(57)【要約】【課題】プレス法により被加工板からマトリックス状に配列したマトリックス状リードフレームを配列精度、形状精度ともに優れ、併せて生産性高く製造するマトリックス状リードフレームの製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】被加工板１８の通板ラインを跨がって配置され、単位リードフレーム１２を複数工程に分担して打抜き形成するプレス金型装置２７〜３０をそれぞれ有し、しかもプレス金型装置２７〜３０が被加工板１８の幅方向に移動可能で、複数の加工ステーション２３〜２６を受持ち、位置決めされた被加工板１８を、各加工ステーション２３〜２６で、プレス金型装置２７〜３０を被加工板１８の幅方向に単位リードフレームの領域分ずつ移動させて、各列内にある単位リードフレーム１２の分担加工を行い、各加工ステーション２３〜２６に被加工板１８を通過させることによって、全ての単位リードフレーム１２の打抜きを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子搭載部の周りにリードを複数設けた単位リードフレームを被加工板に幅方向及び長さ方向にわたり複数列にプレス加工により形成するマトリックス状リードフレームの製造方法において、
前記被加工板の通板ラインに跨って配置され該被加工板の幅方向に移動自在なプレス金型装置をそれぞれ備える複数の加工ステーションで、前記単位リードフレームの形成を複数工程に分けた分担部分をそれぞれ打抜き形成し、しかも、前記被加工板の幅方向の一方側から単位リードフレームの領域分ずつ他方側に前記各プレス金型装置をそれぞれ移動し、移動した各位置で単位リードフレームの分担部分のそれぞれの打抜き形成を行い、前記被加工板を前記各加工ステーションに通板して全ての単位リードフレームの打抜き形成を行うことを特徴とするマトリックス状リードフレームの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のマトリックス状リードフレームの製造方法において、前記各加工ステーションのプレス金型装置に設けられた位置を検知する位置センサーで、前記各プレス金型装置が前記被加工板の幅方向に単位リードフレームの領域分移動した際の移動位置をそれぞれ検知し、その位置と予め定めた位置とをそれぞれ比較し、該予め定めた位置に位置するようにそれぞれ調整移動し、該調整移動した位置で単位リードフレームの分担部分をそれぞれ打抜き形成することを特徴とするマトリックス状リードフレームの製造方法。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載のマトリックス状リードフレームの製造方法において、前記各プレス金型装置外でその周囲に設けた位置決め装置で前記被加工板を位置決めすることを特徴とするマトリックス状リードフレームの製造方法。
【請求項４】
半導体素子搭載部の周りにリードを複数設けた単位リードフレームを被加工板に幅方向及び長さ方向にわたり複数列にプレス加工により形成するマトリックス状リードフレームの製造装置において、
前記被加工板の通板ラインを跨いで設けられプレス金型装置のガイド路を備えたベース台と、
前記ベース台に搭載され前記被加工板の幅方向に移動可能であるとともに位置センサーを備え単位リードフレームの分担部分をそれぞれ打抜き形成する複数の前記プレス金型装置と、
前記各プレス金型装置が単位リードフレームの分担部分をそれぞれ打抜き形成した前記被加工板の幅方向の一方側から他方側に単位リードフレーム領域分ずつ移動した位置を前記位置センサーで検知した位置と、予め定めた位置とを比較し、該予め定めた位置に位置するように該各プレス金型装置を調整移動する制御装置とを設けていることを特徴とするマトリックス状リードフレームの製造装置。
【請求項５】
