(57)【要約】【課題】リードフレームからリード部分を切断して分離した半導体装置のリード寸法の精度を容易に確保することができ、製品歩留を向上させることができる半導体装置の製造方法及びその装置を提供する。【解決手段】長尺のリードフレーム２１に搭載した複数の半導体チップをそれぞれ封止体２０で封止した後、封止体２０から延出するリード部分を切断し、半導体チップを封止体２０で封止してなる半導体装置を個々に分離する際に、半導体チップを封止体２０で封止した後、リードフレーム２１に封止体２０の外形状を基準にしてそれぞれに対応する基準孔３１を該封止体２０毎に形成し、基準孔３１をそれぞれ基準にしてリード部分を切断するようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺のリードフレームに搭載した複数の半導体チップをそれぞれ封止体で封止した後、前記封止体から延出するリード部分を切断し、前記半導体チップを前記封止体で封止してなる半導体装置を個々に分離する半導体装置の製造方法において、前記半導体チップを前記封止体で封止した後、前記リードフレームに前記封止体のそれぞれに対応する基準孔を該封止体毎に形成し、前記基準孔をそれぞれ基準にして前記リード部分を切断することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記基準孔を、前記封止体の外形状を基準にして形成することを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
複数の半導体チップがそれぞれ封止体で封止されたリードフレームを載置する第１の下金型と、この第１の下金型上に前記封止体を把持して前記リードフレームを固定する位置決めブロックと、この位置決めブロックによって位置決めされた前記リードフレームに前記封止体を基準にして基準孔を形成する前記第１の下金型に対応する第１の上金型に設けられた第１のパンチと、前記基準孔が形成されたリードフレームを載置する第２の下金型と、前記基準孔が形成されたリードフレームを位置決めピンを該基準孔に挿入して前記第２の下金型上に位置決め固定する前記第２の下金型に対応する第２の上金型と、位置決め固定された前記リードフレームの前記封止体から延出するリード部分を切断し、前記半導体チップを前記封止体で封止してなる半導体装置を個々に分離する前記第２の上金型に設けられた第２のパンチとを具備することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項４】
前記リードフレームが長尺であると共に該リードフレームの長手方向に前記封止体が複数配列されたものであり、かつ前記第１の下金型と第２の下金型が、前記リードフレームの長手方向に並ぶように配置されていることを特徴とする請求項３記載の半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の半導体チップが封止体で封止されている長尺のリードフレームからリード部分を切断して、個々の半導体装置を分離する半導体装置の製造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、半導体装置の製造過程においては、短冊状あるいはフープ状のリードフレーム等、長尺のリードフレームの長手方向に所定間隔を設けて配置された複数の半導体チップを封止体で封止し、さらに封止体から延出するリード部分を切断して、半導体チップが封止体によって封止されている半導体装置を個々に分離することが行われている。そして、それは、図５に示す製造装置の要部の断面図を参照して説明するようにして行われる。
【０００３】
すなわち、図５において、１は半導体装置の製造装置で用いる下金型であり、２は下金型１の上方に対応して設けられ、上下方向に往復動する間に型開き、型締め動作する可動型の上金型である。下金型１には、その下金型本体１ａの上面に対をなすガイド３ａ，３ｂが離間して設けられており、また離間配置されたガイド３ａ，３ｂの間の下金型本体１ａ上面には、抜き孔４が形成されている。さらに、下金型本体１ａの上面には、パイロットピン穴５ａが、片方のガイド３ｂに貫通するよう形成されたパイロットピンガイド孔５ｂと同一の中心軸を有するようにして形成されている。
【０００４】
そして、下金型１には、封止体６が形成された長尺のリードフレーム７が、ガイド３ａ，３ｂによって長手方向の両側部がそれぞれ規制され、また封止体６が下面側となるようにして、長手方向が図５における紙面に直交する方向となるように載置される。なお、リードフレーム７には、長手方向に所定ピッチで搭載された複数の半導体チップが合成樹脂製の封止体６により封止されており、また半導体チップと同一ピッチでパイロット孔８が形成されている。そして、リードフレーム７を長手方向に移動させることで、封止体６が順次下金型１の抜き孔４内に位置するようになっている。
