DE4244544A1 - Lead frame blanking appts. for integrated circuit mfr. - has press tool with individual punches set into die block for formation of connection leads for IC elements - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen und Verfahren zum Bearbeiten von Halbleitern, und sie bezieht sich insbesondere auf eine verbesserte Vorrichtung zum Schneiden oder Stanzen von Anschlußplatten bzw. Lead- Frames für die Gehäuse von integrierten Schaltungen (IC- packages), die dazu dient, die nachstehend einfach als "Steg" bezeichneten Verbindungs- oder Haltestege (engl. dam bars), die bei einem typischen Lead-Frame Anschlußlei­ ter oder Anschlüsse miteinander verbinden, wegzuschneiden, nachdem der Halbleiter-Chip eingekapselt worden ist, und ferner die Anschlußleiter oder Anschlüsse bei dem Lead- Frame auf die richtige Länge zuzuschneiden.

Die Anmeldung steht in Beziehung zu der Patentanmeldung mit dem Titel "Lead-Frame-Schneidvorrichtung für IC-Gehäuse verschiedener Größe und Verfahren hierfür", die für den gleichen Erfinder gleichzeitig eingereicht worden ist.

Der englische Fachausdruck "lead-frame" ist für das diesbe­ zügliche Bauelement auch in der deutschen Fachsprache so allgemein bekannt geworden, daß der Fachmann weiß, was damit gemeint ist. Folglich wird nachstehend auch nur noch dieser Ausdruck hierfür verwendet.

Die bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Wegschneiden oder Wegstanzen der Stege zwischen den Anschlüssen (engl.: leads) eines Lead-Frames am Gehäuse einer integrierten Schaltung verwendeten einzelne Stanzstempel in Verbindung mit einer unteren Schneidplatte (cutting plate), die Ausneh­ mungen entsprechend einer jeden am Lead-Frame zu schneiden­ den Stelle aufwies. Die eingehäuste Halbleitereinrichtung mit zugehörigem Lead-Frame wurde auf der Schneidplatte in Stellung gebracht, und die einzelnen Stanzstempel, die in einem automatisierten Stanzwerkzeug montiert waren, wurden auf die Lead-Frames niedergepreßt, um die Stege, die die Anschlüsse an einem typischen Lead-Frame miteinan­ der verbinden, herauszustanzen. Es konnte ein einziger Stanzstempel verwendet werden, indem dieser an eine passen­ de Stelle oberhalb des Lead-Frames bewegt und ein einziger Teil eines Steges herausgestanzt wurde und dann der Stanz­ stempel beim nächsten gewünschten zu stanzenden Teil ange­ ordnet und der Stanzprozeß wiederholt wurde, bis alle gewünschten Teile des Steges entfernt worden waren. Bei einer gebräuchlicheren Vorgehensweise war ein Satz von Stanzstempeln in dem automatisierten Stanzwerkzeug für gemeinschaftlichen Betrieb montiert, so daß alle gewünsch­ ten Teile der Stege mit einem einzigen Stanzhub des automa­ tisierten Stanzwerkzeugs entfernt wurden.

Der bekannte Stanzstempel ist L-förmig, wobei der kurze (obere) Teil der L-Form zum Montieren und Positionieren des Stanzstempels in dem automatisierten Stanzwerkzeug verwendet wird. Das (untere) Stanz- oder Schneidende des Stanzstempels hat einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt. Das Stanzende des Stempels ist ein klein wenig schmaler als die entsprechende Ausnehmung in der dicken bekannten Schneidplatte, so daß die Kraft auf den Steg zwischen dem Stempel und der Schneidplatte eine Scher­ wirkung hervorruft, durch die der zu entfernende Teil des Steges weggeschnitten wird. Die solchermaßen geschnit­ tenen Stegteile fallen in die Ausnehmungsteile der dicken bekannten Schneidplatte. Wenn der schneidende Teil des Stanzstempels im Verlaufe des Gebrauchs beschädigt oder stumpf wird, muß der ganze Stanzstempel durch einen neuen ersetzt werden. Ähnliche Stanzstempel werden dazu benutzt, die Anschlüsse auf die passende Länge zuzuschneiden, nach­ dem der Steg entfernt worden ist. Die Schneidplatte ist von ähnlicher Konstruktion wie die Schneidplatte, die zum Stanzen des Steges verwendet wird, aber sie hat Ausneh­ mungen in anderen Bereichen, um das Schneiden der Anschlüs­ se oder leads des Lead-Frames auf die richtige Länge zu gestatten.

Die bekannte Schneid- oder Stanzplatte wird aus einem einzelnen dicken Metallstück herausgearbeitet, um ein Schneidwerkzeug mit Ausnehmungen an den passenden richtigen Stellen zu bilden. Die zur Herstellung einer Stanzplatte erforderliche hochpräzise Bearbeitung macht diese sehr teuer und erfordert auch eine relativ lange Zeit für die Herstellung. Obzwar die Stanzplatte über zahlreiche Stanz­ zyklen hinweg hält, sind die Kosten für das Ersetzen hoch, wenn die dicke Stanzplatte im Gebrauch beschädigt wird oder verschlissen ist.

