JP2749432B2 - 薄板状部材の分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄板状部材の分離装置に関し、特に半導体装
置の製造において使用され、重ね合わせ状態にある多数
枚のリードフレームを一枚ずつ切出すリードフレームの
分離装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造では、金属製リードフレームのラン
ド部上に半導体ペレットをマウントするダイボンダによ
るペレットマウント工程がある。このペレットマウント
工程で使用されるダイボンダのローダ部では、重ね合わ
せ状態にある多数枚のリードフレームを一枚ずつ切出し
てダイボンダに供給しているのが現状である。

上記ダイボンダのローダ部の一部を構成するリードフ
レームの分離装置としては、例えば特開昭63−97540号
公報に開示したもの、或いはこれに類似した分離装置と
して第９図及び第10図に示すセパレータユニットを有す
るものなどがある。

以下、第９図及び第10図のセパレータユニットについ
て具体的に説明すると、同図において、（１）（１）…
は平板状のストッカ（図示せず）上に載置された多数枚
のリードフレームで、その厚み方向に重ね合わせた状態
で起立保持される。（２）は上記リードフレーム（１）
（１）…の上方に配置されたセパレータユニットで、重
ね合わせた状態にある多数枚のリードフレーム（１）
（１）…を一枚ずつ切出す。

このセパレータユニット（２）において、（３）は固
定ベース、（４）は上記固定ベース（３）にボールスラ
イド（５）を介して鉛直方向（図中Ａ矢印方向）に摺動
自在に装着された板カムで、その下端面がテーパ状のカ
ム面（６）となっている。（７）は上記固定ベース
（３）に固着された駆動用シリンダで、下方へ向けて突
出するシリンダロッド（7a）の先端を前記板カム（４）
の下端部から側方へ一体的に延びるブラケット（８）に
当接可能に配置する。（９）は固定ベース（３）の下端
部にボールスライド（10）を介して斜め方向（図中Ｂ矢
印方向）に摺動自在に装着された可動ベースで、この可
動ベース（９）と固定ベース（３）間に張設された引張
りバネ（11）により可動ベース（９）を後方へ弾性的に
付勢する。（12）は上記可動ベース（９）の上端部に回
転自在に軸支されたカムフォロアで、上記引張りバネ
（11）の弾性力により板カム（４）のカム面（６）に常
時当接させる。（13）は可動ベース（９）の先端部にベ
アリング（14）を支点として回動自在に装着された可動
ブロックで、その遊端部から突出する支柱と可動ベース
（９）との間に張設された引張りバネ（15）により可動
ブロック（13）を下方へ弾性的に付勢する。（16）は上
記可動ブロック（13）の遊端部に一体的に固設されたセ
パレータで、その下端面に多数の微細な分離溝（17）が
刻設されている。

上記セパレータユニット（２）によるリードフレーム
（１）の切出し動作は次の通りである。

まず、ストッカ上のリードフレーム（１）（１）…の
うち、先頭位置にある一枚目のリードフレーム（１）の
上端にセパレータ（16）の分離溝（17）が嵌合するよう
にセパレータユニット（２）をセッティングする。この
状態からシリンダ（７）を作動させることによりそのシ
リンダロッド（7a）を下方へ突出させ、これに当接する
ブラケット（８）を介して板カム（４）をボールスライ
ド（５）を介して下方へスライドさせる。この板カム
（４）の下方へのスライドによりそのカム面（６）に当
接するカムフォロア（12）が上記カム面（６）に沿って
転動し、可動ベース（９）が引張りバネ（11）の弾性力
に抗してボールスライド（10）を介して図中Ｂ矢印方向
に沿って前方へスライドする。この時、可動ブロック
（13）にあるセパレータ（16）はその分離溝（17）に嵌
合した先頭のリードフレーム（１）により引張りバネ
（15）の弾性力に抗して若干持ち上げられながら斜め下
方へ向けてスライドし、リードフレーム（１）の上端を
引っ掛けた状態でこのセパレータ（16）の動作によりリ
ードフレーム（１）が一枚ずつ切出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述したリードフレーム（１）はプレス加
工やエッチング処理により製作されているが、特にエッ
チング処理によるリードフレーム（１）は非常に薄く、
且つ、その端面の加工状態がエッチング処理により粗く
ばらつき易いものである。そのため、上記リードフレー
ム（１）（１）…を重ね合わせた状態でストッカ上に起
立保持させた場合、セパレータ（16）に当接する位置ま
でのリードフレーム（１）の高さ寸法がばらついて精度
良く揃えることが非常に困難となり、分離ミスが多発し
ていた。

