(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に支持された複数種類のダイと、この複数種類のダイに対して相対的に近接移動される他方に支持された複数種類のパンチとにより半導体装置のリードフレームをＪ形に曲げ加工する成形装置であって、
第１の曲げ工程に対応して、リードフレームの基端部より先を、Ｊ形曲げ加工に対応した所定の曲線形状に成形するための第１のダイ及び第１のパンチと、
この第１の曲げ工程に続く第２の曲げ工程において、前記リードフレームに対して、それぞれ一方と他方より挟むように当接する第２のダイ及び第２のパンチと
前記第２の曲げ工程に続く第３の曲げ工程において、前記他方より押し当てられる第３のパンチと
を備えており、
前記第３のパンチが、前記リードフレームの上方から下方へ移動し、前記リードフレームと線接触しながら、前記リードフレームに対して段階的に押し当てられる複数の当接部を有する
ことを特徴とする、半導体装置のリード成形装置。
【請求項２】
前記第３の曲げ工程における曲げ角度に対応した狭い開き角度をもつ第３のダイを備える請求項１に記載の半導体装置のリード成形装置。
【請求項３】
半導体装置のリードフレームをＪ形に曲げ加工する半導体装置のリード成形方法であって、
装置本体から延びるリードフレームの基端部より先を、一方から当接する第１のダイと、他方から当接する第１のパンチとの間で、Ｊ形曲げ加工に対応した所定の曲線形状に成形する第１の曲げ工程と、
次いで、前記リードフレームに対して、第２のダイを当接させるとともに、他方より第２のパンチを押し当てつつリードフレームの基端部より先を装置本体側に所定角度折り曲げる第２の曲げ工程と、
この第２の曲げ工程に続いて、リードフレームの基端部より先を装置本体側にさらに折り曲げる第３の工程と
を含んでおり、
前記第３の曲げ工程においては、第３のパンチが、前記リードフレームの上方から下方へ移動し、前記リードフレームと線接触しながら、該第３のパンチの複数の押し当て部を前記リードフレームに対して段階的に押し当てる
ことを特徴とする、半導体装置のリード成形方法。
【請求項４】
前記第３の曲げ工程における曲げ角度に対応した狭い開き角度をもつ第３のダイにより、前記リードフレームを前記本体に対して押しつけるように曲げる第４の曲げ工程を含んでいる
請求項３に記載の半導体装置のリード成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積回路等の半導体パッケージの本体から延びるリードフレームを所謂Ｊ形に曲げ加工する成形装置及び成形方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は、半導体装置の概略正面図を示している。
【０００３】
図において、半導体装置１は、集積回路を内蔵したパッケージである本体２から、接続端子となる複数のリードフレーム３，３が水平に延びて製品化されている。
【０００４】
このような半導体装置１は、実装に際して、上記リードフレーム３，３を実装形態に対応して処理する必要があり、このため、例えば、鎖線で示すように、先端側が英文字のＪのような形状に加工成形することが広く行われている。
【０００５】
このようなＪ型の曲げ工程は、リード成形装置を用いて、例えば図１４に示すように行われている。
【０００６】
図１４では、下型に複数種類のダイを、上型に複数種類のパンチを備えた成形装置により、この相互に接近する方向に移動する複数種類のダイとパンチを用いてリードフレーム３を挟むようにして成形加工する工程の一例を示している。
【０００７】
図において、リードフレーム３は、図１４（ａ）の第１の曲げ工程において、互いに接近する方向に移動する第１のダイ４と第１のパンチ５とによりリードフレーム３を挟む。これにより、この第１のダイ４と第１のパンチ５の当接面の形状にしたがって、リードフレーム３は、Ｊ形の成形形状に対応した曲線状に成形される。
【０００８】
次に、図１４（ｂ）の第２の曲げ工程において、リードフレーム３の基端側，すなわち本体２に近い側が高くなった傾斜面６ａを有する第２のダイ６と、この傾斜面に対応した傾斜面７ａを有する第２のパンチ７とでリードフレーム３を挟み込み、その先端側を下方に所定角度折り曲げる。次いで、図１４（ｃ）の第３の曲げ工程において、上方から加工する第３のパンチ８をリードフレーム３の先端に当接させつつ押し当てることによって、さらに下方に折り曲げる。
【０００９】
最後に、第３のダイ９により、折り曲げられたリードフレーム３を第３のダイ９の成形面９ａに押し当てて、適切なＪ形状に整える。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような成形工程によると、特に第２及び第３の曲げ工程においては、次のような問題がある。
【００１１】