Es bestand daher ein Bedarf für eine verbesserte Lead- Frame-Schneidvorrichtung für IC-Gehäuse und ein Verfahren hierfür, welche Stanzstempel mit mehrfachen Schneidkanten benutzt, die es ihnen, wenn sie stumpf geworden sind, ermöglichen, wieder zu einer neuen Schneidkante positio­ niert und erneut verwendet zu werden, und die eine Schneid- oder Stanzplatte aufweist, die relativ dünn ist und als eine von einer Vielzahl von Stanzplatten in einem einzigen Schneid- oder Stanzprozeß hergestellt werden kann, wodurch ihre Kosten stark reduziert werden.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lead-Frame-Schneidvorrichtung für IC-Gehäuse sowie ein Verfahren hierfür zu schaffen, die Stanzstempel mit mehrfa­ chen Schneidkanten dergestalt hat, daß, sobald eine Schneidkante beschädigt oder stumpf wird, der Stempel zum Einsatz einer neuen Schneidkante an demselben Stanz­ stempel repositioniert werden kann anstatt den beschädigten oder stumpf gewordenen Stanzstempel durch einen neuen zu ersetzen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine verbes­ serte Lead-Frame-Schneidvorrichtung für IC-Gehäuse und ein Verfahren hierfür zu schaffen, die eine dünne Schneid- oder Stanzplatte verwendet, die in einem einzigen Stanzprozeß mit einer Vielzahl weiterer dünner Schneid- oder Stanz­ platten billig hergestellt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird eine integrierte Schaltung mit zugehörigem Gehäuse und Lead-Frame vorgesehen. Dieser Lead-Frame des IC-Gehäuses muß gestanzt oder geschnitten werden, und die die Anschlüsse oder Anschlußleitungen verbindenden Stege zu entfernen und die Anschlüsse auf die richtige Länge zuzuschneiden. Ein automatisiertes Stanzwerkzeug wird vorgesehen, um die Stege am Lead-Frame des IC-Gehäuses passend zu schneiden oder zu stanzen. Dieses automatisierte Stanzwerkzeug ist mit einem oder mehreren Stanzstempeln versehen, die eine im wesentlichen rechteckige Schneid- oder Stanzfläche im Gegensatz zu der im wesentlichen quadratischen Schneid- oder Stanzfläche der bekannten Stanzstempel aufweisen. In in dem automati­ sierten Stanzwerkzeug richtig installiertem Zustand des Stanzstempels kommt nur ein Ende oder Kantenteil des rech­ teckigen Schneid- oder Stanzbereichs des Stempels mit dem Lead-Frame in Kontakt. Der Stanzstempel ist sowohl bezüglich der horizontalen Achse als auch bezüglich der vertikalen Achse symmetrisch. Auf diese Weise hat der Stanzstempel vier verschiedene Schneidbereiche oder -zonen: Zwei an jedem Ende des Stempels. Jeder dieser vier Schneid­ bereiche kann abhängig davon, wie der Stanzstempel in dem automatisierten Stanzwerkzeug montiert ist, in die Schneidposition eingestellt werden. Die Symmetrie des Stanzstempels gestattet es, diesen um 180 Grad in der horizontalen Ebene (herumdrehen) oder um 180 Grad in der vertikalen Ebene (auf den Kopf stellen) zu drehen, um eine scharfe Schneidkante des Stempels bereitzustellen, sobald eine Schneidkante im Gebrauch beschädigt oder stumpf geworden ist. Dadurch kann ein einziger Stempel viermal länger verwendet werden als die bisher gebräuchlichen bekannten Stempel, wodurch die Kosten des Schneidens oder Stanzens der Lead-Frames von IC-Gehäusen ganz beträchtlich reduziert werden.

In Verbindung mit dem automatisierten Stanzwerkzeug, das mit den erfindungsgemäßen rechteckigen Stanzstempeln ausge­ rüstet ist, wird eine dünne untere Schneid- oder Stanzplat­ te vorgesehen. Diese Platte wird mit einer Vielzahl anderer dünner Stanzplatten in einem einzigen Stanzprozeß herge­ stellt im Gegensatz zu dem Bearbeitungsprozeß, der für die Herstellung der relativ dicken Schneid- oder Stanzplat­ te gemäß dem Stande der Technik angewendet wird, wodurch die Kosten für die Schneid- oder Stanzplatte ganz beträcht­ lich herabgesetzt werden. Außerdem kann die Schneid- oder Stanzplatte gedreht (gewendet) werden, um eine neue Schneidfläche ohne Ersetzen der Schneidplatte bereitzustel­ len, wenn eine Seite der Schneidplatte eine Beschädigung erfährt oder im Gebrauch stumpf wird. Auch wenn die Schneidkante der dünnen Schneidplatte nicht so viele Schneid- oder Stanzzyklen aushält wie die Schneidkante der dicken, bearbeiteten - gewöhnlich spanabhebend bearbei­ teten -, bekannten Schneidplatte, gestatten die sehr niedri­ gen Herstellungskosten der dünnen Schneidplatte plus deren Benutzungsmöglichkeit im gewendeten Zustand ein billiges Ersetzen der dünnen Schneidplatte unter Erzielung einer bedeutenden Kosteneinsparung im Vergleich zum Gebrauch der nur einmal verwendbaren, dicken, bearbeiteten Schneid- oder Stanzplatte.

