(57)【要約】【課題】狙い寸法に高精度に対応可能であると共に狙い寸法の変更にも柔軟に対応可能なゲートカット用の金型を有する加工装置を提供する。【解決手段】ゲートカット用の金型１０２を含む加工装置１００であって、パンチプレート１４０は、パンチ１５０のＸ方向の位置を調整する調整機構１６０を有し、ストリッパ１１０は、パイロットピン１１８が取り付けられるストリッパ本体１１２と、ストリッパ本体１１２に着脱可能に取り付けられ、Ｘ方向の位置が調節可能なパンチガイド１３０とを有することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームに半導体装置を搭載し、樹脂封止した成形品のゲートカットを行う樹脂封止成形装置であって、
貫通孔から突出して前記成形品のゲートカットを行うパンチを搭載するパンチプレートと、前記成形品を搭載したリードフレームを固定すると共に位置決め用のパイロットピンと貫通孔とを有し、前記パンチプレートに対して接離動可能なストリッパとを有するゲートカット用の上型であって、当該上型と共に前記リードフレームを挟み、上型に対して固定された下型を含む金型と、前記上型を下型に対して移動するプレス手段とを有する加工装置において、
前記パンチプレートは、前記成形品のゲートが設けられた方向に対して前記パンチの位置を調整する調整機構を有し、
前記ストリッパは、前記パイロットピンが取り付けられるストリッパ本体と、当該ストリッパ本体に着脱可能に取り付けられ、前記成形品のゲートが設けられた方向の位置が調節可能なパンチガイドとを有することを特徴とする樹脂封止成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂封止装置内のゲート加工装置に係り、特に、フープ状リードフレームに樹脂封止された成形品の樹脂残り（ゲート残り）を切断するゲートカット用の金型を有する加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程のパッケージング工程では、溶融樹脂をカル及びランナを介して樹脂注入口（ゲート）より樹脂をキャビティに供給し、リードフレームに搭載された半導体装置を樹脂封止する。樹脂封止された半導体装置（パッケージ）を、以下、「製品部」と呼ぶ。次いで、特許文献１及び２にあるように、カルからゲート近傍までの樹脂部をクランプ固定し、リードフレーム側を跳ね上げる様に持ち上げツイストさせる事により、ゲート部分を折り曲げてリードフレームから、カルからゲート近傍の不要樹脂部を切断除去する。ゲート切断部分は、成形条件等によって製品部に小さく、ほとんど問題にならない程度の場合もあれば、大きく残り次工程に影響が出る場合もある。
【０００３】
このため、製品部の品質を維持する目的で、ゲート残り量を制御することが求められる。例えば、製品部端部からゲート残りの端部までの距離、即ち、凸部の長さを±３／１００ｍｍ以下になるように狙い寸法を決める必要がある。このため、ツイストでゲート切断後、更にゲート残りを金型で切断するゲートカットを行う場合があり、金型は、パンチ、パンチガイド、ストリッパ、パンチプレートを有し、従来は狙い寸法に合わせて個々の部品が設計されていた。
【０００４】
その他の従来技術としては特許文献３がある
【特許文献１】特開平５−３１７３２号公報
【特許文献２】特許２９０１６９４号公報
【特許文献３】特開平８−１１１８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体装置の小型化が進むと共にその品質を維持するための狙い寸法が、１／１００ｍｍなどと小さくする必要がでてきた。また、製品部は、成形時の温度、湿度等の条件や樹脂及びリードフレームの条件により成形後の樹脂収縮量が多少異なる場合があり、また、１号型と２号型であっても多少の成形条件が異なる事で製品寸法が多少異なる場合がある。この結果、１／１００ｍｍ等の厳しい狙い寸法でのゲート残り量で設計しても、常に一定の製品でのゲート残り寸法を維持することが困難であり、許容値以上のゲート残り寸法が残ったり、製品部がえぐれたりする。また、製品に合わせて狙い寸法を変更する場合には金型の各構成要素である部品を新作しなければならず、狙い寸法の変更に柔軟に対応することができないという問題があった。狙い寸法を変更するたびに金型を新作すればコストアップを招き、タイムリーな生産ができない。
【０００６】
