(57)【要約】【課題】リード加工を施したパッケージの量産時に、量産製品のパッケージとアウターリードとの相対位置を均一にすることができる構造のリード成形用金型を提供する。【解決手段】本実施の形態のリード成形用金型は、上型１７と上型１７に対向して設けられた下型１８と、下型１８の上面に設けられた、半導体パッケージ用支持部(ダイ１５)と、上型１７の下面に設けられた、上型１７と下型１８との対向方向に移動可動な移動部(カム１２)と、カム１２に支持され、カム１２に対して軸心方向に移動自在である複数のシャフト２２と、半導体パッケージ用支持部(ダイ１５)の上方であってシャフト２２の下端に設けられた押圧部(プロファイルピン１３)と、上型１７とカム１２との間に設けられ、シャフト２２の移動を停止させるロック部(ロック機構１４)と、を備える。【選択図】図１
2011035342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と前記上型に対向して設けられた下型とを備える、アウターリードを有する半導体パッケージのリード成形用金型であって、
前記下型の上面に設けられた、半導体パッケージ用支持部と、
前記上型の下面に設けられた、対向方向に移動可動な移動部と、
前記移動部に支持され、前記移動部に対して軸心方向に移動自在である複数のシャフトと、
前記半導体パッケージ用支持部の上方であって前記シャフトの下端に設けられた、押圧部と、
前記上型と前記移動部との間に設けられ、前記シャフトの移動を停止させるロック部と、を備え、
前記ロック部は、前記上型が前記下型の上面側に移動している間であって、前記下型に接して前記移動部の移動が停止した後に、前記シャフトの移動を停止させることにより前記移動部に対する前記押圧部の位置を固定する、リード成形用金型。
【請求項２】
前記ロック部は、
前記シャフトを挿通させる挿通孔が設けられており、前記軸心方向から挟持されることで、前記軸心方向に対して傾斜して前記挿通孔内の縁部で前記シャフトを押圧するクランパーと、
前記移動部の移動が停止した後に、前記クランパーを前記軸心方向から挟持する挟持手段と、を備える、請求項１記載のリード成形用金型。
【請求項３】
前記ロック部は、
前記シャフトを挿通させる挿通孔が設けられており、前記軸心方向から挟持されることで前記挿通孔の内径が縮小して前記挿通孔の内面で前記シャフトを押圧するクランパーと、
前記移動部の移動が停止した後に、前記クランパーを前記軸心方向から挟持する挟持手段と、を備える、請求項１記載のリード成形用金型。
【請求項４】
前記ロック部は、
前記押圧部と反対側の前記シャフトの上端に設けられ、前記軸心方向に対して傾斜している傾斜面を有するテーパー部と、
前記上型と協動して前記対向方向に移動可動であり、前記テーパー部の前記傾斜面に当接して、前記テーパー部を押し出す、ローラ部と、を備え、
前記移動部に前記シャフトを挿通させる挿通孔が設けられており、前記移動部の移動が停止した後に、前記ローラ部に押し出された前記テーパー部を有する前記シャフトは、前記挿通孔の内壁により押圧される、請求項１記載のリード成形用金型。
【請求項５】
前記押圧部の先端の形状が、球状である、請求項１から４のいずれかに記載のリード成形用金型。
【請求項６】
前記押圧部が、前記対向方向に見たときに、前記半導体パッケージ用支持部に載置された前記半導体パッケージの上面の中心に対して点対称となるように配置されている、請求項１から５のいずれかに記載のリード成形用金型。
【請求項７】
前記移動部に設けられ、前記ロック部が前記シャフトの移動を停止させた状態で、前記アウターリードを曲折する曲折部を、さらに備える、請求項１から６のいずれかに記載のリード成形用金型。
【請求項８】
前記半導体パッケージ用支持部は、前記半導体パッケージの近傍で前記アウターリードを下方から支持する、請求項１から７のいずれかに記載のリード成形用金型。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載のリード成形用金型を用いて、
アウターリードを有する半導体パッケージの前記アウターリードの成形加工を行う工程を含む、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リード成形用金型およびリード成形用金型を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＱＦＰパッケージなどのモールド系半導体パッケージのアウターリードを成形加工する装置や金型構造に関して様々な提案がされている。