また、セパレータ（16）の分離動作時、リードフレー
ム（１）の上端が所定の曲率半径でもって円弧を描きな
がら湾曲変形するのに対して、セパレータ（16）は引張
りバネ（15）の弾性力に抗して若干持ち上げられるもの
の、斜め下方へ向けて直線的にスライドする。このよう
にリードフレーム（１）の上端の移動軌跡とセパレータ
（16）の移動軌跡とが異なるため、上記リードフレーム
（１）が湾曲変形する際にリードフレーム（１）の一部
にストレスが加わり易く、そのインナーリードがストッ
カ上で次に待機するリードフレーム（１）に引っ掛かる
虞もあった。これは、リードフレーム（１）が短冊状の
帯板部材であり、ストッカ上に載置する場合、上記リー
ドフレーム（１）（１）…を横長配置するのが通常であ
り、その横長配置したリードフレーム（１）（１）…の
上方にセパレータ（16）を配置して、そのセパレータ
（16）によりリードフレーム（１）（１）…をその短手
方向に変形させると、上記問題点が特に顕著であった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもの
で、その目的とするところは、薄板状部材にストレスを
加えることなく上記薄板状部材を一枚ずつ確実に切出し
得る薄板状部材の分離装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明における上記目的を達成するための技術的手段
は、多数の薄板状部材をその厚み方向に重ね合わせた状
態で起立保持し、上記薄板状部材を分離爪によりその一
部を湾曲変形させて切出す薄板状部材の分離装置であっ
て、上記分離爪は、薄板状部材の所定の厚みを持つ端面
に一定の押圧力でもって当接する初期状態から切出し動
作に入り、その切出し動作時に湾曲変形する薄板状部材
の端面の移動軌跡とほぼ近似した移動軌跡を持つもので
ある。

〔作用〕

本発明に係る薄板状部材の分離装置では、分離爪が薄
板状部材の所定の厚みを持つ端面に一定の押圧力でもっ
て当接する初期状態から切出し動作に入るので、上記薄
板状部材の寸法精度がばらついても薄板状部材を一枚ず
つ確実に切出し得る。また、上記分離爪は、切出し動作
時に湾曲変形する薄板状部材の端面の移動軌跡とほぼ近
似した移動軌跡を持つので、上記リードフレームをスト
レスを加えることなく湾曲変形させることができ、スム
ーズな切出し動作が可能となる。

〔実施例〕

本発明を半導体装置の製造で使用されるリードフレー
ムの分離装置に適用した一実施例を第１図乃至第８図を
参照しながら説明する。

第１図乃至第３図に示すリードフレームの分離装置に
おいて、（21）は基台（22）上に支持フレーム（23）
（24）を介して架設された平板状のストッカで、このス
トッカ（21）は支持フレーム（23）（24）の支点（25）
（26）を中心として傾動可能に取付けられており、一方
の支持フレーム（24）に設けられた円弧状長穴（27）を
利用することによりネジ止めで上記ストッカ（21）を水
平或いは傾斜保持する構造を有する。（28a）〜（28d）
（29）（30）は上記ストッカ（21）の周縁に垂設された
支持端板で、ストッカ（21）上で支持端板（28a）〜（2
8d）（29）（30）により囲まれた空間に多数枚のリード
フレーム（31）（31）…が収納される。このリードフレ
ーム（31）（31）…は、その厚み方向に多数枚重ね合わ
せた状態でストッカ（21）上に起立保持される。上記リ
ードフレーム（31）（31）…はプレス加工やエッチング
処理により製作された短冊状の帯板部材であり、図示の
如くストッカ（21）上に横長配置で載置されている。
（32）は上記ストッカ（21）の一端部から張り出した支
持アーム（33）を介して設けられたセパレータユニット
である。

