JP2506432B2 - ベンチスタンド装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 樹脂封止半導体装置の封止工程で用いるベンチスタン
ド装置に関し、 リードフレームを保持して金型にセットさせるローデ
ィングフレームを水平に上昇・下降させることを目的と
し、 樹脂封止半導体装置に用いられるリードフレーム保持
用ローディングフレームと、前記ローディングフレーム
の一方の外側面に設けられた複数個の把手と、前記ロー
ディングフレームの把手と対向する他方の外側面に設け
られた少なくとも１個の搬送ベアリングと、前記把手お
よび搬送ベアリングを各々支持する可動手段とを有し、
前記可動手段によって、把手と搬送ベアリングとを同期
して稼働させ、ローディングフレームを水平に保持しな
がら上昇・下降させるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、樹脂封止半導体装置の封止工程で用いるベ
ンチスタンド装置に関する。

近年、半導体集積回路（IC）の進展は目ざましく、あ
らゆる分野でIC化が行われており、ICの生成量は飛躍的
に拡大している。

それに伴って、ウェーハの段階から半導体装置として
製品に仕上げるまでの一連の製造プロセスの製造技術の
重要性が益々増大している。

ICの製造プロセスの中でウェーハの段階から多数の微
細な素子を形成するまでのウェーハプロセスや、チップ
に切断したり、チップをリードフレームと呼ばれる枠状
の端子に固着して細いワイヤで結線するワイヤボンディ
ング工程などは、ウェーハの寸法を大きくしたり、回路
パターンを微細化したり、ボンダの結線速度を上げた
り、あるいは全工程を自動化、無人化したりして、生産
性の向上が図られている。

一方、半導体装置は、一般に、素子を保護するため
に、種々の方法で封止が行われているが、製造効率がよ
く、コストも安いことから、モールド技術を応用した樹
脂封止が多用されている。

そして、ICの価格は、この封止工程で決まるといわれ
るほど、樹脂封止技術とそれを行うための封止装置の重
要性が増している。

〔従来の技術〕

樹脂封止半導体装置の樹脂封止は、例えば、ヘッダと
呼ばれる載置部にチップが固着され、インナーリードと
呼ばれる端子部に金線などでワイヤボンディングされた
リードフレームを、封止金型にセットして封止樹脂を流
し込んで行われる。

ここで、封止金型にセットする前のリードフレームを
予備加熱したり、樹脂封止後の成形品を取り出したりす
る作業台にベンチスタンドと呼ばれる装置がある。

第２図は従来のベンチスタンド装置の説明図であり、
同図（Ａ）はベンチスタンド装置の配置図、同図（Ｂ）
は上面図、同図（Ｃ）は一部切欠背面図、同図（Ｄ）は
ローディングフレームの突き上げ動作説明図である。

同図（Ａ）において、ベンチスタンド装置１は、ロー
ディングフレーム２が置かれる、いわば作業台であり、
金型14を中心にして両側に配置され、それぞれの装置間
にはベンチ間レール15が設けられている。

ローディングフレーム２の一方の側面には、把手５が
設けられ、他方の側面には搬送ベアリング６が設けられ
ており、搬送ベアリング６がベンチ間レール15に嵌合し
て、横方向に移動できるようになっている。

封止工程は、まず、ローディングフレーム２がベンチ
スタンド装置１の上に置かれて、予備加熱工程を経た
後、矢印（イ）から（ロ）の方向に、ベンチ間レール15
に乗って搬送される。

そして、（ロ）の位置で金型14にセットされ、樹脂封
止が行われる。

樹脂封止が終わると、ローディングフレーム２は、矢
印（ハ）の方向に、ベンチ間レール15に乗ってもう一方
のベンチスタンド装置１の上に搬送され、そこで成形品
が取り出される。

この工程を正逆両方向に交互に行って、樹脂封止作業
が実施される。

ここで、ローディングフレーム２は、同図（Ｂ）と
（Ｃ）に示すように、複数個の窓枠状にくり抜かれ、上
蓋2aと下蓋2bとで開閉できるように構成された、リード
フレーム16を搬送するのに用いられる治具である。

そして、リードフレーム16は、ローディングフレーム
２の上下の蓋2a、2bのそれぞれの窓枠の内壁に設けられ
たロケートブロック18と呼ばれる突出部によって挟ま
れ、片持ちで保持される。

このローディングフレーム２によるリードフレーム16
の保持は、リードフレーム16の予備加熱から、樹脂封止
が終わって成形品を取り出すまでの、一連の封止工程が
終了するまで継続される。

一方、ベンチスタンド装置１の上には、半導体チップ
が固着されたリードフレーム16を予備加熱するための、
ベンチフィクスチャ17と呼ばれる加熱盤が、ローディン
グフレーム２の窓枠の位置に対応して、複数個載置され
ている。