例えば特許文献１には、１回目のリード成形をした後、２回目に別金型でパッケージ中央を突起形状でおして矯正しコプラナリティを整えるものことが記載されている。特許文献２には、リード成形が終わっている製品を、専用の修正装置に仕掛け、パッケージの保持をパッケージの変形形状に合わせて変えることで再度矯正をして、コプラナリティを整えることが記載されている。特許文献３には、パッケージのそりの突起部分を弾性材料で押すことで、加工時のパッケージの変形を抑えてコプラナリティを出すことが記載されている。特許文献４には、成形されたリードを矯正することが記載されている。特許文献５には、流体の圧力媒体によるボディクランプピンを用いて、加工前の製品の固定状態を安定させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９-９７８６６号公報
【特許文献２】特開平９-２５２０７１号公報
【特許文献３】特開２００１-１８９４０９号公報
【特許文献４】特開平６-４５４９３号公報
【特許文献５】特開平１０-１２５８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献に代表される従来のアウターリードの成形加工する装置や金型構造などが用いた場合でも、パッケージのアウターリードを成形加工すると、パッケージ形状の変形によりパッケージとアウターリードとの相対位置が変化してしまい、リード加工を施したパッケージの量産時に、量産製品のパッケージとアウターリードとの相対位置を均一にすることが困難であった。このパッケージ形状の変形には、以下の２つがある。
【０００５】
まず、リード加工時の反力によるパッケージ変形について説明する。リード成形加工においてアウターリードに外力を加え加工する。この際、リード成形加工の反力がパッケージ変形を発生させる。これによりパッケージとアウターリードとの相対位置が変化する。また、このパッケージがより薄型化、大型化になるほど、このパッケージはリード成形加工の反力の影響を受けやすく、さらにこのパッケージ変形の発生も顕著になる。
続いて、リード加工時のパッケージ形状バラツキによるパッケージ変形について説明する。パッケージ内部構造の複雑化、大型化、薄型化、様々なモールド樹脂の開発・適用、製造途中に、パッケージには熱履歴等が加わる。これにより、同一プロセスで製造されたでも個々で様々なパッケージ形状をとなり、パッケージのそりや形状にバラツキが生じていた。従来加工装置などに含まれるパッケージやリードの保持機構では、このようなバラツキのあるパッケージに対応できておらず、加工時に意図しない矯正効果によりパッケージ形状の変形が発生し、パッケージとアウターリードとの相対位置が変化する潜在的な不具合を有していた。
【０００６】
近年主流の大型パッケージ、薄型パッケージにおいては、リード成形加工時に、リード加工の反力によるパッケージの弾性変形が発生する。この例示を図９に示す。たとえば、パッケージの中央部に保持部を設けて、加工を行った場合、リード加工の反力でパッケージは上方へ力を受ける。保持部のない部分では、弾性変形１２１が発生したままリード加工が行われる(図９(ａ))。このため加工完了の後、パッケージが開放されると、パッケージとアウターリードとの相対位置が変化し、コプラナリティ１２２が弾性変形１２１分悪くなる(図９(ｂ))。
特許文献５ではパッケージを定位置に保持しようとする場合、上型クランプピンと下型クランプピンの圧力を同値とし釣合いをとることが前提となる。つまり釣合いを取ってないとどちらかにパッケージはシフトし、金型との相対位置が崩れる。ここにリード加工時の反力が加わると、上下の釣合いは崩れ結局パッケージの変形が発生してしまい、コプラナリティは悪化する。
【０００７】
上記特許文献１、特許文献２および特許文献３では、パッケージの保持部は、パッケージのそり、形状に合わせて製作する必要がある。このため、上述のパッケージ形状バラツキのように、個々でパッケージのそり・形状が変化する場合には、上記特許文献のパッケージを保持する部品では対応が困難となり、パッケージ保持を行う際パッケージを変形させてしまい、コプラナリティは良くならないことが問題であった。また特許文献４には「リード矯正を行なうＩＣに合わせて、保持ブロックの位置を変更し」と記載され、対象形状が一定である場合にのみ適用可能である。このため、特許文献４の保持部では、同一プロセスで製造させたパッケージ形状バラツキが発生する場合には適用できない。
【０００８】
このように、上記特許文献などに代表される従来のパッケージを保持する保持機構では、上述の２つパッケージ形状の変形の両方に対応することができないため、リード加工を施したパッケージの量産時に、量産製品のパッケージとアウターリードとの相対位置を均一にすることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
上型と前記上型に対向して設けられた下型とを備える、アウターリードを有する半導体パッケージのリード成形用金型であって、