すなわち、リードフレーム３は、その表面に予め錫と鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）による半田メッキが施されており、第２のパンチ７や、第３のパンチ８がリードフレーム３の表面を擦ることによって、この半田メッキが部分的に剥がれてしまうことがある。
【００１２】
また、剪断力の弱い半田メッキは、剪断力の強いパンチの方に付着してしまうことがあり、複数の成形作業を経ると、図１５に示すように、リードフレーム３やパンチ８の表面に半田クズ３ｂが付着してしまう。
【００１３】
この状態で、上述の各曲げ工程を行うと、このクズ３ｂが様々なショート（短絡）を起こす可能性があり、実装品質を損なう。
【００１４】
また、パンチ８の表面に半田クズ３ｂが付着したまま作業を続けると、パンチ８の表面形状が変化してしまうことになり、リードフレーム３を適正な形状に成形できないばかりでなく、パンチやダイを破損する原因となる。
【００１５】
さらに、図１５に示すように、パンチ８とリードフレーム３の双方に半田クズ３ｂがあると、成形の際の衝撃でリードフレーム３が破損したり、また、リードフレーム３の表面の半田メッキが剥がれた箇所は、時間の経過により錆が発生して部品品質を損なうことがある。
【００１６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、リードフレームの表面の半田メッキをできるだけはがさないようにして、成形品質及び製品の品質を向上させるようにした半導体装置のリード成形装置及び成形方法を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明によれば、一方に支持された複数種類のダイと、この複数種類のダイに対して相対的に近接移動される他方に支持された複数種類のパンチとにより半導体装置のリードフレームをＪ形に曲げ加工する成形装置であって、第１の曲げ工程に対応して、リードフレームの基端部より先を、Ｊ形曲げ加工に対応した所定の曲線形状に成形するための第１のダイ及び第１のパンチと、この第１の曲げ工程に続く第２の曲げ工程において、前記リードフレームに対して、それぞれ一方と他方より挟むように当接する第２のダイ及び第２のパンチと、前記第２の曲げ工程に続く第３の曲げ工程において、前記他方より押し当てられる第３のパンチとを備えており、前記第３のパンチが、前記リードフレームの上方から下方へ移動し、前記リードフレームと線接触しながら、前記リードフレームに対して段階的に押し当てられる複数の当接部を有する、半導体装置のリード成形装置により、達成される。
【００２１】
請求項１の構成によれば、第１の曲げ工程にて所定の曲線状とされ、第２の曲げ工程により所定の角度折り曲げられたリードフレームに対して、第３のパンチの複数の当接面が段階的に押し当てられる。
【００２２】
これにより、このリードフレームに対して、第３のパンチが当接しつつ一回で大きな角度を曲げる場合と比べると、第３のパンチがリードフレームを擦る距離が短くなり、互いに接触する面積も減少するので、リードフレームの半田メッキ面とパンチとが、必要以上に摩擦を生じないようにすることができ、これにより、半田メッキが剥がれることを有効に防止できる。そして、複数の当接面のうち、最初にリードフレームに当接するよりも後に当接する当接面の方がパッケージの本体側に位置するので、複数の当接面による段階的な当接によりリードフレームを確実に曲げることができる。
【００２３】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記第３の曲げ工程における曲げ角度に対応した狭い開き角度をもつ第３のダイを備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項２の構成によれば、リードフレームの成形状態の仕上げの段階で、リードフレームを第３のダイの狭い開き角度を持った当接面に押しつけることにより、リードフレームをより半導体装置本体側に密接させた成形状態とすることができる。
【００２９】
請求項３の発明は、半導体装置のリードフレームをＪ形に曲げ加工する半導体装置のリード成形方法であって、装置本体から延びるリードフレームの基端部より先を、一方から当接する第１のダイと、他方から当接する第１のパンチとの間で、Ｊ形曲げ加工に対応した所定の曲線形状に成形する第１の曲げ工程と、次いで、前記リードフレームに対して、第２のダイを当接させるとともに、他方より第２のパンチを押し当てつつリードフレームの基端部より先を装置本体側に所定角度折り曲げる第２の曲げ工程と、この第２の曲げ工程に続いて、リードフレームの基端部より先を装置本体側にさらに折り曲げる第３の工程とを含んでおり、前記第３の曲げ工程においては、第３のパンチが、前記リードフレームの上方から下方へ移動し、前記リードフレームと線接触しながら、該第３のパンチの複数の押し当て部を前記リードフレームに対して段階的に押し当てる、半導体装置のリード成形方法を特徴とする。
