JP3386570B2 - 半導体製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関
し、特に樹脂モールドパッケージされた半導体素子の樹
脂バリを除去する半導体製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体製造装置の構造を図１２
（ｂ）、図１３に従って説明する。なお、図１２（ｂ）
は要部拡大断面図であり、図１３はパンチ部の樹脂バリ
打ち抜き面の形状を示す図である。図１４は樹脂バリが
形成された半導体素子の斜視図であり、前記図１２
（ｂ）は該半導体素子を半導体製造装置に配置した際の
図１４のＡ−Ａ′断面図から見た図である。

【０００３】従来の半導体製造装置は、例えば図１４に
示すような、樹脂モールドパッケージされてなる半導体
素子１に形成された樹脂バリ２を除去するための半導体
製造装置であって、該半導体製造装置は、前記半導体素
子１の外部接続用端子３を挟持し、且つ前記半導体素子
１が配置された状態で樹脂バリ発生位置に対応する位置
に貫通孔４を備えた上金型５および下金型６と、前記上
金型側から下金型側へ前記貫通孔４を通って前記半導体
素１子の樹脂バリ２を打ち抜くパンチ部７と、前記下金
型６の貫通孔４下方に配置され、該貫通孔４を介して前
記樹脂バリ２を集塵する集塵装置８とを有してなる構造
である。

【０００４】上記半導体素子１としては、例えば図１５
（ａ）、（ｂ）の如く、半導体チップ９，１０をリード
フレーム１１，１２に搭載し、これらを外部接続用端子
３を除いてトランスファー成形等にて樹脂モールドされ
てなるものが用いられる。前記トランスファー成形は、
上下モールド金型１３，１４で前記リードフレーム９，
１０を挟み樹脂モールドするため、タイバー部１５より
パッケージ側において全て樹脂が充填されることにな
り、図１４のように樹脂バリ２が発生する。

【０００５】該樹脂バリ２の大きさは、種々の樹脂モー
ルドパッケージされた半導体素子によって異なるが、例
えば従来例で示す樹脂バリ２は０．５〜１ｍｍであっ
て、その厚みが０．２５ｍｍである。

【０００６】上記タイバー部１５とパッケージ部との間
に形成された樹脂バリ２を残しておくと、後工程である
タイバーカット工程やリードフォーミング工程におい
て、半導体素子１のパッケージクラックや外部接続用端
子３が変形する等が発生し、完成品の外観、信頼性を著
しく低下させる要因となる。

【０００７】このため、上記樹脂バリ２を樹脂モールド
後、後工程に入る前に除去しておく必要がある。

【０００８】従来では、樹脂バリ２を除去する方法が種
々考えられており、例えばクルミ粉等を用いてブラスタ
による方法があるが、この方法は半導体素子１の表面お
よび外部接続用端子３の表面に傷がつき易く、外装メッ
キのばらつき等の外観不良やブラスト時の振動等による
半導体チップ９、１０へのダメージによる特性不良等が
発生することから、現在では上述した金型による樹脂バ
リ除去方法が主流となっている。

【０００９】以下、上記半導体製造装置による樹脂バリ
除去方法を図１２に従って説明する。

【００１０】まず、図１２（ａ）の如く、搬送装置（図
示せず）より搬送されてきた樹脂モールド済みの半導体
素子１を上金型５と下金型６で挟み込み固定する。次
に、図１２（ｂ）の如く、固定された半導体素子１の樹
脂バリ２部分にパンチ部７が降りてくる。なお、この
時、すでに集塵装置８は集塵を始めている。次に、図１
２（ｃ）〜（ｅ）の如く、パンチ部７は下降を続け樹脂
バリ２を打ち抜き下死点まで下降する。その後、図１２
（ｆ）の如く、下死点まで降りたパンチ部７は上昇を始
め、上死点まで上昇する。ついで、図１２（ｇ）、
（ｈ）の如く、上金型５が上昇し、集塵装置８を停止さ
せて次のモールド済み半導体素子１′を搬送する。以上
にて、１つのサイクルが終了する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体製造装置では、樹脂バリ２をパンチ部７にて打ち
抜いてパンチ部７が下死点まで移動しているにもかかわ
らず、打ち抜いた樹脂バリ２がパンチ部７の表面に張り
付き集塵装置８に集塵されずパンチ部７の上昇とともに
上に引き上げられ、金型内に戻ってしまうことがある。
例えば、図１６（ａ）は、パンチ部７に張り付き上金型
５まで上昇していった場合の図であり、図１６（ｂ）
は、同じく上金型５まで上昇していき、上金型５上昇時
に樹脂バリ２がリードフレーム表面に落下した場合の図
であり、図１６（ｃ）は、再度、樹脂ばり２発生位置に
付着した場合の図である。