請求項４記載のマトリックス状リードフレームの製造装置において、前記各プレス金型装置外でその周囲に、前記被加工板を位置決めする位置決め装置を設けていることを特徴とするマトリックス状リードフレームの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれ半導体を搭載する素子搭載部を有する単位リードフレームがマトリックス状、即ち、ＸＹ方向に複数列複数行に並べて配置されたマトリックス状リードフレームの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置においては、小型化を要請され、樹脂封止したパッケージからリード底面が露出している小型の半導体パッケージとして製造されるものがある。かかる半導体パッケージに使用されるリードフレームは一般に小型であり、被加工板にマトリックス状に形成される。プレス法でリードフレームをマトリックス状に形成する方法として、特許文献１に記載の半導体装置用リードフレームの製造方法がある。この製造方法は、単位リードフレームを順次打ち抜くにあたり、それ以前のプレス加工時に用いた位置決め孔（パイロット孔）を含めて打ち抜くようにして、マトリックス状に並んだ単位リードフレームを一つの金型装置で打ち抜くようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８４６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の方法は、一つの金型装置で一つのリードフレーム（単位リードフレーム）の全形状を打抜き形成するので、金型に構成されるパンチとダイの形状が複雑化し、製作が困難であるという問題があった。
また、仮に隣接した単位リードフレームのパイロット孔を共通に使用しても、単位リードフレームが被加工板の幅方向に例えば３列以上形成される場合は、当然被加工板は幅広となるので、単位リードフレームを打抜き形成するプレス金型装置自体のガイドポストの間隔を広げざるを得ず、またパイロットピンの設置が難しく、各単位リードフレームの位置が不正確となり、その後の半導体素子の搭載、ワイヤボンディング、樹脂封止などの精度が下がるという問題が発生する。
従って、従来のこのようなマトリックス状リードフレームの製造にあっては、エッチング法によって製造されるのが一般的であるが、製造されたリードフレームはレジスト被膜厚みやエッチング液の経時変化等の影響を受け、形状にバラツキが発生することがある。また、生産性を高めるのが難しい等の難点がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、プレス法により被加工板からマトリックス状に配列したリードフレームを配列精度、形状精度ともに優れ、併せて生産性高く製造するマトリックス状リードフレームの製造方法及びその製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造方法は、半導体素子搭載部の周りにリードを複数設けた単位リードフレームを被加工板に幅方向及び長さ方向にわたり複数列にプレス加工により形成するマトリックス状リードフレームの製造方法において、
前記被加工板の通板ラインに跨って配置され該被加工板の幅方向に移動自在なプレス金型装置をそれぞれ備える複数の加工ステーションで、前記単位リードフレームの形成を複数工程に分けた分担部分をそれぞれ打抜き形成し、しかも、前記被加工板の幅方向の一方側から単位リードフレームの領域分ずつ他方側に前記各プレス金型装置をそれぞれ移動し、移動した各位置で単位リードフレームの分担部分のそれぞれの打抜き形成を行い、前記被加工板を前記各加工ステーションに通板して全ての単位リードフレームの打抜き形成を行うことによりマトリックス状リードフレームを形成する。
【０００７】
第１の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造方法において、前記各加工ステーションには、前記プレス金型装置の位置を検知する位置センサーが設けられ、前記プレス金型装置の移動位置を検知し、前記被加工板の打抜き時に、前記プレス金型装置が所定の位置にあるように制御するのが好ましい。
【０００８】
第１の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造方法において、前記各プレス金型装置外でその周囲に設けた位置決め装置で前記被加工板を位置決めするのがよい。
【０００９】
第２の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造装置は、半導体素子搭載部の周りにリードを複数設けた単位リードフレームを被加工板に幅方向及び長さ方向にわたり複数列にプレス加工により形成するマトリックス状リードフレームの製造装置において、