そこで、本発明は、狙い寸法に高精度に対応可能であると共に狙い寸法の変更にも柔軟に対応可能なゲートカット用の金型を有する樹脂封止装置内のゲート加工装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての樹脂封止成形装置は、リードフレームに半導体装置を搭載し、樹脂封止した成形品のゲートカットを行う樹脂封止成形装置であって、貫通孔から突出して前記成形品のゲートカットを行うパンチを搭載するパンチプレートと、前記成形品を搭載したリードフレームを固定すると共に位置決め用のパイロットピンと貫通孔とを有し、前記パンチプレートに対して接離動可能なストリッパとを有するゲートカット用の上型であって、当該上型と共に前記リードフレームを挟み、上型に対して固定された下型を含む金型と、前記上型を下型に対して移動するプレス手段とを有する加工装置において、前記パンチプレートは、前記成形品のゲートが設けられた方向に対して前記パンチの位置を調整する調整機構を有し、前記ストリッパは、前記パイロットピンが取り付けられるストリッパ本体と、当該ストリッパ本体に着脱可能に取り付けられ、前記成形品のゲートが設けられた方向の位置が調節可能なパンチガイドとを有することを特徴とする。かかる樹脂封止成形装置は、調整機構がパンチの成形品のゲートが設けられた方向を調整することができるので様々な狙い位置に柔軟かつ高精度に対応することができ、高品位なゲートカットを行って高品位なパッケージを提供することができる。その際、ストリッパのパンチガイドも成形品のゲートが設けられた方向に合わせて移動させてパンチが貫通孔で変形や応力を受けることを防止する。
【０００８】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、狙い寸法に高精度に対応可能であると共に狙い寸法の変更にも柔軟に対応可能なゲートカット用の金型を有する加工装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての加工装置について説明する。ここで、図１は、本発明の一実施例の加工装置１００の断面図である。加工装置１００は、リードフレーム１０のゲートカットを行う加工装置であり、金型１０２と、プレス機構１０８とを有する。
【００１１】
リードフレーム１０は、図２に示すように、図１の紙面に垂直な方向Ｙに延び、複数の位置決め孔１２と隙間１４を有し、複数の成形品２０を搭載している。実際には、１条のリードフレーム１０が平行に２条配置されているが、図２はそのうちの１条のみを示している。ここで、図２は、リードフレーム１０の概略平面図である。また、リードフレーム１０は特許文献１にあるようなフープ形状を有している。
【００１２】
位置決め孔１２は、一点鎖線で示す中心線Ｃ上に中心が配置されて一定間隔で整列している。複数の成形品２０は、中心線Ｃに関して対称に配置されている。各側の成形品２０は等間隔で並んでいる。成形品２０は、樹脂封止されたＬＳＩなどの半導体装置（パッケージ）からなる製品部２２と、製品部２２から延びるリード（電極）２４と、製品部２２に残ったゲート残り２６を含む。
【００１３】
ゲート残り２６は製品部２２の中心線Ｃとは反対側に製品部２２に結合している。本実施例では、製品部２２は直方体で断面長方形形状を有し、凸部がゲート残り２６に対応する。また、隙間１４は、図２の下の詳細図に示すように、リード２４間の貫通孔である。リード２４の数は限定されない。
【００１４】
ゲートカットは、製品部２２から突出するゲート残り２６の量を許容範囲に収めるために行われ、後述するパンチ１５０でゲート残り２６を切断する。図２に示すように、中心線Ｃの両側にゲート残り２６があるので、本実施例では各リードフレーム１０に対して必要なパンチ１５０の数は２つである。
【００１５】
製品部２２の端部とゲート残り２６の端部は狙い寸法ＴＳと呼ばれ、概ね３／１００ｍｍ以下である。理想的には狙い寸法ＴＳは０であり、製品部２２の端部でゲート残り２６を切断してゲート残り２６がないようにすることが好ましい。しかし、製品公差、収縮量等の違いから狙い寸法０にすることは困難である。なお、最近の電子機器の小型化と高機能化から、要求される狙い寸法ＴＳは１／１００ｍｍ以下と益々小さくなってきている。
【００１６】
金型１０２は、上型１０４と下型（ダイ）１０６とを有する。上型１０４と下型１０６との間にリードフレーム１０を挟んで型締めする。下型１０６は、上型１０４に対して固定される。上型１０４は、型締めにより、リードフレーム１０のゲートカットを行う。