前記下型の上面に設けられた、半導体パッケージ用支持部と、
前記上型の下面に設けられた、前記対向方向に移動可動な移動部と、
前記移動部に支持され、前記移動部に対して軸心方向に移動自在である複数のシャフトと、
前記半導体パッケージ用支持部の上方であって前記シャフトの下端に設けられた、押圧部と、
前記上型と前記移動部との間に設けられ、前記シャフトの移動を停止させるロック部と、を備え、
前記ロック部は、前記上型が前記下型の上面側に移動している間であって、前記下型に接して前記移動部の移動が停止した後に、前記シャフトの移動を停止させることにより前記移動部に対する前記押圧部の位置を固定する、リード成形用金型が提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、
上記リード成形用金型を用いて、
アウターリードを有する半導体パッケージの前記アウターリードの成形加工を行う工程を含む、半導体装置の製造方法が提供される。
【００１１】
複数のシャフトは軸心方向に移動自在であるため、固定されるまでは、支持部に載置されている半導体パッケージの上面に倣った状態である。そして、ロック部は、上型が下型の上面側に移動している間であって、下型に接して移動部の移動が停止した後に、シャフトの移動を停止させることにより移動部に対する押圧部の位置を固定する。そのため、半導体パッケージに負荷を与えずに押圧部が固定される。これにより、半導体パッケージの形状の変形が抑制され、リード加工時のパッケージとアウターリードとの相対位置の変動が抑制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、リード加工を施したパッケージの量産時に、量産製品のパッケージとアウターリードとの相対位置を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の金型の構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態のロック機構の構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態のロック機構のロック時の様子を示す断面図である。
【図４】図３に示すロック機構の拡大図ある。
【図５】本発明の実施形態のリード加工時のロック機構を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例のロック機構の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例のロック機構の構造を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例のロック機構の構造を示す断面図である。
【図９】従来の金型の問題点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
(第一の実施形態)
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して同一の部分は、同一の名称を使用して詳細な説明は省略する。
なお、本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対位置を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
また、本実施の形態では、鉛直方向を基準とした場合、以下に示す上下方向、対向方向および軸心方向は、それぞれ鉛直方向に略平行となるものとして説明する。ただし、これに限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本実施形態のリード成形用金型の構造を示すものである。
本実施の形態のリード成形用金型は、アウターリードを有する半導体パッケージのリード成形用金型である。リード成形用金型には、半導体パッケージに負荷を与えずに保持する保持機構を備える。
また、本実施の形態のリード成形用金型は、上型１７と上型１７に対向して設けられた下型１８と、下型１８の上面に設けられた、半導体パッケージ用支持部(ダイ１５)と、上型１７の下面に設けられた、上型１７と下型１８との対向方向に移動可動な移動部(カム１２)と、カム１２に支持され、カム１２に対して軸心方向に移動自在である複数のシャフト２２と、半導体パッケージ用支持部(ダイ１５)の上方であってシャフト２２の下端に設けられた押圧部(プロファイルピン１３)と、上型１７とカム１２との間に設けられ、シャフト２２の移動を停止させるロック部(ロック機構１４)と、を備える。
本実施の形態のロック部(ロック機構１４)は、上型１７が下型１８の上面側に移動している間であって、下型１８(下型１８の上面に設けられているカムストッパー１６)に接してカム１２の移動が停止した後に、シャフト２２の移動を停止させることによりカム１２に対するプロファイルピン１３の位置を固定する。