前記被加工板の通板ラインを跨いで設けられプレス金型装置のガイド路を備えたベース台と、
前記ベース台に搭載され前記被加工板の幅方向に移動可能であるとともに位置センサーを備え単位リードフレームの分担部分をそれぞれ打抜き形成する複数の前記プレス金型装置と、
前記各プレス金型装置が単位リードフレームの分担部分をそれぞれ打抜き形成した前記被加工板の幅方向の一方側から他方側に単位リードフレーム領域分ずつ移動した位置を前記位置センサーで検知した位置と、予め定めた位置とを比較し、該予め定めた位置に位置するように該各プレス金型装置を調整移動する制御装置とを設けている。
【００１０】
なお、第２の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造装置において、前記プレス金型装置をそれぞれ備える複数の加工ステーションは、分離独立しているのがよい。
【００１１】
そして、第２の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造装置において、前記各プレス金型装置外でその周囲に、前記被加工板を位置決めする位置決め装置を設けているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造方法及び第２の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造装置は、被加工板を固定してプレス金型装置を被加工板の幅方向に単位リードフレームの領域分ずつ移動させながら、打抜き加工を行うので、各単位リードフレームの位置精度が格段に高まる。
【００１３】
そして、複数のプレス金型装置を設け、各プレス金型装置が単位リードフレームの分担部分を打抜きする加工ステーションで、分担打抜き形成をしているので、微細なプレス加工も可能となって、より小型であっても形状精度の高い単位リードフレームからなるマトリックス状リードフレームを形成できる。
従って、マトリックス状のリードフレームがプレス法により配列精度、形状精度ともに優れ、高い生産性にて製造され、併せて、コスト低減が図られる。
【００１４】
特に、第２の発明に係るマトリックス状リードフレームの製造装置においては、複数のプレス金型装置を一つの架台に設置することも、分離して配置することもでき、現場の事情に応じて多様性の富む製造設備を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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。
図１は本発明の一実施の形態に係るマトリックス状リードフレームの製造方法で製造しようとするマトリックス状リードフレームの平面図、図２は本発明の一実施の形態に係るマトリックス状リードフレームの製造装置の側面図、図３は同製造装置の一部正面図、図４は同製造装置の一部切欠き平面図、図５は同製造装置の一部側面図、図６は同製造装置の部分拡大図、図７は同製造装置によって製造途中のマトリックス状リードフレームの平面図である。
【００１６】
まず、図１に示す本発明の一実施の形態に係る方法で製造しようとしているマトリックス状リードフレーム１０について説明する。図１に示すように、このマトリックス状リードフレーム１０は板の長さ方向に沿って複数の単位リードフレーム列１１を隣接して有し、各単位リードフレーム列１１には複数（この実施の形態では３個）の単位リードフレーム１２を備えている。各単位リードフレーム１２は、中央に半導体素子搭載部１３をその周囲に複数のリード１４を備えている。半導体素子搭載部１３は四角形となって周囲を支持リード１５によって保持されている。リード１４は、外側を枠リード１６で、中間部を連結リード１７で支持されている。なお、枠リード１６及び連結リード１７は使用にあっては、切断除去され、各リード１４が独立する。
【００１７】
このマトリックス状リードフレーム１０は、長尺又は帯状の被加工板の一例である厚みが、例えば０．１５〜０．３ｍｍの銅（銅合金を含む）又は鉄ニッケル合金などの周知のリードフレーム材１８上に、単位リードフレーム１２が所定の間隔で隣接して縦横（ＸＹ方向）に配置されている。
