(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリードフレーム基材が順次形成された連結リードフレーム基材のそれぞれの前記リードフレーム基材の特定位置に、所定形状の接合テープ片を順次打ち抜いて貼着する半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置であって、
前記リードフレーム基材がその上を間欠的に通過する基台と、
前記基台の上位置に、前記接合テープ片が貼着された前記リードフレーム基材が通過する隙間を有して配置されたダイプレートと、
前記ダイプレートと対となって、前記リードフレーム基材の搬送方向とは交叉する方向から搬送される接合テープを打ち抜くパンチと、
前記ダイプレートの上位置に設けられて、前記パンチの挿通孔を備え、下部の押さえ金部が打ち抜き時の前記接合テープを所定高さまで押圧する可動ストリッパーと、
前記可動ストリッパーを上下動可能に保持し、前記パンチを所定位置に上下動可能に保持するパンチガイドとを有し、
しかも、前記接合テープは、基テープの表裏側に接着剤層が形成された接合テープからなって、前記ダイプレートの打ち抜き孔の周囲には前記接合テープの裏側の接着剤を外側に逃がす上向き突起が設けられていると共に、前記可動ストリッパーの押さえ金部の前記挿通孔の周囲には、前記接合テープの表側の接着剤を外側に逃がす下向き突起が設けられていることを特徴とする半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置。
【請求項２】
前記基台には、その上を通過する前記リードフレーム基材を加熱するヒーターが設けられている請求項１記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置。
【請求項３】
前記ダイプレート上には、前記接合テープの両側をガイドすると共に、前記可動ストリッパーの下降高さを決めるガイド部材が設けられている請求項１又は２記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置。
【請求項４】
前記上向き突起の高さは、前記接合テープの裏側の接着剤層の高さの０．１〜１倍であって、前記下向き突起の高さは、前記接合テープの表側の接着剤層の高さの０．１〜１倍である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リードフレーム基材の所定位置に接合テープ片を貼着する半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置は信号処理速度の高速化が強く望まれ、高周波化した信号を処理することになって、使用時に半導体装置自体の温度が上昇する。半導体装置の温度が上昇すると、半導体装置は機能性に悪影響を受けるので、温度上昇を抑制する必要があり、銅や銅合金からなる放熱板をチップ搭載部やインナーリードの下方に設置している。
また、半導体装置にはインナーリードの下面又は上面に半導体素子を取付けたＬＯＣ（リードオンチップ）やＣＯＬ（チップオンリード）というものが提案されている。
前記放熱板の設置や前記半導体素子の取付けには、絶縁性接合テープが使用され、一般に絶縁性接合テープはパンチとダイとを有する打ち抜き金型によって、短冊状又は枠状に打ち抜かれて、リードパターンが形成されたリードフレームの所定箇所、例えばインナーリード部、或いは素子搭載部とインナーリード部に貼着されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、絶縁性接合テープは通常両面に接着剤が塗布され、又は接着剤のみをテープ状にしたものが用いられるが、軟質であるので打ち抜き性が悪く、特に、同一の箇所で接合テープの打ち抜きと打ち抜いた接合テープ片の押圧接合を行うと、接合するリードフレームを加熱する必要もあって、打ち抜き金型自体の温度が上昇し、熱可塑性樹脂が更に軟化し、打ち抜き加工時に可動ストリッパーを下げて、熱可塑性樹脂が軟化した状態の接合テープを押圧保持すると、熱可塑性樹脂を側方に押しやり、結果として熱可塑性樹脂がパンチやダイに付着して、次の打ち抜き作業が困難となる場合があるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、接合テープの打ち抜き時にパンチやダイに接着剤が付着し難く、円滑に打ち抜いた接合テープ片を連続的にリードフレーム基材に貼着することができる半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置は、複数のリードフレーム基材が順次形成された連結リードフレーム基材のそれぞれの前記リードフレーム基材の特定位置に、所定形状の接合テープ片を順次打ち抜いて貼着する半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置であって、
