JP2004520712A5 - - Google Patents

Description

担体から担体の一部を取り除くための方法及び装置、そして担体から取り除いた製品

本発明は、請求項１の前文に記載の、その上にハウジングを配置した担体から一部分をパンチするための方法に関する。本発明は、また、担体から、担体の一部を、その上に配置したハウジングと共に取り除くための装置に関する。本発明は、さらに、上記の方法によって担体から取り外される製品を提供する。

日本国特許第０９２２３７０６号には、半導体パッケージから、樹脂の不必要な部分を取り除くための方法及び装置が開示されている。 これは、パンチによって、樹脂の不必要な部分を打ち抜くものである。打ち抜きの前に、パッケージの不必要な樹脂の境界線部分に切り込みを入れる。切り込みは、不必要な樹脂の下面あるいは樹脂の両面に施してもよい。この方法及び装置の欠点は、半導体パッケージから不必要な樹脂を取り除かなければならない場合にのみ、有用であるということである。

例えば半導体チップ等の電子部品の生産では、部品は、通常、担体上に配置され、その担体上で、例えば合成樹脂あるいはエポキシ等によって封入される。このようにして製造した封入部品は、その後、担体から、担体の一部と共に解放される。この目的で、切断プレートが担体の片側に係合するが、このプレートには、分離すべき担体部分の大きさを持つ複数の凹部が配置されている。同様に、ほぼ分離すべき担体部分の大きさを持つ、一つ以上の切断部材（「切断パンチ」）によって、分離すべき担体部分は、切断プレートから離れた側で係合されて、切断プレートによって押される。特に、ＢＬＰ部品（ボトムリードパッケージ）とも呼ぶ、いわゆる「リードレスパッケージ」を分離する場合には、既存の分離方法には問題がある。このような担体の下側には、封入材料で満たした開口がある
ため、切断プレートは、担体を支持するが、切断プレートに隣接する封入材料の面も存在する。封入材料で形成されたこれらの面は、限られた範囲内で、通常、担体の下側よりも隆起している。その結果、封入材料によって形成された面が、切断プレートに正しく支持されないで、分離処理を行ったときに封入材料内にひびが発生する。これは望ましくない。既存の方法の他の欠点としては、分離担体部分の下側にバリができることである。これは、分離部品をさらに加工する場合に問題を引き起こす。バリ形成の問題は、担体に対して分離処理を逆方向へ行うことによって解決することは可能であるが、切断プレートの配置の点で新たな問題が生じる。一般に、担体に係合するための、封入部品に隣接する利用可能なスペースは極めて少ないため、切断プレートは、形状が複雑で、接触面の大きさも非常に限られている。このことは、このような切断プレートの工具寿命を低下させ、担体材料へ損傷をもたらすこともある。

本発明の目的は、分離処理の結果を改善する、特に、半導体パッケージから不必要な樹脂のみを取り除かなければならない状況ではなく、他の状況で、処理すべき構成要素への割れ、そしてバリの発生を減少させる、すなわち、この問題を軽減することである。

本発明は、この目的で、請求項１に記載の方法を提供する。切り込み線を施すことによって、担体及び封入材料の両方に指示される分離端を形成すべき位置に、担体及び封入材料の脆弱なラインを形成する。その結果、実際の分離を、より小さな力で行うことが可能になると共に、分離端の境界線を正確に定めることができる。これによって、封入材料への亀裂の危険を解消できる。もう一つの重要な利点は、分離中に生じるバリが、分離担体部の扁平側面に対して突き出ないことである。バリは、切り込み線によって決定しない分離端部分の位置に形成される。その結果、担体部品の扁平側面に隣接してバリが形成されることはなく、分離端は、そこに、結局のところ切り込み線によって形成される。

切り込み線は、担体内へノッチング工具を押し付けることによって施すことが好ましい。この場合、切り込み線は、担体の厚さよりも少ない深さを持つ。担体の二つの側面に、形成すべき分離端の位置で切り込み線を施すことがより好ましい。ノッチング工具で担体に切り込み線を施すことは非常に単純な作業であり、ノッチング工具の形状が、切り込み線の形状を定める。切り込み線を施すときに唯一必要なことは、切り込み線が所望の深さに到達するように注意することである。担体の二つの側面に切り込み線を施すと、特に材料の脆弱化に関して強い効果が得られる。この場合の追加の利点は、切り込み線の位置決めが、よりいっそう正確に定まることである。