リードフレーム材１８の幅方向（Ｙ方向）両側にはパイロット孔１９、２０が形成されている。このパイロット孔１９、２０はこの実施の形態では、リードフレーム材１８の長さ方向（Ｘ方向）に隣り合う単位リードフレーム１２の境界位置で、リードフレーム材１８の外側端部に形成されている。
【００１８】
次に、図２〜図６を参照しながら、本発明の一実施の形態に係るマトリックス状リードフレームの製造装置２２について説明する。
マトリックス状リードフレームの製造装置２２は、複数（この実施の形態では４つ）のステーション（詳細には、「打抜き加工ステーション」）２３〜２６を有している。また、各単位リードフレーム１２を複数工程に分けて打抜き形成するプレス金型装置２７〜３０がそれぞれ対応するステーション２３〜２６に設けられている。なお、各ステーション２３〜２６はその一部又は全部が結合されていてもよいし、個別であってもよい。この実施の形態においては、各ステーション２３〜２６の入側及び出側にそれぞれガイドローラ３１、３２を備えている。
【００１９】
各ステーション２３〜２６は、それぞれに設けられているプレス金型装置２７〜３０のリードフレーム材１８を打ち抜く金型（パンチとダイ）の形状が異なるのみで、他の部分については実質的に同一である。そこで、図３〜図５を参照しながら、ステーション２３及びプレス金型装置２７についてのみ説明し、他のステーション２４〜２６及びプレス金型装置２８〜３０については、同一の番号を付して詳しい説明を省略する。
【００２０】
ステーション２３は、図３〜図５に示すように、通板ラインを跨がって配置されたベース台３３と、その上に対となって配置されたガイド部材３４、３５と、ガイド部材３４、３５の間（即ち、ガイド路）を往復動するプレス金型装置２７を備えている。
プレス金型装置２７は、下部金型台３６と、その上に４本のポスト３７〜４０を介して設けられた上部台４１、中間台４２を備えている。下部金型台３６はプレス金型装置２７の全体を支え、例えば、油圧シリンダーやねじ機構からなる進退駆動手段４３によって、ガイド部材３４、３５の間を往復移動できる構造となっている。なお、４３ａは進退駆動手段４３の端部をベース台３３又はガイド部材３４、３５の連結金具に固定する固定金具である。
【００２１】
プレス金型装置２７が往復動できる距離は、単位リードフレーム１２の中心間距離の複数倍（この実施の形態では３倍）で、通過するリードフレーム材１８に対して、リードフレーム材１８の幅方向に移動して、複数の単位リードフレーム１２の分担部分（即ち、単位リードフレーム１２の形成を複数工程に分けたそれぞれの打抜き形成部分）をプレス金型装置２７で打抜き形成できるようになっている。
【００２２】
プレス金型装置２７の上部台４１の中央直下にパンチ保持装置４５が、中間台４２の下部にはパンチガイド４６が、下部金型台３６の上には昇降するパンチ４７と対となるダイ４８が設けられている。パンチ４７は図示しない昇降駆動装置によりダイ４８側に直進する。なお、下部金型台３６にはダイ４８によって打ち抜かれた金属屑が落下する挿通孔が設けられている。なお、図３〜図６において、パンチ４７及びダイ４８はその詳細な構造が省略されて記載されている。
【００２３】
ガイド部材３４、３５の上には、所定の位置を通板するリードフレーム材１８をガイドするガイド機構４９〜５２が設けられているとともに、それぞれのガイド機構４９〜５２には、リードフレーム材１８のパイロット孔１９、２０に昇降して挿通しリードフレーム材１８の位置決めを行うパイロットピン駆動部が設けられている。なお、パイロットピンは上からパイロット孔１９、２０に挿通する構造であっても、下から突出する構造であってもよい。また、ガイド部材３４、３５には４本のポスト５３が設けられ、ポスト５３の上部は天井板５４が連結されている。なお、パイロット孔及びパイロットピン駆動部を有して、リードフレーム材１８を所定の位置に保持する位置決め装置が構成されている。
【００２４】
ガイド部材３４及びプレス金型装置２７には、リードフレーム材１８の幅方向に移動するプレス金型装置２７（具体的には、下部金型台３６）の移動位置を検知する位置検出装置が設けられている。図６に示すように、この位置検出装置は、ガイド部材３４に設けられているリニアゲージ５５と下部金型台３６に設けられている位置センサー５５ａとを有している。この位置検出装置によって、プレス金型装置２７の移動距離と位置が正確に検知され、進退駆動手段４３を作動して、リードフレーム材１８上の単位リードフレーム１２の領域分の位置にプレス金型装置２７を位置させるようにしている。