Sobald die Stege von dem Lead-Frame entfernt worden sind, müssen die Anschlüsse (leads) an dem Lead-Frame auf die richtige Länge zugeschnitten werden. Das automatisierte Stanzwerkzeug ist mit größeren Trimm-Stanzstempeln zum Schneiden der Anschlüsse der Lead-Frames auf die passende Länge ausgerüstet. Diese Trimm-Stempel haben eine recht­ eckige Form und schneiden oder stanzen alle Anschlüsse entlang einer Seite des Lead-Frames in einem einzigen Stanz-Hub des automatisierten Stanzwerkzeugs. Der Trimm- Stempel ist bezüglich der horizontalen Achse symmetrisch. Auf diese Weise hat er zwei verschiedene Schneidbereiche oder -zonen: Eine auf jeder der beiden (oberen und unteren) langen Stirnflächen des Stanzstempels. Jede dieser beiden Schneidflächen kann abhängig davon, wie der Stanzstempel in dem automatisierten Stanzwerkzeug montiert ist, in die Schneidposition eingestellt werden. Die Symmetrie des Stanzstempels erlaubt es, diesen um 180° in der verti­ kalen Ebene zu drehen, d. h. Oberseite gegen Unterseite zu vertauschen, um eine scharfe Schneidkante des Stempels bereitzustellen, sobald die (untere) Schneidkante im Ge­ brauch beschädigt worden oder stumpf geworden ist. Dadurch kann ein Stempel doppelt so lange wie die bisherigen ge­ wöhnliche Stempel verwendet werden, wodurch die Kosten des Schneidens oder Stanzens der Anschlüsse auf Länge an den Lead-Frames an IC-Gehäusen beträchtlich herabgesetzt werden. Das Zuschneiden der Länge der Anschlüsse des Lead- Frames wird unter Verwendung einer dünnen Schneid-Platte ähnlich derjenigen, die für das Schneiden oder Stanzen des Stegs benutzt wird, durchgeführt. Diese dünne Schneid- Platte wird gleichzeitig mit einer Vielzahl (z. B. zehn) anderer Schneid-Platten in einem einzigen Schneid- oder Stanzprozeß gebildet und ist daher relativ billig herzu­ stellen, und sie kann gedreht (Oberseite gegen Unterseite gewendet) werden, um eine neue Schneidfläche ohne Ersatz der Schneid-Platte vorzusehen. Ebenso wie in Verbindung mit der dünnen Schneid-Platte zum Steg-Schneiden können durch die Verwendung der dünnen (etwa 0,06 Zoll bzw. 1,5 mm dicken), billigen Schneid-Platte zum Schneiden der Anschlüsse auf Länge im Vergleich zu den Kosten der Verwen­ dung der dicken, bearbeiteten Schneid-Platte des Standes der Technik große Kosteneinsparungen erzielt werden.

Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten beispielsweisen Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht eines zum Wegschneiden der Stege und zum Zuschneiden der Länge der An­ schlüsse verwendeten Stanzstempels gemäß dem Stande der Technik,

Fig. 1b eine teilweise geschnittene Seitenansicht von zwei der bekannten, in Fig. 1a dargestellten Stanz­ stempel in an einem automatisierten Stanzwerkzeug montierten und zum Schneiden oder Stanzen der Stege des Lead-Frames eines Gehäuses einer inte­ grierten Schaltung (IC) bereiten Zustand,

Fig. 1c eine perspektivische Ansicht der bekannten dicken, maschinell bearbeiteten Schneid- oder Stanzplatte, die in Verbindung mit dem automatisierten Stanz­ werkzeug und Stanzstempeln gemäß Fig. 1b verwendet wird,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von zwei erfindungsge­ mäßen Steg-Stanzstempeln, die zum Schneiden oder Stanzen der Stege an dem Lead-Frame des gezeigten IC-Gehäuses verwendet werden, zusammen mit der erfindungsgemäßen dünnen Schneid- oder Stanzplatte,

Fig. 2a eine Seitenansicht des in Fig. 2 dargestellten Steg-Stanzstempels, die die vier verschiedenen Schneid- oder Stanzbereiche eines jeden Steg-Stanz­ stempels wiedergibt,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des automatisierten Stanzwerkzeugs mit den erfindungs­ gemäßen Steg-Stanzstempeln, des IC mit dem zugehö­ rigen Lead-Frame, der dünnen unteren Schneid- oder Stanzplatte und des unteren Werkzeugs gemäß der Erfindung,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von zwei der erfin­ dungsgemäßen Trimm-Stanzstempel, die zum Schneiden oder Stanzen der Anschlüsse an dem Lead-Frame des IC-Gehäuses auf die richtige Länge benutzt werden, zusammen mit der erfindungsgemäßen dünnen Schneid- oder Stanzplatte,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines der Stanzstempel, des Lead-Frame des IC-Gehäuses und der in Fig. 4 darge­ stellten Schneid- oder Stanzplatte, und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des quadratischen (engl. : quad-type) IC-Gehäuses nach dem Entfernen der Stege und dem Zuschneiden der Anschlüsse auf richtige Länge.

