JP2522557B2 - 樹脂封止型半導体素子用リ―ドのフォ―ミング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、樹脂封止型半導体素子用リードのフォーミ
ング方法に係わり、特にQFP及びSOP型の外囲器用リード
のフォーミングに好適する。

（従来の技術） 最近の半導体素子特に樹脂封止型半導体素子の実装に
は、いわゆる表面実装技術が多用されているために樹脂
封止型半導体素子のアウターリード（以後リードと記載
する）に関する要求も厳しくなっている。即ち、樹脂封
止型半導体素子を基板に表面実装するに当たっては、プ
リンターによって基板に形成したペレット状半田に樹脂
封止型半導体素子のリードを接触配置して炉中に流す方
式が採られている。

一方リードフレームを利用する組立方式により形成す
る半導体素子が本発明の対象となるので、この組立につ
いて説明すると、導電性金属例えば純鉄や鉄−ニッケル
合金などからなる板体をプレス工程により所定の形状に
成型してリードフレームが得られる。

このリードフレームは、SOP（Small Out Package）、
QFP（Quad Flat Package）が利用されており、いずれも
導電性金属からなる枠体を起点としてリードが形成され
ている。集積度の大きい集積回路素子などのいわゆる多
ピン素子では、QFP型用のものが一般的である。

この構造は、周囲に配置される導電性金属枠体を起点
として、枠の中心方向に向かって延長され先端が遊端と
なっている複数のリードが形成されており、ほぼ中央に
半導体素子をマウントするベッド部が枠体を起点とする
リードによって固定されており、このベッド部として
は、中心の外にリードの中間位置にも形成した複数個を
モジュール製品用に利用している。また、ベッド部の径
は、リードより径大に成型して複数の半導体素子をマウ
ントする場合もある。このようなリードフレームでは、
機械的強度を増すために枠体と別に連結細条を設置して
組立工程における作業性を向上している。

このリードフレームのベッド部にマウントされた半導
体素子は、いわゆる熱圧着工程または超音波圧着工程に
より金属細線をリード間に接続して電気的接続を図って
から、トランスファーモールド（Transfer Mold）工程
により封止樹脂を被覆する。この工程後では、半導体素
子に接続したリードが封止樹脂外に導出されていわゆる
アウターリードとして機能することになり、また、表面
実装工程に備える。

この樹脂封止工程では、いわゆるばりが発生するので
どうしても除去工程が必要になると共に樹脂の膨張収縮
も避けられない。

表面実装工程に備えるためのリードフォーミング工程
用金型とリードフォーミング工程を第１図及び第２図ａ
〜ｄイ、ロにより説明するが、第１図に金型の要部を示
す断面図、第２図ａ〜ｄイ、ロは、リードフォーミング
工程を明らかにしており、イに封止樹脂から導出するリ
ードのフォーミング工程時の形状を、ロに金型の動作状
況を示した。架台１には、曲げダイ４を取付けて、ここ
に載置する被処理物である樹脂封止型半導体装置２のリ
ード３を曲げ、更に、鉛直方向即ち上下方向に移動可能
な曲げポンチ５を曲げダイ４に対向して配置する。この
曲げポンチ５は、曲げダイ４に重ねて配置するストリッ
パー６に形成した通路７（第２図ａ〜ｄの各ロ参照）を
通って上下方向に移動する。また、このストリッパー６
の上方の離れた位置には、曲げホルダー８が配置されて
おり、スプリング９の荷重によりストリッパー６に樹脂
封止型半導体装置２を固定し、封止樹脂10より導出する
リード３を曲げポンチ５の荷重によって第２図ａ〜ｄの
イにあるように成型して所定の曲げ形状としている。

（発明が解決しようとする課題） 表面実装方式では、樹脂封止型半導体装置の封止樹脂
外に導出したリードをペレット状半田に接触した状態の
ままフロー方式の炉中で半田付けされるので、半田とリ
ードの接触を確実にするためにリードの平坦性向上が望
まれている。リードフレーム方式により組立てられる樹
脂封止型半導体装置のリードにあっては、封止樹脂に発
生が避けられないばりや膨張収縮によりその平坦性は必
ずしも一定でないので、リードフォーミング用金型によ
る成型は極めて有効になる。