さらにもう一つの好適実施例では、担体の一方の側面に切断部材を係合させ、担体の反対側面に切断プレートを係合させて、分離処理中の切断部材と切断プレートとの間の切断間隙が、切断部材と切断プレートとの間の相互距離の通常の寸法を超えるように、例えば、少なくとも０.０２５ｍｍ、好ましくは０.０４ｍｍにして、分離処理を行う。分離端の位置決めが、ほぼ切り込み線によって定まるため、切断部材と切断プレートとの間の相互距離は、問題を起こすことなく、従来の技術による場合よりも長くすることができる。その結果、使用に起因する切断部材及び切断プレートの摩耗はより少なく、切断部材及び切断プレートの寿命が増す。

本発明は、さらに、請求項５による、この方法の望ましい変形を提供する。この目的で、凹部を備えた第一の切断素子上に担体の片側を配置し、第一の切断素子の凹部の寸法に対応する寸法の刃先を持つ第二の切断素子を、第一の切断素子に向けて移動する。この方法では、担体の切断素子との接触側に、切断素子の突出刃先を押し付けることが好ましい。変形そして実際の分離が切断素子の単一ストロークで起きる、この単一処理は、制御された分離処理をもたらす。担体に単一側面あるいは二側面で変形を加えた後では、担体の厚さよりも少ない厚さに渡る分離を行えばよい。理想的なケースでは、担体が最も変形した位置（圧痕の最も深い部分）から担体の反対側（反対側の圧痕が最も深い部分、あるいは第二の圧痕がない場合は反対側）へ分離が起こる。分離が起こるこの経路は、担体の厚
さよりも短く、また、変形（源）に関連して分離が生じる傾向があるため、実際の分離処理を始める前に既に担体に変形がある場合、分離の位置の管理は、より容易である。これによって、封入材料への割れの発生の危険も解消される。実際の分離中、分離すべき担体部分は、封入材料で満たした通常より高い開口があるにもかかわらず、刃先の全長に沿って刃先に対して横たわる。担体自体と、担体内に配置した開口内の封入材料との両方が、切断ラインの位置で刃先に対向するように、直立刃先は担体内へ押し込まれる。これによって、封入材料への割れを防止できる。注目すべきことは、直立刃先が、担体を変形させるときに、封入材料内へ突き刺さらず、正確に、刃先が封入材料に対向することが好ましいということである。

本発明による単一分離処理は、分離中に発生し得るバリが、担体の扁平側面に対して、全くあるいはほとんど突き出ないという追加の利点がある。発生したとしても、バリは、担体の扁平側面から少し離れてできる。最も不都合な場合でも、刃先によって加えた変形の終端位置に生じる。発生し得るバリは、担体の扁平側面から少し離れて生じるため、通常の状態で、担体の扁平側面が区画形成する面の外に突き出ることはない。したがって、これら発生し得るバリは、分離担体部品をさらに加工するのに問題を生じることはない。

本発明による方法のもう一つの利点は、比較的に清潔であることである。担体の初めの変形によって、分裂片または他の遊離材料片を生じることは全く、あるいはほとんどない。材料の自由な部分が生じる実際の分離経路は、上記少なくとも一つの変形に起因して短いため、従来の分離処理に比較して、汚れの発生が少ない。さらに、本発明による方法の望ましい変形の利点は、この方法が、比較的に非常に作業負荷が少ない単一処理であるということである。また、第一加工工程後の、担体の置き直しは不必要である。これらの局面は、本発明の望ましい方法の信頼性を高め、また誤作動の発生を抑える。

分離処理を行った後、切断素子を離し、分離担体部品を切断素子から解放することが好ましい。この場合、分離端に繋がる、担体部品の一つの側面には変形が生じる。したがって、本発明による方法で製造した担体部品（製品）は、識別が容易である。分離した担体の一部は、また、本発明の独立した部分を構成する。このような担体の一部は、分離端に繋がるハウジングから遠方の担体の側面に変形を受けることが好ましい。

本発明は、また、担体から、ハウジングを上に配置した担体の一部を取り除くための、請求項１０による装置を提供する。ノッチング手段は、装置内に配置可能な担体に対して、ノッチング手段を変位させる駆動手段に結合されることが好ましい。本発明による方法が行えるように既存の分離装置を適応させるには、限られた調整のみで足りる。したがって、最も少ない投資で、上記のような利点を得ることができる。ノッチング手段、そしてオプションとして、それを変位させる分離型駆動手段の配置のみで十分である。

