JPH0763792B2 - 半導体装置の外部リード用フォーミング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、半導体装置の外部リードを所定形状に折り
曲げるフォーミング装置に関する。

（従来の技術） 従来から、単位リードフレームが複数個つながり、各単
位リードフレームに搭載された半導体チップが樹脂封止
された短冊状のリードフレームの、各樹脂封止部から外
方に伸びる外部リードを、プレス機にて所定形状に成形
するには、樹脂封止後に、リードフレームのフレーム部
から半導体装置を切り離して個片とし、別工程にて外部
リードの折曲げを行う加工方法がある。

この場合には、フレーム部から分離した半導体装置を揃
えて個別にフォーミング装置まで搬送することが必要で
あったり、一旦箱などに収納してその後曲げ加工を行う
などしていた。このため、先ず、半導体装置をフォーミ
ング装置へ供給する装置等が複雑となり、個々に取り扱
うことから工程が嵩み、非効率的であった。そして、フ
ォーミング装置内にあっても、半導体装置を個別に送る
必要があり、装置が複雑になると共に、個々に取り扱う
ことから送り速度を高速化できず、非効率的であった。

このため、前記短冊状のリードフレームを、所定方向へ
送り、その送り経路上で外部リード等の切断、折り曲げ
等の所定加工を多段階に施す順送りプレス装置を応用し
た半導体装置の加工装置がある。この加工装置にあって
は、複数の金型を一体とした一体金型ユニットを一つの
プレス機によって作動させ、リードフレームを順送りし
て多段階のプレス加工を行い、外部リードを所定の形状
に成形していた。すなわち、この加工装置では、順送り
プレス装置でテープ状の被加工物を送る方法を応用して
短冊状のリードフレームを送ることができるため、個片
を送る場合と比較してリードフレームの送り速度を速め
ることが可能であり、加工速度を速めることができる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記一体金型ユニットの場合、これを構
成する各金型のプレス圧等のプレス条件を個々に調整す
ることは困難である。また、各金型間の送りピッチ等の
細かな搬送条件の調整が難しいため、短冊状のリードフ
レームを精度良く搬送することが難しかった。このた
め、寸法精度の要求が低く、破損しにくい被加工物に関
しては問題ないが、精密な加工が要求され、破損（樹脂
封止部のマイクロクラック等）し易い半導体装置を、精
度良く好適に加工することは難しいという課題がある。

また、この一体金型ユニットには複数の金型が一体化さ
れているから、好適なプレス圧を全金型に与えるには、
一体金型ユニット自体の剛性を高める必要がある。その
ため、一体金型ユニットが大型化し、これを作動させる
プレス機も剛性を必要とされ、大型化する。そして、一
体金型ユニットの中の一つの金型の磨耗が激しいなど、
部分的に不具合を生じた場合であっても、一体金型ユニ
ット全体を外して点検、修理する必要があり、非効率的
であるという課題がある。

なお、深絞りをする際等に用いるプレスラインとして、
一の金型を一のプレス機に組み込み、そのプレス機を複
数個並べたトランスファプレスラインがある。このプレ
スラインでは、プレス条件および搬送条件を各金型ごと
に設定および調整できるが、個片の非加工物を搬送機構
によって搬送し、一のプレス機で一のプレス工程をする
から、多数のプレス機を必要とし、装置が複雑化すると
共に、ラインが長くなってしまい、被加工物を個々に取
り扱うから工程が嵩み、非効率的であった。

そこで、この発明の目的は、半導体装置の外部リード
を、精度良く、半導体装置が破損することなく、且つ効
率良く所定の形状に成形できるように、プレス条件、搬
送条件の設定、調整、および金型の保守管理が容易にで
きるフォーミング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） この発明は、上記課題を一掃するものであり、次の構成
を備えている。

すなわち、本発明には、単位リードフレームが複数個つ
ながり、各単位リードフレームに搭載された半導体チッ
プが樹脂封止された短冊状のリードフレームを、搬送機
構によって順送りし、各樹脂封止部から外方に伸びる外
部リードを複数の金型にて多段階にプレスして所定形状
に成形する半導体装置の外部リード用フォーミング装置
において、前記リードフレームの樹脂封止部の吊りピン
を除いて、外部リードをフレーム部から切り離す第１切
断金型と、該第１切断金型から送り込まれたリードフレ
ームの外部リードの、少なくとも、基部を折曲げる成形
金型、先端部を成形する成形金型を含み、外部リードを
多段階に亘って所定の形状に折曲げる複数の成形金型
と、該複数の成形金型から送り込まれたリードフレーム
の各吊りピンを切断して半導体装置とフレーム部とに分
離する第２切断金型とを具備し、少なくとも前記第１切
断金型、前記複数の成形金型及び前記第２切断金型を含
む複数の金型が、工程順に従いつつ、一又は複数の金型
からなる複数の金型ユニットにグループ分けされ、該複
数の金型ユニットのうち少なくとも一つが複数の金型か
らなる金型ユニットであり、前記各金型ユニットが、独
立したプレス用駆動シリンダを有する独立のプレス機に
それぞれ装着され、複数の前記短冊状のリードフレーム
が連続して直線的に順送りされるように、複数の前記プ
レス機が、直線的に配設されていることを特徴とする。