Die Fig. 1a-1c zeigen die bekannte Vorrichtung zum Schneiden oder Stanzen der Stege und zum Trimmen der An­ schlüsse an einem Lead-Frame auf die richtige Länge. Gemäß Fig. 1a hat der bekannte Stanzstempel 10 L-Form. Ein oder mehrere solche Stanzstempel 10 sind in einem automatisier­ ten Stanzwerkzeug 12 montiert, das dann die Stege (dam bars) an dem Lead-Frame 14 des IC-Gehäuses 16 entfernt, wie dies in Fig. 1b dargestellt ist. Die Fig. 1c zeigt die bekannte dicke, maschinell präzisionsbearbeitete Stanz­ platte 18, die bisher zum Schneiden der Stege mit dem automatisierten Stanzwerkzeug 12 und den Stanzstempeln 10 gemäß Fig. 1b verwendet wurde. Diese maschinell bearbei­ tete Schneid- oder Stanzplatte 18 ist verhältnismäßig kostspielig herstellbar und daher teuer zu ersetzen, wenn sie beschädigt oder abgenützt worden ist.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Lead-Frame-Schneid­ vorrichtung ist am besten anhand der Fig. 2, 2a und 3 erklärbar. Die Vorrichtung ergibt ein verbessertes Verfah­ ren zum Schneiden oder Stanzen der Stege an dem Lead-Frame einer integrierten Schaltung und zum Trimmen der Anschlüsse auf die richtige Länge. Diese Vorrichtung weist gemäß Fig. 3 ein automatisiertes Stanzwerkzeug 12 mit einem unteren Werkzeug 36, ähnlich demjenigen nach dem Stand der Technik, auf. Das automatisierte Stanzwerkzeug ist jedoch dahingehend modifiziert worden, daß es Steg-Stanz­ stempel 20 und Trimm-Stanzstempel 50 aufnimmt. Ebenso ist das untere Werkzeug 36 dahingehend modifiziert worden, daß es Schneid- oder Stanz-Platten 30 und 52 aufnimmt.

Die erfindungsgemäßen Steg-Stanzstempel 20 sind so, wie in Fig. 3 dargestellt, an dem automatisierten Stanzwerkzeug 12 montiert. Dieses Stanzwerkzeug 12 hat einen Anschlag 22. Die Steg-Stanzstempel 20 sind in einem Schlitz angeord­ net, der, wie dargestellt, von dem Anschlag 22 und dem mittleren Teil des automatisierten Stanzwerkzeugs 12 gebil­ det ist, und sie sind mittels einer kleinen Stange 24 von kreisförmigem Querschnitt ausgerichtet und festgehal­ ten, die in den halbkreisförmigen Ausschnitt 26 an dem Steg-Stanzstempel 20 und in eine entsprechende halbkreis­ förmige Ausnehmung an dem automatisierten Stanzwerkzeug 12 paßt. Die Steg-Schneid- oder Stanzplatte 30 ist aus dünnem Stahlblech unter Anwendung eines billigen Schneid- oder Stanzprozesses hergestellt, mit dem eine Vielzahl von dünnen Schneid- oder Stanzplatten in einer einzigen Schneid- oder Stanzoperation geschnitten oder gestanzt und dadurch geformt werden. Die Steg-Stanzplatte 30 hat, wie in Fig. 2 zu sehen, Ausnehmungen 32, die den Steg-Be­ reichen des zu schneidenden oder stanzenden Lead-Frames 14 entsprechen. Die Schneidplatte 30 ist an einem unteren Werkzeug 36 (Fig. 3) montiert, das die Schneidplatte 30 in der richtigen Position bezüglich des automatisierten Stanzwerkzeugs 12 sichert. Das Werkzeug 36 weist Ausnehmun­ gen 38 zum Auffangen des Abfallmetalls aus den gestanzten Stegen auf.

Darstellungshalber ist in Fig. 2 ein IC-Gehäuse, das als sogenanntes "quad flat pack" bekannt ist, mit seinem zuge­ hörigen Lead-Frame 14 gezeigt. Es sei bemerkt, daß dieses spezielle Beispiel nur der Erläuterung dient, und daß viele verschiedene Arten von IC-Gehäusen und viele ver­ schiedene Konfigurationen in Verbindung mit der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung verwendet werden können.