このセパレータユニット（32）において、（34）は上
記支持アーム（33）の先端に取付けられた固定ベース
で、上下方向に沿って穿設された直線状長穴（35）を利
用することによりネジ止めでセパレータユニット（32）
を上下方向で位置調整できる構造を有する。（36）は上
記固定ベース（34）の上端部にボールスライド（37）
（37）を介して水平方向（図中ａ矢印方向）に摺動自在
に装着された平行リンクユニットで、この平行リンクユ
ニット（36）の可動ベース（38）と固定ベース（34）と
の間に張設した引張りバネ（39）により上記可動ベース
（38）をストッカ側へ弾性的に付勢する。（40）は上記
固定ベース（34）に固着された第１のシリンダで、その
シリンダロッド（40a）の先端を、平行リンクユニット
（36）の可動ベース（38）の後端に下方へ向けて突設し
たブラケット（41）に当接可能に配置する。（42）は上
記可動ベース（38）上に設けられた平行リンク機構で、
これは、可動ベース（38）上に支点（43）を中心として
回動自在に軸支された第１のリンクレバー（44）と、可
動ベース（38）上に支点（45）を中心として回動自在に
軸支されて第１のリンクレバー（44）と平行配置された
第２のリンクレバー（46）と、第１、第２のリンクレバ
ー（44）（46）の上方に配置され、第１、第２のリンク
レバー（44）（46）の遊端部とベアリング（47）（48）
を介して連結された第３のリンクレバー（49）とで構成
される。（50）は可動ベース（38）上に取付フレーム
（51）を介して固着された第２のシリンダで、そのシリ
ンダロッド先端に取付けられたブラケット（52）の下面
に回転ローラ（53）を軸支して上記第３のリンクレバー
（49）の側端面に当接可能に配置する。上記第３のリン
クレバー（49）の中央に位置する第１、第２のリンクレ
バー（44）（46）との連結部から後方へ延びる端部と可
動ベース（38）との間に張設された引張りバネ（54）に
より上記第３のリンクレバー（49）を第２のシリンダ
（50）のブラケット（52）の回転ローラ（53）に常時当
接するように付勢する。（55）は上記取付フレーム（5
1）に突出退入自在に螺着されたストッパで、その先端
部を第３のリンクレバー（49）の中央連結部の側端面に
当接可能に配置して、ストッカ（21）上のリードフレー
ム（31）の端面と後述する分離爪（セパレータ）の原点
位置を調整する。（56）は上記第３のリンクレバー（4
9）の連結部から前方へ延びる端部に固着された分離爪
であるセパレータで、後述する形状及び動作でもってス
トッカ（21）上のリードフレーム（31）（31）…を一枚
ずつ切出す。このセパレータ（56）は、第４図及び第５
図に示すようにその先端部の側端面にテーパ面（57）に
連なるフラット面（58）を形成し、このフラット面（5
8）の後端に凹部（59）を設け、この凹部（59）と連な
って上記フラット面（58）と直交する位置関係にあるリ
ードフレーム（31）の押圧面（60）を形成し、更にこの
押圧面（60）から段差を介して後方の位置に分離ミス発
生時に上記リードフレーム（31）を係止保持するための
係止面（61）を形成したもので、上述した各面のエッジ
部でのチッピングを防止するためにジルコニアセラミッ
クや超硬合金などの硬質材料製のものが好適である。
尚、上記セパレータ（56）でのフラット面（58）を押圧
面（60）のエッジ部との間の寸法ｌは、後述するように
切出し動作時、上記押圧面（60）に一枚のリードフレー
ム（31）の端面（31a）のみが接触し、二枚目のリード
フレーム（31）の端面（31a）が接触しないようにリー
ドフレーム（31）の厚みに応じて適宜設定される。

次に上記構成からなるリードフレーム（31）の分離装
置の切出し動作を説明する。

まず、多数枚のリードフレーム（31）（31）…をその
厚み方向に重ね合わせた状態でストッカ（21）上に起立
保持する。このストッカ（21）へのリードフレーム（3
1）（31）…のセッティングでは、上記ストッカ（21）
を水平保持するか或いは傾斜保持する。ストッカ（21）
を水平保持した場合には、一枚目のリードフレーム（3
1）を支持端板（28a）〜（28d）に押し当ててセパレー
タ（56）と位置合わせするために上記支持端板（28a）
〜（28d）とは反対方向からリードフレーム（31）（3
1）…を押圧する手段が必要である。一方、上記ストッ
カ（21）を傾斜保持した場合には、一枚目のリードフレ
ーム（31）側が下側となるように傾斜させれば、リード
フレーム（31）（31）…の自重により一枚目のリードフ
レーム（31）が支持端板（28a）〜（28d）に押し当てら
れるため、上述したような押圧手段は必要としない。
尚、セパレータ（56）によるリードフレーム（31）の切
出しについては、ストッカ（21）を水平保持した方が傾
斜保持するよりも一枚目のリードフレーム（31）を二枚
目のリードフレーム（31）から分離させるのがより一層
確実となり好適である。

