
り、後述のようなワークＷの一部に嵌合することによっ
て、当該ワークＷの切断成形ダイ１１に対する精密な位
置決め動作が可能になっている。

【００２６】図４は、本実施例の切断成形金型Ｋの加工
対象となるワークＷが切り出されるリードフレーム１７
０の全体構成の一例を示す平面図であり、図５は、本実
施例の切断成形金型Ｋの加工対象となるワークＷの一例
を示す平面図である。

【００２７】リードフレーム１７０は、前段のペレット
ボンディング工程、ワイヤボンディング工程、さらには
パッケージ１４を形成する封止工程を経ることによっ
て、複数のパッケージ１４が長手方向に所定のピッチで
配列された構成となっている。各パッケージ１４の周囲
には、タイバー１７ｂに連ねられるとともに外端部が当
該リードフレーム１７０と一体となっている複数のアウ
タリード１７ａが突設されている。各パッケージ１４に
おける矩形の複数のアウタリード１７ａが突設されてい
る辺以外の辺部は、図示しないタブ吊りリードによって
リードフレーム１７０に支持されており、このタブ吊り
リードは、後述のピンチカットによってリードフレーム
１７０から切り離される。各パッケージ１４に属するア
ウタリード１７ａの外端部は、スリット１７ｃによって
区切られている。このスリット１７ｃは、後述のよう
に、本実施例の切断成形金型Ｋに供給されるワークＷを
リードフレーム１７０から個別に分断してワークＷを形
成する際の分断位置となる。

【００２８】また、リードフレーム１７０の長手方向の
両側端縁には、パッケージ１４を単位とする位置に、円
形の位置決め孔１７ｄおよび長円形の位置決め長孔１７
ｅが穿設されている。前述したパンチガイド９の位置決
めピン１６の配列位置および口径は、この円形の位置決
め孔１７ｄに合致して嵌合するように設定されている。

【００２９】なお、本実施例の場合、説明を分かりやす
くするため、複数のパッケージ１４を一体に連ねたもの
をリードフレーム１７０と記し、当該リードフレーム１
７０をパッケージ１４を単位に大まかに分断した状態の
ワークＷに付随するものをリードフレーム１７と表記し
て区別する。

【００３０】以下、本実施例の切断成形金型Ｋを用いた
切断成形工程の作用の一例を説明する。まず、切断成形
工程に先立って、図４に例示されるような複数のパッケ
ージ１４を連ねた長尺のリードフレーム１７０を、各パ
ッケージ１４の境界部のスリット１７ｃを境に大まかに
分断し、図５に例示されるようなパッケージ１４を単位
とする複数のリードフレーム１７に分けることによって
パッケージ単位のリードフレーム１７としての取扱が可
能な状態のワークＷを得る。

【００３１】次に、このように分断されたリードフレー
ム１７（ワークＷ）を、たとえば、図示しない多関節ロ
ボット等のようなフレキシブルな搬送手段によって、切
断成形金型Ｋのフレーム位置決めガイド１３の内部に投
入する。なお、このような搬送時の基準位置としては、
たとえば、リードフレーム１７の中央部に位置するパッ
ケージ１４の中心を採用し、この中心位置を真空吸着等
の方法によって保持する。これにより、品種によってリ
ードフレーム１７やパッケージ１４の外形寸法等が異な
っていても共通の搬送機構による取扱が可能になる。

【００３２】フレーム位置決めガイド１３の内部に投入
されたリードフレーム１７は、テーパ状案内面１３ａに
沿って、切断成形ダイ１１の型面１１ａに大まかに位置
決めされる。

【００３３】この時、型面１１ａに対するリードフレー
ム１７（ワークＷ）のセットはワーク検出センサ１２に
よって検出され、これを契機として、上ダイセット１を
降下させる。すると、まず最初に、パンチガイド９の補
助型面９ａがリードフレーム１７に当接し、当該補助型
面９ａに突設されている複数の位置決めピン１６が、リ
ードフレーム１７の対応する位置決め孔１７ｄに嵌合
し、先端部のテーパ１６ａのセンタリング作用等によっ
て、リードフレーム１７の全体が、型面１１ａに精密に
位置決めされる。ほぼ同時に、パンチガイド９の押圧力
によってリードフレーム１７は、補助型面９ａと型面１
１ａとの間で挟圧されて固定される。

【００３４】この状態で、さらに切断成形パンチ７が下
降し、リードフレーム１７に当接することによって、た
とえば、タイバー１７ｂの切除（アウタリード１７ａか
らの切り離し）や、アウタリード１７ａの先端部のリー
ドフレーム１７からの切り離しや、タブ吊りリードを切
断して、パッケージ１４をリードフレーム１７から完全
に切り離すピンチカット等の切断加工を実行する。ま
た、型面１１ａおよび補助型面９ａの形状が曲げ成形用
に形成されている場合には、当該型面１１ａおよび補助
型面９ａの形状に応じたアウタリード１７ａの曲げ成形
等の加工も同時に実行する。

【００３５】その後、上ダイセット１を上昇させて、切
断成形ダイ１１とパンチガイド９とを離反させて開放
し、ワークＷを取り出して次工程等に搬出する。

【００３６】前述の切断加工や曲げ加工は、一つの切断
成形金型Ｋで同時に実行してもよいし、あるいは、たと
えば、図６に例示されるように、各切断工程および曲げ
工程毎に、各々に専用の本実施例のような複数の切断成
形金型Ｋ１〜Ｋ４を配置し、これらの間を順次移動させ
ることによって一連の切断成形加工が完了する構成とし
てもよい。