【００２５】
続いて、このマトリックス状リードフレームの製造装置２２の動作を説明し、本発明の一実施の形態に係るマトリックス状リードフレームの製造方法について説明する。
図７にマトリックス状リードフレームの製造過程の概略構成を示すが、プレス金型装置２７に通板する前に、両側に、パイロット孔１９、２０を形成したリードフレーム材１８を使用する。（Ａ）には、このリードフレーム材１８に２点鎖線で実際には記載されない単位リードフレーム１２が形成される領域（単位リードフレームの領域分）を区分けして示している。
【００２６】
リードフレーム材１８の単位リードフレームの領域分は通板方向では（Ｂ）〜（Ｅ）であり、各領域分（Ｂ）〜（Ｅ）で単位リードフレーム１２の分担部分をプレス金型装置２７、２８、２９、３０で打抜き形成する。各プレス金型装置２７、２８、２９、３０は１単位リードフレームの領域分での分担部分を打抜き形成した後、リードフレーム材１８の幅方向に単位リードフレームの領域分だけ移動される。
図７において、（Ａ）はこれから打抜きされる領域、（Ｂ）は単位リードフレームのコーナ部を形成した第１の中間単位リードフレーム５６、（Ｃ）は単位リードフレームのインナーリード部を形成した第２の中間単位リードフレーム５７、（Ｄ）は単位リードフレームのアウターリード部を形成した第３の中間単位リードフレーム５８、（Ｅ）は単位リードフレームの半導体素子搭載部１３を形成し完成した単位リードフレーム１２である。
【００２７】
第１の中間単位リードフレーム５６が、ステーション２３でプレス金型装置２７を用いて単位リードフレーム１２の分担部分のコーナ部ａを打抜き形成された後、プレス金型装置２７を単位リードフレームの領域分ずつ幅方向に移動して打抜きすることにより形成される。この際にはリードフレーム材１８をプレス金型装置２７外でその周囲の前方及び後方に設けられているガイド機構４９〜５２に設けられている位置決め装置により位置決めし、パンチ４７、ダイ４８を備える該プレス金型装置２７を前記のようにリードフレーム材１８の幅方向に移動させて、第１の中間単位リードフレーム５６を形成する。形成の順番は云うまでもなくリードフレーム材１８の幅方向の一方側から他方側に順次移動させることによって行い、他方側に行った後には、該他方側から一方側に順次移動させて行う。
【００２８】
第１の中間単位リードフレーム５６の列をリードフレーム材１８に形成した後、単位リードフレームの領域分だけ送り方向に単位リードフレーム１２の境界間距離に相当するだけリードフレーム材１８を通板し、該リードフレーム材１８をガイド機構４９〜５２内の位置決め装置によって位置決めし、次列の第２の中間単位リードフレーム５７を打抜き形成する。
【００２９】
前記第２の中間単位リードフレーム５７はプレス金型装置２８がステーション２４にて受持っている分担部分、即ち、インナーリード部ｂを打抜きすることにより形成される。該単位リードフレームの分担部分を打抜き形成したプレス金型装置２８は単位リードフレームの領域分だけ幅方向に移動され、その所定位置で前記と同じようにインナーリード部ｂを打抜き形成する。この打抜き形成をリードフレーム材１８の他方側端まで行う。他方側まで形成したら、リードフレーム材１８を単位リードフレームの領域分に相当するだけ通板させる。これにより第２の中間単位リードフレーム５７がプレス金型装置２９に通板してくると、ガイド機構４９〜５２内の位置決め装置により位置決めされ、該プレス金型装置２９がステーション２５として受持っている分担部分、即ち、アウターリード部ｃを打抜き形成する。該形成したものを本実施の形態では第３の中間単位リードフレーム５８と称している。該分担部分を打抜き形成したプレス金型装置２９は単位リードフレームの領域分だけ幅方向に移動され、その所定位置で前記と同じようにアウターリード部ｃを打抜き形成する。該打抜き形成をリードフレーム材１８の他方側端まで行ったらリードフレーム材１８を単位リードフレームの領域分に相当するだけ通板させる。これにより第３の中間単位リードフレーム５８がプレス金型装置３０に通板してくると、ガイド機構４９〜５２内の位置決め装置によりリードフレーム材１８が位置決めされ、該プレス金型装置３０がステーション２６として受持っている分担部分、即ち、半導体素子搭載部ｄを打抜き形成し一つの単位リードフレーム１２ができる。
