JPH11330333A - 高耐圧ダイオードの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［課題］ばらばらに分離されたリード線を、整列して製
造する従来の製造方法は、生産性を高めるための大きな
障害であり、更にリード線が変形しやすいため、不良発
生も高かった、本発明はこれら従来製造方法上の問題を
解決することを課題としている。 ［解決手段］本発明は、全てのリード線が一体に且つ高
精度で整列され形成されたリードフレームを用い、且つ
リードフレームのリード線の弾性を利用して積層高耐圧
ダイオードチッを挟持させて半田付けさせることによ
り、主要工程を整列されたリード線を利用できるように
した製造方法であり、従来の製造方法による問題点を解
決した製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［産業上の利用分野］本発明は、テレビジ
ョン、電子レンジ等１０数キロボルトの高電圧回路に用
いる高耐圧ダイオードの製造方法に関する。

【０００２】［従来の技術］従来の高耐圧ダイオード
は、一対の断面円形のリード線を突き合わせるように配
置し、両リード間に積層高耐圧ダイオードチップを半田
付けしモールドした構成であり、製造に当たっては、ば
らばらに切断されたリード線の整列が製造の主要各工程
で必要となり生産性を高めるための大きなネックとなっ
ている。［１図］は、これら従来の高耐圧ダイオードの
断面略図である。図において１は積層高耐圧ダイオード
チップ、２はリード線、３はモールド用樹脂更に３−１
はＰＮ接合保護用のレジンである。図において一対のリ
ード線と積層高耐圧ダイオードチップは、４で半田付け
接続されている。かかる従来方法による高耐圧ダイオー
ドの代表的な製造方法の概略工程は［２図］のようにな
る。以下主要工程を示す断面略図によって従来の製造方
法を説明する。先ず［２図］Ａに示すように、上下のリ
ード線を治具により整列せしめ、更に［２図］Ｂ、Ｃに
示すごとくコインの整列カウンターと同様の治具により
積層高耐圧ダイオードチップと重しが整列せしめられ
る。これらの図に於いて、５−１はリード線の整列治具
であり、５−２は積層高耐圧ダイオードチップの整列治
具、更に５−３は重しの整列治具更に６は重しである。
これらの治具が［２図］Ｄに示すごとく、下側リード線
整列治具、積層高耐圧ダイオードチップ整列治具、上側
リード線整列治具更に重し整列治具の順にガイドを介し
て整然と組合わされ、かかる状態でベルト炉によ全体的
に加熱されて、一対のリード線間に積層高耐圧ダイオー
ドチップが半田付け固定され、続いてこれら整列治具よ
り取り出される。［２図］Ｅは取り外した状態を示して
いる。続いて積層高耐圧ダイオードチップのＰＮ接合表
面をエッチング・洗浄更に乾燥し、高耐圧ダイオードの
特性を望ましい状態としする。続いて治具上に整列しレ
ジンのディスペンサー装置に送り込みレジンコート続い
てレジンの乾燥を行う［２図］Ｆはレジンコートした状
態を示している。なお図において３−１はコーティング
されたレジンである。続いてモールド用治具に整列さ
せ、モールド金型にセットし、樹脂モールドを実施す
る。［２図］Ｇは治具よりの取り外し状態を示してい
る。続いて測定、マーキング工程と続き終了する。

【０００３】［本発明が解決しようとする課題］［２
図］において明らかなように、従来工程は、複雑な整列
工程が幾度となく繰り返される方法であり、特に変形い
わゆる曲がりやすいリード線を対象とする整列工程の連
続である、このため［２図］Ａ、Ｂ、Ｃにおける部品整
列作業の困難さ、半田付け後の治具よりの取り出し、エ
ッチング・洗浄・乾燥工程更にはレジンコート、モール
ド各々の工程における半田接着部の破断事故、レジンコ
ート工程に於ける不必要箇所へのコーティング或いは逆
に積層高耐圧ダイオードチップ表面へのコーティング不
足、更にモールド工程に於ける金型からリード線のはみ
出しによるモールド不良、時には高価な金型の破損事故
等多くの不良発生及び治具や金型の損傷の問題を引き起
こしている。このためかかる従来の製造方法では、生産
性を高めることが極めて困難であるのみならず、不良発
生、治具・金型の維持管理の困難さ等多くの問題を抱え
ていた。本発明は、これら高耐圧ダイオード生産開始後
２０数年にわたり継続されている製造方法を改善しよう
とするものである。