【０００５】
一方、下金型１に対応して設けられた上金型２には、その上金型本体２ａに、下金型１のパイロットピン穴５ａ、パイロットピンガイド孔５ｂと同一の中心軸を有するようにして、パイロットピン９が根元部を固定するようにして垂設されている。さらに上金型本体２ａには、下金型１の抜き孔４に対応する位置に、上金型本体２ａと共に往復動すると同時に、上下方向に往復動することによって抜き孔４上端縁部分との間で打抜き動作するパンチ１０が設けられている。
【０００６】
そして、上記のように構成された下金型１及び上金型２を用いる製造装置でのリードフレーム７から半導体装置を個々に分離する過程は、次のようになる。
【０００７】
先ず、上金型２を下金型１の上方に位置させた状態で、所定ピッチで長手方向に搭載された複数の半導体チップが封止体６により封止されたリードフレーム７を、その長手方向両側部がガイド３ａ，３ｂによって規制されるようにすると共に、１つ目の封止体６が抜き孔４内に位置するようにして、下金型本体１ａの上面に載置する。
【０００８】
次に、上金型２を下降させ、パイロットピン９がパイロットピンガイド孔５ｂ、リードフレーム７のパイロット孔８を貫通し、先端部がパイロットピン穴５ａに挿入されるようにしてリードフレーム７の位置決めを行い、これと同時に、上金型本体２ａの下面と下金型本体１ａの上面との間で、抜き孔４周囲のリードフレーム７を挟み固定する。
【０００９】
続いて、上金型２のパンチ１０を下降動作させ、パンチ１０の先端外周縁の刃部分と下金型本体１ａの抜き孔４上端縁の刃部分との間の打抜き動作によって、リードフレーム７の封止体６から延出するリード部分を切断し、半導体チップを封止体６により封止してなる１つ目の半導体装置をリードフレーム７から分離する。その後、パンチ１０を上昇動作させ、同時に上金型２も上昇動作させて、当初位置に戻す。
【００１０】
次に、再びリードフレーム７を、その長手方向両側部をガイド３ａ，３ｂによって規制されるようにして長手方向に移動し、２つ目の封止体６が抜き孔４内に位置するようにして、下金型本体１ａの上面に載置する。以下、上記と同じ過程を繰り返すことで、リードフレーム７からの半導体装置の分離が行われる。
【００１１】
こうした上記の従来技術においては、リードフレーム７のパイロット孔８を基準として半導体装置の分離を実施しているので、各工程におけるリードフレーム７の反りや変形、またパイロット孔８の変形等に伴って位置変動が累積し、パイロット孔８の基準としての位置精度が悪くなる傾向があった。このため、半導体装置の分離に用いる下金型１と上金型２とでなるセパレーション金型では、パイロットピン位置を対象部材に合わせ込むようして精度確保がなされていた。
【００１２】
しかし、これだけでは不十分で、例えば合成樹脂製の封止体６を成形する成形金型の変更などを実施した時、パイロット孔８と封止体６の位置関係が変化する場合が生じる。こうした場合には、変化量が、半導体装置から延出するリード長のばらつきとなる。特にリード長の短い半導体装置では、リード寸法の精度確保が困難となり、製品歩留を最終的に悪化させてしまう要因となっていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とするところは、リードフレームからリード部分を切断して分離した半導体装置のリード寸法の精度を容易に確保することができ、製品歩留を向上させることができる半導体装置の製造方法及びその装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法及びその装置は、長尺のリードフレームに搭載した複数の半導体チップをそれぞれ封止体で封止した後、前記封止体から延出するリード部分を切断し、前記半導体チップを前記封止体で封止してなる半導体装置を個々に分離する半導体装置の製造方法において、前記半導体チップを前記封止体で封止した後、前記リードフレームに前記封止体のそれぞれに対応する基準孔を該封止体毎に形成し、前記基準孔をそれぞれ基準にして前記リード部分を切断することを特徴とする方法であり、
さらに、前記基準孔を、前記封止体の外形状を基準にして形成することを特徴とする方法であり、
また、複数の半導体チップがそれぞれ封止体で封止されたリードフレームを載置する第１の下金型と、この第１の下金型上に前記封止体を把持して前記リードフレームを固定する位置決めブロックと、この位置決めブロックによって位置決めされた前記リードフレームに前記封止体を基準にして基準孔を形成する前記第１の下金型に対応する第１の上金型に設けられた第１のパンチと、前記基準孔が形成されたリードフレームを載置する第２の下金型と、前記基準孔が形成されたリードフレームを位置決めピンを該基準孔に挿入して前記第２の下金型上に位置決め固定する前記第２の下金型に対応する第２の上金型と、位置決め固定された前記リードフレームの前記封止体から延出するリード部分を切断し、前記半導体チップを前記封止体で封止してなる半導体装置を個々に分離する前記第２の上金型に設けられた第２のパンチとを具備することを特徴とするものであり、
