CN101556912B - 引线切割器和切割引线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及引线切割器和切割引线的方法。具体而言，涉及一种能够以高精度微调冲压机和压模之间切割间隙的引线切割器。该引线切割器包括压模，在该压模上布置在封装树脂中提供的引线，其中，该封装树脂将半导体芯片装入；冲压机，其相对于压模垂直移动以切割引线；以及温度控制器，其控制冲压机和压模中至少之一的温度，以调整冲压机和压模之间的间隙。
Description
本申请基于日本专利申请No.2008-102637，通过引用将其内容合并于此。
技术领域
本发明涉及一种用于切割在装有半导体芯片的封装树脂(encapsulating resin)中提供的外部引线的引线切割器，并且涉及一种切割引线的方法。
背景技术
为了制造具有在装有半导体芯片的封装树脂的两个或四个侧面上提供的多个外部引线(根据具体情况而定，在下文中简称为引线)的半导体器件，该工艺一般包括在引线框架上安装半导体芯片，用树脂封装半导体芯片，移除封装树脂的鳍状物，并执行焊接电镀，并且之后精加工该引线。
在表面安装型半导体器件的情况下，一般的处理方法是将水平伸出封装树脂的引线垂直向下弯曲，并且然后水平向外弯曲，以形成已知为鸥翼形的引线。
该半导体器件必须以特定的外部尺寸制成。这么做的已知工艺包括，如图7A到7C所示，预先切割过长的引线(图7A)，弯曲引线以便于以预定形状来切割(图7B)，以及以特定尺寸切割引线的末端部分(图7C)。
图8A到8C示例了另一种已知工艺，其包括预先以预定长度切割该引线(图8A到8B)，以及通过弯曲工艺以特定尺寸成形该引线(图8C)。
无论采用哪种工艺，都必须确保相对于引线末端部分的特定尺寸的高精确度和高再现性。
从机械装置的简单性和耐用性，以及由此得到的高生产能力的观点出发，为了切割该引线，一般使用利用压模和冲压机切断引线的引线切割器。
同时，关于确定半导体器件最后外形的引线切割工艺，主要为了提高产品的实施和焊接性能的可靠性，近来已完成了许多改进。例如，JP-A No.H07-211838教授了关于压模和冲压机之间间隙(根据具体情况而定，在下文中称为切割间隙)的最佳条件，在引线切割工艺中，该条件在提高半导体器件的可靠性中起重要作用。
为了在已被切割的引线的分割区段上正确地形成焊料滴(solderdripping)，该文献指定了压模和冲压机之间的切割间隙的最佳条件。为了更加详细，规定切割间隙在相对于引线框架整个厚度的14到21％的范围，其中，该引线框架包括引线和提供在它的上和下表面上的电镀层。根据该文献，利用具有指定的切割间隙位于其间的压模和冲压机来切断引线，能够在引线的分割区段上正确地形成焊料滴，并且由此还提供诸如电阻减小、焊接强度提高、和在分割区段上防止腐蚀的优点。
[专利文件1]JP-A No.H07-211838
然而，在最近的半导体器件的引线切割工艺中，该工艺已理解为用于最小化实施缺陷的更高素质(quality oriented)的工艺，而不是仅仅用于切割引线的工艺，其中，该工艺必须在微粉化条件下执行。因此，在精确性方面，仅满足专利文献1指定的切割间隙(引线框架整个厚度的14到21％)在现在而言通常不够。实际上，在上述特定范围中，希望的切割间隙必须利用引线框架整个厚度的大约1％的精度来调整。
另外，当前半导体器件的引线框架的材料厚度已经逐渐减小到0.125到0.150mm。甚至开始考虑在引线的上和下表面上提供的钯镀层、焊料等的厚度，引线框架的整个厚度可以仅为大约0.125到0.170mm一样薄。
因此，在当前引线切割工艺中，切割间隙必须以如大约1.25μm或更小的高精度微调，其对应于引线框架的整个厚度0.125mm的1％。
考虑到前述问题而实现了本发明，而且该发明提供了允许以高精度微调冲压机和压模之间切割间隙的引线切割器，以及切割该引线的方法。