【００３０】
請求項３の構成によれば、第３の曲げ工程において、第３のパンチを段階的に押し当てて必要な曲げ量を得るようにしている。これにより、第３のパンチがリードフレームに対して、当接しつつ一回で大きな角度を曲げる場合と比べると、第３のパンチがリードフレームを擦る距離が短くなり、互いに接触する面積も減少するので、リードフレームの半田メッキ面とパンチとが、必要以上に摩擦を生じないようにすることができる。そして、複数の当接面のうち、最初にリードフレームに当接するよりも後に当接する当接面の方がパッケージの本体側に位置するので、複数の当接面による段階的な当接によりリードフレームを確実に曲げることができる。
【００３１】
請求項４の発明は、請求項３の構成において、前記第３の曲げ工程における曲げ角度に対応した狭い開き角度をもつ第３のダイにより、前記リードフレームを前記本体に対して押しつけるように曲げる第４の曲げ工程を含んでいることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３３】
図１及び図２は、本発明の実施形態にかかる半導体装置のリード成形装置（以下、「成形装置」という）を示しており、図１はその概略側面図、図２は、図１のＡ−Ａ線概略断面図である。
【００３４】
図１において、成形装置１０は、フレーム１１内の空間にフォーミング型１４を備えており、このフォーミング型１４は、上型１２と下型１３とを備えている。
【００３５】
図２に示すように、上記フレーム１１は、ベース２２と、このベース２２の両端にて上下方向（ｙ方向）に沿って立設された複数の、この場合２本のガイド２３，２３を有している。上記上型１２は、このガイド２３，２３に支持され、油圧シリンダ等の駆動手段１５によりｙ方向に沿って移動するようになっている。そして、この上型１２は、この上型１２とともに移動可能な対称型のパンチ４０，４０を支持している。この態様では、パンチ４０，４０は、図２の左右に一対設けられている。また、このパンチ４０は、後述する曲げ工程に対応して、複数の種類のものが、図２の奥行き方向，すなわちｘ方向に沿って順次配置されている。
【００３６】
また、この実施形態では、好ましくは、各パンチ４０，４０やダイ３０は、超硬合金にダイヤモンドライクコーティング（ＤＬＣ）がなされている。これにより、繰り返し成形作業を行っても、容易に破損しないようになっている。
【００３７】
一方、下型１３は、図２の中心付近にダイ３０を支持している。この下型１３は移動しない。ダイ３０は、上記各複数種類のパンチ４０に対応して、各曲げ工程に応じて複数の形状を備えており、これらはベース部が一体のものであっても、別々のものであってもよい。そして、この複数の形状のダイ３０は、パンチ４０と同様に、各曲げ工程に対応して、図２の奥行き方向，すなわちｘ方向に沿って順次配置されている。
【００３８】
また、下型１３は、ダイ３０を挟むようにして、弾性支持手段１７ａ，１７ａにより支持された一対の搬送レール１７，１７を備えている。各搬送レール１７，１７は、例えば、互いに内向きに開いたＶ字状の溝を備えており、この各Ｖ字状の溝内に、半導体装置である半導体パッケージ１６の本体から、それぞれ側方に水平に延びるリードフレーム１８，１８の各先端部を受容して支持している。そして、搬送レール１７，１７は、後述する複数の曲げ工程に対応して、半導体パッケージ１６を送り方向であるｘ方向に送るようになっている。
【００３９】
この搬送レール１７，１７による搬送の過程で、後述する曲げ工程毎に、上型の支持部２４は下降される。これにより、半導体パッケージ１６の各リードフレーム１８，１８は、各パンチ４０，４０とダイ３０に挟まれて、適切な曲げ応力を付与されることにより成形されるようになっている。
【００４０】
そして、後述するように曲げ工程において、パンチ４０を使用しない工程においては、パンチ４０を設けず、上型１２が直接半導体パッケージ１６の本体を下方に押しつけることによって、ダイ３０だけを作用させることができるようになっている。
【００４１】
次に、この成形装置１０による成形工程を説明しながら、各ダイとパンチの構成について説明する。
【００４２】
図３は、成形装置１０による４つの曲げ工程の要部を拡大して示す説明図である。この各工程は、図１４にて説明した従来の各曲げ工程に対応しており、図３（ａ）は第１の曲げ工程、図３（ｂ）は第２の曲げ工程、図３（ｃ）は第３の曲げ工程、図３（ｄ）は第４の曲げ工程である。
【００４３】
これらの図において、第１の曲げ工程と第２の曲げ工程では、ダイとパンチが用いられており、第３の曲げ工程ではパンチのみを、第４の曲げ工程ではダイだけを用いている。そして、これらの工程において、より精密な加工が要求される場合には、ダイとパンチの両方を用いればよい。