【０００４】［課題を解決する手段］本発明は、前項で
述べたように各々の工程でばらばらなリード線を整列す
るという困難な工程を有する従来の製造方法を、予め高
精度に配列されたリード線を有するリードフレームを使
用することにより、根本から改善した製造方法である。
しかし、高耐圧ダイオードの場合、従来のリードフレー
ムによる半導体デバイス組み立てのようにワイヤーボン
ディングはできない、このため本発明は、リードフレー
ムのリード線の弾性により積層高耐圧ダイオードチップ
を保持し、かかる状態で加熱し半田付けを実施すること
により、各の工程においてリードフレームの状態、即ち
高精度に配列された状態で、作業を行うようにし、極め
て高い生産性を達成し、更に前項で上げられた各種問題
を解決せしめた製造方法を提案したものである。

【０００５】［実施例１］本発明による具体的実施例を
［３図］によって説明する。 ［３図］は本発明による
高耐圧ダイオードの製造方法を段階的に示した主要工程
の平面略図である。［３図］Ａは、本発明製造方法に好
適なリードフレームの一例を示しており、リードフレー
ムは７によって表示されている。櫛の歯状に設けられた
多数のリード線７−１を有している。かかるリードフレ
ームのリード線の間隔を広げて、一対のリード線間に積
層高耐圧ダイオードチップを挿入し、広げた間隔を元に
戻すと、リード線は弾性によって元の状態に戻り、［３
図］Ｂに示すように一対のリード線間に積層高耐圧ダイ
オードチップがリード線の弾性によって挟持された状態
となる。この状態で半田付け温度まで昇温すると、１対
のリード線の先端と積層高耐圧ダイオードチップの両端
とが半田付けされ固定される。続いてフレームのまま積
層高耐圧ダイオードチップ部をエッチング液に浸漬し、
積層高耐圧ダイオードチップ表面を処理して良好な電気
的特性を持つようにせしめる、［３図］Ｃはエッチング
状態を示している。。なお図において１０はエッチング
液であり、硝酸・フッ化水素酸等の混合液が用いられ。
続いて［３図］Ｄに示すように前記積層高耐圧ダイオー
ドチップ表面にＰＮ接合保護レジンをコートする。コー
ティング方法は、図のようにレジン９の中に浸漬する方
法、ディスペンサーによる１個１個のコーティング方法
更にはスプレーコーティング方法等が有効である。続い
て［３図］Ｅに示すように、積層高耐圧ダイオードチッ
プとそれに隣接するリード線とをモールド樹脂特にエポ
キシ等樹脂によりモールドする。図において３はモール
ド用樹脂である。なおモールド方法としては、トランス
ファーモールド、ポッティングモールド或いは粉体塗装
によるモールド特に流動浸漬等が有効である。続いて
［３図］Ｆに示すように、一対のリード線の一方を切断
し、一対のリード線間の電気的特性すなわちダイオード
特性を測定する。図で８はリード切断部である。かかる
状態であれば、工程スタート時と同様に正確に配列され
ており、更に電極としてのリード線は、アノードとカソ
ードが交互に配置されているので、電気的特性測定が容
易となる。続いてもう一方のリード線を切断することに
より、［３図］Ｇのように、高耐圧ダイオードが完成す
る。このとき切断前にマーキング等の工程も連続して実
施することも可能であり、一層の生産性の向上に役立つ
ものである。