Wie in Fig. 3 zu sehen, ist die Breite 15 des Steges am Lead-Frame 14 wesentlich kleiner als die Breite des Steg- Stanzstempels 20. Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß diese besondere, vorteilhafte Bemessung vier verschiedene Schneidkanten 41, 42, 43 und 44 an jedem Steg-Stanzstempel 20 schafft. Da der Steg-Stanzstempel 20 symmetrisch ist, kann er mit jedem der vier Schneid- oder Stanzbereiche 41, 42, 43 oder 44 in Schneidposition an dem automatisier­ ten Stanzwerkzeug 12 montiert werden. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Steg-Stanzstempel 20 viermal länger als der bekannte Steg-Stanzstempel 10 verwendet werden, indem er einfach abgenommen und mit einer neuen Schneidkante wieder in Stellung gebracht wird, anstatt den ganzen Stanzstempel zu ersetzen.

Die Schneidplatte 30 gemäß der Erfindung bietet ebenfalls bedeutende Vorteile gegenüber der Schneidplatte 18 gemäß dem Stand der Technik. Da sie unter Verwendung von dünnem Metallblech als eine von einer Vielzahl von Platten in einem einzigen Schneid- oder Stanzprozeß hergestellt wird, sind die Kosten der Schneidplatte 30 wesentlich geringer als die Kosten der maschinell bearbeiteten Schneidplatte 18. Während die Verwendung von einer Seite der erfindungsgemäßen dünnen Schneidplatte 30 ein häufige­ res Ersetzen erfordert als in Verbindung mit der bekannten, maschinell bearbeiteten Schneidplatte 18, verdoppelt die Verwendung beider Seiten (Oberseite und Unterseite) der dünnen Schneidplatte 30 effektiv die Benutzungs-Lebensdauer der Schneidplatte 30. Dieses Merkmal der beidseitigen Benutzung bedeutet in Verbindung mit den bedeutend vermin­ derten Herstellungskosten einer jeden Schneidplatte, daß die Kosten der Schneidplatte 30 um so vieles geringer sind, daß mit der Zeit ein großer Kostenvorteil aufläuft, auch wenn die etwas größere Anzahl gebrauchter Schneidplat­ ten in Rechnung gestellt wird. Da die dünne Schneidplatte 30 Oberseite gegen Unterseite gewendet werden kann, sobald die Oberseite beschädigt worden oder verschlissen ist, wird eine neue Schneidfläche auf einfache Weise bereitge­ stellt, wodurch die Lebensdauer der Schneidplatte 30 auf das Doppelte der sonst vorhandenen Lebensdauer ausgedehnt wird.

Die Fig. 4 zeigt den erfindungsgemäßen Trimm-Stanzstempel 50 mit dem Lead-Frame 14 und dem zugehörigen TC-Gehäuse 16. Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 4 die Stege des Lead-Frames 14 in einem vorhergehenden Arbeitsgang bereits entfernt worden sind. Die Schneidplatte 52 ist an einem Werkzeug montiert. Das dem in Fig. 3 gezeigten Werkzeug 36 ähnlich ist und die Schneid- oder Stanzplatte 52 sicher an ihrem Platz hält. Ebenso sind die Trimm-Stanz­ stempel 50 in einem automatisierten Stanzwerkzeug montiert, das dem in Fig. 3 gezeigten Werkzeug 12 ähnlich ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, erstreckt sich der Trimm-Stanzstempel 50 über die kombinierte Breite der Anschlüsse auf einer Seite des Lead-Frames und schneidet alle diese Anschlüsse in einem einzigen Schnitthub des automatisierten Stanzwerk­ zeugs auf die passende, richtige Länge. Der Trimm-Stanz­ stempel 50 ist symmetrisch, und er kann, wenn die Unterkan­ te 56 im Gebrauch beschädigt oder stumpf geworden ist, über Kopf gedreht werden, so daß die unbenutzte Schneidkante 58 verwendet werden kann, wie dies in Fig. 5 zu sehen ist. Auf diese Weise vermag der Trimm-Stanzstempel doppelt so lang zu halten, wie der Stanzstempel gemäß dem Stande der Technik.

Die Schneidplatte 52 hat ähnliche Eigenschaften und ist ähnlich konstruiert wie die Schneidplatte 30 gemäß Fig. 2. Der hauptsächliche Unterschied ist die Anordnung der Ausnehmungen zur Aufnahme der Trimm-Stanzstempel 50. Die Schneidplatte 52 hat, wie in Fig. 4 zu sehen, vier Schlitze 54, die den Trimm-Stanzstempeln 50 entsprechen. Wie in Fig. 5 gezeigt, schert der Stanzstempel 50 den unerwünsch­ ten Teil des Lead-Frames 14 weg, wodurch die Anschlüsse des Lead-Frames 14 auf die gewünschte Länge getrimmt wer­ den.