发明内容
在一个实施例中，提供一种引线切割器，包括：
压模，在该压模上布置在封装树脂中提供的外部引线，其中，该封装树脂装有半导体芯片；
冲压机，其相对于压模垂直移动以由此切割外部引线；以及
温度控制器，其控制冲压机和压模中至少之一的温度，以调整冲压机和压模之间的间隙。
在本发明中，术语“垂直地”定义为冲压机相对于压模的运动，而不总是指根据重力的垂直方向。同样，“垂直地”也不总是指沿着在其上布置了外部引线的硬模面的法线的向上或向下方向。
在另一实施例中，提供了使用冲压机和压模来切割引线的方法，以切割在装有半导体芯片的封装树脂中提供的外部引线，该方法包括：
基于控制冲压机和压模中至少之一的温度，从而调整冲压机和压模之间的间隙，来切割外部引线；
利用如此布置的引线切割器和方法，可以控制冲压机和压模中任一个或者两个的温度以由此产生热膨胀或热收缩，使得能够微调切割间隙。切割间隙的这种微调通过结合冲压机和/或压模的线性膨胀系数、它们在间隙宽度方向上的尺寸以及温度控制的精度来实现，与通过诸如使用压合螺杆(pressing screw)或填隙垫片(shim spacer)的机械方法而得到的调整精度相比，其提供了非常高的调整精度。
因此，使用用于切割在上和下表面上具有电镀层的引线的本发明能够在分割区段上正确地形成焊料滴。
注意，本发明的组件不必是单独独立的，而是可以被配置为使得多个组件构成单个构件；使得组件由多个构件构成；使得一个组件是另一组件的一部分；使得部分组件和另一部分的组件重叠，等等。
虽然在根据本发明的引线切割方法的描述中描述的多个步骤是顺序的，但是除非指明，该顺序不必限制于实际执行那些步骤的顺序。另外，除非指明，多个步骤也不必以不同时序而被单独地执行，而是可以被设置为使得在一个步骤的执行期间执行这些步骤中的另一个；使得步骤的执行时序部分或全部地与另一个的执行时序重叠，等等。
利用根据本发明的引线切割器和切割引线的方法，对冲压机和压模中至少之一的温度的控制，允许如期望的那样控制它们的热变形，并因此以高精度微调冲压机和压模之间的间隔(切割间隔)。
同样，在引线切割处理期间控制冲压机和/或压模的温度抑制了切割间隔的波动，从而实现切割引线的长度的高再现性。
附图说明
结合附图，从下面的描述中，本发明的上述和其它目的、优点和特征将变得更加明显，其中：
图1A是示出根据本发明的第一实施例的引线切割器的示意性侧视图，且图1B是构成引线切割器的下压模器件的示意性平面图；
图2是示出根据第一实施例的引线切割器的功能执行单元的示意性垂直截面图；
图3是示出根据第一实施例的引线切割器的功能执行单元的示意性平面图；
图4是示出根据第一实施例的引线切割器的功能执行单元的示意性垂直截面图；
图5A是示出具有将通过根据第一实施例的引线切割方法来切割的引线的半导体芯片的示意性平面图，并且图5B是沿图5A的B-B线截取的截面图；
图6是示出根据第二实施例的引线切割器的功能执行单元的示意性垂直截面图；
图7A到7C是用于说明引线切割方法的引线的侧视图；以及
图8A到8C是用于说明另一引线切割方法的引线的侧视图。
具体实施方式
现在，将在此参考示例性实施例描述本发明。本领域的技术人员应该意识到，使用本发明的指导可以实现许多可选实施例，且本发明不限制于出于说明目的而示例的实施例。
在下文，将参考附图描述本发明的实施例。在所有的图中，相同或相似的组件由同一标号表示，且将不再重复对其的描述。
[第一实施例]
图1A是示出根据该实施例的引线切割器的示意性侧视图，并且图1B是构成引线切割器的下压模器件的示意性平面图。
图2是示出根据该实施例的引线切割器的冲压机和压模(在下文，根据具体情况而定，将冲压机和压模的组合称为功能执行单元)的示意性垂直截面图，并且其对应于沿着图1B的II-II线截取的截面图。图3是功能执行单元的示意性平面图，并且其对应于图1B中由虚线包围的区域III。图4是示出在启动通风机的状态下功能执行单元的示意性垂直截面图。图5A是示出具有将通过根据第一实施例的引线切割方法来切割的引线的半导体芯片的示意性平面图，以及图5B是沿图5A的B-B线截取的截面图。
