JP2007220875A - 樹脂封止成形品のゲートブレィク方法およびそれに用いるゲートブレィク装置 - Google Patents

樹脂封止成形品のゲートブレィク方法およびそれに用いるゲートブレィク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】リードフレームに一体成形した成形品の表面に欠けや、硬化したゲート樹脂部の一部が残存せず、歩留まりが良いとともに、生産コストが低く、小型の樹脂封止成形品に適用容易な樹脂封止成形品のゲートブレィク方法およびゲートブレィク装置を提供することにある。
【解決手段】リードフレーム10を打ち抜いて形成した空間内にリード片を介して支持され、かつ、電子部品を樹脂封止して形成した成形品23と、前記空間内で隣り合う一対の前記成形品23,23を連結するゲート樹脂部22と、このゲート樹脂部22の下面に交差して連続するランナー樹脂部21と、からなる樹脂封止成形品を対象とする。そして、前記ランナー樹脂部21をパンチ30の第1刃先部32で突き出して前記ゲート樹脂部22から分離した後、前記パンチ30の第2刃先部34で前記ゲート樹脂部22に曲げモーメントを負荷し、前記ゲート樹脂部22を前記成形品23から分離する。
【選択図】図7

Description

本発明は、樹脂封止成形品のゲートブレィク方法およびそれに用いるゲートブレィク装置に関する。
従来、樹脂封止成形品をゲートブレィクする場合、ゲート樹脂路およびランナー樹脂路内でそれぞれ硬化して連続するゲート樹脂部およびランナー樹脂部を、成形品からパンチ等で切り離すと、リードフレームあるいは成形品の表面に硬化した樹脂の一部が残ったり、あるいは、成形品の表面に欠けが生じたりし、歩留まりが悪いという不具合がある。このような不具合を解消すべく、例えば、下記のようなリードフレームのディゲート方法が開示されている。
すなわち、リードフレームのランナー樹脂路およびゲート樹脂路が通過する位置に、前記ランナー樹脂路およびゲート樹脂路と同幅の切欠孔を形成し、それを樹脂モールドする。ついで、前記ランナー樹脂路およびゲート樹脂路内で硬化した樹脂を前記リードフレームからパンチ等で突き出して除去する方法がある(特許文献1参照)。
特開平05−315514号公報
しかしながら、前述のゲートブレィク方法では、樹脂封止する半導体素子等の小型化に伴って成形品が小さくなると、ランナー樹脂路およびゲート樹脂路、特にゲート樹脂路を巾狭にする必要があるとともに、パンチの刃先をも小さくする必要がある。このため、高い部品精度と組立精度とを必要とし、製作や組立に手間がかかるだけでなく、パンチの破損頻度も高くなり、生産コストが上昇するので、小型の電子部品の樹脂封止に適用することが容易でない。この結果、前記ランナー樹脂路およびゲート樹脂路を、通常の巾寸法で形成することも考えられる。しかし、ランナー樹脂路等を通常の巾寸法とすると、小型の電子部品の樹脂封止に直接使用される樹脂量に比し、ランナー樹脂路およびゲート樹脂路で消費される樹脂量が相対的に多くなり、無駄が多く、生産コストが高くなるという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、リードフレームに一体成形した成形品の表面に欠けや、硬化したゲート樹脂部の一部が残存せず、歩留まりが良いとともに、生産コストが低く、小型の樹脂封止成形品に適用容易な樹脂封止成形品のゲートブレィク方法およびそれに用いるゲートブレィク装置を提供することを課題とする。
本発明にかかる樹脂封止成形品のゲートブレィク方法は、前記課題を解決すべく、リードフレームを打ち抜いて形成した空間内にリード片を介して支持され、かつ、電子部品を樹脂封止して形成した成形品と、前記空間内で隣り合う一対の前記成形品を連結するゲート樹脂部と、このゲート樹脂部の上下面のいずれか一方に交差して連続するランナー樹脂部と、からなる樹脂封止成形品のうち、前記ランナー樹脂部をパンチの第1刃先部で突き出して前記ゲート樹脂部から分離した後、前記パンチの第2刃先部で前記ゲート樹脂部に曲げモーメントを負荷し、前記ゲート樹脂部を前記成形品から分離する工程としてある。