【０００６】［実施例２］本発明製造方法の他の実施例
を［４図］によって説明する。本実施例は、前記実施例
において、本発明のポイントの一つであるリード線によ
り、積層高耐圧ダイオードチップを挟持させるに好適な
る治具に関する具体例である。使用するリードフレーム
７は、［４図］Ａに示したものであり、７−１はリード
線である。［４図］Ｂによって、リードフレームをセッ
トした状態での積層高耐圧ダイオードチップのセット及
び挟持させるための治具及びその動作を説明する。図に
おいて１１は治具本体であり、１１−１は積層高耐圧ダ
イオードチップのセット部位、１１−２は一対のリード
線７−１、７−１’を押し広げる機構である。当該治具
で作業する場合、先ず一対のリード線を押し広げ機構１
１−２によって広げ（図の矢印を双方とも外側に向かっ
て動作させ押し広げる）、かかる状態で積層高耐圧ダイ
オードチップをセット部位１１−１にセットし、１フレ
ームに対する全てのチップがセットされた状態で、前記
押し広げる機構を解除し、一対のリード線７−１、７−
１’が、リード線自身の弾性によって内側に戻ることを
自由にすると、一対のリード線７−１、７−１’の先端
対向面７−２、７−２’が積層高耐圧ダイオードチップ
の側面を両サイドから弾性によって押圧し、積層高耐圧
ダイオードチップを挟持するようになる。勿論リード線
先端対向面７−２、７−２’間隔は、フレーム状態に於
いて積層高耐圧ダイオードチップの全長より小さく設計
することが必要である。なお積層高耐圧ダイオードチッ
プの整列方法は、パーツフィーダー、ロボットによる自
動整列方法、コイン整列カウンター方式の整列治具の併
用等が有効である。本実施例で明らかなように積層高耐
圧ダイオードチップをリード線の弾性による挟持は、極
めて容易に達成可能である。

【０００７】［実施例３］本発明にかかる他の実施例を
［５図］の断面斜視図によって作業の段階を追って説明
する。本実施例では、リードフレーム保持機構と積層高
耐圧ダイオードチップの整列・リード線幅広げ機構とを
分割した治具とした方法であり、量産に好適な製造法法
である。以下図によって詳細を説明する。［５図］Ａ
は、一対の櫛歯状リード線を有するリードフレームを用
いた場合である。図において１４はリードフレーム、当
該リードフレームはリードフレーム固定治具１２−１及
び１２−２によって固定されている。一方［５図］Ｂ
は、積層高耐圧ダイオードチップの整列機構とリード線
幅広げ機構を有する治具であり、図において１３は治具
全体を示し、１３−１は積層高耐圧ダイオードチップ整
列機構部、１３−２は、リード線幅広げ機構部、１３−
３はリードフレーム固定治具を所定位置に設定するため
のガイドピンある。又１３−４はリード線幅広げ機構を
作動させるための高圧ガス導入口である。リードフレー
ムを固定した状態で治具を治具１３上にセットし、高圧
ガスを導入してリード線幅広げ機構を作動させると、図
のように、フレームのリード線は上方に突き上げられ対
向するリード線間隔は実質的に拡大即ち幅が広げられ
る。かかる状態で、［５図］Ｄに示すように積層高耐圧
ダイオードチップ１を整列機構１３−１にセットし、幅
広げ機構の動作を停止させる即ち１３−４からの高圧ガ
ス導入を止めることにより、突き上げられていたリード
線は元の位置に戻り、積層高耐圧ダイオードチップを挟
持するようになる。かかる状態で治具全体或いは積層高
耐圧ダイオードチップと隣接するリード線部分を部分的
に加熱することによって、積層高耐圧ダイオードチップ
とリード線先端部は半田付けされる、半田付けによる必
要な半田は、積層高耐圧ダイオードチップの側面又はリ
ード線先端部或いはチップとリード線先端部の双方に予
め設けておくことは無論である。［５図］Ｅは半田付け
完了後、リードフレーム固定治具を取り外した状態を示
している。更に［５図］Ｆはモールドした状態を示して
おり、１４−１と１４−１’は、一対の対向するリード
線である。以上の説明でも明らかなように、本発明の製
造方法によれば、従来の製造方法に於ける最大の問題点
であるリード線の整列作業から解放される。これによっ
て生産性の大幅な向上と、インライン化等自動化が容易
となる。無論熟練した手作業は必要なくなるため、取り
扱いのトラブルが無くなり、不良率の大幅低減が可能と
なった。なお本方法によった場合加熱時リード線の熱膨
張によってリード線が長手方向に伸びるため、本方法の
場合は部分加熱が望ましい。