首先，将描述根据该实施例的引线切割器的外形。
引线切割器10包括：压模20，在该压模20上，布置了在装有半导体芯片(未示出)的封装树脂52中提供的引线54；以及冲压机30，其相对于压模20垂直移动，以便于切割引线54。
引线切割器10还包括控制冲压机30和压模20中至少之一的温度的温度控制器，从而调整冲压机30和压模20之间的切割间隙。
根据该实施例的引线切割方法使用冲压机30和压模20来切割在装有半导体芯片(未示出)的封装树脂52中提供的引线54，并且其包括控制冲压机30和压模20中至少之一的温度，以由此调整冲压机30和压模20之间的切割间隙，并依据对切割间隙的调整来切割引线54。
现在将详细描述根据该实施例的引线切割器10，以及具有将通过引线切割器10切割的引线的半导体器件50。
[半导体器件]
图5A和5B所示的半导体器件50被装入平面图中为矩形的封装树脂52中，并且其提供有水平伸出封装树脂52的各个侧面的多条引线54。图5A不包括除了位于侧面的各个末端处的那些引线之外的一些引线54。
引线54的材料厚度是0.125到0.150mm，且它的宽度(在平面图中)大约是0.2mm。
根据该实施例，具有待切割的引线54的半导体器件50属于已知的QFP型，其具有用于将半导体芯片装入的矩形的封装树脂52a，并且引线54伸出四个外围侧面。该实施例还可以适用于所谓SOP型的半导体器件50，该型的半导体器件具有伸出两个相对的侧面的引线54。
利用焊料对引线54的上表面55、下表面56和侧表面57进行电镀。通过将引线54与引线框架隔离的引线切割处理、将引线54形成为预定形状的弯曲处理等等，将半导体器件50形成为预定外部尺寸的已知为鸥翼形的形状，如图5B所示。
然而，要注意，根据本说明的引线切割器10和引线切割方法的目的在于利用高精度以预定长度切割引线54，并且引线可以被弯曲成任意所需的形状。
如参考7A到8C所描述的，在引线54的弯曲处理之前或之后，执行末端部分切割处理，用于以特定长度切割引线54的末端部分。在引线54的弯曲处理之前或之后，可以使用根据该实施例的引线切割器10和引线切割方法。
[引线切割器]
根据图1A所示的该实施例的引线切割器10包括上压模装置32和下压模装置22，它们通过滑动轴23连接，以彼此相对地垂直滑动(如由空白箭头所示)。在下压模装置22的上表面上提供下基部24，而在上压模装置32的下表面上提供上基部34，以与下基部24相对。
将用于冲压引线54的冲压机30贴附到上基部34，使其向下突出。上基部34为矩形，并且提供一个冲压机30，以便于从四个侧面中的每个中突出，即，总共提供了四个冲压机30。
如图1B所示，在下基部24的上表面上安装压模20，用于在其上布置引线54。
通过压床(未示出)的力使上压模装置32上下移动，以便冲压机30切断布置在压模20上的引线54。图2中的空白箭头表示冲压机30如何上下移动。
该实施例的压模20由刀片部分25和基部台26的组合构成。
刀片部分25由包括诸如碳钢、特级钢和合金模具钢(SKD钢)的模具钢的金属材料制成。它们具有相对高的线性膨胀系数，例如大约为10×10-6[/K]。
刀片部分25的尺寸没有特殊限制，然而它的宽度(图2和3的左到右方向)通常大约为1到20mm。
基部台26可以由具有比刀片部分25更低的线性膨胀系数的金属、树脂或陶器材料构成。如随后将描述的，当控制压模20的温度时，对刀片部分25和基部台26使用线性膨胀系数大不同的这些材料仅会使刀片部分25发生热变形。
如图2和3所示，根据该实施例的压模20包括越过冲压机30彼此相对布置的一对刀片部分25；以及弹性构件，例如弹簧27，其偏置刀片部分25以使它们相互远离(图2和3的左到右方向)。