前記リードフレーム基材がその上を間欠的に通過する基台と、
前記基台の上位置に、前記接合テープ片が貼着された前記リードフレーム基材が通過する隙間を有して配置されたダイプレートと、
前記ダイプレートと対となって、前記リードフレーム基材の搬送方向とは交叉する方向から搬送される接合テープを打ち抜くパンチと、
前記ダイプレートの上位置に設けられて、前記パンチの挿通孔を備え、下部の押さえ金部が打ち抜き時の前記接合テープを所定高さまで押圧する可動ストリッパーと、
前記可動ストリッパーを上下動可能に保持し、前記パンチを所定位置に上下動可能に保持するパンチガイドとを有し、
しかも、前記接合テープは、基テープの表裏側に接着剤層が形成された接合テープからなって、前記ダイプレートの打ち抜き孔の周囲には前記接合テープの裏側の接着剤を外側に逃がす上向き突起が設けられていると共に、前記可動ストリッパーの押さえ金部の前記挿通孔の周囲には、前記接合テープの表側の接着剤を外側に逃がす下向き突起が設けられている。
【０００５】
また、請求項２記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置は、請求項１記載の金型装置において、前記基台には、その上を通過する前記リードフレーム基材を加熱するヒーターが設けられている。
請求項３記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置は、請求項１又は２記載の金型装置において、前記ダイプレート上には、前記接合テープの両側をガイドすると共に、前記可動ストリッパーの下降高さを決めるガイド部材が設けられている。
そして、請求項４記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型装置において、前記上向き突起の高さは、前記接合テープの裏側の接着剤層の高さの０．１〜１倍であって、前記下向き突起の高さは、前記接合テープの表側の接着剤層の高さの０．１〜１倍となっている。
【０００６】
請求項１〜４記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置においては、打ち抜き時に接合テープを保持する押さえ金部が、所定高さで止まるようになっているので、接合テープに無理な荷重を掛けることなく、接合テープを保持でき、これによって接合テープの接着剤層の押し潰しを防止することが可能となる。
そして、請求項１記載のリードフレームの製造に使用する金型装置においては、接合テープが基テープの表裏側に接着剤層が形成されたものからなって、ダイプレートの打ち抜き孔の周囲には接合テープの裏側の接着剤を外側に逃がす上向き突起が設けられていると共に、可動ストリッパーの押さえ金部の挿通孔の周囲には、接合テープの表側の接着剤を外側に逃がす下向き突起が設けられているので、接合テープの接着剤をパンチ及びダイプレートの打ち抜き孔に対して遠ざけることができ、これによって接着剤のパンチ等への付着を防止している。
特に、請求項２記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置においては、基台に通過するリードフレーム基材を加熱するヒーターが設けられているので、リードフレーム基材が加熱されて、上部からパンチによって押し付けられた接合テープの接着剤が溶けてリードフレーム基材に接合する。
請求項３記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置においては、ダイプレート上には、接合テープの両側をガイドすると共に、可動ストリッパーの下降高さを決めるガイド部材が設けられているので、これによって接合テープの横方向のずれを矯正でき、更に可動ストリッパーの押さえ金部の位置を決まることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置の断面図、図２は同金型装置回りの概略平面図、図３は同金型装置の部分拡大断面図、図４は他の実施の形態に係る半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置の部分拡大断面図、図５は接合テープを貼着したリードフレーム基材の平面図である。
【０００８】