以上のようにしてリードフレーム（31）（31）…をス
トッカ（21）上にセッティングした状態で、セパレータ
（56）が一枚目のリードフレーム（31）に対して原点位
置に位置合わせされる。この時、第６図に示すように上
記セパレータ（56）の押圧面（60）がリードフレーム
（31）の所定の厚みを持つ端面（31a）に引張りバネ（3
9）の弾性力による一定の押圧力でもって面接触する。
尚、この時、第１のシリンダ（40）のシリンダロッド
（40a）は退入位置にあり、可動ベース（38）から延び
るブラケット（41）とは当接せずに隙間が形成されてい
る（第３図参照）。

上述したセパレータ（56）を原点位置に配置した初期
状態からリードフレーム（31）の切出し動作に入る。即
ち、第２のシリンダ（50）を作動させることによりその
シリンダロッド先端のブラケット（52）を突出させ、そ
のブラケット（52）の回転ローラ（53）を介して平行リ
ンク機構（42）を駆動する。具体的には、第３のリンク
レバー（49）を引張りバネ（54）の弾性力に抗して回転
ローラ（53）を介して第２のシリンダ（50）のブラケッ
ト（52）で押圧すると、第１、第２のリンクレバー（4
4）（46）が支点（43）（45）を中心として回動し、こ
れに連結された第３のリンクレバー（49）が移動する。
この時、第３のリンクレバー（49）の先端部にあるセパ
レータ（56）は上記平行リンク機構（42）により円弧移
動する。これにより第７図に示すようにセパレータ（5
6）の押圧面（60）で保持されたリードフレーム（31）
はストッカ（21）の支持端板（28a）のエッジ部分を曲
率中心Ｏ（第１図参照）として湾曲変形し、その端面
（31a）がセパレータ（56）の凹部（59）に嵌まり込ん
で係止され、２枚目以降のリードフレーム（31）（31）
…から切出される。このセパレータ（56）の円弧移動で
は、その移動軌跡が湾曲変形するリードフレーム（31）
の端面（31a）の移動軌跡とほぼ近似し、これはリード
フレーム（31）の湾曲変形での曲率中心Ｏから端面（31
a）までの寸法、即ち曲率半径と同じ曲率半径でもって
セパレータ（56）が円弧移動するように平行リンク機構
（42）を設計すればよい。

上述した切出し動作開始後、セパレータ（56）ではそ
の押圧面（60）でもってリードフレーム（31）の所定の
厚みを持つ端面（31a）を押圧した状態から切出し動作
に入るので、上記リードフレーム（31）ががエッチング
処理品のように薄くて長さや高さ寸法に多少のばらつき
があってもその寸法精度に左右されることなくセパレー
タ（56）によるリードフレーム（31）の保持が安定して
おり、一枚目のリードフレーム（31）の切出しが確実と
なる。また、上記セパレータ（56）の移動軌跡を湾曲変
形するリードフレーム（31）の端面（31a）の移動軌跡
とほぼ近似させたので、上記リードフレーム（31）をス
トレスを加えることなく湾曲変形させることができてス
ムーズな切出し動作となる。特に、横長配置したリード
フレーム（31）（31）…の側方にセパレータ（56）を配
置してそのセパレータ（56）によりリードフレーム（3
1）（31）…をその長手方向に湾曲変形されているので
より一層顕著である。ここで、上記リードフレーム（3
1）の湾曲変形での曲率半径を大きくすれば、上述した
ようなストレスが加わる可能性はより一層可及的に小さ
くなるが、あまり大きくし過ぎるとセッティング時に密
着状態にあるリードフレーム（31）（31）…同士が切出
し時での湾曲変形の程度が小さ過ぎて、２枚目のリード
フレーム（31）との分離が確実に行えない虞がある。こ
ので、リードフレーム（31）の湾曲変形の程度を適当に
大きくして２枚目のリードフレーム（31）との分離を確
実にするため、上記湾曲変形での曲率半径をある程度小
さく設定する必要がある。