弹簧27位于该对刀片部分25的各自纵向(图2和3的上和下方向)的末端部分处，从而避免了与在刀片部分25之间移动的冲压机30的冲突。
刀片部分25和基部台26在水平方向上，换言之，沿布置在压模20上的引线54的延伸方向上叠置。在这里，为了清楚起见，将图3中对应于基部台26的部分画上阴影。
基部台26形成在车床主体(integral body)中，并包括在冲压机30正下面的四个安装孔(mounting orifice)261。在每个安装孔261的内部，分别安装该对刀片部分25，以使其对接所述孔261的内壁(邻接表面262)。利用这种结构，弹簧27相反于各个邻接表面262来挤压刀片部分25，因此当通过随后将要描述的温度控制器来热膨胀或热收缩刀片部分25时，刀片部分25将相对于邻接表面262膨胀或收缩，从而改变了切割间隙。
同样，如图2所示，当将要切割半导体器件50的引线54时，在基部台26上布置部分或整个封装树脂52，并在刀片部分25上布置引线54。在这里，在刀片部分25上可以布置部分封装树脂52。
相对的刀片部分25之间的间隙是开放的，并贯穿基部台26的厚度，因此通过冲压机30切断的引线54的段能够自由地落到基部台26的下表面侧。
根据该实施例的引线切割器10包括一对刀片部分25，它们中的每个就在四个冲压机30中每个的下面，以沿着上基部34的每个侧面形成方形。这种结构允许每次以最大封装树脂52来切割伸出四个侧面的引线54。在封装树脂52的两个相对的侧面上提供引线54的情况下，每次可以使用四个冲压机30中的两个相对的冲压机30来切割在两个侧面上的引线54。
同样，引线切割器10可用于切割伸出单个封装树脂52的一个或多个侧面的引线54，或用于每次切割伸出一组四个的封装树脂52中每个的侧面的引线54。
根据该实施例的引线切割器10包括吸入气态流体F的通风设备40以收集引线54的切割碎片，来作为抑制切割碎屑向上飞的补救方法。通风设备40位于下压模装置22的下面，并且以从冲压机30向压模20的方向吸入围绕引线切割器10提供的气态流体F，从而通过通风孔28收集来自基部台26上表面的碎片，由此防止碎片接触半导体器件50。
[温度控制器]
根据该实施例的引线切割器10包括加热或冷却刀片部分25的温度控制器，使得刀片部分25在用于冲压机30挤入的间隙的宽度方向上膨胀或收缩。从而，大约以刀片部分25在间隙的宽度方向上的热变形，可以微调切割间隙。
因此，根据该实施例的引线切割方法还包括吸入气态流体F以由此收集引线54的切割碎片，以及通过利用吸入的气态流体F的热量交换来控制冲压机30和压模20的温度。
在这里，根据该实施例的引线切割器10的间隙的宽度方向对应于冲压机30的厚度方向。
温度控制器可以以不同的方式构成。根据该实施例的引线切割器10采用了使流动气态流体F与刀片部分25相互接触的系统，用于它们之间的热交换。
为了更详细地描述，刀片部分25提供有如图4所示的通风孔28，且用作温度控制器的通风设备40会导致气态流体F流过通风孔28，以控制刀片部分25的温度。
换言之，通过从由通气设备40吸入的气态流体F的热传递和到由通气设备40吸入的气态流体F的热传递，根据该实施例的引线切割器10加热或冷却刀片部分25，通气设备40还用于收集引线54的切割碎片，从而如所需地热变形刀片部分25，由此调整了切割间隙。
例如，在用安装在室温空气中的引线切割器10来重复引线54的切割处理的情况下，刀片部分25的温度会稳定在高于室温的温度下。切割引线54产生的摩擦热被供给冲压机30和刀片部分25，并且因此通过与室温空气的热交换，刀片部分25会达到高于室温的预定的平衡温度。
因此，通过改变热交换的平衡，能够升高或降低刀片部分25的平衡温度。
具体地，适当地控制气态流体F的流动速率以改变每单位时间接触刀片部分25的气态流体F的量。加快这种流速会使刀片部分25的平衡温度更接近于室温。