【００３７】また、図７に例示されるように、フレキシ
ブルな搬送動作が可能な多関節ロボット２００の周囲の
アクセス可能範囲内に複数の切断成形金型Ｋ１〜Ｋｎを
配置し、多関節ロボット２００による搬送動作の制御に
よって、複数の切断成形金型を選択的に組み合わせて必
要な切断成形加工工程を構築してもよい。この場合に
は、必要に応じて、実際の加工に用いられない任意の切
断成形金型Ｋｎの下ブロック１０や下ダイセット２を、
加工途中のワークＷが過渡的に載置されるバッファとし
て用いてもよい。

【００３８】以上説明したように、本実施例の切断成形
金型によれば、長尺のリードフレーム１７０からパッケ
ージ１４を単位とする長さに分断されたワークＷを単位
として、切断成形工程を実行するので、ワークＷの搬送
に際しては、個々のワークＷのパッケージ１４の中心位
置を搬送時における基準位置として用いることにより、
サイズの異なる複数種のワークＷの搬送操作を共通の、
多関節ロボット等によって汎用的に行うことが可能とな
る。

【００３９】このため、本実施例の切断成形工程におい
ては長尺のリードフレーム１７０の搬送に必要な、大形
で高コストのシュート等の搬送機構は全く不要となり、
切断成形金型のみを品種対応に交換するだけで済むた
め、たとえばワークＷの品種（サイズ等）の変更に伴う
シュート等の大形で高価な搬送機構の新設等が全く不要
となり、大幅にコストダウンおよび省スペースによる設
備の小形化を実現することができる。本発明者らの試算
によれば、従来のように搬送機構全体を交換する場合に
比較して、たとえば、１／３程度に大幅な設備投資額の
低減を実現できることが知られている。この結果、ワー
クＷの多品種少量生産を安価に、迅速かつ簡便に行うこ
とが可能になる。

【００４０】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４１】たとえば、リードフレームやワークの形状
としては、上述の実施例に例示したものに限らない。

【００４２】以上の説明では、主として本発明者によっ
てなされた発明をその背景となった利用分野である半導
体装置の製造工程に適用した場合について説明したが、
それに限定されるものではなく、一般の精密切断成形技
術に広く適用することができる。

【００４３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００４４】本発明の切断成形金型によれば、製品の品
種変更に伴う設備投資額を低減することができる、とい
う効果が得られる。

【００４５】また、半導体装置の多品種少量生産を簡便
かつ容易に実現することができる、という効果が得られ
る。

【００４６】また、設備の小形化を実現することができ
る、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である切断成形金型の構成の
一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例である切断成形金型の構成の
一例を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例である切断成形金型の一部を
拡大して示す断面図である。

【図４】本発明の一実施例である切断成形金型の加工対
象となるワークが切り出されるリードフレームの全体構
成の一例を示す平面図である。

【図５】本発明の一実施例である切断成形金型の加工対
象となるワークの一例を示す平面図である。

【図６】本発明の一実施例である切断成形金型を複数個
用いた切断成形加工工程の構築例を示す概念図である。

【図７】本発明の一実施例である切断成形金型を複数個
用いた切断成形加工工程の構築例を示す概念図である。

【符号の説明】

１上ダイセット２下ダイセット３ガイドポスト４シャンク取付部５上ブロック６パンチ支持部材７切断成形パンチ８ストリッパポスト９パンチガイド９ａ補助型面１０下ブロック１１切断成形ダイ１１ａ型面１２ワーク検出センサ１３フレーム位置決めガイド１３ａテーパ状案内面１４パッケージ１５バネ１６位置決めピン１６ａテーパ１７リードフレーム（ワーク付属）１７ａアウタリード１７ｂタイバー１７ｃスリット１７ｄ位置決め孔１７ｅ位置決め長孔１７０リードフレーム２００多関節ロボットＫ，Ｋ１〜Ｋｎ切断成形金型Ｗワーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】搭載した複数の半導体素子の各々を封止
するパッケージを形成する封止工程まで完了した連続フ
レームから前記パッケージ単位に分離されたワークを位
置決めする位置決機構と、前記位置決機構に位置決めさ
れた前記ワークにおけるリード部の切断操作および成形
操作の少なくとも一方を実行するパンチおよびダイとを
含むことを特徴とする切断成形金型。
【請求項２】請求項１記載の切断成形金型において、
前記位置決機構および前記パンチおよびダイはブロック
化され、前記ブロック単位に交換することにより前記ワ
ークの品種の切替が行われることを特徴とする切断成形
金型。
【請求項３】請求項１記載の切断成形金型において、
前記位置決機構は、前記ワークの前記フレームの外枠を
ガイドする略矩形のガイドと、前記ワークの前記フレー
ムに形成された位置決め孔に嵌合する位置決めピンとを
含むことを特徴とする切断成形金型。
【請求項４】請求項３記載の切断成形金型において、
前記位置決めピンは、前記フレームの前記位置決め孔に
嵌合する先端部がテーパをなすとともに、軸方向に可動
にされていることを特徴とする切断成形金型。
【請求項５】請求項１記載の切断成形金型において、
互いに異なる切断または成形工程を実行する複数の前記
切断成形金型を多関節ロボットの周辺に配置し、任意の
順序で複数の前記切断成形金型を使用しながら前記ワー
クの切断成形加工が実行されることを特徴とする切断成
形金型。
【請求項６】請求項１，２，３，４または５記載の切
断成形金型において、前記切断成形金型に対する前記ワ
ークの搬送動作は、前記ワークの前記パッケージの中心
部を基準にして実行されることを特徴とする切断成形金
型。