In Fig. 6 ist ein typisches "quad flat pack" IC-Gehäuse 16 dargestellt, nachdem es sowohl dem Steg-Schneid- oder Stanzvorgang als auch der Operation des Trimmens der An­ schlüsse auf Länge mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung unterzogen worden ist.

Arbeitsweise

Bei einer typischen Anwendung entspricht die Anzahl der Steg-Stanzstempel 20 der Anzahl der wegzuschneidenden Steg- Teile, und die Steg-Stanzstempel 20 sind in einem automati­ sierten Stanzwerkzeug 12 in den passenden richtigen Positi­ onen montiert. Das IC-Gehäuse 16 mit zugehörigem Lead-Frame 14 wird unter Anwendung automatischer Handhabungstechniken auf dem Schneid- oder Stanzapparat in die richtige Stellung gebracht. Sobald dies geschehen ist führt das automatisier­ te Stanzwerkzeug einen Abwärts-Hub aus, bis die Steg-Stanz­ stempel in die Ausnehmungen in der Schneidplatte 30 hinein­ gepreßt sind, wodurch alle unerwünschten Teile der Stege herausgestanzt werden. Dann wird das IC-Gehäuse 16 mit zugehörigem Lead-Frame 14, bei dem nun die Stege entfernt worden sind, durch automatische Handhabungseinrichtungen der nächsten Operation zugeführt, die typischerweise aus dem Trimmen der Anschlüsse auf deren richtige Länge besteht.

Das IC-Gehäuse 16 und der zugehörige Lead-Frame 14 werden wiederum unter Anwendung automatischer Handhabungstechniken in der Schneid- oder Stanzvorrichtung positioniert. Sobald dies geschehen ist, führt das automatisierte Stanzwerkzeug einen Abwärtshub durch, bis die Trimm-Stanzstempel 50 sich innerhalb der Ausnehmungen in der Schneidplatte 52 befinden, wodurch alle unerwünschten Teile der Anschlüsse abgeschert und dadurch die Anschlüsse auf die gewünschte Länge getrimmt werden. Da bei dem Leiterrahmen 14 des IC-Gehäuses 16 vorher die Stege entfernt worden sind, wird durch das Trimmen der Anschlüsse ein fertiges "quad flat pack" geschaffen. Anschließend können noch Operationen zum Gestalten und Formen der Anschlüsse zu der gewünschten Konfiguration zur Anwendung gelangen, wenn dies gewünscht wird.

Claims (24)