また、図１に示すように、本実施の形態のリード成形用金型は、半導体パッケージのリードを成形するリード成形機構(パンチ１１)をさらに備えるものである。
【００１６】
本実施形態の半導体パッケージ保持機構について説明する。
図１に示すように、本実施形態の金型(上型１７および下型１８)の間は、パッケージを保持する保持機構を備える。この保持機構には、ダイ１５、カム１２、複数のシャフト２２、プロファイルピン１３およびロック機構１４を備える。
ダイ１５は、半導体パッケージを下方から支持するものである。図１に示すように、ダイ１５は、下型１８の上面に設けられている。本実施の形態において、ダイ１５は、半導体パッケージの近傍でアウターリードを下方から支持する。
【００１７】
ダイ１５は、上型１７の下面側(下型１８との対向面側)に設けられている。カム１２は上型１７と協動し、上型１７と下型１８との対向方向(以下、対向方向と称することもある)に移動できる。上型１７が下型１８に向かって下方に移動すると、ダイ１５も上型１７と協動して移動する。ダイ１５の移動がカムストッパー１６に接して停止する。このとき、上型１７とカム１２との間には、弾性体(スプリング１９)が設けられているので、ダイ１５の停止後、上型１７はさらに、下型１８に向かって下方に移動できる。
カム１２は所定の位置で下降が停止する。カム１２の停止位置は、カムストッパー１６とカム１２とが当接する位置を調整すればよい。下型１８の上面に対するカムストッパー１６の高さが高いほど、カム１２の当接する位置は高くなる(すなわち、停止位置は、対向方向において、上型１７側になる)。
【００１８】
カムストッパー１６は、半導体パッケージを下方から支持するように働くダイ１５の周囲に設けられている。カムストッパー１６の高さは、カム１２が、ダイ１５に載置された半導体パッケージに接触しない限り、限定されるものではない。すなわち、本実施の形態では、カム１２とカムストッパー１６とが当接したときにできる空間内に、ダイ１５、ダイ１５上の半導体パッケージ、半導体パッケージ上方のプロファイルピン１３が配置されることになる。
【００１９】
図１に示すように、カム１２の凹部が形成されている。この凹部の底部に、シャフト２２を挿通させる挿通孔が設けられている。シャフト２２の下端に半導体パッケージの上面を保持する押圧部(プロファイルピン１３)が設けられている。一方、シャフト２２の上端には、シャフト２２が挿通孔から脱落するのを防止するキャップが設けられている。このようにして、複数のシャフト２２のそれぞれは、軸心方向に対して移動自在となるように、各凹部(カム１２の内部)に支持されている。ここで、シャフト２２とその下端に設けられた押圧部を合わせて、プロファイルピン１３と称することもある。
【００２０】
プロファイルピン１３の数は、２以上であれば特に限定されない。本実施形態では、複数のプロファイルピン１３が２点以上の半導体パッケージの上面を押圧する。これにより、半導体パッケージの上面は点ではなく面で保持される。
本実施の形態では、対向方向に見たときのプロファイルピン１３の配置位置は、ダイ１５に載置された半導体パッケージ上面の中心に対して、点対称とすることができる。これにより、半導体パッケージに局所応力が発生することをより低減することができる。配置位置としては、たとえば、対向方向に見たとき、正三角形、正方形、正五角形、正六角形等となるようにすることができる。このように、プロファイルピン１３当たりが押圧する半導体パッケージの上面の面積をほぼ均等にすることができ、局所応力の発生を抑制することができる。
【００２１】
また、押圧部(プロファイルピン１３)は、リード加工の反力を防ぐ観点から、半導体パッケージとリードとの接合部に付近に配置することが好ましい。また半導体パッケージの上面形状に倣う観点から、プロファイルピン１３の数が多い方が好ましい。
たとえば、本実施の形態では、実際のＰＫＧの反り状態を考慮して、パッケージの一辺につき端−中央−端の３本（すなわち、パッケージのコーナでは、プロファイルピン１３を共用することができる。パッケージあたり８本）のプロファイルピン１３を配置することができる。
【００２２】
軸心方向に対して垂直な押圧部の直径は、特に限定されないが、シャフト２２の直径より大きくすることができる。
押圧部の先端の形状については、パッケージによって接触角度が変わるため、球形状が好ましいが、この形状に限定されない。なお、シャフト２２に別部材としてプロファイルピン１３を設けずに、シャフト２２の下端の形状を球状としてもよい。
また、押圧部の材料は、金属材料であっても、弾性部材であってもよい。なお、押圧部の材料は、構成部品(プロファイルピン１３)について特に大きな力(自重)等が発生しないため、一般的な鉄系合金材料でもよい。