同样，根据该实施例的引线切割器10可以包括加热在刀片部分25的上游侧上的空气的加热器，以通过用通风设备40吸入加热的气态流体F，使气态流体F吹向刀片部分25，从而使刀片部分25的温度高于室温。
另外，本发明还包括使用掩埋在刀片部分25内部的电加热线作为温度控制器，以根据提供的功率来产生焦耳热，以及，如后面将要描述的，用光照射被精加工为黑色的刀片部分25，从而用热辐射来加热刀片部分25。同样，可以组合地使用这这些方法。
在根据该实施例的引线切割器10中，由于气态流体F持续地流过功能执行单元，压模20和冲压机30的温度将维持在恒定水平，因此切割间隙也可以保持恒定，这便于实现引线切割实施的高再现性。
通风设备40可以由普通的风扇或吹风机构成。如图2和3所示，在刀片部分25的纵向排列的多个位置处提供通风孔28，并且将其形成为在厚度方向上穿透那里。因此，如图4所示，气态流体F流过通风孔28，并且在安装孔261中在相对的刀片部分25之间流过，由此与刀片部分25进行了热交换。
在该实施例中，为了以高精度调整切割间隙，将采用下面的项目作为用于控制刀片部分25的温度的参数。
(a)构成刀片部分25的金属材料的线性膨胀系数
(b)在间隙的宽度方向上刀片部分25的宽度X(参考图2)
(c)每单位时间由通风设备40进行的气态流体F的吸气量
(d)通过通风孔28的气态流体F的流动速度和流动速率
(e)通风孔28和气态流体F之间的接触面积，其依赖于刀片部分25的厚度Y(参考图2)
项目(a)和(b)是确定用于切割引线54的刀片部分25的前边缘位置的第一参数。项目(c)是用于控制冷却压模20的温度所使用的第二参数。项目(d)和项目(e)是用于冷却刀片部分25的，用于进一步改善热交换效率的第三参数。
利用前述的参数，可以控制通过刀片部分25内部和沿它的侧面流过的气态流体F的冷却效率，从而如所需地，调整切割间隙。利用根据该实施例的引线切割器10，通过调整那些参数可以以0.1μm的增量调整切割间隙。
具体地，可以如下调整参数(a)到(e)。
通过将贴附到基部台26的安装孔261的刀片部分25设计为可移动部件，参数(a)变得可调整。在这种情况下，可以预先制备由不同线性膨胀系数的材料构成的多个刀片部分25，以便于根据引线54的整个厚度和电镀层的厚度，将适当材料的刀片部分选择性地贴附到安装孔261。
关于参数(b)和(e)，可以将压模20制成与宽度和/或厚度尺寸不同的多个刀片部分25兼容。在这种情况下，如同上述(a)的情形，可以适当地选择不同宽度和厚度的刀片部分25中的一个，并将其贴附到安装孔261，其中，该刀片部分25可以移动地安装在压模20的基部台26上。
通过控制通风设备40的输出可以增加或减小参数(c)。
为了调整参数(d)，在引线切割器10中可以提供调整气态流体F流动速率的流动控制器。流动控制器可以各种方式实现。例如，可以在安装孔261的上表面、内部和下表面侧中的一个上提供孔径控制器，以增加和减小它的孔径面积。同样，在免除了冲压机30和半导体器件50的冲突的位置处，可以将方块板盖在压模20上方，从而调整气态流体F流向安装孔261的流动速率。
前面的实施例提供了下面的有利作用。
根据该实施例的引线切割器10包括控制冲压机30和压模20中至少一个的温度的温度控制器，从而调整切割间隙。
根据该实施例的引线切割方法包括依据冲压机30和压模20中至少一个的温度控制来切割引线54，从而调整它们之间的间隙。
因此，利用根据该实施例的切割器和切割方法，在以所需长度切割引线54的引线切割工艺中，可以热膨胀或热收缩冲压机30和压模20，以便于微调切割间隙。
因此，在已知用于待切割的引线54的最佳切割间隙的情况下，可以高精度设置目标切割间隙。
同样，根据该实施例的引线切割器10能够微调切割间隙。因此，即使还不知道用于待切割的引线54的最佳间隙，也可以升高或降低压模20和冲压机30的温度以调整切割间隙，从而确定最佳值。