【００１７】
プレス機構１０８は、上型１０４を下型１０６に対してＺ方向に移動させる機構である。図１の左側は上型１０４と下型１０６とが型締めした状態を示し、図１の右側は上型１０４と下型１０６とを型開きした状態を示している。プレス機構１０８には、当業界で周知の構成を適用することができるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００１８】
以下、図３から図５を参照して、上型１０４の詳細な構造について説明する。ここで、図３は、上型１０４のストリッパ１１０を下から見た平面図である。図４は、上型１０４のパンチプレート１４０を下から見た平面図である。
【００１９】
図３の中心線Ｃ’の左側及び右側は図２のそれぞれのリードフレーム１０をゲートカットするのに使用される。図２に示す中心線Ｃには、図３に一点鎖線で示す中心線Ｃ”が対応する。中心線Ｃ”は、後述するパイロットピン１１８の中心を通る直線である。
【００２０】
図３に示す中心線Ｃ”に関して左側の構成要素は、図２に示す中心線Ｃに関して上側のゲートカットに使用され、図３に示す中心線Ｃ”に関して右側の構成要素は、図２に示す中心線Ｃに関して下側のゲートカットに使用される。図３の中心線Ｃ’の左右には実質的に同一の構成要素の組が搭載されるため、以下、上型１０４の図３の中心線Ｃ’の左側の構成要素について説明する。図５は、図３の中心線Ｃ’の左側における上型１０４の断面図である。
【００２１】
上型１０４は、ストリッパ１１０と、パンチプレート１４０とを有する。
【００２２】
ストリッパ１１０は、ゲートカット時にリードフレーム１０を位置きめクランプし、固定する機能を有し、ストリッパ本体１１２と、一対のパイロットピン１１８と、パンチガイド１２０及び１３０を有する。
【００２３】
ストリッパ本体１１２は、図３及び図５に示すように、直方体部材であり、図３の中心線Ｃ”の各側に、パンチ１５０挿入用の一対の貫通孔１１３と、パンチガイド１３０固定の一対のネジ孔１１４を有する。また、中心線Ｃ”上にはパンチガイド１２０固定の一対の貫通孔１１５（図示なし）を有する。
【００２４】
各貫通孔１１３は、後述するパンチ１５０を案内して突出させるためにＺ方向に延びる。ストリッパ本体１１２の貫通孔１１３のサイズは、後述するパンチ１５０のＸ方向の位置が調節されても良いように、調整範囲内のパンチ１５０が挿入可能なＸ方向に大きなサイズを有する。
【００２５】
ネジ孔１１４は、パンチガイド１３０をＸ方向に多少移動させ、固定することができる。
【００２６】
ストリッパ本体１１２は右側面より見ると溝が形成され、凹部となっている。凹部の溝にガイドされたパンチガイド１３０がＸ方向にスライド可能に挿入され、パンチガイド１３０はストリッパ本体１１２にネジ止め固定されている。
【００２７】
各パイロットピン１１８は、リードフレーム１０の位置決め孔１２に挿入され、リードフレーム１０は、金型１０２に対して位置決めされる。パイロットピン１１８の列中心は中心線Ｃ”上である。
【００２８】
ストリッパ本体１１２は正面より見ると溝が形成され、凹部となっている。凹部の溝にガイドされたパンチガイド１２０は、図３に示すように、直方体形状を有し、一対のパンチガイド１３０の間に配置される。パンチガイド１２０は、一対のネジ孔１２２と、一対のパイロットピン１１８挿入の貫通孔１２４とを有する。パンチガイド１２０は、ネジ１２８を介してストリッパ本体１１２の裏側（上部）よりパンチガイド１２０固定用の各ネジ孔１２２を締め付ける事により固定される。パンチガイド１２０は、各パイロットピン１１８を各貫通孔１２４に収納し、各パイロットピン先端はリードフレーム１０を位置決めガイドできる程度にパンチガイド１２０より突出している。パンチガイド１２０は、本実施例でもストリッパ本体１１２と一体に構成されてもよいが、段差を設けるようにストリッパ本体１１２を加工するよりも別部材で構成するほうが、製造が容易になるため本実施例では別部材としている。
【００２９】
パンチガイド１３０は、図３に示すように下から見ると長方形形状を有するが、図５に示すように断面はＬ字形状を有する。パンチガイド１３０はパンチガイド１２０の両側に設けられ、パンチ１５０をガイドする機能を有し、パンチ１５０の貫通孔１３４を有する。パンチガイド１３０固定用の一対の貫通孔１３２は図５に示すＬ字形状の高い位置に形成され、パンチ１５０挿入用の貫通孔１３４は図５に示すＬ字形状の低い位置に形成される。