さらに、前記リードフレームが長尺であると共に該リードフレームの長手方向に前記封止体が複数配列されたものであり、かつ前記第１の下金型と第２の下金型が、前記リードフレームの長手方向に並ぶように配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。図１は基準孔加工金型の要部を示す断面図であり、図２は基準孔加工金型による加工状態を示す断面図であり、図３は分離加工金型の要部を示す断面図であり、図４は分離加工金型による加工状態を示す断面図である。
【００１６】
図１乃至図４において、半導体装置の製造装置は、セパレーション金型の基準孔加工金型１１と分離加工金型１２を備えて構成されている。そして、基準孔加工金型１１は第１の下金型１３と、この第１の下金型１３の上方に対応して設けられ、上下方向に往復動する間に型開き、型締め動作する可動型の第１の上金型１４とで構成されている。同様に、分離加工金型１２は第２の下金型１５と、この第２の下金型１５の上方に対応して設けられ、上下方向に往復動する間に型開き、型締め動作する可動型の第２の上金型１６とで構成されている。
【００１７】
また、基準孔加工金型１１の第１の下金型１３には、その第１の下金型本体１３ａの上面に対をなす第１のガイド１７ａ，１７ｂが所定の離間距離を設けるようにして固定されており、離間配置された第１のガイド１７ａ，１７ｂの間の第１の下金型本体１３ａ上面には、位置決め加工用孔１８が形成されている。さらに、第１の下金型本体１３ａ上面には、位置決め加工用孔１８から離間した所定の位置に基準抜き孔１９が形成されている。基準抜き孔１９は、上部が上端縁を抜き加工の刃部分とした小径部分、下部が上部よりも径大な大径部分となっている。
【００１８】
そして、第１のガイド１７ａ，１７ｂにより、封止体２０が形成された短冊状あるいはフープ状をなす長尺のリードフレーム２１を、その長手方向が図１における紙面に直交する方向とし、また封止体２０が下面側となるよう第１の下金型本体１３ａ上面に載置する際、リードフレーム２１の長手方向の両側部位置をそれぞれ規制するようになっている。なお、リードフレーム２１には、長手方向に所定ピッチで搭載された複数の半導体チップが合成樹脂製の封止体２０により封止されており、さらに、リードフレーム２１には、半導体チップと同一ピッチで封止体２０を封止する際などに用いるパイロット孔２２が形成されている。そして、リードフレーム２１を長手方向に移動させることで、封止体２０が順次第１の下金型１３の位置決め加工用孔１８内に位置するようになっている。
【００１９】
またさらに、第１の下金型本体１３ａには、封止体固定機構２３が設けられている。封止体固定機構２３は、一対の位置決めブロック２４ａ，２４ｂと、この位置決めブロック２４ａ，２４ｂを駆動する図示しない駆動部を備えるもので、駆動部の駆動力が駆動軸２５ａ，２５ｂに伝えられることによって、位置決めブロック２４ａ，２４ｂが第１の下金型本体１３ａ上面に載置されたリードフレーム２１の長手方向に直交する面内で左右方向のそれぞれ異なった向きに回動する。そして、一対の位置決めブロック２４ａ，２４ｂが、対向する側上端の各々の把持部２６ａ，２６ｂが互いに近づく矢印Ｙａ，Ｙｂで示す方向に回動することで、把持部２６ａ，２６ｂで、位置決め加工用孔１８内に位置する封止体２０を、基準抜き孔１９に対する所定位置に把持、固定し、また互いに離れる方向に回動することで、封止体２０の把持、固定を解除するようになっている。
【００２０】
また、基準孔加工金型１１の第１の上金型１４には、その第１の上金型本体１４ａの下部に、第１の下金型１３に設けられた第１のガイド１７ａ，１７ｂ間の離間部分に対応して下方へ突出する第１の突部２７が設けられており、さらに、第１の突部２７には、第１の下金型本体１３ａ上面に形成された基準抜き孔１９に対向して、同一の中心軸を有するように第１のパンチガイド孔２８が形成され、第１のパンチガイド孔２８の下側開口の全周縁部分には、下方へ突出する環状凸部２９が設けられている。
【００２１】
またさらに、第１のパンチガイド孔２８には、第１の上金型本体１４ａと共に上下方向に往復動し、その往復動とは別に上下方向に往復動する第１のパンチ３０が設けられている。また第１のパンチ３０は、その先端外周縁が刃部分となっており、第１の下金型本体１３ａの基準抜き孔１９上端縁部分との間で打抜き動作可能となっている。
【００２２】
そして、上記のように構成された基準孔加工金型１１による加工過程は、次のようになる。
【００２３】