【００２３】
次に、本実施形態の保持機構の動作について説明する。
プレス機器(プレス手段)により金型(上型１７)を上下方向(対向方向)にプレスする。上型１７は、下型１８に対して相対的に下方(対向方向)に移動する。上型１７の下方の移動に協動して、カム１２も下方に移動する。このとき、カム１２に設けられた、プロファイルピン１３も軸心方向に上下自在な状態で下方に移動する。続いて、プロファイルピン１３の先端は、ダイ１５に載置されているパッケージの上面に接触する。複数のプロファイルピン１３はパッケージの上面の形状に倣う。上型１７は下降を続けるが、未だロック機構１４が働いてなく開放状態(すなわち、ロック機構１４がシャフト２２の移動を停止させていないので、プロファイルピン１３も軸心方向に上下自在な状態)であるため、プロファイルピン１３は自由にパッケージの上面の形状に倣う。このとき、プロファイルピン１３は、従来の保持機構では発生していた負荷(プロファイルピン１３の自重を除く)をパッケージに加えることはない。
【００２４】
ここで、従来のパッケージの保持部の弾性体を用いた場合、保持部とパッケージとの距離が短くなるほど、弾性体の復元力によりパッケージの上面に負荷が発生していた。さらに、パッケージの上面の形状に合わない保持部を用いた場合、保持した時に意図しない矯正効果によりパッケージの上面に負荷が発生していた。
これに対して、本実施形態のプロファイルピン１３は、自由にパッケージの上面の形状に倣う。これは、ロック機構１４が働いないときに、上下自在に可動な複数のプロファイルピン１３がパッケージの上面の接するためである。これにより、パッケージに従来のような負荷が発生することはない。
【００２５】
さらに上型１７の下降が進むと、上型１７に設けられたカム１２がカムストッパー１６と当接する。この後、ロック機構１４が作動する。ロック機構１４が作動すると、プロファイルピン１３はパッケージの上面の形状に倣ったままロックされる。プロファイルピン１３とパッケージとの相対的な位置が固定される。すなわち、カム１２の位置とプロファイルピン１３の位置とが固定される。このときも、プロファイルピン１３は、上述の負荷をパッケージに加えることはない。以上のようにして、本実施形態では、ロック機構１４により位置が固定されたプロファイルピン１３(保持機構)により、パッケージが保持される。
【００２６】
次に、本実施の形態のロック機構について説明する。図２は、ロック機構の構造を模式的に示す。
図２に示すように、実施形態のロック部(ロック機構１４)は、クランパー２４と、移動部(カム１２)が停止した後に、クランパー２４をシャフト２２の軸心方向から挟持する挟持手段(第一の挟持部および第二の挟持部)と、を備える。クランパー２４には、シャフト２２を挿通させる挿通孔が設けられており、軸心方向から挟持されることで、軸心方向に対して傾斜して挿通孔内の縁部でシャフト２２を押圧する。これにより、シャフト２２の上下移動を停止させる。
【００２７】
上型１７とカム１２の凹部との間に、シャフト２２の軸心方向において、クランパー２４を挟んで第一の挟持部および第二の挟持部が設けられている。上型１７とカム１２との距離が短くなると、第一の挟持部がクランパー２４の上方から、第二の挟持部がクランパー２４の下方から押圧するように働く。このようにして、挟持手段は、クランパー２４を軸心方向に挟持する。
【００２８】
また、本実施の形態では、第一の挟持部は、筒状の第一のワッシャー２５、スプリング２６および筒状のプッシュピン２７から構成される。一方、第二の挟持部は、筒状の第二のワッシャー２３から構成される。シャフト２２は、串刺し状に、プッシュピン２７、スプリング２６、第一のワッシャー２５、クランパー２４、第二のワッシャー２３を挿通している。
クランパー２４は、筒部材の上面と下面とが、軸心方向に対して傾斜している。本実施の形態では、上面と下面とが略平行である。クランパー２４の断面形状においては、たとえば、軸心方向では平行四辺形となり、軸心方向に対して垂直方向では、正円形状となる。
また、第一のワッシャー２５および第二のワッシャー２３の断面形状においては、たとえば、軸心方向では矩形または正方形となる。
【００２９】
次に、本実施形態のロック機構１４の動作について説明する。図３は、ロック機構のロック時の様子を示す。図４は、図３に示すクランパー周辺の拡大図である。