【００４４】
また、各工程において、使用される複数の種類のパンチは、図２に示すパンチ４０の位置に、紙面の奥行き方向（ｘ方向）に沿って、各工程毎に順次配置されているものである。一方、各工程において使用される複数種類のダイは、対応する工程毎に順次上記と同じ方向に配置されているものである。
【００４５】
また、図示されているのは、半導体装置の一本のリードフレーム１８に対する成形工程であるが、この一本のリードフレーム１８の成形と同時に同じ方法によって、他のリードフレームも同時に成形される。
【００４６】
図３（ａ）の第１の曲げ工程では、リードフレーム１８の基端部１８ａよりも先の部分１８ｂが、第１のダイ３１と第１のパンチ４１に挟まれるこによって、図示するように上に凸となった曲線状に先ず成形される。この第１の曲げ工程は、従来の工程と同じである。
【００４７】
次いで、図３（ｂ）の第２の曲げ工程では、第２のダイ３２と第２のパンチ４２とでリードフレーム１８が挟まれることにより、リードフレーム１８の先端側１８ｂを下側に向けて、パッケージ１６に接近する方向へ所定角度折り曲げられる。
【００４８】
具体的には、第２のパンチ４２は、板状で、リードフレーム１８の先端側１８ｂに当接する当接部が緩い曲線状の凸部４２ａとなっており、従来の第２のパンチ７の当接部のような傾斜面７ａとは異なっている（図１４参照）これにより、リードフレーム１８の上側では、第２のパンチ４２は、リードフレーム１８に対して、線接触している。
【００４９】
一方、図４及び図５に示すように、第２のダイ３２の上面には、上下に長い形状であり、その上端は、外向きに上昇する緩い傾斜面である第１の傾斜面３２ａと、この第１の傾斜面３２ａの頂点３２ｂを経て、これに続き、外向きに下降する急な傾斜面である第２の傾斜面３２ｃを備えている。
【００５０】
そして、この第２のダイ３２は、リードフレーム１８の下方から当接し、リードフレームの上方からは第２のパンチ４２が、第２のダイ３２の頂点３２ｂの位置よりも外側の位置で、リードフレーム１８の上方から当接される。
【００５１】
これにより、図５に示されているように、上記第２のダイ３２の頂点３２ｂに対応した位置よりも先端側であるリードフレーム１８の先端側１８ｂに対して、矢印Ａ方向へ曲げる力が作用する。
【００５２】
これと同時に、リードフレーム１８の基端部１８ａ付近では、下から第２のダイ３２が当接しており、第１の傾斜面３２ａと頂点３２ｂが食い込んで、図６に示すようにノッチ１８ｃを形成する。
【００５３】
このように、第２の曲げ工程では、リードフレーム１８の基端部１８ａ付近の下側にノッチ１８ｃが形成されることから、ここに曲げ応力が集中して、容易に曲げることができ、スプリングバックが発生しない。
【００５４】
また、第２のパンチ４２は、リードフレーム１８の上から当接部４２ａにて、ほぼ線接触して、これを下方に押すので、従来の第２の曲げ工程と比較すると、第２のパンチ４２とリードフレーム１８とが、互いに擦れる量が格段に小さくなり、上記ノッチ１８ｃにより曲折に力を要しなくなった点とあいまって、摩擦力が生じることが殆どなく、リードフレーム１８の表面の半田メッキを剥がしてしまうことが有効に防止される。
【００５５】
ここで、第２の曲げ工程においては、図６に示されているように、その曲げ角θがほぼ３２度に設定されている。
【００５６】
次に、図３（ｃ）の第３の曲げ工程では、ダイは使用せず、第３のパンチ４３のみが使用される。ここで、第３のパンチ４３は、図７に詳しく示されているように、ほぼ上下方向に長い板状であり、先端のリードフレーム１８側の角部は、曲面でなる丸い角部４３ａとされており、この丸い角部４３ａから上方へ連続するように垂直面４３ｂが連設されている。この丸い角部４３ａは、第１の当接部を構成している。また、第３のパンチ４３は、上記垂直面４３ｂの上方には、角を丸く曲面とした段部４３ｄを介して、より内側に接近した垂直面４３ｃを有しており、この段部４３ｄは、第２の当接部を構成している。
【００５７】
これにより、第３のパンチ４３は、第３の曲げ工程において、リードフレーム１８に上方から相対的に接近し、図８に示すように先ず第１の当接部である丸い角部４３ａがリードフレーム１８に上方から当接して、さらに下方に曲げる。このとき丸い角部４３ａは、リードフレーム１８に対して曲面で線接触しているので、殆ど擦れを伴うことがなく、接触箇所も短い位置を移動するだけである。
【００５８】
次いで、さらに第３のパンチ４３を下降させると、図９に示すように、リードフレーム１８との接触箇所を曲面に沿って線接触しながら徐々に上方に移動させてゆく。さらに第３のパンチ４３を下降させると、図１０に示されているように、第２の当接部である段部４３ｄがリードフレーム１８と当接する。ここで、段部４３ｄもリードフレーム１８に対して曲面で線接触しており、しかも、第１の当接部は、リードフレーム１８とは離れているから、このリードフレーム１８に対しては、段部４３ｄが線接触しているだけである。ことのため、第３のパンチ４３とリードフレーム１８との擦れは最小とされている。