【００３０】
前記一つの単位リードフレーム１２を打抜き形成したプレス金型装置３０は単位リードフレームの領域分ずつ被加工板の幅方向一方側から他方側端まで移動され、それぞれ所定位置で前記同様に分担部分を打抜き形成し、単位リードフレーム列１１が形成される。
このように、本発明の実施の形態では、被加工板であるリードフレーム材の通板ラインを跨ぐようにして設けられ、単位リードフレームを複数工程に分担して打抜き形成し、且つ幅方向に単位リードフレームの領域分ずつ移動するプレス金型装置にて、該各プレス金型装置の前方と後方で位置決めされたリードフレーム材に対して、単位リードフレームの領域分ずつ各プレス金型装置を幅方向の一方側から他方側まで移動しながら、それぞれ分担部分を打抜き形成し、幅方向で単位リードフレームの列が形成されると、被加工板を長さ方向に単位リードフレームの領域分通板し、前記打抜き形成を行う。
従って、単位リードフレームをマトリックス状に形成できる被加工板は各プレス金型装置より大幅長尺であり、各プレス金型装置自体には被加工板の位置決め装置を設けられないが、本発明によると単位リードフレームを配列精度、及び形状精度よく形成できる。
【００３１】
前記実施の形態では、プレス金型装置２７、２８、２９、３０を被加工板の幅方向に単位リードフレームの領域分ずつ移動して、それぞれの分担部分を打抜き形成していたが、プレス金型装置２７、２８、２９、３０を被加工板の幅方向に移動した際、その移動後の位置をガイド部材３４に設けた位置目盛り、例えばリニアゲージ５５と移動自在なプレス金型装置２７、２８、２９、３０の下部金型台３６に設けた位置センサー５５ａとにより検知し、該検知した位置と予め定めた単位リードフレームの領域分の所定位置とを比較し、所定位置に位置するようにプレス金型装置２７、２８、２９、３０の位置を制御すると、打抜き形成されるマトリックス状リードフレームの配列精度及び形状精度がさらに優れる。即ち、プレス金型装置２７〜３０を所定の位置に調整移動する制御装置を備えることもできる。
【００３２】
前記実施の形態においては、ＱＦＰタイプの単位リードフレームを縦横に有するマルチリードフレームについて説明したが、マトリックス状のＳＯＰタイプ、ＱＦＮタイプ、ＳＯＮタイプのリードフレーム等の製造にも本発明は適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るマトリックス状リードフレームの製造方法で製造しようとするマトリックス状リードフレームの平面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るマトリックス状リードフレームの製造装置の側面図である。
【図３】同製造装置の一部正面図である。
【図４】同製造装置の一部切欠き平面図である。
【図５】同製造装置の一部側面図である。
【図６】同製造装置の部分拡大図である。
【図７】同製造装置によって製造途中のマトリックス状リードフレームの平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０：マトリックス状リードフレーム、１１：単位リードフレーム列、１２：単位リードフレーム、１３：半導体素子搭載部、１４：リード、１５：支持リード、１６：枠リード、１７：連結リード、１８：リードフレーム材、１９、２０：パイロット孔、２２：マトリックス状リードフレームの製造装置、２３〜２６：ステーション、２７〜３０：プレス金型装置、３１、３２：ガイドローラ、３３：ベース台、３４、３５：ガイド部材、３６：下部金型台、３７〜４０：ポスト、４１：上部台、４２：中間台、４３：進退駆動手段、４３ａ：固定金具、４５：パンチ保持装置、４６：パンチガイド、４７：パンチ、４８：ダイ、４９〜５２：ガイド機構、５３：ポスト、５４：天井板、５５：リニアゲージ、５５ａ：位置センサー、５６：第１の中間単位リードフレーム、５７：第２の中間単位リードフレーム、５８：第３の中間単位リードフレーム
【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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