まず、図１、図２を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置１０（以下、単に金型装置１０という）を使用した半導体装置用リードフレームの製造設備１１について説明する。この半導体装置用リードフレームの製造設備１１は、昇降可能な第１のヒーターブロックを備えた予備加熱ステーション１２と、昇降可能な第２のヒーターブロック１３を備える金型装置１０と、複数のリードフレーム基材１４が帯状に連結された連結リードフレーム基材１５を金型装置１０に搬入及び搬出するフレーム搬送手段１６と、裏面及び表面に熱可塑性の接着剤が塗布された接合テープ１７を金型装置１０に搬送する接合テープ送り手段１８、１９を有している。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
前記第１のヒーターブロックは電熱ヒーターからなって図示しないシリンダーによって昇降し、上昇した場合には、上部を通過するリードフレーム基材１４の裏面側に当接し、リードフレーム基材１４を約１４０〜１５０℃程度まで加熱するようになっている。なお、このヒーターブロックの代わりに高周波誘導加熱コイルを前記リードフレーム基材１４を包むように配置してもよく、これによって更に効率的にリードフレーム基材１４の加熱が可能となる。
前記フレーム搬送手段１６は、通常のリードフレーム条材の間欠搬送手段と同様周知な構造となって、上下から挟持部材によって複数のリードフレーム基材１４が連結された連結リードフレーム基材１５を挟んで所定距離前進し、次に該挟持部材を開放して別の挟持部材で連結リードフレーム基材１５を保持し、挟持部材のみ後退して元の位置に戻るピッチ送り動作を、図示しない制御装置からの信号によって行っている。これによって、図２に示すように、連結リードフレーム基材１５を矢印Ａ方向にピッチ送りするようになっている。このフレーム搬送手段１６を、予備加熱ステーション１２の上流側だけでなく、金型装置１０が配置された接合ステーション２０の下流側に設けることは自由である。
【００１０】
前記接合テープ１７は薄い絶縁シートであるポリイミド樹脂シートからなる基テープの両面に熱可塑性の接着剤を塗布して構成され、接合テープ送り手段１８、１９によって、連結リードフレーム基材１５の搬送に同期して、接合ステーション２０に間欠的に搬送されるようになっている。接合テープ送り手段１８、１９は、それぞれ接合テープ１７を上下から挟んで間欠回転するローラを備え、常時接合テープ１７を緊張状態で、接合ステーション２０に間欠的に搬送している。
【００１１】
前記金型装置１０は、図１、図２に示すように、架台２１上にあってリードフレーム基材１４がその上を間欠的に通過する基台２３と、基台２３の上位置に隙間を有して配置されたダイプレート２４と、ダイプレート２４と対となって、リードフレーム基材１４の搬送方向とは直交する方向から搬送される接合テープ１７を打ち抜く対となるパンチ２５と、ダイプレート２４の上位置に設けられて、下部の押さえ金部２６が打ち抜き時の接合テープ１７を所定高さまで押圧する可動ストリッパー２７と、可動ストリッパー２７を上下動可能に保持するパンチガイド２８とを備えている。
前記基台（下部ホルダー）２３は、この金型装置１０の基板となるもので、上部ホルダー２９を支持する周囲４本のガイドポスト３０が立設されている。また、基台２３の中央には、電熱ヒーターからなる第２のヒーターブロック１３が配置されて、上部を間欠移動するリードフレーム基材１４を加熱している。そして、この基台２３の上方には、接合テープ片３１が貼着された状態のリードフレーム基材１４が通過する隙間を有してダイプレート２４が配置されている。このダイプレート２４には、リードフレーム基材１４に貼着する接合テープ片３１と同一形状の打ち抜き孔３２が設けられて、この打ち抜き孔３２を挿通するパンチ２５と対になって、通過する接合テープ１７から所定形状の接合テープ片３１を抜き落とすようになっている。
【００１２】
前記ダイプレート２４の上部には、昇降する対となるパンチ２５のガイドを行うパンチガイド２８が設けられている。このパンチガイド２８は、パンチ２５のガイドとなるもので、パンチ２５とダイプレート２４とのクリアランスを正確に保持している。また、このパンチガイド２８の下部には空間部が形成されて、内部に可動ストリッパー２７と、通過する接合テープ１７の側部のガイドとなるガイド部材３３、３３ａが設けられている。前記可動ストリッパー２７の挿通孔は、パンチ２５とは１／１００〜３／１００ｍｍの隙間を有してパンチ２５が遊嵌し、更に可動ストリッパー２７の下部には、左右対となるガイド部材３３、３３ａの間に嵌入する押さえ金部２６を有している。可動ストリッパー２７の押さえ金部２６以外の下面は平面状となって、下降時に下方のガイド部材３３、３３ａに当接して、それ以上下降しない構造となっている。一方、パンチ２５と共に上部ホルダー２９が上昇する場合には、複数の吊りロッド３４によって吊り上げられて、ガイド部材３３、３３ａから離れるようになっている。なお、可動ストリッパー２７の挿入孔のクリアランスに比較して、パンチガイド２８のクリアランスは１／１０００〜５／１０００ｍｍと小さくなっている。更に、パンチガイド２８とパンチ２５を０クリアランスとするために、ボールガイドを使用することも可能である。