本発明によれば、第1刃先部がランナー樹脂部をゲート樹脂部から分離した後に残存するゲート樹脂部を、第2刃先部が曲げモーメントを負荷して除去する。このため、成形品の表面に欠けが生じにくいとともに、ゲート樹脂部の一部が残存することがなく、歩留まりが良い。
また、小型の電子部品を樹脂封止した成形品をゲートブレィクする場合であっても、ランナー樹脂部およびゲート樹脂部を第1,第2刃先部で直接除去できる。このため、従来例のようにリードフレームの切欠孔に嵌合するようなパンチを準備する必要がなく、リードフレームやパンチに高い寸法精度と位置決め精度とを必要とせず、パンチが破損することがない。さらに、ゲート樹脂部等を太くする必要がなく、樹脂材料を節約できる。この結果、生産コストが低く、小型の電子部品を樹脂封止した成形品にも適用できる樹脂封止成形品のゲートブレィク方法が得られる。
本発明にかかる実施形態としては、パンチの下端縁部に所定のピッチで並設した多数の第1刃先部の先端縁部を、傾斜面上に位置するように形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、複数の隣り合う第1刃先部が順次、成形品のランナー樹脂部に当接して分離するので、円滑な作業が可能になる。
本発明にかかる他の実施形態としては、第1刃先部の中央に形成した切り欠き部の底面を第2刃先部としてもよい。
本実施形態によれば、前記切り欠き部がゲート樹脂の上方に位置することにより、第1刃先部がランナー樹脂を分離する際には、第2刃先部がゲート樹脂に当接することがなく、2段階の切断作業を円滑に行うことができる。
本発明にかかる別の実施形態としては、成形品に対向するパンチの表裏面に段部をそれぞれ設けて形成した第3刃先部で、ゲート樹脂部の基部を切断してもよい。
本実施形態によれば、第2刃先部が残存するゲート樹脂に曲げモーメントを負荷した後、第3刃先部が前記ゲート樹脂の基部を切断するので、より一層美麗な切断面を有する成形品が得られる。
本発明にかかる異なる実施形態としては、ゲート樹脂部が、ランナー樹脂部を分離した後も、成形品の表面に連続あるいは不連続状態で残存できる断面形状を有していてもよい。
本実施形態によれば、ランナー樹脂部を分離した第1刃先部の後方に位置する第2刃先部が、残存するゲート樹脂部を分離するので、切断力が順次負荷されることにより、分離作業を円滑に行うことができる。
本発明にかかる樹脂封止成形品のゲートブレィク方法に用いるゲートブレィク装置としては、リードフレームを打ち抜いて形成した空間内にリード片を介して支持され、かつ、電子部品を樹脂封止して形成した成形品と、前記空間内で隣り合う一対の前記成形品を連結するゲート樹脂部と、このゲート樹脂部の上下面のいずれか一方に交差して連続するランナー樹脂部と、からなる樹脂封止成形品のうち、前記ランナー樹脂部を突き出して前記ゲート樹脂部から分離する第1刃先部と、前記ランナー樹脂部を分離した後、前記ゲート樹脂部に曲げモーメントを負荷することにより、前記ゲート樹脂部を前記成形品から分離する第2刃先部と、を備えたパンチからなる構成としてある。
本発明によれば、第1刃先部がランナー樹脂部をゲート樹脂部から分離した後に残存するゲート樹脂部を、第2刃先部が曲げモーメントを負荷して除去する。このため、成形品の表面に欠けが生じにくいとともに、ゲート樹脂部の一部が残存することがなく、歩留まりが良い。
また、小型の電子部品を樹脂封止した成形品をゲートブレィクする場合であっても、ランナー樹脂部およびゲート樹脂部を第1,第2刃先部で直接除去できる。このため、従来例のようにリードフレームの切欠孔に嵌合するようなパンチを準備する必要がなく、リードフレームやパンチに高い寸法精度と位置決め精度とを必要とせず、パンチが破損することがない。さらに、ゲート樹脂部等を太くする必要がなく、樹脂材料を節約できる。この結果、生産コストが低く、小型の電子部品を樹脂封止した成形品にも適用できる樹脂封止成形品のゲートブレィク装置が得られる。
本発明にかかる実施形態としては、パンチの下端縁部に所定のピッチで並設した多数の第1刃先部の先端縁部が、傾斜面上に位置するように形成しておいてもよい。