先ず、第１の上金型１４を第１の下金型１３の上方に位置させた状態で、所定ピッチで長手方向に半導体チップを封止する封止体２０が設けられているリードフレーム２１を、封止体２０が下側となるようにし、その長手方向両側部が第１のガイド１７ａ，１７ｂによって規制されるようにすると共に、１つ目の封止体２０が位置決め加工用孔１８内に位置するように、第１の下金型本体１３ａの上面に載置する。このとき、例えば図示しないがリードフレーム２１に形成されたパイロット孔２２を用いて、封止体２０が位置決め加工用孔１８内の所定位置に位置するようにする。そして、位置させた後、パイロット孔２２による位置決めを解除しておく。
【００２４】
続いて、封止体固定機構２３を作動させ、一対の位置決めブロック２４ａ，２４ｂの各側上端の把持部２６ａ，２６ｂで、位置決め加工用孔１８内に位置する封止体２０の外側部を把持し、封止体２０を固定する。これによって、封止体２０の封止時等に生じたずれに基づく微小の位置ずれを修正し、リードフレーム２１の位置を補正し、固定する。
【００２５】
次に、第１の上金型１４を下降させ、第１の上金型本体１４ａの第１の突部２７下面を、第１の下金型本体１３ａの位置決め加工用孔１８周囲上のリードフレーム２１に当接させ、また第１のパンチガイド孔２８の下側開口部分に形成された環状凸部２９をリードフレーム２１に押し当て、第１の下金型本体１３ａの基準抜き孔１９周囲部分との間でリードフレーム２１を挟み、固定する。
【００２６】
続いて、図２に示すように第１の上金型１４の第１のパンチ３０を下降動作させ、第１のパンチ３０の先端が、リードフレーム２１を打抜いて基準抜き孔１９の大径部分に至るまで下降させる。この第１のパンチ３０の先端外周縁の刃部分と、第１の下金型本体１３ａの基準抜き孔１９上端縁の刃部分との間の打抜き動作によって、位置決め加工用孔１８内に位置する１つ目の封止体２０に対応する基準孔３１をリードフレーム２１に形成する。これにより、封止体２０に対して基準孔３１が、位置決めブロック２４ａ，２４ｂによる封止体２０の把持位置と基準抜き孔１９との位置関係と同一の位置関係となるように形成される。そしてその後、第１のパンチ３０を上昇動作させ、同時に第１の上金型１４も上昇動作させて、当初の位置に戻す。
【００２７】
次に、再びリードフレーム２１を、その長手方向両側部を第１のガイド１７ａ，１７ｂによって規制されるようにして長手方向に移動し、２つ目の封止体２０が位置決め加工用孔１８内に位置するようにして、第１の下金型本体１３ａの上面に載置する。以下、上記と同じ過程を繰り返すことで、リードフレーム２１に各封止体２０に対応する基準孔３１を形成する。
【００２８】
一方、基準孔加工金型１１に対してリードフレーム２１の長手方向に配置され、分離加工金型１２の第２の下金型１５には、その第２の下金型本体１５ａの上面に対をなす第２のガイド３２ａ，３２ｂが所定の離間距離を設けるようにして固定されており、離間配置された第２のガイド３２ａ，３２ｂの間の第２の下金型本体１５ａ上面には、抜き孔３３が形成されている。さらに、第２の下金型本体１５ａ上面には、抜き孔３３から離間した所定の位置に、位置決めピン穴３４ａが、片方の第２のガイド３２ａに貫通するよう形成された位置決めピンガイド孔３４ｂと同一の中心軸を有するようにして形成されている。なお、抜き孔３３は、上部が上端縁を抜き加工の刃部分とした小径部分、下部が下方に向って上部よりも漸次径大とした大径部分となっている。
【００２９】
そして、第２の下金型１５には、基準孔３１が形成されたリードフレーム２１が、第２のガイド３２ａ，３２ｂによって長手方向の両側部がそれぞれ規制され、また封止体２０が下面側となるようにして、長手方向が図３における紙面に直交する方向となるように載置される。
【００３０】
また、分離加工金型１２の第２の上金型１６には、その第２の上金型本体１６ａの下部に、第２の下金型１５に設けられた第２のガイド３２ａ，３２ｂ間の離間部分に対応して下方へ突出する第２の突部３５が設けられている。さらに、第２の上金型本体１６ａには、第２のガイド３２ａに対応する部分に、第２の下金型１５の位置決めピン穴３４ａ、位置決めピンガイド孔３４ｂと同一の中心軸を有するようにして、位置決めピン３６が根元部を固定するようにして垂設されている。
【００３１】
また、第２の突部３５には、位置決めピン３６に対する所定位置に、第２の下金型本体１５ａ上面に形成された抜き孔３３に対応して、同一の中心軸を有するように第２のパンチガイド孔３７が形成されている。さらに、第２のパンチガイド孔３７には、第２の上金型本体１６ａと共に上下方向に往復動し、その往復動とは別に上下方向に往復動する第２のパンチ３８が設けられている。また第２のパンチ３８は、その先端外周縁が刃部分となっており、第２の下金型本体１５ａの抜き孔３３上端縁部分との間で打抜き動作可能となっている。
【００３２】