上述のとおり、カム１２はカムストッパー１６と係合して、所定の位置で静止する。このとき、カム１２に設けられた第二のワッシャー２３についても移動が停止して、第二のワッシャー２３の位置が固定する。この後、上型１７がさらに下方(つまりカム１２に近づくよう)に移動すると、上型１７より、プッシュピン２７が押し下げられる。プッシュピン２７は、スプリング２６介して第一のワッシャー２５を下方に押す。これにより、図３に示すように、第一のワッシャー２５と第二のワッシャー２３との距離が小さくなり、第一のワッシャー２５の下面と第二のワッシャー２３の上面とで、クランパー２４をはさみ込むことになる。すると、図４に示ように、第二のワッシャー２３と、第一のワッシャー２５との接触部分を支点として回転作用を与える力３０がクランパー２４に加わる。これにより、クランパー２４は、軸心方向に対して傾斜して、その挿通孔内の縁部(エッジ部分)でシャフト２２を押圧する。つまり、シャフト２２の挿通孔の上下のエッジ部分で、各々逆方向にシャフトを押さえ込む力３１により、シャフト２２を左右から保持する。その後、上型１７がさらに下降すると、第一のワッシャー２５と第二のワッシャー２３との軸心方向の距離がさらに小さくなり、力３１および力３１の力が増す。このようにして、逆方向にシャフトを押さえ込む力３１により、シャフト２２が回転する力を受け、シャフト２２は挿通する挿通孔の内面に押し付けられ固定される。このようにして、軸心方向に上下自在な状態で半導体パッケージの上面に沿って停止しているプロファイルピン１３について、ロック機構１４が作動すると、カム１２に対するシャフト２２の位置を固定される。このように、ロック機構１４により、プロファイルピン１３が半導体パッケージの上面に負荷を与えずに倣った状態で固定される。
【００３０】
プロファイルピン１３をロックするタイミング(ロック機構１４が作動開始時期)は、例えば、第二のワッシャー２３の最下点からプッシュピン２７の最上点までの長さや、上型１７とカム１２との間にロック機構１４が設置されている、凹部の対向方向についての幅はなどを変えることで、調整することができる。
【００３１】
また、リード成形加工時にパッケージの上方へリード加工の反力が発生する。そのため、パッケージの変形が起きないように、固定されたプロファイルピン１３には、発生した加工反力が発生しても、プロファイルピン１３はパッケージの上面形状に合った位置から上方に移動せず、カム１２に対する位置が固定されている。プロファイルピン１３の位置が固定されるような力３１および力３１が発生するタイミングは、例えば、スプリング２６やクランパー２４の傾斜面の傾斜角度などを調整して、リード加工のタイミングに合わせて変更することが可能である。
【００３２】
また、図１に示すように、本実施形態のリード成形用金型は、アウターリードを曲折する曲折部(パンチ１１)が、カム１２の側方に設けられている。ダイ１５(半導体パッケージ用支持部)は、半導体パッケージの近傍でアウターリードを下方から支持する。
パンチ１１は、ロック部(ロック機構１４)がシャフト２２をロックした状態(シャフト２２の移動を停止した状態)で、アウターリードを曲折する。つまり、本実施の形態のリード形成は、半導体パッケージの上面に負荷を与えずに倣うようにプロファイルピン１３の位置が固定される状態で、行われる。ここで、スプリング１９の長さまたは強さにより、ロック機構１４が作動するタイミングとパンチ１１がリードを加工するタイミングとを調整できる。
このように本実施の形態のリード成形用金型を用いて、半導体パッケージの前記アウターリードの成形加工を行うことができる。
【００３３】
本実施形態の効果について説明する。本実施形態のリード成形用金型の保持機構においては、ロック機構１４により、上下可動なプロファイルピン１３の位置を、半導体パッケージの上面に倣うように固定するものである。これにより、パッケージの個々のそり・変形に依らずに、パッケージを変形させないように保持できる。また、複数のプロファイルピン１３を設けたとしても、半導体パッケージを保持している間、半導体パッケージに局所応力を与えることがない。このように、如何なる形状のパッケージに対しても加工前の形状を保持したまま加工することが可能となり、加工中の加工反力によるパッケージ変形を抑制できる。つまり、リード成形時の反力によるパッケージの弾性変形を抑えることができる。
【００３４】
また、図５は本実施形態の保持機構がパッケージを保持したときの模式図である。図５(ａ)に示すように、本実施形態のロック機構１４により、複数のプロファイルピン１３がパッケージ表面の形状を保持し変形を抑制する。これにより、任意の形状を有するパッケージに対しても理想的な加工形状(図５（ｂ）)を得ることができる。つまり、上下自在に支持された複数のシャフト２２の下端に設けられた押圧部(プロファイルピン１３)においては、半導体パッケージの上面と接した最初の位置が固定される。これにより、リード成形時の反力によるパッケージの弾性変形を抑えることができる。そのため、リードの成形加工時に、パッケージとアウターリードとの相対位置が変化することを抑制することができる。以上のことから、本実施形態の保持機構を用いることで、コプラナリティの悪化を抑制することができる。