（実施例） 以下、この発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。

第１図は半導体装置の外部リードを成形加工するフォー
ミング装置10の正面図、第２図はその平面図を示す。

このフォーミング装置10は、基台８上に５つのプレス機
10A、10B、10C、10D、10Eが直線状に配設されている。
そして、第１プレス機10Aの近傍にリードフレーム12を
供給する供給機構14が設けられ、第５プレス機10Eに半
導体装置の排出機構16が並設している。

前記第１プレス機10Aに供給されるリードフレーム12
は、単位リードフレームが複数個つながり、各単位リー
ドフレームに搭載された半導体チップが樹脂封止された
短冊状のリードフレームである。そして、このリードフ
レーム12はマガジン14a内に積層状態で収納されてい
る。

14Aはマガジン供給装置であり、複数のマガジン14aが収
納されている。このマガジン供給装置14A内には、リー
ドフレーム12の送り位置Ｌに対し、各々マガジン14aが
供給ラインＭ上に並列状態で収納され、供給手段（図示
せず）により供給方向に押されている。そして、マガジ
ン14aが供給位置ｍに送られると、マガジン14a下方に位
置するリフト装置14cによりリードフレーム12が上方へ
押し上げられ、最上部のリードフレーム12はチャック装
置18により送り位置Ｌに送られる。そして、最上部のリ
ードフレーム12が送られると、リフト装置14cによりリ
ードフレーム12は一枚の厚さ分押し上げられる。そし
て、マガジン14a内のリードフレーム12がなくなると、
マガジン14aが第２図上右方向に排出手段（図示せず）
により送られ、さらに送り手段（図示せず）により空の
マガジン14aは反供給方向に送られる。

前記送り位置Ｌのリードフレーム12は、シリンダ20によ
りリードフレーム12の長手方向（各プレス機の配列方
向）に送られ、第１プレス機10Aに供給される。

前記第１プレス機10Aから第４プレス機10Dの各プレス機
には、リードフレーム12を各プレス機に供給する搬送機
構が設けられている。この搬送機構として、各プレス機
の金型の供給側および排出側に送りアーム22がそれぞれ
設けられている（なお、第４プレス機10Dでは供給側の
みに設けられている）。これら送りアーム22はシリンダ
24にそれぞれ連繋し、同期してリードフレームのフレー
ム部12aを保持してリードフレーム12を搬送可能に設け
られている。

また、第４プレス機10Dと第５プレス機10Eには、金型の
両側に対に配設された複数の送りローラ26が設けられ、
この送りローラ26は、リードフレーム12のフレーム部12
aの一部であるクレードル部を挟持し、回転することに
より搬送する。

続いて、各プレス機10A〜10Eによる曲げ工程および切断
工程について、説明する。なお、半導体装置の外部リー
ド30aをＪ曲げする場合を例として示す。また、第３図
（ａ）〜（ｄ）は各工程の曲げ加工状態を示す複数の成
形金型の断面説明図を示す。

第１プレス機10Aでは、レジンバリの除去、ダムバー12b
の切断除去を行う（第４図参照）。

第２プレス機10Bでは、第１切断金型により、外部リー
ド30aを所定長さに切断する切断工程、２つの成形金型
により、２段階の曲げ工程（第１曲げ工程、第２曲げ工
程）を行う。すなわち、第１切断金型、２つの成形金型
からなる金型ユニットが、第２プレス機10Bに装着され
ており、この金型ユニット内で、リードフレーム12が順
次送られ、上記の３つの工程からなる順送りプレス加工
がなされる。

第１曲げ工程は、第３図（ａ）に示すように、水平に延
出する外部リード30aの先端を残して（フリー状態とし
て）、中間部（基部を含めてもよい）をダイ32Bとノッ
クアウト34Bで挟圧する。そして、外部リード30aの先端
を、ダイ32Bの曲面部に沿うようにパンチ36Bでほぼ直角
に曲げる。

第２曲げ工程は、第３図（ｂ）に示すように、外部リー
ド30aの基部をダイ33Bとノックアウト35Bで挟圧し、パ
ンチ37Bとダイ33Bの曲げ面33bで外部リード30aを45度に
曲げる。