【００３０】
パンチガイド１３０固定用の各貫通孔１３２にはネジ１３８が挿入され、各貫通孔１３２とネジ１３８を介してパンチガイド１３０はストリッパ本体１１２に固定される。パンチガイド１３０のＸ方向の位置は、パンチ１５０のＸ方向の位置が調節されればそれに合わせて調節される。そこで、パンチガイド１３０のＸ方向に微小移動してもネジ１３８がネジ孔１１４に入るように貫通孔１３２はＸ方向に大きく、パンチ１５０の調整範囲を吸収する調整代を付加したサイズを有する。ネジ１３８は、図５に示すように、上からパンチガイド１３０をストリッパ本体１１２に固定する。
【００３１】
パンチガイド１３０の各貫通孔１３４にはパンチ１５０が挿入され、パンチを案内し、突出させる。各貫通孔１３４はＺ方向に延びる。パンチガイド１３０のＸ方向の位置を、後述するパンチ１５０のＸ方向の位置に合わせて調節するために、貫通孔１３４を後述するシムの厚さだけＸ方向にずらす必要がある。このためには、パンチ１５０が屈曲や変形せずに貫通孔１３４内を移動できるような位置に手動でパンチガイド１３０をＸ方向にずらしてネジ止め固定するもよいし、パンチガイド１３０とパンチガイド１２０との間に同じ厚さのシムを挟んでもよい。この結果、貫通孔１３４はパンチ１５０をＸ方向に位置調節された状態で案内することができる。
【００３２】
パンチプレート１４０は、パンチプレート本体１４２と、パンチ１５０と、抜け止め板１５８と、調整機構１６０とを有する。上型にはストリップ用の圧縮コイルバネ１０７が設けられており、圧縮コイルバネに当接した吊下げボルト１０９がパンチプレート１４０に挿入係止され、前記ボルトの先端はストリッパにネジ１１７締めされ、ストリッパ１１０が常時離れるようにＺ方向に付勢されている。また、ストリッパ１１０は、パンチプレート１４０に対して移動することができ、プレス機構により縮めた時にはパンチ１５０がパンチガイド１３０より突出する。パンチプレート１４０は「パンチホルダ」と呼ばれる場合もある。
【００３３】
パンチプレート本体１４２は、図５に示すように、直方体部材であり、図３の中心線Ｃ”の各側に、パンチ固定用貫通孔１４４と、一対の抜け止め板固定用ネジ孔（図示せず）とを有する。図６に、図４に示すパンチプレート本体の１４２左側に形成される一対のパンチ固定用貫通孔１４４の平面図を示す。各パンチ固定用貫通孔１４４は、２つの長方形を組み合わせた形状を有し、パンチ１５０が挿入される貫通溝１４５と、調整機構１６０のテーパーブロック１６４及び１６６が挿入される貫通孔１４６とを有する。一対の図示しないネジ孔には抜け止め板１５８を固定するネジ１５９が挿入される。パンチプレート本体１４２のパンチ１５０側の端面は狙い寸法０に設定されている。
【００３４】
パンチ１５０は、成形品のゲートカットを行う機能を有し、図４及び図７に示すように、一対の係合溝１５２と、櫛歯１５４とを有する薄板部材である。一対の係合溝１５２は、図７に示すように、パンチ１５０の両側面に形成される。図４に示すように、一対の抜け止め板１５８が挿入され、ネジによりパンチプレート１４０に抜け止めされる。パンチ１５０の図４の中心線 Ｃ”側の面１５１とパンチ固定用貫通孔１４４内側面との間には、調整機構１６０の適当な厚さのシムが間挿される。
【００３５】
各抜け止め板１５８はパンチ１５０の貫通溝１４５からの脱落を防止する機能を有し、平板形状を有してパンチ１５０の係合溝１５２に部分的に挿入される。各抜け止め板１５８は一対のパンチ１５０の、一対の係合溝１５２に挿入される。各抜け止め板１５８は、それぞれネジ１５９が挿入される図示しない一対の貫通孔を有し、パンチプレート本体１４２に固定される。
【００３６】
調整機構１６０は、パンチプレート１４０に設けられ、パンチ１５０のＸ方向の位置を調節してゲートカット位置を調節する機構である。調整機構１６０は、シムと、パンチ１５０をパンチプレート本体１４２に押圧してパンチ１５０のＸ方向の位置を固定する押圧手段とを有する。
【００３７】
シムは、パンチ１５０の図４の中心線 Ｃ”側の面１５１とパンチ固定用貫通孔１４４内側面との間に挟まれる薄板状部材である。シムは、剛性の高い材料、例えば、ステンレス鋼から形成される。シムの厚さは一般的には１／１００ｍｍ単位であり、また、異なる厚さを有する複数のシムを用意してもよい。シムをパンチ１５０とパンチ固定用貫通孔１４４内側面との間に適当な厚さのシムを挟むことによって、パンチ１５０のＸ方向の位置を調節することができる。