【００１２】このように、金型内に戻った樹脂バリ２
は、図１７の如くリードフレーム（外部接続用端子３）
の表面や、パッケージ部の表面等に付着し、次のサイク
ルで上金型５と下金型６とで押し潰されてリードフレー
ムの表面や、パッケージ部の表面に薄く付着する。

【００１３】こうして付着した樹脂バリ２は後工程にお
いて、例えば電気特性検査時に接触不良を起こしたり、
外観不良を起こすといった歩留まり低下を招くだけでな
く、万一、製品として出荷された場合にははんだ付け不
良を引き起こすことになる。

【００１４】従来では、このような問題点を解決する方
法として、上金型５と下金型６とが開いた時、金型内部
へエアーブロウをする方法が用いられているが、大半の
樹脂バリ２は金型内を移動するだけで、大きい効果は期
待できなかった。また、集塵装置８の集塵力をアップさ
せる方法も考えられたが、集塵力をアップさせると上記
リードフレームの一部が強く引っ張られ、リードフレー
ムの変形が生じ、搬送エラーが多発したり、完成品での
リード変形が起きる等の問題があった。

【００１５】本発明は、上記課題を解決することを目的
とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
半導体製造装置は、樹脂モールドパッケージされてなる
半導体素子の樹脂バリを除去する半導体製造装置におい
て、上記半導体素子の外部接続用端子を挟持するもので
あって前記半導体素子が配置された状態で樹脂バリ発生
位置に対応する位置に貫通孔を備えた上金型および下金
型と、前記上金型側から下金型側へ前記貫通孔を通って
前記半導体素子の樹脂バリを打ち抜くパンチ部とを有
し、前記パンチ部は、該パンチ部の動作方向に分割され
た複数の部品からなり、該各部品のストローク長を変化
させてなることを特徴とするものである。

【００１７】また、請求項２記載の半導体製造装置は、
請求項１記載の半導体製造装置において、上記上金型の
貫通孔に気体注入装置を接続するとともに、上記パンチ
部に前記気体注入装置からの気体を樹脂バリ打ち抜き面
に導く噴出路を設けてなることを特徴とするものであ
る。

【００１８】

【００１９】加えて、請求項３記載の半導体製造装置
は、請求項２記載の半導体製造装置において、上記噴出
路は、上記パンチ部の略中心に設けられた噴出用貫通孔
または端部に設けられた噴出用溝からなることを特徴と
するものである。

【００２０】

【作用】上記構成によれば、本発明の請求項１記載の半
導体製造装置は、上記パンチ部が、該パンチ部の動作方
向に分割された複数の部品からなり、該各部品のストロ
ーク長を変化させてなる構成なので、前記パンチ部の樹
脂バリ打ち抜き面表面に張り付いた樹脂バリは、パンチ
部を形成する部品のストロークの違いにより、パンチ部
の樹脂バリ打ち抜き面表面より離れ、下方に落下する。

【００２１】また、請求項２記載の半導体製造装置は、
上金型の貫通孔に気体注入装置を接続するとともに、パ
ンチ部に前記気体注入装置からの気体を樹脂バリ打ち抜
き面に導く噴出路を設けてなる構成なので、気体注入装
置から噴出路を通って気体が樹脂バリ打ち抜き面から噴
出され、樹脂バリ打ち抜き面に張り付いた樹脂バリを吹
き飛ばすことができる。

【００２２】さらに、請求項３記載の半導体製造装置
は、上記噴出路を上記パンチ部の略中心に設けられた噴
出用貫通孔または端部に設けられた噴出用溝とすること
により、該噴出用貫通孔または噴出用溝より噴出する気
体によって、確実に樹脂バリを吹き飛ばすことが可能と
なる。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明の第一実施例を示す要部拡大
断面図である。図２は、本実施例のパンチ部の樹脂バリ
打ち抜き面の形状を説明するための図である。図３は、
本実施例の全体的な構成を示す図である。図４は、本実
施例よりなる半導体製造装置の動作を説明するための図
である。