1. Lead-Frame-Schneidvorrichtung für IC-Gehäuse mit

• - einem Lead-Frame mit einem Basisteil und sich von diesem aus erstreckenden Anschlußleitungen aus Metall und mit Steg-Verbindungen aus Metall benachbart dem Basisteil und zwischen den metalli­ schen Anschlußleitungen des Lead-Frames, sowie mit einem äußeren metallischen Rahmen, der alle metallischen Anschlußleitungen untereinander ver­ bindet, wobei die Steg-Verbindungen Teile umfassen, die von dem Lead-Frame zu entfernen sind,
• - einem Halbleiter-Chip, der an dem Basisteil des Lead-Frames befestigt ist und Verbindungsdrähte (bonding wires) aufweist, die Teile des Halbleiter- Chips mit den metallischen Anschlüssen des Lead- Frames verbinden, und
• - Mitteln zum Umgeben und Schützen des Halbleiter- Chips und des Basisteils des Lead-Frames in solcher Weise, daß sich die metallischen Anschlußleitungen des Lead-Frames zum Außenraum des Halbleiter-Chips erstrecken,
  gekennzeichnet durch
• - eine Schneidplatten-Einrichtung zum Zusammenwirken in der Weise, daß die Steg-Verbindungen entfernt werden können, auf welcher das IC-Gehäuse angeord­ net wird und welche Ausnehmungen aufweist, die den von dem Lead-Frame zu entfernenden Teilen entsprechen, und
• - ein Stanzwerkzeug mit entfernbaren Stanzstempel- Einrichtungen, die auf die Ausnehmungen in der Schneidplatten-Einrichtung ausgerichtet sind und eine abwärts gerichtete Kraft auf den Lead-Frame auszuüben vermögen, um gleichzeitig die Teile des Lead-Frames zwecks Ausscheidung in die Ausneh­ mungen der Schneidplatten-Einrichtung herauszu­ schneiden, wodurch die von dem Lead-Frame zu ent­ fernenden Teile entfernt werden,
• - wobei die Stanzeinrichtungen ein einzelnes, recht­ eckig gestaltetes Stanzglied für jede Steg-Verbin­ dung aufweist und das Stanzglied einen geraden, rechteckig gestalteten Schneidteil an jedem Ende des Stanzgliedes aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten-Einrichtung ein etwa 0,06 Zoll bzw. ungefähr 1,5 mm dickes Metallstück aufweist, das eine Symmetrie hat, die es ermöglicht, die Schneid­ platten-Einrichtung auf beiden Seiten zu verwenden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten-Einrichtung eine von einer Vielzahl von Schneidplatten umfaßt, die in einem einzi­ gen Schneid- oder Stanzprozeß hergestellt worden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine untere Werkzeugeinrichtung, die mit der Schneid­ platten-Einrichtung gekoppelt ist, um diese während der Entfernung der von dem Lead-Frame zu entfernenden Teile fest in Stellung zu halten, wobei das untere Werkzeug Schlitze aufweist, in die die von dem Lead- Frame zu entfernenden Teile fallen, nachdem sie ausge­ schnitten oder ausgestanzt worden sind, um die zu entfernenden Teile von dem Lead-Frame zu trennen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rechteckige Stanzglied der entfernbaren Stanz­ einrichtung einen symmetrischen Stanzstempel umfaßt, der eine Schneid- oder Stanzfläche von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aufweist und fest mit dem Stanzwerkzeug gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel zwei halbkreisförmige Ausnehmungen an Seiten von ihm aufweist, von denen mindestens eine dafür verwendet wird, den symmetrischen Stanzstempel innerhalb der Stanzwerkzeug-Einrichtung festzuhalten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel zwei getrennte und verschiedene Schneidflächen aufweist, die durch eine obere Kante bestimmt sind, und zwei getrennte und verschiedene Schneidflächen besitzt, die durch eine untere Kante des symmetrischen Stanzstempels bestimmt sind, so daß der symmetrische Stanzstempel von einer der getrennten und verschiedenen Schneidfläche zu einer anderen der getrennten und verschiedenen Schneid­ flächen gedreht werden kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel vier verschiedene Schneidflächen hat, von denen die erste eine obere linke Fläche des symmetrischen Stanzstempels , die zweite eine obere rechte Fläche des symmetrischen Stanzstempels, die dritte eine untere linke Fläche des symmetrischen Stanzstempels und die vierte eine untere rechte Fläche des symmetrischen Stanzstempels ist, so daß der symmetrische Stanzstempel mit jeder der vier verschiedenen Schneidflächen in die Schnitt­ position der Stanzwerkzeug-Einrichtung gebracht werden kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden halbkreisförmigen Aus­ nehmungen des symmetrischen Stanzstempels mit einer entsprechenden halbkreisförmigen Ausnehmung von glei­ chem Durchmesser in der Stanzwerkzeug-Einrichtung fluchtet, wenn sie in der Stanzwerkzeug-Einrichtung richtig angeordnet ist, so daß eine kreisförmige Stange derart in dem Kreis angeordnet werden kann, der durch eine der beiden halbkreisförmigen Ausnehmungen in dem symmetrischen Stanzstempel und durch die halbkreis­ förmige Ausnehmung in der Stanzwerkzeug-Einrichtung definiert ist, daß der symmetrische Stanzstempel mit der kreisförmigen Stange an der Stanzwerkzeug-Einrich­ tung befestigt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel zwei getrennte und verschiedene Schneidflächen aufweist, die durch eine obere Kante und eine untere Kante des symmetrischen Stanzstempels bestimmt sind, wobei jede der Schneid- oder Stanzflächen dafür verwendet werden kann, einen Teil des äußeren metallischen Rahmens des Lead-Frames zu entfernen, wodurch die metallischen Anschlüsse des Lead-Frames auf die richtige Länge zugeschnitten werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel mit den vier ver­ schiedenen Schneidflächen dafür verwendet wird, die Steg-Verbindungen von dem Lead-Frame zu entfernen.

12. Verfahren zum Schaffen einer verbesserten Lead-Frame- Schneid- oder Stanzvorrichtung für IC-Gehäuse gemäß Anspruch 1, umfassend die Schritte, daß

• - ein IC-Gehäuse vorgesehen wird, das in Kombination ausgerüstet ist mit
• - einem Lead-Frame mit einem Basisteil, der sich von diesem aus erstreckende metallische Anschlüsse aufweist, und mit metallischen Steg-Verbindungen, die benachbart zum Basisteil zwischen den metallischen Anschlüssen des Lead-Frames angeordnet sind und ferner mit einem äußeren metallischen Rahmen, der alle metallischen Anschlüsse untereinander verbin­ det, wobei die Steg-Verbindungen von dem Lead- Frame zu entfernende Teile umfassen,
• - einem Halbleiter-Chip der an dem Basisteil des Lead-Frames befestigt ist und Verbindungs­ drähte aufweist, die Teile des Halbleiter-Chips mit den metallischen Anschlüssen des Lead- Frames verbinden, und
• - Mitteln zum Umgeben und Schützen des Halblei­ ter-Chips auf dem Basisteil des Lead-Frames in solcher Weise, daß die metallischen An­ schlüsse des Lead-Frames sich zum Außenraum des Halbleiter-Chips erstrecken,