【００３８】
製品公差、収縮量の違いにより、実際にトライした場合、狙い寸法が０とならずにパンチ１５０が製品部２２をえぐってしまうばあいにはパンチをパンチプレート本体１４２から離して狙い寸法が０となるような厚さを有するシムを挿入する。今までは、狙い寸法が変わる度に、当該必要な部品を新規製作等していたが、本発明を行う事に依り、コストアップを招かずに、所望の狙い寸法を得ることができる。また、狙い寸法ＴＳを変更した場合に適当な厚さのシムを挿入することによって対応することができる。
【００３９】
パンチ押圧手段は、パンチプレート本体１４２の貫通孔１４６に挿入されるテーパーブロック１６４及び１６６である。テーパーブロック１６４及び１６６は、既知の押圧機構であり、テーパーブロック１４６をネジ１６９でバッキングプレート１１９に締め付ける事に依りパンチ１５０を中心線Ｃ’’側に押し、固定する。
【００４０】
下型１０６は、従来から製品部２２より狭い範囲で製品部２２の下面を受けているため従来の下型１０６をそのまま使用することができる。  動作において、狙い寸法０となるように製造された金型１０２を使用してリードフレーム１０上のゲートカットを試験的に行う。ゲートカットの結果を図示しない測定装置を利用して実際に残った又はえぐれたゲート残りの寸法を測定する。その寸法を相殺するような厚さのシムをパンチ１５０とパンチプレート本体１４２の間に挟み、パンチ１５０のＸ方向の位置を調節する。その後、パンチ１５０を抜け止め板１５８でＹ方向からパンチ１５０を固定すると共にテーパーブロック１６４及び１６４を利用してＸ方向にパンチ１５０を固定する。また、それに合わせてパンチガイド１３０のＸ方向の位置を調節し、パンチ１５０が貫通孔１３４において変形しないようにする。実際のゲートカット動作は従来装置と同様であるのでここでは詳しい説明は省略する。この結果、加工装置１００は、所望の狙い寸法でゲートカットを行うことができる。
【００４１】
以上、本発明によれば、様々な狙い寸法ＴＳに高精度にかつ柔軟に対応することができる。また、シムをパンチ１５０とパンチプレート本体１４２の中心線Ｃ’’側であるパンチ固定用貫通孔１４４内側面との間に挟むだけなので手段が簡便である。また、金型１０２を、狙いを変える必要があるたびに部分的にでも新作する必要がないからコストアップを招かない。  以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の加工装置の断面図である。
【図２】図１に示す加工装置でゲートカットされるリードフレームの平面図である。
【図３】図１に示す加工装置の上型のストリッパを下から見た拡大平面図である。
【図４】図１に示す加工装置の上型のパンチプレートを下から見た拡大平面図である。
【図５】図１に示す加工装置の上型の断面図である。
【図６】図４に示すパンチプレート本体に形成される貫通孔の平面図である。
【図７】図４に示すパンチプレートに固定されるパンチの平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００              加工装置
１０２              金型
１０４              上型
１０６              下型
１０７              圧縮コイルバネ
１０８              プレス機構
１０９              吊り下げボルト
１１０              ストリッパ
１１２              ストリッパ本体
１１３      パンチ挿入用貫通孔
１１４              パンチガイド固定用のネジ孔
１１８              パイロットピン
１２０、１３０      パンチガイド
１２２              パンチガイド固定用のネジ孔
１４０              パンチプレート
１５０              パンチ
１６０              調整機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008260188.tif 000006
【図５】
2008260188.tif 000007
【図６】
2008260188.tif 000008
【図７】
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