【００２４】図示の如く、本実施例の半導体製造装置
は、図１４に示す半導体素子１と同様の構造のものにつ
いて樹脂バリ除去を行う装置であって、樹脂モールドパ
ッケージされ、樹脂バリ２１を有する半導体素子２２の
外部接続用端子２３を挟持し、前記半導体素子２２を挟
持した際に前記樹脂バリ２１の上方および下方に位置す
る部分に貫通孔２４を有する上金型２５および下金型２
６と、前記上金型２５の貫通孔２４から下金型２６の貫
通孔２４へ動作して上記樹脂バリ２１を打ち抜くパンチ
部２７と、該パンチ部２７にて打ち抜いた樹脂バリ２１
を下金型２６の貫通孔２４を介して集塵する集塵装置２
８とを有し、前記パンチ部２７は、該パンチ部２７の動
作方向に分割された複数の部品からなり、該各部品のス
トローク長を変化させてなる構成である。

【００２５】上記パンチ部２７は、例えば図２の如く、
２分割〜４分割に形成された部品より構成され、各々の
部品は樹脂バリ２１の打ち抜き面が樹脂バリ打ち抜き時
に略平面となるようになされており、各部品のストロー
ク長の差は０．３〜０．５ｍｍ以上許容可能な範囲で、
２種以上の異なるストローク長より構成されている。

【００２６】上記分割数は、多いほう程樹脂バリ２１の
除去には適しているが、あまり多すぎると各部品の信頼
性が低下する（強度に影響する）ため、打ち抜き面の大
きなもので４分割以内、打ち抜き面の大きさが小さいも
ので３ないしは２分割程度とすることが望ましい。

【００２７】また、上記ストローク長の差を０．３〜
０．５ｍｍ以上としたのは、従来例で示した樹脂バリの
厚み０．２５ｍｍに対応して前記の値とすることが望ま
しいからである。本実施例では、該ストローク長を１〜
１．５ｍｍとしている。

【００２８】さらに、パンチ部２７が他分割に形成され
た部品は、それぞれストローク長を異ならせることによ
って、より確実に樹脂バリ２１を除去することが可能で
あるが、各部品を製造する上では、少ない種類すなわち
２種類とすることが望ましい。

【００２９】以下、図４に従って本実施例よりなる半導
体製造装置の１サイクルの動作を説明する。なお、図４
は２分割のパンチ部２７を用いた場合を示す。

【００３０】まず、図４（ａ）の如く、トランスファモ
ールド等により形成された樹脂モールド済み半導体素子
２２が、搬送装置（図示せず）にて下金型２６上に搬送
され、その後上金型２５と下金型２６とによって挟み込
まれ固定される。固定後、図４（ｂ）の如く、パンチ部
２７ａ，２７ｂが下降を始める。この時、集塵装置２８
の集塵動作を開始する。この後、図４（ｃ）〜（ｅ）の
如く、パンチ部２７ａ，２７ｂがさらに下降して樹脂バ
リ２１を打ち抜き、ストロークの短いパンチ部２７ａの
下死点まで下降する。この後、図４（ｆ）の如く、他方
のパンチ部２７ｂが該パンチ部２７ｂの下死点までさら
に下降する。その後、図４（ｇ）の如く、パンチ部２７
ａ，２７ｂは前記と逆の動作で上昇を始め上死点まで上
昇する。ついで、図４（ｈ）の如く、上金型２５を上昇
させるとともに集塵装置２８を停止させて、半導体素子
２２を搬送し、図４（ｉ）の如く、次の樹脂モールド済
み半導体素子２２′が搬送されてきて、一つのサイクル
が終了する。

【００３１】上記図４（ｃ）〜（ｆ）に示すように、パ
ンチ部２７ａ，２７ｂを動作させることによって、図４
（ｄ）時に、樹脂バリ２１がパンチ部２７ａ，２７ｂの
樹脂バリ打ち抜き面に張り付いていたとしても、さらに
他方のパンチ部２７ｂを下降させることにより、確実に
パンチ部２７ａ，２７ｂに張り付いた樹脂バリ２１は集
塵装置２８に集塵させることが可能となる。