このベンチフィクスチャ17の表面は、突出したロケー
トブロック19とリードフレーム16とチップが乗る凹状の
ヘッド部との逃げが設けられた形状をしており、ローデ
ィングフレーム２をベンチスタンド装置１の上に置く
と、ローディングフレーム２に挟持された挟持されたリ
ードフレーム16が、ベンチフィクスチャ17の表面に当接
して加熱されるようになっている。

そのため、ローディングフレーム２は、ベンチスタン
ド装置１の上に置いたまゝでは移動させることができな
い。

そのため、ローディングフレーム２をベンチスタンド
装置１の上に置いて予備加熱した後、金型14の方向へ搬
送する際には、ローディングフレーム２を一旦垂直方向
に持ち上げて浮かせることが行われている。

すなわち、ローディングフレーム２を搬送する前に一
旦持ち上げるように、ベンチ間レール15の高さは、ベン
チスタンド装置１の高さよりも高い位置に設定されてい
る。

従って、ベンチスタンド装置１の上にローディングフ
レーム２が位置しているとき、搬送ベアリング６が嵌合
しているベンチ間レール15の部分を分断して分割レール
13とし、その分割レール13が、空気圧などで駆動するシ
リンダ７によって、ベンチスタンド装置１の高さとベン
チ間レール15の高さとの間を上昇・下降するようになっ
ている。

従来は、ローディングフレーム２をベンチスタンド装
置１の上から搬送するとき、分割レール13をシリンダ７
によって一旦突き上げ、搬送ベアリング６を、ベンチ間
レール15と同じ高さに位置合わせしてから、把手５を持
ち上げて水平にして搬送していた。

また、ローディングフレーム２をベンチスタンド装置
１の上に置く場合には、搬送ベアリング６が嵌合してい
る分割レール13をシリンダ７によって一旦ベンチスタン
ド装置１の高さまで降ろしてから把手５を下げ、ベンチ
スタンド装置１の上に置くようにしていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、従来のベンチスタンド装置におい
ては、ベンチスタンド装置とベンチ間レールと異なる高
さの位置合わせを、ローディングフレームの搬送ベアリ
ングが嵌合している分割レールを突き上げたり、下げた
りして行っていた。

そのため、ローディングフレームには、上げ下げする
度に斜めに傾いて振動や衝撃などが加わり、その影響に
よって、特に片持ちで保持されたリードフレーム自身が
振動や衝撃などを受けたり、リードフレームの端面がベ
ンチフィクスチャの壁を摺動し、障害を起こす原因とな
ることが間々あった。

すなわち、予備加熱が終わった後、ローディングフレ
ームを突き上げて金型の方向に搬送する際には、リード
フレームに固着された半導体素子チップのボンディング
ワイヤが変形したり、樹脂封止が終わった後、ローディ
ングフレームを下げてベンチスタンド装置の上に置く際
には、樹脂封止したパッケージとリードフレームとの境
界で、微細な亀裂（マイクロクラック）が生じたりする
問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、樹脂封止半導体装置に用いられる
リードフレーム保持用ローディングフレームと、前記ロ
ーディングフレームの一方の外側面に設けられた複数個
の把手と、前記ローディングフレームの把手と対向する
他方の外側面に設けられた少なくとも１個の搬送ベアリ
ングと、前記把手および搬送ベアリングを各々支持する
可動手段とを有し、前記可動手段によって、把手と搬送
ベアリングとを同期して稼働させ、ローディングフレー
ムを水平に保持しながら上昇・下降させるように構成し
たベンチスタンド装置によって達成できる。

〔作 用〕

本発明になるベンチスタンド装置においては、樹脂封
止半導体装置の一連の封止工程の中で、要素治具として
重要なローディングフレームに対して、障害の原因とな
る振動や衝撃などを可能な限り加えないようにしてい
る。

すなわち、ベンチスタンド装置の上にローディングフ
レームを降ろして置いたり、あるいはベンチスタンド装
置の上からベンチ間レールの高さまで持ち上げたりする
動作を、ローディングフレームが、常に水平のまゝで行
うようにしている。

それを実現するために、ローディングフレームを持ち
上げるときちは、側面に設けられた搬送ベアリングの側
だけを突き上げていた従来の構成に代えて、本発明にお
いては、搬送ベアリングと、それに対向する側面に設け
られた把手の側との両側を同時に突き上げるようにして
いる。

同様に、ローディングフレームをベンチスタンド装置
を上に降ろすときにも、搬送ベアリングと把手との両側
を同時に下げるようにしている。

このようにすると、ローディングフレームとそのロー
ディングフレームに保持されているリードフレームと
に、異常な振動や衝撃が加わらなくすることができる。

その結果、ボンディングワイヤに変形が生じるとか、
パッケージにマイクロクラックが生じるなどの障害を防
ぐことが可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例説明図であり、同図（Ａ）
は把手側から見た斜視図、同図（Ｂ）は可動手段の動作
説明図、同図（Ｃ）はベンチフィクスチャとローディン
グフレームとの関係図、同図（Ｄ）は搬送ベアリング側
から見た斜視図である。