根据该实施例的引线切割器10不需要使用确定切割间隙的垫片等，来调整冲压机30和压模20的边缘位置。同样，虽然要将冲压机30和/或压模20更换成新的，但是不需要每次都机械地调整边缘位置。
因此，在没有执行位置调整的麻烦的情况下，前面的实施例允许容易地调整切割间隙。此外，切割间隙可以通过所选材料以及冲压机30和压模20的尺寸的适当组合来微调。
虽然根据合并了引线切割器10的设备的工作条件，冲压机30和压模20周围的温度一般易于波动，但是根据该实施例的引线切割器10恒定地调整冲压机30和压模20的温度，由此稳定了在执行切割处理的情况下的条件。
因此，通过消除了诸如压模装置的调整的麻烦的工作，根据该实施例的引线切割器10能够减少工作步骤的数量和工作设置时间，并且由于节省了用于调整压模装置的昂贵的工具，还大大降低了成本。作为引线切割压模装置，引线切割器10还提供了高精度压模调整性能，由此有助于稳定产品质量并提高它们的稳定性。
根据该实施例的引线切割器10包括在其上布置引线54的刀片部分25，和在其上布置封装树脂52的基部台26的组合，并且后者具有比前者更低的线性膨胀系数。一旦通过温度控制器加热或冷却刀片部分25，刀片部分25就会在间隙的宽度方向上，从或向冲压机30膨胀或收缩。在这种处理中，与其上布置封装树脂52的基部台26的热变形相比，其上布置引线54的刀片部分25的热变形是主要的。因此，当如指定地热膨胀或热收缩刀片部分25时，通过跟随刀片部分25的移动，将防止封装树脂52改变位置，并且因此可以如所需地以精确长度切割引线54。
在根据该实施例的引线切割器10中，刀片部分25包括通风孔28。同样，温度控制器包括通风设备40，其引起用于调整刀片部分25温度的气态流体F流过通风孔28。这种结构提供了在刀片部分25和气态流体F之间的更大的接触面积，从而增加热交换效率，因此，提高了刀片部分25的温度控制效率。
根据该实施例的引线切割器10还包括流动控制器，其控制流过通风孔28的气态流体F的流动速率。流动速率的该控制导致在刀片部分25和气态流体F之间的热交换效率的增加或减小，并且因此有助于提高刀片部分25的温度控制的准确性。
在根据该实施例的引线切割器10中，压模20包括扩张或减小通风孔28的孔径面积的孔径控制器。这种结构使通风孔28的孔径面积可变，因此能够控制刀片部分25和气态流体F之间的热交换效率，从而如指定的那样准确地调整刀片部分25的温度。
在根据该实施例的引线切割器10中，由于通风设备40吸入气态流体F，所以可以收集引线54的切割碎片。同样，根据该实施例的引线切割方法包括通过与吸入的气态流体F的热交换，对冲压机30和压模20的温度控制。因此，根据该实施例的切割器和方法对气态流体F进行利用，起初用于控制切割碎片，还用于控制刀片部分25的温度。因此，在引线切割器已包括碎片收集的机械装置的情况下，可以使用将被吸入的气态流体F以控制刀片部分25的温度，而不需要额外安装用于冷却刀片部分25的器件。
在根据该实施例的引线切割器10中，刀片部分25可移动地安装在压模20上，而且压模20与不同宽度和厚度的多个刀片部分25兼容。这种结构允许适当地选择具有合适宽度和厚的刀片部分25。通过温度波动，较宽刀片部分25在间隙的宽度方向上产生更大量的热变形。较厚的刀片部分25提供了与气态流体F的更大接触面积，且具有更大的热容量，从而在引线切割处理期间得到更小的温度波动，由此提供了切割结果的高再现性。正相反，一旦接触气态流体F，较薄的刀片部分25就会迅速改变其温度，因此容易快速启动引线切割处理。
在根据该实施例的引线切割器10中，压模20包括越过冲压机30的彼此相对的一对刀片部分25；和偏置刀片部分25的弹性构件，使得刀片部分25相互背离地移动。即使在冷却和热收缩压模20时，这种结构也使刀片部分25和基部台26保持不相互隔离，使得甚至在热变形期间，刀片部分25也会一直挤压基部台26。因此，通过热膨胀或收缩，刀片部分25尺寸的波动将直接反映为切割间隙的增加或减小，从而可以精确地调整切割间隙。