第３プレス機10Cでは、一つの成形金型により、第３曲
げ工程を行う。

第３曲げ工程は、第３図（ｃ）に示すように、ダイ32C
で半導体装置30を支持するとともに、ノックアウト34C
で外部リード30aの基部を押え、外部リード30aの曲げ方
向に対してカム機構（図示せず）等により曲げパンチ36
Cを外部リード30a面に対して滑ることなく接触させ、弧
状に降下させて外部リード30aをほぼ垂直に折曲げる。

第４プレス機10Dでは、２つの成形金型により、外部リ
ード30aの先端を弧状に曲げる予備カーリングと成形カ
ーリング（第４曲げ工程）を行う。すなわち、２つの成
形金型からなる金型ユニットが、第４プレス機10Dに装
着されており、この金型ユニット内で、リードフレーム
12が順次送られ、上記の２つの工程からなる順送りプレ
ス加工がなされる。

予備カーリング、成形カーリングは共にパットブロック
34Dで半導体装置30の上面および外部リードの基部を押
圧し、ダイ32Dの曲げ部32dで外部リード30a先端を弧状
に曲げる。なお、予備カーリングと成形カーリングでは
ダイ32Dの曲げ部32dの曲率の大小が違う。38はカーリン
グ後の半導体装置30を突き出すエジェクトピンである。

第５プレス機10Eでは、第２切断金型によりリードフレ
ーム12から曲げ加工を行った半導体装置30の分離をす
る。

以上の工程においては、第４図に示すように、リードフ
レーム12のフレーム部12aと半導体装置30の角部とが吊
りピン12cにて連結した状態で、第１〜第４プレス機10A
〜10Dにおいて各切断および各曲げ加工を行う。

上述したように、第５プレス機10Eにて、第２切断金型
により分離された半導体装置30は、吸盤40aを有するロ
ボットハンド40にてトレイ42上に搬送される。一方、フ
レーム部12aのクレードル部は、送りローラ26により第
５プレス機10Eの前方に排出される。

なお、各プレス機10A〜10Eは、図１に示すように、各独
立したプレス用駆動シリンダによってそれぞれに駆動さ
れ、これにより、各金型ユニットが開閉して上記の各工
程がなされるのである。

次に、排出機構について説明する。

前記ロボットハンド40は、半導体装置30を吸盤40aで吸
着し、上昇し（第１図ａ矢示）、その後所定位置まで水
平方向に移動し（第２図ｂ矢示）、この所定位置にて降
下（第１図ｃ矢示）して吸盤40aでの吸着を解除して半
導体装置30をトレイ42上に載置する。このトレイ42は第
５プレス機10Eの下方空間46のリフト装置（図示せず）
上に積み重ねられ、最上部のトレイ42は押出手段48によ
り１列分だけ収納枠50の支持装置52上に順次押し出すよ
うに構成されている。したがって、トレイ42の押し出し
は、前記ロボットハンド40の動きに同期して、トレイ42
上に半導体装置30が載置され、次の半導体装置30が送ら
れてくる間に行われている。そのため、ロボットハンド
40は同一の動きを繰り返すことにより、トレイ42に順次
半導体装置30が収納できる。そして、トレイ42が一杯に
なると、トレイ42が先のトレイ42上に送られ上記同様に
動作する。そして、前記収納枠50はトレイ42が２つ並列
可能であり、一列分に収納されると収納枠50がレール54
に沿ってスライドして、もう一方に収納可能とする。そ
して、フレーム部12aはローラ26により排出される。

次に本発明にかかる半導体装置の外部リード用フォーミ
ング装置の動作について説明する。

この発明によれば、外部リードを短冊状のリードフレー
ムのフレーム部から切り離し、吊りピンで支持するた
め、フレーム部に複数個の半導体装置が支持された状態
で、外部リードが、Ｊ形等の所定の形状に成形される。
すなわち、フレーム部に吊りピンで連結された複数個の
半導体装置は、外部リードが所定の形状に成形されて最
後に個々に切り離されるまで、フレーム部を介して搬送
される。このように、短冊状のリードフレームのフレー
ム部を利用することで、直線的に配設された複数のプレ
ス機へ、半導体装置を順次効率良く供給でき、外部リー
ドを効率良く加工することができる。すなわち、従来の
順送りプレス装置の「被加工物を効率よく搬送して加工
できる」という利点と同等の利点を備えるということが
できる。

また、切断および曲げに用いる複数の金型を、一又は複
数の金型からなる複数の金型ユニットにグループ分け
し、その複数の金型ユニットのうち少なくとも一つが複
数の金型ユニットであると共に、各金型ユニットが独立
のプレス機にそれぞれ装着されていることで、以下のよ
うな作用がある。