本実施形態によれば、複数の隣り合う第1刃先部が順次、成形品のランナー樹脂部に当接して分離するので、円滑な作業が可能になる。
また、本発明にかかる他の実施形態としては、第1刃先部の中央に形成した切り欠き部の底面を第2刃先部としておいてもよい。
本実施形態によれば、前記切り欠き部がゲート樹脂の上方に位置することにより、第1刃先部がランナー樹脂を分離する際には、第2刃先部がゲート樹脂に当接することがなく、2段階の切断作業を円滑に行うことができる。
さらに、本発明にかかる別の実施形態としては、成形品に対向するパンチの表裏面に段部をそれぞれ設けて形成した第3刃先部で、ゲート樹脂部の基部を切断してもよい。
本実施形態によれば、第2刃先部が残存するゲート樹脂に曲げモーメントを負荷した後、第3刃先部が前記ゲート樹脂の基部を切断するので、より一層美麗な切断面を有する成形品が得られるという効果がある。
本発明にかかる実施形態を図1ないし図15の添付図面に従って説明する。
第1実施形態は、図1ないし図7に示すように、リードフレーム10の格子状に打ち抜かれて形成された空間11内に2組のリード片12,13を残存させてある。前記リード片12,13それぞれは同一軸心上に対向し、前記リード片12の先端にはダイパッド14を形成してある一方、前記リード片13の先端にはボンディング・エリア15を形成してある(図1)。
そして、前記リード片12のダイパッド14に電子部品16、例えば、ディスクリート半導体を実装した後、前記電子部品16とボンディング・エリア15とをワイヤー17で電気接続してある(図2)。ついで、前記ダイパッド14およびボンディング・エリア15を含めて前記電子部品16を樹脂封止する。すなわち、図示しないカルから注入された樹脂がランナー(図示せず)およびゲート(図示せず)を介して前記電子部品16を樹脂封止することにより、カル樹脂部20、ランナー樹脂部21、ゲート樹脂部22および成形品23が形成される(図3)。なお、ここで、ディスクリート半導体とは、トランジスタ、ダイオード、コンデンサ、サイリスタ等の単機能の半導体素子の総称をいう。ついで、樹脂封止された前記リードフレーム10を所定のピッチで並設した複数枚のパンチ30でゲートブレィクを行う(図4ないし図7)。
前記パンチ30は、図4に示すように、下方側に所定ピッチでブレード31を切り出すとともに、図6および図7に示すように、前記ブレード31の先端縁部に設けた第1刃先部32の中央部に切り欠き部33を設けることにより、前記切り欠き部33の底面を第2刃先部34としてある。なお、前記パンチ30の第1刃先部32は、図4に示すように、一端側の第1刃先部32から他端側の第1刃先部32までの間で高低差がSとなるように傾斜している。これは、隣り合う第1刃先部32が順次、ランナー樹脂部21を分離することにより、作業の円滑化および省力化を図るためである。
ゲートブレィク作業は、図6および図7に示すように、ダイ40の上面に載置された前記リードフレーム10に対して位置決めしたパンチ30を直上方向から下降させる(図6A,図7A)。これにより、最初に第1刃先部32がランナー樹脂部21を押し下げることにより、ランナー樹脂部21とゲート樹脂部22との接続部分を破断し、ランナー樹脂部21を切り離すとともに、ゲート樹脂部22を破断する(図6B,図7B)。更に、パンチ30を下降させ、第2刃先部34で残存するゲート樹脂部22を押し下げて曲げモーメントを作用させることにより、前記ゲート樹脂部22の基部を破断し、ゲート樹脂部22を完全に除去する(図6C,図7C)。
本実施形態によれば、第2刃先部34が残存するゲート樹脂部22を完全に除去するので、成形品23の表面が美麗であり、歩留まりが良いという利点がある。
第2実施形態は、図8に示すように、ブレード31の巾寸法を成形品23の対向面との間に微小な隙間Cが生じる寸法とするとともに、対向する外側面の下方部をそれぞれ切り欠いて第3刃先部35を形成した場合である。隙間Cは0.05〜0.1mmであることが好ましい。隙間Cが、0.05mm未満であると、パンチ30、ブレード31の位置精度とダイ40の上面に載置されたリードフレーム10の位置精度との関係で、第3刃先部35がゲート樹脂部22の基部を破断する際の位置調整が困難になるからである。また、0.1mmを越えると、第2刃先部で残留するゲート樹脂部22を完全に除去できなかった場合、最後に第3刃先部35がゲート樹脂部22の基部を切断する必要があり、その際にゲート樹脂部22の基部が残存する可能性が出てくるからである。