【００１３】
ここで、前記押さえ金部２６の高さは、上部ホルダーが図示しない昇降手段によって駆動されて下降し、スプリング３５によって押圧されて、可動ストリッパー２７が下部のガイド部材３３、３３ａに当接した位置で、ダイプレート２４上に乗った接合テープ１７の上面に当接するように、決定されている。なお、この場合の押さえ金部２６によって接合テープ１７は自然な状態の厚みから９０〜９９％程度に圧縮されるように、押さえ金部２６の高さ（即ち、出代）を調整するのが好ましい。この実施の形態では、押さえ金部２６は可動ストリッパー２７と一体構造であるが、別体としてもよい。なお、図１において、３６はパンチ２５の上部を所定位置に固定するパンチ保持部を示す。上部ホルダー２９の昇降手段は、ガイドポスト３０を直接上下に昇降するものであってもよいし、上部ホルダー２９の上方にエアシリンダー、油圧シリンダー又はカム機構を設けて上部ホルダー２９を直接上下に駆動するものであってもよい。
【００１４】
このような構成となった半導体装置用リードフレームの製造設備１１で製造されるリードフレームを図５に示すが、複数のリードフレーム基材１４が順次連結されて、連結リードフレーム基材１５となっている。そして、リードフレーム基材１４の各インナーリードの先部が接合テープ片３１によって連結されている。
【００１５】
以上の構成となった金型装置１０を用いた半導体装置用リードフレームの製造設備１１の動作について説明する。
予備加熱ステーション１２で所定温度に加熱されたリードフレーム基材１４が、金型装置１０が配置されている接合ステーション２０に搬送されると、リードフレーム基材１４の上方の直交状態で搬送される接合テープ１７がパンチ２５によって接合テープ片３１として打ち抜かれて、直下のリードフレーム基材１４の所定位置に、図３に示すように押圧される。この場合、上部ホルダー２９の下降に伴って吊りロッド３４の掛止状態が解かれ、スプリング３５によって付勢された可動ストリッパー２７が下降し、下部の押さえ金部２６がガイド部材３３、３３ａの間に嵌入して、打ち抜こうとする接合テープ１７を押圧保持し、次にパンチ２５の下降によって、接合テープ片３１が打ち抜かれて、リードフレーム基材１４の所定位置に押圧される。
【００１６】
ここで、接合テープ１７は第２のヒーターブロック１３からの伝熱によって加熱された押さえ金具２６によって押圧されて、接着剤が軟化するが、可動ストリッパー２７がガイド部材３３、３３ａに当接すると、押さえ金部２６が所定位置で止まるので、接着剤が無理に押されて周囲に流れ出すことがない。
この後、パンチ２５が上昇すると共に可動ストリッパー２７も上昇し、リードフレーム基材１４及び接合テープ１７も１ピッチ送られて、次の接合テープ片３１の貼着処理を行うことになる。
【００１７】
次に、本発明の他の実施の形態に係る半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置について図４を参照しながら説明するが、前記実施の形態に係る金型装置１０と同一の構成要素は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
この実施の形態に係る金型装置においては、可動ストリッパー４１のパンチ２５が上下動する挿通孔４２の周囲に位置する押さえ金部４３には下向き突起４４が設けられ、ダイプレート４５の打ち抜き孔４６の周囲には、上向き突起４７が設けられている。この下向き突起４４及び上向き突起４７の高さは、それぞれ接合テープ１７の接着剤層４８、４９の厚みの１０〜１００％、好ましくは５０〜１００％となっている。そして、下向き突起４４以外の下面は平面状となって、可動ストリッパー４１の下部周囲平面が下降してガイド部材３３、３３ａの上平面に当接した場合、ダイプレート４５の上に乗った接合テープ１７の上表面に当接するか、僅少（接合テープ１７の厚みの０．１倍以内）の範囲で隙間を開けるようになっている。なお、下向き突起４４及び上向き突起４７の幅は、接合テープ１７の厚み程度になっている。
【００１８】
このように構成することによって、可動ストリッパー４１の押さえ金部４３が接合テープ１７を押圧保持した場合、下向き突起４４及び上向き突起４７がパンチ２５の周囲にある接合テープ１７に食い込み、表裏の接着剤層４８、４９をパンチ２５から遠ざける、すなわち接合テープ１７の表裏側の接着剤を外側に逃がすようにするので、パンチ２５に接着剤が付着しにくい。
これによって、従来の可動ストリッパーによる接合テープの押さえ過ぎを防止して、軟化した接着剤を制御し、連続した接合テープ片３１の貼着作業が行える。以上の処理によって、接合テープ片３１が所定位置に貼着されたリードフレームが製造される。