日本国特許第ＪＰ５８０９０７５０号には、相互に対向して配置された２つの切断素子からなる、リードフレームを調製する装置が開示されている。このような装置は、本発明によるパンチング装置に比較することはできない。

担体の二つの側面に切り込み線を施すために、ノッチング手段は、担体の二つの対向側面に係合する、互いに対して変位可能な少なくとも二つのノッチング部材から構成することができる。これによって、ノッチング手段を担体の一方の側面から他方へ移動させることなく、短期間で切り込み線を両側に施すことができる。好適実施例においては、ノッチング手段は、鋭いノッチング刃を持つ少なくとも一つのノッチング部材からなる。

分離装置の構造を単純化するために、担体を位置決めする手段は、切断プレートによって形成される。したがって、切断プレートが二重の機能を果たすため、分離した位置決め手段は不必要である。変位を制御するために、ノッチング手段は、例えば自動制御等の制御手段によって変位させることができる。

本発明は、また、担体から、担体の一部を取り除くための、請求項１６による装置を提供する。本発明の請求項５から９のいずれかによる方法が行えるように、既存の分離装置を適応させるには、限られた変更のみが必要である。単に少なくとも一つの切断素子が、直立刃先を備える必要がある。さらに、切断素子の制御を修正することも有利なことである。最善な結果を得るために、変形中の切断素子の相対変位速度は、通常、分離中の切断素子の相対変位速度とは異なる。このようして、最小の投資で上記のような利点を得ることができる。

特に、突出刃先が、切断素子の基部に向かって角度を持つ形状であるときに、優れた結果を得ることができる。また、突出刃先が、担体にほぼ平行な端部と、それに繋がって切断素子の基部に向かう角度のある形状を持つ傾斜部とからなるとき、有利な結果が達成できる。さらに結果を改善するために、装置は通常、担体を位置決めする手段からなり、この手段は切断プレートと統合してもよい。

本発明を、次の図に示す非限定的実施例を参照しながら、さらに説明する。

図１は、その上にハウジング２を配置した担体１を示す断面側面図である。担体１は、複合タイプで、複数の金属トラック３と、ハウジング２の製造中にエポキシで満たされる複数の中間空間４とから構成されている。ハウジング２から遠隔の、担体１の側面は、完全に扁平ではなく、通常、液体エポキシの注流によるフォイル層によって覆われる。このタイプの担体１は、特に、いわゆるリードレスパッケージの製造に適用される。

図２ａは、図１に示す断面図に直角な方向への、担体１及びハウジング２を通る断面図である。従来の技術に従って、担体１の一部を、この一部を囲む担体１の残りの部分から分離させるために、担体１を切断プレート５上に配置する。この断面図では、担体１の、単一金属トラック３だけが可視である。切断プレート５の上に金属トラック３を支持させ、切断プレート５から遠隔の、担体１の側面に、変位可能なナイフ６を配置する。切断プレート５とナイフ６との間には、狭い切断間隙７がある。図２ｂは、担体１及びハウジング２を通る、図２ａに示す断面図に平行な断面図である。担体１の、エポキシを満たした中間空間４が可視である。明らかに、担体１の、エポキシを充填した中間空間４は、切断プレート５上には支持されず、いくらか離れて位置する。このため、金属トラック３の限られた一部分が見える。

図２ｃは、図２ａの担体１及びハウジング２を示す図であるが、これは、従来の技術による分離処理を行った後の状態を示す。既存の方法の欠点は、分離された金属トラック３の下側に、トラック３の下方へ突き出すバリ８ができることである。バリ８は、分離された製品の、次の加工を困難にする。図２ｄに示すように、エポキシで満たされた中間空間４には、切断プレート５による支持がないため、分離中に（ヘヤライン）クラック９が発生する危険がある。このようなクラック９は、分離された製品の寿命を縮める可能性があり、また、分離製品の寸法管理を不可能とする等の理由により、望ましいものではない。