【０００８】［実施例４］本発明に適用して好適なるリ
ードフレームを、［６図］によって説明する。［６図］
に於いて、Ａは前記実施例で説明した方式のリードフレ
ームであり、Ｂは、積層高耐圧ダイオードチップとの接
触面即ち半田付け面を大きくするためリード先端部１５
−１を屈曲変形させたリードフレーム１５である、接触
面が大きいため半田付け強度が増す効果がある。更に
［６図］Ｃは半田付け時の加熱によるリード線の熱膨張
によるリード線の変形と作業の困難さを除去するため、
リード線根元部にリード線の熱による長手方向の膨張を
吸収するためのダンパー部分を設けたリードフレーム１
６であり、特に前記実施例３の方式に於いて極めて有効
である。図において１６−１は、ダンパー部分で有り、
これは上記の熱による膨張を吸収する他に、半田付け時
に積層高耐圧ダイオードチップへの適度な押圧を持たせ
るためにも効果的である。なおこれらリードフレーム
は、［６図］ＢとＣの組み合わせ等の変形も可能であ
る。

【０００９】［実施例５］本発明の他の実施例を［７
図］によって説明する。本実施例は、櫛歯状リードフレ
ームを図のように並列に配置し固定して使用する製造方
法を概念的に説明する斜視図である（図では固定方法の
詳細は省略した）。スペーサー１８は、積層高耐圧ダイ
オードチップの全長より薄くし、リード先端が適度な弾
性を持って積層高耐圧ダイオードチップを挟持し得るよ
うに設計してある。１７はリードフレームであり、１９
は積層高耐圧ダイオードチップの整列治具である。図で
整列治具上には積層高耐圧ダイオードチップ１が整列し
てある。［８図］は［７図］製造方法を実施するに好適
な、積層高耐圧ダイオードチップの挟持用治具の断面略
図である。［７図］のようにリードフレーム１７及び積
層高耐圧ダイオードチップ１それぞれを整列或いは固定
した治具をセッティング治具２１によって組み合わせ
る、セッティング治具には電磁石が取り付けてあり、ガ
イド２０によって前記スペーサーを介して固定されたリ
ードフレームと積層高耐圧ダイオードチップが整列され
た治具がセットされる、図で明らかなようにリード線先
端の開きは電磁石によって調整される、このため積層高
耐圧ダイオードチップは、リード線先端部に容易に挟持
させることが可能となる。本発明では、以後の工程をス
ペーサーを有する治具２０によって保持した状態で実施
することによって、エッチング・洗浄・乾燥更にはレジ
ンコート及び樹脂モールド工程において、当該治具を連
続使用することによって生産性を大幅に向上させること
が可能となる。なおリードフレームに関し、２枚の櫛歯
状リードフレームを使用したが、両サイドに櫛歯状リー
ドを持つリードフレームを屈曲して使用することも可能
である。

【００１０】［実施例６］本発明の製造方法に適用して
有効なリードフレームの他の構造を、［９図］に示し
た。［９図］に於いてリードフレームは、リード先端に
積層高耐圧ダイオードチップへの接続電極を設けた櫛歯
状のリードフレームを屈曲させて立体的に積層高耐圧ダ
イオードチップを挟持出来る構造としたものであり、前
記実施例と同様、高耐圧ダイオード製造の生産性向上に
有効である。図において２２はリードフレーム本体、２
２−１は上部電極、２２−２は下部電極である、上部と
下部電極は、リード線を２２−３に於いて屈曲させるこ
とにより形成している。Ａは平面図であり、Ｂはその側
面図である。更にＣ図は、［７図］の本発明にかかるリ
ードフレームの変形であり、［７図］では２枚の櫛歯状
リードフレームを使用したが、本実施例では、一体構成
のリードフレームを屈曲させたリードフレーム２３であ
り、図において２３−１と２３−２は一体形成されたリ
ードフレームを、屈曲部２３−３で屈曲させ対向するよ
うに形成された対向リードである。［７図］の実施例の
場合同様生産性向上に有効である。特に同一フレームで
あるため一対のリード線の相対位置関係が高い精度とな
るメリットがある。