なお、水等の冷媒を用いてパンチや金型装置を冷却して適当温度に保持することも可能である。この場合、冷えすぎると、金型や他の装置が結露するので、２０〜４０℃の常温程度に冷却するのが好ましい。更には、エア等を用いて冷却する場合にはできるだけ乾燥した冷気を使用するのが好ましい。
前記実施の形態においては、接合テープの両面に接着剤が塗布されていたが、裏面のみに接着剤が塗布されている場合も、本発明は適用できる。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１〜４記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金属装置においては、可動ストリッパーの押さえ金部が必要以上に接合テープを押圧しないように制御しているので、加熱されて接合テープの接着剤が軟化していても、その流動を適正に止めて、接着剤付着による打ち抜き加工の支障を減少することができる。
更に、請求項１記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置においては、ダイプレートには上向き突起が設けられ、可動ストリッパーの押さえ金部の挿通孔の周囲には下向き突起が設けられているので、軟化した接合テープの接着剤をパンチ及びダイプレートの打ち抜き孔から離すことができ、これによって接着剤のパンチ等への付着を防止し、常時パンチを鋭利にしておくことが可能となる。
特に、請求項２記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置においては、基台にヒーターが設けられているので、リードフレーム基材が加熱されて、上部からパンチによって押し付けられた接合テープの接着剤が溶けてリードフレーム基材に簡単に接合し、処理効率を高めることができる。
請求項３記載の半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置においては、可動ストリッパーの下降高さを決めるガイド部材が設けられているので、これによって接合テープの横方向のずれを矯正でき、更に可動ストリッパーの押さえ金部の位置を決めて、可動ストリッパーの押さえ金部による接合テープの過度な押圧を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置の断面図である。
【図２】同金型装置回りの概略平面図である。
【図３】同金型装置の部分拡大断面図である。
【図４】他の実施の形態に係る半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置の部分拡大断面図である。
【図５】接合テープを貼着したリードフレーム基材の平面図である。
【符号の説明】
１０  半導体装置用リードフレームの製造に使用する金型装置
１１  半導体装置用リードフレームの製造設備
１２  予備加熱ステーション          １３  第２のヒーターブロック
１４  リードフレーム基材            １５  連結リードフレーム基材
１６  フレーム搬送手段              １７  接合テープ
１８  接合テープ送り手段            １９  接合テープ送り手段
２０  接合ステーション              ２１  架台
２３  基台                          ２４  ダイプレート
２５  パンチ                        ２６  押さえ金部
２７  可動ストリッパー              ２８  パンチガイド
２９  上部ホルダー                  ３０  ガイドポスト
３１  接合テープ片                  ３２  打ち抜き孔
３３  ガイド部材                   ３３ａ  ガイド部材
３４  吊りロッド                    ３５  スプリング
３６  パンチ保持部                  ４１  可動ストリッパー
４２  挿通孔                        ４３  押さえ金部
４４  下向き突起                    ４５  ダイプレート
４６  打ち抜き孔                    ４７  上向き突起
４８  接着剤層                      ４９  接着剤層
【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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