図３ａは、本発明による製品分離の加工工程を示す。担体１の金属トラック３と、エポキシを充填した中間空間４との両方に、ノッチング部材１０（「ノッチングパンチ」）によって切り目１１を入れる。切り目１１があるため、最終的な分離処理は、それほど重要ではなく、また切断プレート５とナイフ６との間の隙間１２は、従来の技術における隙間７よりも寸法が大きくともよい。これは、切断プレート５とナイフ６との両方の工具寿命が増すという利点がある。担体１におけるエポキシを充填した中間空間４の存在によって、通常、切り込み線１１を施すときに、比較的に砕けやすいエポキシ内にクラック１３が生じてしまう。このため、最終的な分離処理も、それほど重要ではない。

図３ｄは、図３ｂの担体１及びハウジング２の図であるが、本発明による分離処理を行った後の状態を示す。従来の技術による方法の、分離した金属トラック３の下側からバリ８が突き出すという欠点は、金属トラック３の扁平側面から少し離れてバリ１４が発生するということで解決する。図３ｅは、図３ｃの担体１及びハウジング２を示すが、本発明による分離処理を行った後の状態を示す。エポキシを充填した中間空間４に既に生じたクラック１３の存在によって、最終的な分離処理で、図２ｄに示すようなクラック９が生じることはない。

図４ａは、切断素子１１１及び１１２が金属トラック３に係合する前の、ハウジング２を上に載せた担体の、金属トラック３の一部品を通る断面側面図である。切断素子１１１及び１１２は、突出する、すなわち直立な刃先１１３及び１１４を備える。切断素子１１１及び１１２が互いに向けて、さらに移動された後、直立刃先１１３及び１１４は、金属トラック３に係合し、これを、加圧下で永久変形させる。強調すべきことは、切断素子１１１及び１１２は、中間空間４内に配置したエポキシを変形させずに、単に接触するだけである。上記図４ｂ及び４ｃを各々参照。切断素子１１２（切断プレートとも称する）は、金属担体３、そしてエポキシで満たした凹部４の各々に対する刃先１１４の全長に沿うようになる。これによって、図２ｃ及び２ｄに示す問題が起こる可能性は最小になる。金属トラック３上にバリ１１５が発生するとしても、金属トラック３の扁平側面から少し離れた不利にならない箇所に生じることになる（図４ｄを参照）。金属トラック３の変形端側１１６は容易に識別可能である。図４ｅは、エポキシ４で満たした凹部の位置における、分離担体部品を示す断面図である。ここでも、金属トラック３の変形端側１１６は識別可能であり、エポキシで満たした凹部４は、刃先１１４によって角度が付くような変形を受けていない。

図５ａ及び５ｂは切断素子１１８及び１１９を示す。各々の直立刃先１２０及び１２１は代替的な形態を持つ。切断素子１１８の突出する刃先１２０は、切断素子１１８の基部に向かう角度を持つ形状である。切断素子１１９の突出刃先１２１は、処理すべき担体にほぼ平行な端部１２２からなる。この端部は、切断素子１１９の基部に対して角度を持った傾斜部１２３に繋がっている。

分離処理を行う担体の一部の側面図である。 従来の技術による分離処理を行う前の、ハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 従来の技術による分離処理を行う前の、ハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 従来の技術による分離処理を行った後の、図２ａのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 従来の技術による分離処理を行った後の、図２ｂのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 担体内に切り込み線を形成する本発明の一部を構成する加工工程を行う前の、ハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 本発明による最終的な分離処理を行う前の、図３ａのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 本発明による最終的な分離処理を行う前の、図３ａのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 本発明による分離処理を行った後の、図３ｂのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 本発明による分離処理を行った後の、図３ｃのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 本発明の特定な好適実施例による切断素子が担体に係合する前の、ハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 切断素子の単一ストロークにおける最初の部分を示す、図４ａのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。直立の刃先によって担体が変形している。 切断素子の単一ストロークにおける最初の部分を示す、図４ａのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。直立の刃先によって担体が変形している。 分離処理を行った後の、図４ｂのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 分離処理を行った後の、図４ｃのハウジングを配置した担体部分を示す断面側面図である。 直立刃先を持つ切断素子を示す断面図である。 代替的な実施例として、直立刃先を持つ切断素子の変形を示す断面図である。

Claims (16)