同図（Ａ）において、ローディングフレーム２は、下
蓋2aと図示していない上蓋とで構成し、下蓋2aには、２
個の把手５と、対向する側面に２個の搬送ベアリング６
とを取り付けた。

同図（Ａ）と（Ｄ）とにおいて、シリンダ７には、図
示していない圧気源から供給する空気圧で作動するエア
シリンダを用いた。

可動手段３、４は、それぞれ、このシリンダ７と、そ
のシリンダ７の可動軸８に２本のアーム９の一端を共通
に枢支し、その２本のアーム９が鈍角に開脚した形で支
点軸10に支持し、さらに滑り軸受を用いた軸受11によっ
て垂直に、かつ滑動自在に支持した突き上げ棒12の下端
にアーム９の他端を枢支したリンク機構で構成した。

このリンク機構では、同図（Ｂ）に示したように、可
動軸８が下降すると、突き上げ棒12が上昇する。

可動手段３の突き上げ棒12の先端は、把手５を支持で
きるように二股形状にした。

一方、可動手段４の突き上げ棒12bの先端には、分割
レール13を固着させ、この分割レール13の上下運動によ
って、その上に乗っている搬送ベアリング６とそれに連
なるローディングフレーム２が上昇・下降するようにし
た。

この分割レール13は、この２個の搬送ベアリング６が
十分乗る長さに、ベンチ間レール15を切断して製作し
た。

そして、同図（Ｃ）に示したように、可動手段３、４
が下降したときの下死点は、ローディングフレーム２を
ベンチスタンド装置１の上に置いたとき、上蓋2aと下蓋
2bとに設けたそれぞれのロケートブロック18に挟んで保
持したリードフレーム16が、ベンチフィクスチャ17の表
面に当接する位置となるように調整した。

また、上昇したときの上死点は、分割レール13がベン
チ間レール15と同一の高さとなった位置となるように調
整した。

このようにして製作したベンチスタンド装置１を複数
回稼働させて、ローディングフレーム２を上昇・下降さ
せたとき、ローディングフレーム２に加わる振動や衝撃
などに起因して、リードフレーム16が異常な振動や衝撃
を受けたり、その端面とベンチフィクスチャ17の壁と
が、障害の原因となる摺動を起こさないかどうかを評価
した。

その結果、ローディングフレームに振動や衝撃などの
悪い影響が及ばず、よい効果のあることが確認できた。

ここでは、可動手段としてリンク機構を用いたが、直
接シリンダに直結する構成やカム機構などを用いること
もでき、また、把手や搬送ベアリングの数などにも、種
々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来のベンチスタンド装置におい
ては、ローディングフレームの上昇・下降動作を搬送ベ
アリングが設けられた一方の側だけを突き上げていた。

そのために、ローディングフレームには、上げ下げす
るたびに斜めに傾いて振動や衝撃が加わり、それがリー
ドフレームにも影響して、リードフレームの端面がベン
チフィクスチャの壁を摺動し、製造歩留りを悪くする障
害の原因となっていた。

しかし、本発明になるベンチスタンド装置によれば、
２組の可動手段により、ローディングフレームの上昇・
下降動作を、ローディングフレームを水平に保持したま
ゝ行うので、従来の障害が発生する問題が解決でき、樹
脂封止半導体装置の封止工程における製造歩留りの向上
に寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例説明図、 第２図は従来のベンチスタンド装置の説明図、である。 図において、 １はベンチスタンド装置、 ２はローディングフレーム（2b下蓋）、 ３、４は可動手段、５は把手、 ６は搬送ベアリング、７はシリンダ、 ８は可動軸、９はアーム、 10は支点軸、11は軸受、 12、12a、12bは突き上げ棒、 13は分割レール、 である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】樹脂封止半導体装置に用いられるリードフ
   レーム保持用ローディングフレーム（２）と、 前記ローディングフレーム（２）の一方の外側面に設け
   られた複数個の把手（５）と、 前記ローディングフレーム（２）の、前記把手（５）と
   対向する他方の外側面に設けられた少なくとも１個の搬
   送ベアリング（６）と、 前記把手（５）および前記搬送ベアリング（６）を各々
   支持する可動手段（３、４）とを有し、 前記可動手段（３、４）によって、前記把手（５）と前
   記搬送ベアリング（６）とを同期して稼働させ、前記ロ
   ーディングフレーム（２）を水平に保持しながら上昇・
   下降させることを特徴とするベンチスタンド装置。