第2実施形態によるゲートブレィク作業は、図8に示すように、ダイ40の上面に載置された前記リードフレーム10に対して位置決めしたパンチ30を直上方向から下降させる(図8A)。これにより、最初に第1刃先部32がランナー樹脂部21を押し下げることにより、ランナー樹脂部21とゲート樹脂部22との接続部分を破断してランナー樹脂部21を切り離す。更に、パンチ30を下降させ、第2刃先部34で破断したゲート樹脂部22の基部に曲げモーメントを作用させて残存するゲート樹脂部22を除去する。最後に、第3刃先部35がゲート樹脂部22の基部を剪断することにより、ゲート樹脂部22を完全に除去する。
本実施形態によれば、第3刃先部35が残存するゲート樹脂部22の基部を剪断して削除するので、成形品の表面がより一層、美麗になるという利点がある。
第3実施形態は、図9に示すパンチ30を使用してゲートブレィクする方法である。本実施形態にかかるパンチ30はブレード31の第2刃先部34と第3刃先部35との間に位置する表裏面中央に段部36を形成した場合である。そして、本実施形態は、主に第2刃先部34でのゲートブレィクの効果を高めるためのものである。他は前述の実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、第2刃先部34と第3刃先部35との間に位置する表裏面中央に段部36が形成されていることで、第2実施形態の第2刃先部34の巾よりも更に狭くなっている。このため、第2刃先部34で残存するゲート樹脂部22を押し下げて、曲げモーメントをより効果的に作用させることにより、ゲート樹脂部22の基部を破断し、ゲート樹脂部22をより完全に除去できるという利点がある。
第4実施形態は、図10Bに示すように、図10Aに示す第1実施形態とほぼ同様であり、異なる点は成形品23の下方側にリードフレーム10から突出する台部24を形成した場合である。他は前述の第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、リードフレーム10から下側に突出した台部24を形成する製品形態となり、第1実施形態とは製品形態が異なるが、ゲートブレィクの動作を共通させることができるという利点がある。
第5実施形態は、図10Cに示すように、成形品23をダイ40,41で上下から挟持するとともに、第1実施形態と比較して反対側からパンチ(図示せず)でゲートブレィクする場合である。他は前述の第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、製品形態は第1実施形態と同一であるので、製品を上下180度回転させてパンチ位置を上から下に変更することで、ゲートブレィクが可能となり、設計の自由度が広がるという利点がある。
第6実施形態は、図10Dに示すように、図10Bに示す第4実施形態とほぼ同様であり、異なる点はリードフレーム10をダイ40,41で上下から挟持するとともに、第4実施形態と比較して反対側からパンチ(図示せず)でゲートブレィクする場合である。他は前述の実施形態とほぼ同様であるので、説明を省略する。
本実施形態によれば、製品形態は第4実施形態と同一であるので、製品を上下180度回転させてパンチ位置を上から下に変更することで、ゲートブレィクは可能となり、設計の自由度が広がるという利点がある。
第7実施形態は、図11ないし図15に示すように、リードフレーム10に格子状に打ち抜かれた隣り合う空間11,11の間に、図示しないランナーと同一巾寸法のランナー用スリット18を不連続に形成した場合である。そして、図11Bに示すように、前記空間11内には2組のリード片12,13がそれぞれ同一軸心上に延在している。前記リード片12,13のうち、一方のリード片12の先端にはダイパッド(図示せず)を形成してある一方、他方のリード片13の先端にはボンディング・エリア(図示せず)を形成してある。