このように本実施形態の保持機構により、半導体パッケージの形状の変形が抑制され、リード加工時のパッケージとアウターリードとの相対位置の変動が抑制される。これにより、本実施の形態のリード成形用金型を用いると、リード加工を施したパッケージの量産時に、量産製品のパッケージとアウターリードとの相対位置を均一にすることができる。そして、パッケージとアウターリードとの相対位置が均一な(コンプラナリティ性に優れた)半導体パッケージを得ることができる。
【００３５】
本実施形態の保持機構は、上述のとおりパッケージをセットした状態のまま保持・固定できる。パッケージのセット方法については特に限定されない。つまり、パッケージもしくはパッケージから延設したアウターリードのどちらを支持部により支持してもよい。特に支持点を選びたい場合は、支持点に合わせダイ１５に突起状の受け部などを設けることができる。なお、図５では、支持部が図示されていないが、製品を自然状態でダイ１５上に置いた際に、パッケージの任意の部分を支持部で支持することができる。このため、本実施形態の保持機構は、リード成形に用いることに加え、パッケージを保持する任意の用途に用いることができる。たとえば、パッケージの測定、リード修正作業等の作業精度を要するようなとき、パッケージに変形を与えずに、パッケージを固定する必要がある。このような場合に本実施形態のパッケージを保持する保持機構を用いることができる。
【００３６】
(第二の実施形態)
第二の実施形態は、ロック機構１４の構成が異なる点を除いて第一の実施形態と同様にする。つまり、軸心方向に対して、第一のワッシャー２５および第二のワッシャー２３が傾斜面を有しており、クランパー２４は傾斜面を有しない点が第一の実施形態と異なる。以下、第一の実施形態と異なる点を中心に詳述する(図６)。
第二の実施形態のロック部(ロック機構１４)においては、上型１７とカム１２の凹部との間に、シャフト２２の軸心方向において、クランパー２４を挟んで第一の挟持部および第二の挟持部が設けられている。上型１７とカム１２との距離が短くなると、第一の挟持部がクランパー２４の上方から、第二の挟持部がクランパー２４の下方から押圧するように働く。このようにして、挟持手段は、クランパー２４を軸心方向に挟持する。これにより、クランパー２４には、軸心方向から挟持されることで、軸心方向に対して傾斜して挿通孔内の縁部でシャフト２２を押圧し、シャフト２２の上下移動を停止させる。
【００３７】
また、本実施の形態では、クランパー２４は、筒部材の上面と下面とが、軸心方向に対して略平行である。クランパー２４の断面形状においては、たとえば、軸心方向では矩形または正方形となる。
一方、第一のワッシャー２５および第二のワッシャー２３においては、筒部材の上面と下面とが、軸心方向に対して傾斜している。本実施の形態では、上面と下面とが略平行である。第一のワッシャー２５および第二のワッシャー２３の断面形状においては、たとえば、軸心方向では台形となり、軸心方向に対して垂直方向では、正円形状となる。
【００３８】
図６に示ように、クランパー２４は、第二のワッシャー２３と、第一のワッシャー２５との接触部分を支点として回転作用を与える力３０が加わる。これによりシャフト２２の通る穴の上下のエッジ部分で各々逆方向にシャフトを押さえ込む力３１を発生させ、シャフト２２を保持する。その後金型がさらに下降して、力３１および力３１の力が増す。このようにして、逆方向にシャフトを押さえ込む力３１により、シャフト２２が回転する力を受け、シャフト２２は挿通する挿通孔の内壁の縁部に押し付けられ固定される。
このような第二の実施形態のロック機構１４により、半導体パッケージの上面に負荷を与えずに倣った状態でプロファイルピン１３の位置が固定されるので、第一の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
(第三の実施形態)
第三の実施形態は、ロック機構１４の構成が異なる点を除いて第一の実施形態と同様にする。つまり、ロック機構１４においては、第一の実施形態では、回転力によりシャフト２２の移動を停止させているが、第二の実施形態では、左右の押圧力によりシャフト２２の移動を停止させている。
図７に示すように、ロック機構１４(ロック部)は、クランパー(クランプ部品６３)と、カム１２が静止した後に、クランプ部品６３を軸心方向から挟持する挟持手段と、を備える。クランプ部品６３には、シャフト２２を挿通させる挿通孔が設けられている。このクランプ部品６３は、シャフト２２の軸心方向から挟持されることで挿通孔の内径が縮小して、挿通孔の内面でシャフト２２を左右から押圧する。クランプ部品６３は、このような左右の押圧力によりシャフト２２の移動を停止させている。
【００４０】