【００１１】［発明の効果］高耐圧ダイオードの生産
を、一体構成のリードフレームを用いることによって従
来のように製造工程でのリード線１本１本の整列作業か
ら解放され、更に大幅な生産性の向上と、屈曲変形し易
いばらばらのリード線の取り扱いによって発生していた
不良率の大幅な低減が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【１図】従来の高耐圧ダイオードを説明する断面略図。

【２図】従来の高耐圧ダイオードの製造方法を説明す
る、主要工程の断面略図。

【３図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明する主要工程の平面略図。

【４図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明するリードフレームの平面略図及び製造方法を説明
する斜視図。

【５図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明する主要工程の断面略図。

【６図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明するリードフレームの斜視図。

【７図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明する斜視図。

【８図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明する断面略図。

【９図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明するリードフレームの平面略図、側面略図及び斜視
図。

【符号の説明】

１ 積層高耐圧ダイオードチップ ２ リード線 ３ モールド用樹脂 ４ 半田付 ５−１、５−２、５−３ 部品整列治具 ７ リードフレーム ８ リード切断部 ９ レジン １０ エッチング液 １１ 積層高耐圧ダイオードチップのセット及び挟持
用治具本体 １２−１、１２−２ リードフレーム保持用治具 １３ リード線幅広げ機構を有する治具 １４ リードフレーム １５、１６、１７ リードフレーム １８ スペーサー １９ 積層高耐圧ダイオードチップの整列治具 ２０ ガイド ２１ セッティング治具 ２２、２３ リードフレーム

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年８月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【１図】従来の高耐圧ダイオードを説明する断面略図で
ある。

【２図】従来の高い耐圧ダイオードの製造法法を説明す
る、主要工程の断面略図である。

【３図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明するため、リードフレーム７の加工段階毎に示した
平面略図である。

【４図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明するリードフレーム７の平面略図Ａと、当該リード
フレーム７を用いた製造におけるリードフレーム７と積
層高耐圧ダイオードチップ１とのセット状態を説明する
斜視図Ｂである。

【５図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法を
説明する主要工程の断面略図である。

【６図】本発明の高耐圧ダイオードに用いて好適なる、
リードフレームの他の実施例を示す斜視図である。

【７図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法の
他の実施例を説明する斜視図である。

【８図】本発明にかかる高耐圧ダイオードの製造方法の
他の実施例を説明する断面略図である。

【９図】本発明にかかる高耐圧ダイオードに用いて好適
なる屈曲形成したリードフレームの実施例を、理解しや
すくするため平面図Ａ、断面図Ｂ及び斜視図Ｃにより示
したものである。

【符号の説明】 １ 積層高耐圧ダイオードチップ ２ リード線 ３ モールド用樹脂 ４ 半田接続 ５−１、５−２、５−３ 部品整列治具 ７ リードフレーム ８ リード切断部 ９ レジン １０ エッチング液 １１ 積層高耐圧ダイオードチップのセット及び挟持
用治具本体 １２−１、１２−２ リードフレーム保持用治具 １３ リード線幅広げ機構を有する治具 １４、１５、１６、１７ リードフレームの４種の他
の実施例 １８ スペーサー １９ 積層高耐圧ダイオードチップの整列治具 ２０ ガイド ２１ セッティング治具 ２２、２３ 屈曲構造のリードフレーム

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【１図】

【２図】

【３図】

【４図】

【７図】

【８図】

【５図】

【６図】

【９図】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の板状リードにより積層高耐圧ダイオ
   ードチップを板状リードの弾性を利用して挟持し、かか
   る状態で加熱処理し、前記一対の板状リードと前記積層
   高耐圧ダイオードチップを半田付けににより電気的に接
   続させる事を特徴とする高耐圧ダイオードの製造方法。