dadurch gekennzeichnet, daß
eine dünne Schneidplatten-Einrichtung zum Zusammenar­ beiten in der Weise, daß die Steg-Verbindungen entfernt werden können, vorgesehen wird, auf welcher das IC-Ge­ häuse angeordnet wird und die Ausnehmungen aufweist, die den von dem Lead-Frame zu entfernenden Teilen ent­ sprechen, und
eine Stanzwerkzeug-Einrichtung vorgesehen wird, die entfernbare Stanzstempel-Einrichtungen aufweist, die mit den Ausnehmungen in der Schneidplatten-Einrichtung ausgerichtet sind, und mit der eine abwärts gerichtete Kraft auf den Lead-Frame ausübbar ist, um gleichzeitig die Teile des Lead-Frames zur Ausscheidung in die Ausnehmungen der Schneidplatte auszuschneiden, wodurch die von dem Lead-Frame zu entfernenden Teile entfernt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten-Einrichtung ein dünnes Metall­ stück von etwa 0,06 Zoll bzw. 1,5 mm Dicke umfaßt und eine Symmetrie aufweist, die es ermöglicht, die Schneidplatte auf beiden Seiten zu benutzen.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidplatten-Einrichtung mit einer Vielzahl von Schneidplatten unter Anwendung eines einzigen Schneid- oder Stanzprozesses hergestellt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine untere Werkzeugeinrichtung vorgesehen wird, die mit der Schneidplatten-Einrichtung gekoppelt ist, um diese während der Entfernung der von dem Lead-Frame zu entfernenden Teile fest in Stellung zu halten, wobei die untere Werkzeugeinrichtung Schlitze aufweist, in die die von dem Lead-Frame zu entfernenden Teile fallen, nachdem sie ausgeschnitten worden sind, um die zu entfernenden Teile von dem Lead-Frame zu trennen.

16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das rechteckige Stanzstempelglied der entfernbaren Stanzstempel-Einrichtung einen symmetrischen Stanzstem­ pel aufweist, der eine Schneid- oder Stanzfläche von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt hat und fest mit der Stanzwerkzeug-Einrichtung gekoppelt ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel zwei halbkreisförmige Ausnehmungen an Seiten von ihm aufweist, von denen zumindest eine dafür verwendet wird, den symmetrischen Stanzstempel in der Stanzwerkzeugeinrichtung festzuhal­ ten.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel zwei gesonderte und getrennte Schneidflächen aufweist, die durch eine obere Kante des symmetrischen Stanzstempels bestimmt sind, und zwei gesonderte und getrennte Schneidflächen aufweist, die durch eine untere Kante des symmetrischen Stanzstempels bestimmt sind, so daß der letztere von jeder gesonderten und getrennten Schneidfläche zu einer anderen der gesonderten und getrennten Schneid­ flächen gedreht werden kann.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel vier gesonderte Schneidflächen aufweist, von denen die erste eine obere linke Fläche des symmetrischen Stanzstempels, die zweite eine obere rechte Fläche des symmetrischen Stanzstempels, die dritte eine untere linke Fläche des symmetrischen Stanzstempels und die vierte eine untere rechte Fläche des symmetrischen Stanzstempels ist, so daß der letztere mit jeder der ersten, zweiten, dritten und vierten gesonderten Schneidflächen in die Schnittposition der Stanzwerkzeugeinrichtung einge­ stellt werden kann.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden halbkreisförmigen Aus­ nehmungen in dem symmetrischen Stanzstempel mit einer entsprechenden halbkreisförmigen Ausnehmung von glei­ chem Durchmesser in der Stanzwerkzeugeinrichtung fluch­ tet, wenn sie in der Stanzwerkzeugeinrichtung richtig positioniert ist, so daß eine kreisförmige Stange in dem Kreis, der durch eine der beiden halbkreisförmi­ gen Ausnehmungen im symmetrischen Stanzstempel und durch die halbkreisförmige Ausnehmung in der Stanzwerk­ zeugeinrichtung bestimmt ist, derart angeordnet werden kann, daß der symmetrische Stanzstempel mit der kreis­ förmigen Stange an der Stanzwerkzeugeinrichtung gesi­ chert ist.

21. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische Stanzstempel zwei getrennte und gesonderte Schneidflächen aufweist, die durch eine obere Kante und durch eine untere Kante des symmetri­ schen Stanzstempels bestimmt sind, wobei jede der Schneidflächen dafür verwendet werden kann, einen Teil des äußeren Metallrahmens des Lead-Frames zu entfernen, wodurch die metallischen Anschlüsse (leads) des Lead-Frames auf die richtige Länge zugeschnitten werden.

22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der vier gesonderte Schneidflächen aufweisende symmetrische Stanzstempel dafür verwendet wird, die Stegverbindungen von dem Lead-Frame zu entfernen.

23. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrische Stanzstempeleinrichtung in der Stanzwerkzeugeinrichtung montiert wird, die Stanzwerk­ zeugeinrichtung in der richtigen Stellung bezüglich der Schneidplatte positioniert wird, das IC-Gehäuse auf der Schneidplatte angeordnet wird und die Schneid­ werkzeugeinrichtung zum Entfernen der von dem Lead- Frame zu entfernenden Teile aktiviert wird.