根据该实施例的引线切割器10允许以0.1μm的增量调整冲压机30和压模20的切割间隙。从下面的计算可以对其进行理解。假定，刀片部分25由碳钢构成(线性膨胀系数：10×10-6/K)，并且在间隙的宽度方向上具有10mm的宽度，当刀片部分25的温度波动为1K时，计算出的切割间隙的波动为10-4mm，即0.1μm。因此，引线切割器10提供了相对于切割间隙的满足目前需要的调整精度为1μm或更小的足够的调整能力。
注意，本发明不限制于上述实施例，而是包括各种变更和改进，直至达到本发明的目的。
[第二实施例]
图6是示出根据该实施例的引线切割器10的功能执行单元的示意性垂直截面图。在根据该实施例的引线切割器10中，刀片部分25被精加工为黑色，并且温度控制器包括向刀片部分25发光的光源42。增加和减少通过光源42发射的光的量能够控制辐射到刀片部分25的热量。因此，可以控制刀片部分25的温度，从而如所需的调整切割间隙。
光源42可以由发射可见光或红外线的照明器或LED来构成。
根据该实施例的引线切割器10可包括光源42和通风设备40两者。在这种情况下，可以如希望的通过光源42执行加热并且通过通风设备40执行冷却。因此，能够扩大用于刀片部分25设置温度的选择范围，并且还能提高调整精度。
同时，虽然根据前述实施例的引线切割器10包括通风设备40，其将由于切割引线54产生的摩擦热而被加热的刀片部分25朝着室温冷却，但是引线切割器10没有提供加热刀片部分25的加热器。因此，刀片部分25的温度调整范围对应于在停止通风设备40使气态流体F的流动速率为零的状态下的平衡温度和在通风设备40输出最大功率的状态下的平衡温度之间的差值。
另一方面，根据该实施例的引线切割器10包括加热刀片部分25的光源42，因此允许将刀片部分25的最高温度设置为比前述实施例的引线切割器10的更高。因此，可以扩大刀片部分25的温度调整范围，并且因此还可以增加切割间隙的调整范围。
同样，冲压机30可以被精加工成黑色，以通过向其发射光来控制其的温度。更具体地，升高冲压机30的温度以在间隙的宽度方向上热膨胀，会导致切割间隙减小。在这种情况下，对于冲压机30，适合使用具有相对高线性膨胀系数的金属材料。因此，在该实施例中，可以控制刀片部分25和冲压机30中的任一个或两个的温度。
可以对冲压机30和刀片部分25的温度调整范围进行设置，例如为5到35℃。
由于冲压机30通常是平板型的，在冲压机30由于热膨胀而翘曲的情况下，这种不利将会导致通过冲压机30同时切割引线54的切割长度将变得不平均。从这种观点来看，优选地，尽可能地将冲压机30精加工为镜面表面，并且通过表面处理、涂覆等，将刀片部分25精加工为黑色。
在根据该实施例的引线切割器10中，温度控制器可以挤压气态流体向前，以代替吸气。例如，吹风机可以安装在冲压机30的上方，以由此将气态流体F吹向冲压机30和压模20。在这种情况下，可以给吹风机提供加热源，以加热气态流体F从而产生具有比大气更高热函的流动(热流动)，该气态流体F将被吹向冲压机30和压模20。与前述实施例的引线切割器相比，这种布置能够将压模20和冲压机30的最大温度提高到更高的水平，从而扩大切割间隙的调整范围。
同样，为了改善冲压机30温度的控制效率，在上基部34和上压模装置32中可以提供一个或多个通风孔，从而改善加热的气态流体和冲压机30之间的接触效率。
[第三实施例]
在根据该实施例的引线切割器10中，通过温度控制器自动执行冲压机30和压模20的温度控制，以便于精确的实现由用户指定的切割间隙。
具体地，根据该实施例的引线切割器10保存了当压模20和冲压机30达到平衡温度时获得的在其间的切割间隙和通风设备40的输出的记忆。同样，引线切割器10包括增加和减小通风设备40的输出的输出控制器，以实现由用户指定的切割间隙。