そして、前記リード片12のダイパッドに電子部品(図示せず)を実装した後、前記電子部品とボンディング・エリアとをワイヤーで電気接続し、前記電子部品を含めて樹脂封止することにより、成形品23を得る。そして、前記成形品23を連結するゲート樹脂部22は、その下面に連続するサブランナー樹脂部25を介し、ランナー樹脂部21に連続している。なお、前記ランナー樹脂部21の一部がリードフレーム10のランナー用スリット18内に形成されている。
一方、樹脂封止された前記リードフレーム10をゲートブレィクする板状のパンチ30は、図12ないし図15に示すように、その両側側面にスリット37aを介してリブ37を同一垂直面上に突設してある。前記スリット37aはリードフレーム10に衝突しないようにするための逃げである。そして、前記リブ37の下端縁部に形成した第1刃先部32は、その外側縁部を切り欠いて第2刃先部34を形成してある(図15)。このため、第1刃先部32がサブランナー樹脂部25を押し下げて分離した後、前記第2刃先部34が破断したゲート樹脂部22の基部に曲げモーメントを作用させ、残存するゲート樹脂部22を除去する。また、前記パンチ30の下端縁部に設けた第4刃先部38がリードフレームに当接せず、後述するランナー樹脂部21だけを突き出すように所定の位置に切り欠き部39を設けてある(図12)。
ゲートブレィクする場合には、図14および図15に示すように、ダイ40の上面に載置された前記リードフレーム10に対して位置決めしたパンチ30を直上方向から下降させる(図14A,図15A)。これにより、最初に第1刃先部32がサブランナー樹脂部25を押し下げるとともに、第4刃先部38がランナー樹脂部21を押し下げる。これにより、ランナー樹脂部21およびサブランナー樹脂部25がゲート樹脂部から分離するとともに、前記ゲート樹脂部22が破断する(図14B,図15B)。更に、パンチ30を下降させると、第2刃先部34が残存するゲート樹脂部22に曲げモーメントを負荷し、残存するゲート樹脂部22の基部を破断し、ゲート樹脂部22を完全に除去する。
本実施形態によれば、第2刃先部34が残存するゲート樹脂部を完全に除去するので、成形品の表面が美麗であり、歩留まりが良いという利点がある。
本実施形態によれば、より一層小型の電子部品を樹脂封止した後、ゲートブレィクできるという利点がある。
本発明にかかる樹脂封止成形品のゲートブレィク方法およびこれに用いるゲートブレィク装置は、前述の樹脂封止成形品に限らず、他の樹脂封止成形品にも適用できる。
図1A,1Bおよび1Cは、本発明に係る第1実施形態を示すリードフレームの平面図、部分拡大平面図、および、部分拡大右側面図である。 図2A,2Bおよび2Cは、電子部品を実装したリードフレームの平面図、部分拡大平面図、および、部分拡大右側面図である。 図3A、3B、および、3C、3Dは、電子部品を樹脂封止したリードフレームの平面図、右側面図、および、部分拡大平面図、部分拡大右側面図である。 樹脂封止したリードフレームをパンチでゲートブレィクする工程を説明するための右側面図である。 樹脂封止したリードフレームをパンチでゲートブレィクする工程を説明するための正面図である。 図6A,6Bおよび6Cは、樹脂封止したリードフレームをパンチでゲートブレィクする工程を時系列で示す部分拡大右側面図である。 図7A,7Bおよび7Cは、樹脂封止したリードフレームをパンチでゲートブレィクする工程を時系列で示す部分拡大正面図である。 図8A,8Bおよび8Cは、第2実施形態に係るパンチでゲートブレィクする工程を説明するための部分拡大した正面図である。 図9A,9Bおよび9C,9Dは、第3実施形態にかかるパンチを示す正面図、右側面図、および、部分拡大正面図、部分拡大右側面図である。 図10A,10B,10Cおよび10Dは、ゲートブレィクされる樹脂封止されたリードフレームの第1,第4,第5および第6実施形態を示す部分拡大正面図である。 図11A、および、11Bは、本願発明の第7実施形態にかかる電子部品を樹脂封止したリードフレームの平面図、および、部分拡大平面図である。 図11で示す樹脂封止したリードフレームをパンチでゲートブレイィクする工程を説明するための右側面図である。 図11で示す樹脂封止したリードフレームをパンチでゲートブレィクする工程を説明するための正面図である。 図14A,14Bおよび14Cは、図12で示したゲートブレィク工程を時系列で示す部分拡大右側面図である。 図15A,15Bおよび15Cは、図13で示したゲートブレィク工程を時系列で示す部分拡大正面図である。