【００５９】
このように、第３の曲げ工程においては、リードフレーム１８に対して、複数の当接部で段階的に当接させ、しかも常に曲面で接触させることにより、第３のパンチ４３とリードフレーム１８との擦れ量は格段に小さくなり、リードフレーム１８の表面の半田メッキを剥がしてしまうことが有効に防止される。
【００６０】
図１１は、図３（ｄ）に示した第４の曲げ工程を拡大して示している。この曲げ工程では、第３のダイ３３のみが用いられる。
【００６１】
ここで、第３のダイ３３は、図１２で拡大して示す従来のこの工程に対応したダイ９と比較すると（図１４参照）、そのリードフレーム１８の受容面３３ａの開き角度αが小さく形成されている。すなわち、従来のダイ９では、受容面９ａの開き角度βは、約１８．４６度程度であるが、この第３のダイ３３の受容面３３ａの開き角度αは、約１２．５０度程度である。
【００６２】
これにより、第４の曲げ工程では、曲折したリードフレーム１８をよりパッケージ１６に近づけるように押しつけることができ、その分仕上がりがきれいで、コンパクトにまとめることが可能となる。
【００６３】
このように、上述の成形装置１０を用いる成形方法によれば、各曲げ工程において、しかもダイやパンチとリードフレーム１８との擦れ量をごく僅かにしたので、リードフレーム１８の半田メッキが剥がされることが有効に防止され、また、メッキが移ることが有効に防止される。これにより、リードフレーム１８の表面の半田メッキをできるだけはがさないようにして、成形品質及び製品の品質を向上させることができる。
【００６４】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
【００６５】
上述の各曲げ工程における構成は、これをひとつだけ利用しても、従来よりリードフレームの半田メッキを剥がす危険を減らすことができ、製品の品質を向上させることができる。例えば、第３のパンチ４３は、２つではなく、より多数の当接部を備えるように構成してもよい。
【００６６】
さらに、本発明の成形方法は、４つの曲げ工程に限らず、より少ない曲げ工程または、より多くの曲げ工程により構成してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１及び請求項２の発明によれば、リードフレームの表面の半田メッキをできるだけはがさないようにして、成形品質及び製品の品質を向上させるようにした半導体装置のリード成形装置を提供することができる。また、請求項５及び請求項６の発明によれば、リードフレームの表面の半田メッキをできるだけはがさないようにして、成形品質及び製品の品質を向上させるようにした半導体装置のリード成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置のリード成形装置の概略側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線概略断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る成形方法の４つの曲げ工程を示す概略説明図。
【図４】図３の成形方法に使用する第２のダイの構成を示す拡大図。
【図５】図４のダイによる成形の様子を示す拡大図。
【図６】図３の第２の曲げ工程における成形の様子を示す拡大図。
【図７】図３の第３の曲げ工程の動作開始の状態を拡大して示す図。
【図８】第３の曲げ工程において図７に続く動作を拡大して示す図。
【図９】第３の曲げ工程において図８に続く動作を拡大して示す図。
【図１０】第３の曲げ工程において図９に続く動作を拡大して示す図。
【図１１】図３の第４の曲げ工程における成形の様子を示す拡大図。
【図１２】図１１と対比して従来の成形の様子を示す参考図。
【図１３】半導体装置を示す概略正面図。
【図１４】従来の成形方法の４つの曲げ工程を示す概略説明図。
【図１５】従来の曲げ工程における問題点を示す説明図。
【符号の説明】
１０    半導体装置のリード成形装置
１１    フレーム
１２    上型
１３    下型
１６    半導体装置（パッケージ）
１８    リードフレーム
３０    ダイ
３１    第１のダイ
３２    第２のダイ
３３    第３のダイ
４０    パンチ
４１    第１のパンチ
４２    第２のパンチ
４３    第３のパンチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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