1. その上にハウジング（２）を配置した担体（１）から一部を打ち抜くための方法であって、前記担体（１）の一つの側面に係合する切断部材（６、１１１）と、前記担体（１）の反対側面に係合する切断プレート（５、１１２）とを、打ち抜き処理の実行中の前記切断部材（６、１１１）と前記切断プレート（５、１１２）との間に切断間隙（７、１２）があるように協調させて用いること、打ち抜き処理を行う前に、前記打ち抜くべき部分の少なくとも一つの側面に、形成すべき分離端の全長の少なくとも一部分に沿って切り込み線（１１）を施すこと、打ち抜くべき部分が、封入材料で満たした開口（４）を持つ担体の一部であり、前記切り込み線（１１）が前記担体（１）に形成されることを特徴とする、
   方法。
2. 前記担体内へノッチング工具を押し付けることによって前記切り込み線（１１）を施すことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記担体の二つの側面に、形成すべき前記分離端の位置において切り込み線（１１）を施すことを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の方法。
4. 前記担体に、二つの側面で、少なくとも一つの刃先（１１３、１１４、１２０、１２２）を備える複数の切断素子を係合させ、その後、前記切断素子を相互に向かって移動させて、前記担体の一部を、前記担体の残部から分離させるとき、この分離が起きる前に、前記切断素子の基部に対して突出する前記刃先（１１３、１１４、１２０、１２２）を、前記担体が永久に変形するように前記担体内へ押し込むことを特徴とする、前述の請求項のいずれかに記載の方法。
5. 前記担体を片側で、凹部を備える第一の切断素子上に配置し、そして第一の切断素子の凹部の寸法に対応する寸法の刃先（１１３、１１４、１２０、１２２）を持つ第二の切断素子を、前記第一の切断素子へ向けて移動させることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
6. 切断素子の突出刃先が、前記担体の、前記切断素子との接触側面内へ押されることを特徴とする、請求項４あるいは５に記載の方法。
7. 前記分離処理を行った後、前記切断素子を離すように移動し、分離担体部品を前記切断素子から離すこと、そして前記分離端に繋がる前記担体部品の一側面には変形が生じることを特徴とする、請求項４から６のいずれかに記載の方法。
8. 前記分離端に繋がる、前記担体の、前記ハウジング（２）から遠方側の担体部分には変形が生じることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. その上に配置したハウジング（２）を持つ担体部品であって、前記ハウジング（２）から遠方の担体の側面に、封入材料で満たした開口があり、上記請求項のいずれかに記載の方法で製造され、
   分離端に繋がる前記担体部品の少なくとも一つの側面には、前記分離端の全長の少なくとも一部に沿う変形線があることを特徴とする、担体部品。
10. 担体から、ハウジング（２）を配置した担体の一部を取り除くための装置であって、
    前記担体（１）を位置決めする手段、
    切断プレート（５、１１２）と、この切断プレート（５、１１２）に対して可動な切断部材（６、１１１）、そして
    前記担体（１）の少なくとも一つの側面に、その後前記担体（１）に形成される分離端の位置で、切り込み線（１１）を配置するノッチング手段からなり、
    切断部材（６、１１１）と切断プレート（５、１１２）とが、打ち抜き処理の実行中の前記切断部材（６、１１１）と前記切断プレート（５、１１２）との間に切断間隙（７、１２）があるように共に作用することを特徴とする、装置。
11. 前記ノッチング手段が、前記装置内に配置可能な担体（１）に対して、前記ノッチング手段を変位させる駆動手段へ結合されていることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 前記ノッチング手段が、担体（１）の二つの対向側面に係合するために、相互に対して変位可能な、少なくとも二つのノッチング部材からなることを特徴とする、請求項１０あるいは１１に記載の装置。
13. 前記装置が、前記ノッチング手段の変位を制御する制御手段を備えることを特徴とする、請求項１０から１２のいずれかに記載の装置。
14. 結合切断プレート（５、１１２）及び切断部材（６、１１１）には、少なくとも一つの刃先（１１３、１１４ 、１２０、１２２）が設けられており、切断素子の少なくとも一つが、少なくとも一つの側面で前記担体（１）に永久変形を及ぼすための、基部に対して突出する刃先（１１３、１１４、１２０、１２２）を持つことを特徴とする、請求項１０から１３のいずれかに記載の装置。
15. 前記突出刃先（１１３、１１４、１２０、１２２）が、前記切断素子（１１８）の基部に向かう角度がある形状を持つことを特徴とする、請求項１０から１４のいずれかに記載の装置。
16. 前記突出刃先（１１３、１１４、１２０、１２２）が、担体（１）にほぼ平行になっている端部と、これに結合し、前記切断素子の基部に対して角度を持つ形状の傾斜部とからなることを特徴とする、請求項１０から１５のいずれかに記載の装置。