しかし、第２図ａ〜ｄのロに明らかなように封止樹脂
外に導出したリードには、ばりの除去工程や封止樹脂の
膨張収縮によりある程度のくせが発生し、図では多少上
を向いた状態のリードが示されている。このくせのある
リードは、スプリングに係止するストリッパーにより押
えられた状態で成型され、成型後もこのくせは直ってい
ないが、第２図ｃ〜ｄのロに明瞭である。このため、表
面実装方式による組立工程では、平坦性が不十分なリー
ドを半田付けせざるを得なくなって歩留りが低下する難
点がある。

本発明は、このような事情により成された樹脂封止型
半導体装置のリードフォーミング方法に係わるもので、
特に、フォーミング工程後のリードの平坦性向上及び曲
げ形状のばらつきが少ないリードを得ることを目的とす
るものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係る樹脂封止型半導体素子用リードのフォー
ミング方法は、相対向して配置される曲げダイ13の外壁
27並びにストリッパー15に形成される壁ａ間に配置され
た樹脂封止型半導体素子用リード23部分を、前記曲げ台
13の外壁27に置き、前記ストリッパー15の壁ａと非接触
状態としてから、前記壁ａの外側に配置される前記スト
リッパー15部分を貫通して上下可能なポンチ14により、
前記樹脂封止型半導体素子用リード23部分に荷重を加え
て前記外壁27に沿った形状にフォーミングすることを特
徴とする。

（作用） 封止樹脂層内から外部に導出するリードを押えるスト
リッパーのクランプ力の発生源即ちスプリング力を極力
押えた状態でリード成型を行って、リードに引張応力を
与えて封止樹脂内から外部に導出するリードに発生した
くせを成型後に持込まないように配慮し、クランプ力の
調整用として金型のストリッパーと曲げパンチホルダー
間にスペーサブロックを設置しても良い。

（実施例） 本発明に係わる一実施例を第３図、第４図ａ〜ｄイ、
ロを参照して説明するがリードフレームや樹脂封止工程
に関しては、従来技術欄の説明と全く同様なので省略す
るが、製法としてはプレス工程によるのが通常であり、
以下の実施例もこれに準拠する。第３図には、本発明方
法に利用できる金型の一例を示したが、この金型を利用
する樹脂封止型半導体素子用リードのフォーミング方法
の樹脂側と金型側における工程別断面図を第４図ａ〜ｄ
のイ、ロに明らかにした。

本発明の対象となる樹脂封止型半導体素子は、上記の
ように表面実装方式により所定の電子回路を構成するた
めに例えばプリント基板に設置したタブレット状半田
に、封止樹脂層の内から外に導出したリードの平坦部を
接触・固着させた上でリフロー炉内に流して半田付けを
完了させている。このために、半田付けの信頼性が損な
われるリードの平坦性のバラツキが技術的要因の一つと
なっており、±100μｍ程度の精度が要求されているの
が現状である。

このような背景の基における樹脂封止型半導体素子用
リードフォーミング方法として金型を利用する例を以下
に示す。即ち、第３図に明らかにしたように架台11に
は、樹脂封止型半導体素子22載置しかつリードを成型す
る曲げダイ13を設置する。この曲げダイ13には、外壁27
が形成されており、この曲げダイ13に対抗して上下方向
に移動自在な曲げポンチ14を配置するが、樹脂封止型半
導体素子22を押さえるストリッパー15に形成した通路16
（第４図ｄロ参照）を通って上下方向に移動する。この
通路16の壁を構成するストリッパー15部分には、外壁27
に対向する部分に壁ａが形成されているので、両者によ
り半導体素子22を収容配置することができる中空の箱状
のものが形成されており（第４図ｂ、ｃ及びｄのロ参
照）、ここに樹脂封止型半導体素子22が配置される。