また、ロック機構１４の挟持手段は、上型１７とカム１２の凹部との間に設けられており、シャフト２２の軸心方向において、クランパー２４を上方から挟む第一の挟持部と、クランパー２４を下方から第二の挟持部とを備える。第一の挟持部は、リング状部品６２から構成される。また、第二の挟持部は、第二のワッシャー２３から構成される。
【００４１】
図７に示すように、クランプ部品６３の傾斜面にリング状部品６２の突起部が軸心方向に対して当接することにより、シャフト２２側に向かってクランプ部品６３に応力が発生する。これにより、クランプ部品６３の挿通孔の内壁の位置がシャフト２２側方向にズレる。その結果、クランプ部品６３の挿通孔の内壁がシャフト２２の側壁を押圧することになり、シャフト２２の移動が停止する(カム１２に対するシャフト２２の位置が固定される)。
【００４２】
本実施の形態では、リング状部品６２とクランプ部品６３とが略平行な傾斜面(軸心方向に対して傾斜している面)同士で対向してもよい。すなわち、軸心方向に対して、リング状部品６２の凹部と、クランプ部品６３の凸部とが係合するようできる。これにより、リング状部品６２の傾斜面に沿ってクランプ部品６３の傾斜面が乗り上げ、シャフト２２方向に向かってクランプ部品６３に応力が発生する。これにより、クランプ部品６３の押圧力によりシャフト２２を固定できる。ここで、軸心方向に対して、リング状部品６２の凸部と、クランプ部品６３の凹部とが係合するようにしてもよい。この場合、シャフト２２を固定するように働くのは、リング状部品６２となる。
また、クランプ部品６３は複数の部材で構成されてもよい。クランプ部品６３の構成材料は、特に限定されず、弾性部材としてもよい。
なお、クランプ部品６３の下面にも傾斜面を有してもよい。この場合には、たとえば、リング状部品６２と同様に、第二のワッシャー２３の上面に突起部を設けることができる。ただし、リング状部品６２および第二のワッシャー２３との当接により、クランプ部品６３に発生する応力としては、シャフト２２側方向に統一するようにする。これにより、シャフト２２に対するクランプ部品６３の押圧力を向上させることができる。
このような第三の実施形態のロック機構１４により、半導体パッケージの上面に負荷を与えずに倣った状態でプロファイルピン１３の位置が固定されるので、第一の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
(第四の実施形態)
第四の実施形態は、ロック機構１４の構成が異なる点を除いて第一の実施形態と同様にする。
第四の実施形態のロック機構１４について、図８を用いて説明する。
第四の実施形態のロック部(ロック機構１４)は、押圧部(プロファイルピン１３)と反対側のシャフト７７の上端に設けられ、シャフト７７の軸心方向に対して傾斜している傾斜面を有するテーパー部(テーパー部品７３)と、上型１７と協動して対向方向に移動可動であり、テーパー部品７３の傾斜面に当接して、テーパー部品７３を押し出す、ローラ部(プッシャー７６)と、を備える。本実施の形態では、プッシャー７６の角部に、ローラが設けられている。このローラとテーパー部品７３との傾斜面とが当接する。
また、カム１２(移動部)にシャフト７７を挿通させる挿通孔が設けられており、カム１２が停止した後に、プッシャー７６に押し出されたテーパー部品７３を有するシャフト７７は、上記挿通孔の内壁により押圧される。
【００４４】
第一の実施形態と同様に金型(上型１７)の下降動作を利用しロック機構１４を働かせるものである。上型１７の下降によりプッシャー７６がテーパー部品７３に接触することで、シャフト７７に側方の力が働く。これにより、シャフト７７はシャフトガイド部７８に押し付けられ固定された状態となる。
このような第四の実施形態のロック機構１４により、半導体パッケージの上面に負荷を与えずに倣った状態でプロファイルピン１３の位置が固定されるので、第一の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１１  パンチ
１２  カム
１３  プロファイルピン
１４  ロック機構
１５  ダイ
１６  カムストッパー
１７  上型
１８  下型
１９  スプリング
２２  シャフト
２３  第二のワッシャー
２４  クランパー
２５  第一のワッシャー
２６  スプリング
２７  プッシュピン
３０  力
３１  力
６２  リング状部品
６３  クランプ部品
７３  テーパー部品
７６  プッシャー
７７  シャフト
７８  シャフトガイド部
１２１  弾性変形
１２２  コプラナリティ
【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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