そして、上記のように構成され、基準孔加工金型１１で加工を終えたリードフレーム２１が連続して第２の下金型１５の上面上に載置されるよう配置された分離加工金型１２による加工過程は、次のようになる。
【００３３】
先ず、第２の上金型１６を第２の下金型１５の上方に位置させた状態で、個々の封止体２０に対応する基準孔３１が形成されたリードフレーム２１を、封止体２０が下側となるようにし、その長手方向両側部が第２のガイド３２ａ，３２ｂによって規制されるようにすると共に、１つ目の封止体２０が抜き孔３３内に位置するように、第２の下金型本体１５ａの上面に載置する。
【００３４】
次に、第２の上金型１６を下降させ、位置決めピン３６が位置決めピンガイド孔３４ｂ、リードフレーム２１の基準孔３１を貫通し、先端部が位置決めピン穴３４ａに至るようにしてリードフレーム２１の位置決めを行い、これと同時に、第２の上金型本体１６ａの第２の突部３５下面を、第２の下金型本体１５ａ上のリードフレーム２１に押し当て、リードフレーム２１を固定する。
【００３５】
続いて、図４に示すように第２の上金型１６の第２のパンチ３８を下降動作させ、第２のパンチ３８の先端外周縁の刃部分と第２の下金型本体１５ａの抜き孔３３上端縁の刃部分との間の打抜き動作によって、リードフレーム２１の封止体２０から延出するリード部分を切断し、半導体チップを封止体２０により封止してなる１つ目の半導体装置３９をリードフレーム２１から分離する。その後、第２のパンチ３８を上昇動作させ、同時に第２の上金型１６も上昇動作させて、当初の位置に戻す。
【００３６】
次に、再びリードフレーム２１を、その長手方向両側部を第２のガイド３２ａ，３２ｂによって規制されるようにして長手方向に移動し、２つ目の封止体２０が抜き孔３３内に位置するようにして、第２の下金型本体１５ａの上面に載置する。以下、上記と同じ過程を繰り返すことで、リードフレーム２１からの半導体装置３９の分離が行われる。
【００３７】
以上の通り構成することで、各工程におけるリードフレーム２１の反りや変形、またパイロット孔２２の変形等に伴って位置変動が累積し、パイロット孔２２の基準としての位置精度が悪くなったとしても、半導体装置３９を分離するのに先立って、封止体２０の外形状を基準にして個々の封止体２０に対応して新たに基準孔３１を形成し、この基準孔３１を位置決めの基準として半導体装置３９の分離を行うので、分離した半導体装置３９から延出するリード長のばらつきを、特にリード長の短いものであったとしても、少ないものとすることができる。この結果、リード寸法の精度を容易に確保することができ、半導体装置３９の製品歩留を向上させることができる。
【００３８】
なお、上記の実施形態においては、半導体装置の製造装置に、基準孔加工金型１１と分離加工金型１２を別々の金型として設けるように構成したが、両加工金型１１，１２を同一金型としてリードフレーム２１の長手方向となる方向に並べて形成し、第１の上金型１４と第２の上金型１６の往復動を同じ上下動作によって行わせ、同時にリードフレーム２１を長手方向に順次移動させながら加工位置を変えて基準孔加工金型１１で基準孔３１を形成し、分離加工金型１２で半導体装置３９の分離を行うようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、リードフレームからリード部分を切断して分離した半導体装置のリード寸法の精度を容易に確保することができ、製品歩留を向上させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における基準孔加工金型の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態における基準孔加工金型による加工状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における分離加工金型の要部を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態における分離加工金型による加工状態を示す断面図である。
【図５】従来の製造装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１…基準孔加工金型
１２…分離加工金型
１３…第１の下金型
１４…第１の上金型
１５…第２の下金型
１６…第２の上金型
１９…基準抜き孔
２０…封止体
２１…リードフレーム
２４ａ，２４ｂ…位置決めブロック
３０…第１のパンチ
３１…基準孔
３３…抜き孔
３６…位置決めピン
３８…第２のパンチ
３９…半導体装置
【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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