次のフォーミング工程では、ストリッパー15の壁ａ並
びに曲げダイ13に形成される凸部24の外壁27には、樹脂
封止型半導体素子用リード23部分が最初リード厚みより
間隔をあけて非接触状態いいかえると緩い状態に設置さ
れる。この時曲げ台13の外壁27に樹脂封止型半導体素子
用リード23部分を接触させ、かつ壁ａと非接触状態とし
てから、ポンチ14が樹脂封止型半導体素子用リード23に
接触して荷重が加わるにつれて壁ａ並びにダイ13の凸部
に24に接触し、最終的に押えられる形状となって、フォ
ーミングが完成する。更に、ストリッパー15には、スプ
リング17に支承した曲げブロック18にスペーサブロック
19を取付けて樹脂封止型半導体素子12を押える点が従来
の金型と相違する点である。即ち、樹脂封止型半導体素
子12をクランプ力を極力抑えるためスプリング17の力も
抑制する。

また、図には、樹脂封止型半導体素子12を所定の位置
に設定するエジェクターピン20と、所定の位置から取出
すノックアウトピン21を記載した。

第４図ａ〜ｄイ、ロに従って工程順に説明すると、第
４図ａイには、封止樹脂層22から多少のくせを即ち上方
に向けて導出したリード23が示されており、また、第４
図ａロには、フォーミング成型前の断面状態が示されて
いる。このリード23のフォーミングを行うために第４図
ｂのロにあるように、曲げポンチ14をストリッパー15に
形成した通路16に沿って落下・進入させることによっ
て、曲げダイ13に形成した凸部24を起点としてリード22
が多少曲がり、折曲部25と平坦部26が形成される。この
状態を第４図ｂのイに明らかにした。

更に進入させると凸部24の接触点から外壁27に沿って
リード23が折曲げられ（第４図ｃイ、ロ参照）、引続い
た進入によって凸部24の外壁27にリード23が密着するの
で、第４図ｄイ、ロにあるような断面形状となる。即
ち、リード23には、成型前のくせが完全に消滅した平坦
部26が形成されておりまた、これに連続した折曲部25も
当然所定の形を保っていることになる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明方法では、フォーミング
工程後にリードフレームの製造や樹脂封止工程によりも
たらされるくせが無くすことができるので、平坦性及び
曲げ形状の精度が向上し、半田付け工程ひいては表面実
装の信頼性を向上でき、量産性上の効果が極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、金型の要部断面図、第２図ａ〜ｄイ、ロは、
従来の樹脂封止型半導体素子リードフォーミング工程毎
におけるリードと金型の断面図、第３図は、本発明方法
に利用する金型の要部断面図、第４図ａ〜ｄイ、ロは、
本発明に係わる樹脂封止型半導体素子リードフォーミン
グ工程毎におけるリードと金型の断面図である。 ２、12:樹脂封止型半導体素子、３、23:リード、４、1
3:曲げダイ、５、14:曲げポンチ、６、15:ストリッパ
ー、７、16:通路、８、18:曲げダイ、９、17:スプリン
グ、10、22:封止樹脂、24:凸部、25:平坦部、26:折曲
部、27:外壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 勝由 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式 会社東芝多摩川工場内 (72)発明者 古舘 信博 岩手県北上市北工業団地６―６ 岩手東 芝エレクトロニクス株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対向して配置される曲げ台の外壁並びに
   ストリッパーに形成される壁間に配置された樹脂封止型
   半導体素子用リード部分を、前記曲げ台の外壁に置き、
   前記ストリッパーの壁と非接触としてから、前記壁の外
   側に配置される前記ストリッパー部分を貫通して上下可
   能なポンチにより、前記樹脂封止型半導体素子用リード
   部分に荷重を加えて前記外壁に沿った形状にフォーミン
   グすることを特徴とする樹脂封止型半導体素子用リード
   のフォーミング方法