．外部リードを成形するためのプレス条件を金型ユニ
ットごとに設定および調整できる。例えば、プレス圧を
各金型ユニットごとに調整できる。プレス圧は各プレス
工程で適切な範囲があり、それに対応できる。このた
め、破損し易く、精密な加工が要求される半導体装置
を、適切に加工することができる。すなわち、従来のト
ランスファプレスラインの「諸条件の設定、調整、保守
管理が容易にできる」という利点と同等の利点を備える
ということができる。

また、プレス機はプレス用駆動シリンダによって駆動さ
れるため、プレス圧、ストローク及びプレス速度等の調
整が容易にできる。

．樹脂封止後の短冊状のリードフレームを送る搬送機
構の搬送条件を各金型ユニットごとに設定および調整で
きる。例えば、同期して作動する複数の送りアームのピ
ッチの微調整を、各金型ユニットに対応する送りアーム
ごとにでき、樹脂封止後の短冊状のリードフレームの送
り精度を向上できる。

．複数の金型が適宜にグループ分けされて、複数の金
型ユニットとされているため、一体金型ユニットのみか
らなる順送りプレス装置方式のフォーミング装置と比較
して、保守管理がし易くなる。すなわち、ある金型に不
具合が生じた場合には、不具合を生じた金型を備える金
型ユニットのみについて点検・補修すればよく、保守管
理の作業能率を向上できる。

次に、他の応用例について説明する。

上記の実施例では、複数の金型を５つのグループに分割
して設けられた各金型ユニットが、対応する５つのプレ
ス機に装着されているが、本発明はこれに限られること
はなく、種々の形態（プレス機の数の選択を含む）に編
成および区分けすることができる。また、半導体装置の
外部リードをＺ形状に曲げる際にも、本発明にかかるフ
ォーミング装置を有効に利用できるのはもちろんであ
る。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明した
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発
明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るの
はもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明によれば、複数の金型が、一又は複数の金型から
なる複数の金型ユニットにグループ分けされ、その複数
の金型ユニットのうち少なくとも一つが複数の金型から
なる金型ユニットであると共に、各金型ユニットが独立
のプレス機にそれぞれ装着され、複数の該プレス機が直
線的に配設されている。従って、各金型ユニットごとに
プレス圧等の諸条件の設定、調整、保守管理が容易にで
きると共に、順送りプレス装置と同様に複数の短冊状の
リードフレームを連続して直線的に効率よく順送りでき
る。すなわち、本発明は、従来のトランスファプレスラ
インの諸条件の設定、調整、保守管理が容易にできると
いう利点と、順送りプレス装置の被加工物を効率よく搬
送して加工できるという利点の双方を兼ね備えている。

このため、本発明によれば、高い加工精度が要求される
半導体装置を加工する技術分野に適応して、半導体装置
の外部リードを、精度良く、半導体装置が破損すること
なく、且つ効率良く所定の形状に成形できるという有利
な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】 第１図は外部リードを曲げるフォーミング装置の正面
図、第２図は同じく平面説明図、第３図（ａ）〜（ｄ）
はこの発明の実施例を示す工程図、第４図はリードフレ
ームの概略的説明図である。10A〜10E……プレス機、12
……リードフレーム、12a……フレーム部、12c……吊り
ピン、14……供給機構、16……排出機構、18……チャッ
ク装置、22……送りアーム、26……送りローラ、30……
半導体装置、30a……外部リード、32B、32D……ダイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単位リードフレームが複数個つながり、各
   単位リードフレームに搭載された半導体チップが樹脂封
   止された短冊状のリードフレームを、搬送機構によって
   順送りし、各樹脂封止部から外方に伸びる外部リードを
   複数の金型にて多段階にプレスして所定形状に成形する
   半導体装置の外部リード用フォーミング装置において、 前記リードフレームの樹脂封止部の吊りピンを除いて、
   外部リードをフレーム部から切り離す第１切断金型と、 該第１切断金型から送り込まれたリードフレームの外部
   リードの、少なくとも、基部を折曲げる成形金型、先端
   部を成形する成形金型を含み、外部リードを多段階に亘
   って所定の形状に折曲げる複数の成形金型と、 該複数の成形金型から送り込まれたリードフレームの各
   吊りピンを切断して半導体装置とフレーム部とに分離す
   る第２切断金型とを具備し、 少なくとも前記第１切断金型、前記複数の成形金型及び
   前記第２切断金型を含む複数の金型が、工程順に従いつ
   つ、一又は複数の金型からなる複数の金型ユニットにグ
   ループ分けされ、該複数の金型ユニットのうち少なくと
   も一つが複数の金型からなる金型ユニットであり、 前記各金型ユニットが、独立したプレス用駆動シリンダ
   を有する独立のプレス機にそれぞれ装着され、 複数の前記短冊状のリードフレームが連続して直線的に
   順送りされるように、複数の前記プレス機が、直線的に
   配設されていることを特徴とする半導体装置の外部リー
   ド用フォーミング装置。