尚、上述した切出し動作中、湾曲変形したリードフレ
ーム（31）の端面（31a）がセパレータ（56）の押圧面
（60）の凹部（59）に嵌まり込んだ第７図の状態から、
何等らかの理由によりリードフレーム（31）の端面（31
a）がはずれても、図中破線で示すようにセパレータ（5
6）の係止面（61）によりリードフレーム（31）の端面
（31a）を係止保持することができ、押圧面（60）によ
り分離ミスが発生しても、切出し動作を最初から再度行
う必要がなく、上記係止面（61）による分離が可能とな
ってインデックスの向上が図れる。

上記切出し動作の完了後、図示しないが２枚目以降の
リードフレーム（31）（31）…を適宜の手段で起立保持
した状態で、切出された一枚目のリードフレーム（31）
をチャック機構などによりストッカ（21）上から離脱さ
せて搬送レールなどに移送しダイボンダなどの次工程へ
と供給する。このリードフレーム（31）の切出し後のハ
ンドリング手段については種々のものがある。

最後に、上記セパレータ（56）を切出し完了位置から
原点位置へ復帰させるに際しては、第２のシリンダ（5
0）を逆作動させて平行リンク機構（42）を初期状態に
設定すると共に、第１のシリンダ（40）を作動させるこ
とによりそのシリンダロッド（40a）を突出させ、可動
ベース（38）のブラケット（41）に当接させて押圧し、
上記可動ベース（38）をボールスライド（37）（37）を
介して引張りバネ（39）の弾性力に抗して後退動させ
る。この時、セパレータ（56）は、第８図に示すように
フラット面（58）が次のリードフレーム（31）に接触し
た状態にあり、この状態から上記第１のシリンダ（40）
を逆作動させることにより上記セパレータ（56）を前進
動させて初期状態（第６図参照）に復帰させる。

以上、上述した動作を繰返すことによりストッカ（2
1）上のリードフレーム（31）（31）…をセパレータ（5
6）により順次一枚ずつ切出して次工程へ供給する。

尚、上記実施例では、半導体装置の製造で使用される
リードフレームの分離装置について説明したが、本発明
はこれに限定されることなく、上記リードフレーム以外
の他の薄板状部材について適用可能であるのは勿論であ
る。

〔発明の効果〕

本発明に係る薄板状部材の分離装置によれば、分離爪
が薄板状部材の所定の厚みを持つ端面に一定の押圧力で
もって当接する初期状態から切出し動作に入るので、上
記薄板状部材の寸法精度がばらついても薄板状部材を一
枚ずる確実に切出し得る。また、上記分離爪が、切出し
動作時に湾曲変形する薄板状部材の端面の移動軌跡とほ
ぼ近似した移動軌跡を持つので、上記リードフレームを
ストレスを加えることなく湾曲変形させることができ、
スムーズな切出し動作が可能となる。従って、インデッ
クスの向上が図れて、分離ミスの少ない高信頼性の分離
装置を提供でき、その実用的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明に係る薄板状部材の分離装置
の一実施例を説明するためのもので、第１図はリードフ
レームの分離装置を示す平面図、第２図は第１図の側面
図、第３図は第１図の正面図、第４図は第１図のセパレ
ータを示す拡大平面図、第５図は第４図のセパレータの
底面図、第６図乃至第８図はセパレータによるリードフ
レームの切出し動作状態を示す各平面図である。 第９図は従来のリードフレームの分離装置のセパレータ
ユニットを示す正面図、第10図は第９図の側面図であ
る。 （31）……薄板状部材（リードフレーム）、（31a）…
…端面、（56）……分離爪（セパレータ）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の薄板状部材をその厚み方向に重ね合
   わせた状態で起立保持させると共に分離爪により薄板状
   部材の一部を湾曲変形させて切出し、動作時の分離爪に
   湾曲変形した薄板状部材の端面の移動軌跡とほぼ近似し
   た移動軌跡を持たせた薄板状部材の分離装置であって、 前記分離爪は、先端側のテーパ面に連なるフラット面
   と、このフラット面の後端凹部と連なる直交した押圧面
   と、この押圧面の後方で段差を介する係止面とを形成し
   てなり、前記押圧面を前記薄板状部材の厚み面に接触可
   能な寸法として一定の押圧力で当接させるようにしたこ
   とを特徴とする薄板状部材の分離装置。