符号の説明
10:リードフレーム
11:空間
12,13:リード片
14:ダイパッド
15:ボンディング・エリア
16:電子部品
17:ワイヤー
18:ランナー用スリット
20:カル樹脂部
21:ランナー樹脂部
22:ゲート樹脂部
23:成形品
24:台部
25:サブランナー樹脂部
30:パンチ
31:ブレード
32:第1刃先部
33:切り欠き部
34:第2刃先部
35:第3刃先部
36:段部
37:リブ
37a:スリット
38:第4刃先部
39:切り欠き部
40,41:ダイ
S:高低差
C:隙間

Claims (9)

  1. リードフレームを打ち抜いて形成した空間内にリード片を介して支持され、かつ、電子部品を樹脂封止して形成した成形品と、前記空間内で隣り合う一対の前記成形品を連結するゲート樹脂部と、このゲート樹脂部の上下面のいずれか一方に交差して連続するランナー樹脂部と、からなる樹脂封止成形品のうち、
    前記ランナー樹脂部をパンチの第1刃先部で突き出して前記ゲート樹脂部から分離した後、前記パンチの第2刃先部で前記ゲート樹脂部に曲げモーメントを負荷し、前記ゲート樹脂部を前記成形品から分離することを特徴とする樹脂封止成形品のゲートブレィク方法。
  2. パンチの下端縁部に所定のピッチで並設した多数の第1刃先部の先端縁部が、傾斜面上に位置するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止成形品のゲートブレィク方法。
  3. 第1刃先部の中央に形成した切り欠き部の底面を第2刃先部としたことを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂封止成形品のゲートブレィク方法。
  4. 成形品に対向するパンチの表裏面に段部をそれぞれ設けて形成した第3刃先部で、ゲート樹脂部の基部を切断することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の樹脂封止成形品のゲートブレィク方法
  5. ゲート樹脂部が、ランナー樹脂部を分離した後も、成形品の表面に連続あるいは不連続状態で残存できる断面形状を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の樹脂封止成形品のゲートブレィク方法。
  6. リードフレームを打ち抜いて形成した空間内にリード片を介して支持され、かつ、電子部品を樹脂封止して形成した成形品と、前記空間内で隣り合う一対の前記成形品を連結するゲート樹脂部と、このゲート樹脂部の上下面のいずれか一方に交差して連続するランナー樹脂部と、からなる樹脂封止成形品のうち、
    前記ランナー樹脂部を突き出して前記ゲート樹脂部から分離する第1刃先部と、前記ランナー樹脂部を分離した後、前記ゲート樹脂部に曲げモーメントを負荷することにより、前記ゲート樹脂部を前記成形品から分離する第2刃先部と、を備えたパンチからなることを特徴とする樹脂封止成形品のゲートブレィク装置。
  7. パンチの下端縁部に所定のピッチで並設した多数の第1刃先部の先端縁部が、傾斜面上に位置するように形成されていることを特徴とする請求項6に記載の樹脂封止成形品のゲートブレィク装置。
  8. 第1刃先部の中央に形成した切り欠き部の底面を第2刃先部としたことを特徴とする請求項6または7に記載の樹脂封止成形品のゲートブレィク装置。
  9. 成形品に対向するパンチの表裏面に段部をそれぞれ設けて形成した第3刃先部で、ゲート樹脂部の基部を切断することを特徴とする請求項6ないし8のいずれか1項に記載の樹脂封止成形品のゲートブレィク装置。
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