通风设备40的输出和对应的切割间隙以标定曲线、表格或函数的形式存储在引线切割器10的存储单元中。
根据受到引线切割处理的半导体器件50的类型，特别是引线54的整个厚度和电镀层的厚度，根据该实施例的引线切割器10通过输出控制器控制压模20和冲压机30的温度。这种布置能够实现精确的切割间隙。
另外，在固定通风设备40的输出并使通风孔28的孔径面积改变之后，根据该实施例的引线切割器10可以保存在其间的切割间隙和通风孔28的孔径面积的记忆。在这种情况下，孔径控制器会增加和减小通风孔28的孔径面积，以实现所需的切割间隙。
很明显，本发明不限制于上述实施例，且在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以对其进行变更和改变。
Claims (11)
1.一种引线切割器，包括：
压模，在该压模上布置被提供在装有半导体器件的封装树脂中的外部引线；
冲压机，所述冲压机相对于所述压模垂直移动，以由此切割所述外部引线；以及
温度控制器，所述温度控制器控制所述冲压机和所述压模中至少之一的温度，以调整所述冲压机和所述压模之间的切割间隙，
其中，
所述压模包括刀片部分和基部台，其中，在所述刀片部分上布置所述外部引线，所述基部台具有比所述刀片部分更低的线性膨胀系数，并且在所述基部台上布置所述封装树脂；并且
所述温度控制器加热或冷却所述刀片部分，使得所述刀片部分在所述切割间隙的宽度方向上膨胀或收缩。
2.根据权利要求1所述的引线切割器，其中，
所述刀片部分包括通风孔；并且
所述温度控制器还包括通风设备，所述通风设备使得用于控制所述刀片部分的温度的气态流体流经所述通风孔。
3.根据权利要求2所述的引线切割器，还包括：
流动控制器，所述流动控制器控制流经所述通风孔的所述气态流体的流动速率。
4.根据权利要求2所述的引线切割器，其中，
所述压模包括孔径控制器，所述孔径控制器增加或者减小所述通风孔的孔径面积。
5.根据权利要求2所述的引线切割器，其中，
所述通风设备吸入所述气态流体，从而收集已被切除的所述外部引线的切割碎片。
6.根据权利要求1所述的引线切割器，其中，
所述刀片部分是黑色的；并且
所述温度控制器包括向所述刀片部分发射光的光源。
7.根据权利要求1所述的引线切割器，其中，
所述刀片部分被可移动地安装在所述压模上；并且
所述压模与多个所述刀片部分相兼容，其中，该多个所述刀片部分中的每个在所述切割间隙的宽度方向上、或在垂直方向上具有不同尺寸。
8.根据权利要求1所述的引线切割器，其中，
所述压模包括一对所述刀片部分以及弹性构件，其中，所述一对刀片部分被定位成越过所述冲压机而彼此相对，所述弹性构件用于偏置所述刀片部分以使得所述刀片部分彼此远离。
9.根据权利要求1所述的引线切割器，其中，
在所述冲压机和所述压模之间的所述切割间隙可以以0.1μm的增量调整。
10.一种使用冲压机和压模来切割在装有半导体芯片的封装树脂中提供的外部引线的方法，包括：
根据对于所述冲压机和所述压模中至少之一的温度的控制来切割所述外部引线，从而调整在所述冲压机和所述压模之间的切割间隙，
其中，
所述压模包括刀片部分和基部台，其中，在所述刀片部分上布置所述外部引线，所述基部台具有比所述刀片部分更低的线性膨胀系数，并且在所述基部台上布置所述封装树脂；并且
所述对于温度的控制通过加热或冷却所述刀片部分，使得所述刀片部分在所述切割间隙的宽度方向上膨胀或收缩。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
通过吸入气态流体来收集所述外部引线的切割碎片；
其中，所述对于温度的控制包括在所述冲压机以及所述压模中的至少之一和所述吸入的气态流体之间引起热交换。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110209 Termination date: 20140410 |