【００３２】このパンチ部の動作のタイミングは、樹脂
バリ２１を打ち抜いた直後であっても、また一方のパン
チ部が下死点まで下降した後であっても効果に変わりは
ない。

【００３３】また、パンチ部の可変ストロークについて
は、２ないし１回が適当であるが、特にパンチ部に張り
付き易い樹脂バリについては多数回行っても良いが、生
産タクトがおちるので極力少ない回数で行う方が良い。

【００３４】図５は後述する本発明の第二実施例に係わ
る参考例を示す斜視図であり、その要部を図６（ｂ）に
従って説明する。なお、図６（ｂ）は、要部拡大斜視図
である。図７、図８は、本参考例のパンチ部の樹脂バリ
打ち抜き面の形状を説明するための図である。本参考例
について、上記第一実施例と相違する点のみ説明する。

【００３５】本参考例の半導体製造装置は、図６（ｂ）
の如く、上金型２５の貫通孔２４に気体注入装置２９を
接続するとともに、パンチ部２７に、前記気体注入装置
２９からの気体を樹脂バリ打ち抜き面まで導く噴出路を
設けてなる構成である。

【００３６】該噴出路としては、例えば図６（ｂ）およ
び図７に示すような、パンチ部２７の樹脂バリ打ち抜き
面からその他端部まで形成された噴出用貫通孔３０、ま
たは、図８に示すような、パンチ部２７の樹脂バリ打ち
抜き面からその他端部まで形成された噴出用溝３１とす
る。該噴出用貫通孔３０および噴出用溝３１は例えば放
電加工技術などにより形成する。

【００３７】上記噴出用貫通孔３０または噴出用貫通溝
３１と樹脂バリ打ち抜き面との面積比は１／２以下であ
ることがパンチ部２７の強度上望ましく、本実施例では
０．２〜０．５ｍｍ程度としている。

【００３８】ここで、パンチ部２７の形状が、先端部が
小さく、その他端が大きいときにおいて、噴出用貫通孔
３０を設ける場合、先端部は比較的面積が小さいので孔
径を小さくし、他端の面積の大きい部分では孔径を大き
くした方が製作が容易である。

【００３９】上記樹脂バリ打ち抜き面からの噴出圧力
は、４９〜９８０ｋパスカル（０．５〜１０ｋｇ／ｃｍ
² ）程度とし、また時間は、０．３〜０．５秒程度とす
る。前記噴出圧力は、樹脂バリ２１が樹脂バリ打ち抜き
面より吹き飛ばす程度の圧力であれば良く、通常９８Ｋ
パスカルとしている。

【００４０】以下、図６に従って本参考例よりなる半導
体製造装置の１サイクルの動作を説明する。なお、図６
は噴出用貫通孔３０が形成されたパンチ部２７を用いた
場合を示す。

【００４１】ここで、上記実施例の動作と異なる点は、
図６（ｃ）、（ｄ）において、パンチ部２７が下降して
樹脂バリ２１を打ち抜いた後、パンチ部２７の噴出用貫
通孔３０より空気または、不活性ガスを噴出させ、打ち
抜いた樹脂バリ２１を下金型２６の集塵装置２８へつな
がる貫通孔２４へ吹き落とす点のみである。

【００４２】この力によって樹脂バリ２１は確実に集塵
装置２８に集塵される。

【００４３】気体注入装置２９からの気体噴出タイミン
グは樹脂バリ２１を打ち抜く前であっても、打ち抜いた
直後であっても、またパンチ部２７が下死点まで下がっ
た後でも効果に変わりはない。

【００４４】また、半導体素子２２の外部接続用端子２
３の酸化防止等のためには、窒素等の不活性ガスを用い
ることが望ましい。

【００４５】さらに、パンチ部２７の噴出用貫通孔３０
または噴出用溝３１の形状は、図７または図８に示すよ
うに、矩形、円、三角形、多角形等の様々な形状であっ
て良い。また、それぞれの位置、大きさおよび数につい
ても、樹脂バリの大きさ等を考慮して加工可能な範囲で
調整することとする。しかしながら、パンチ部２７の強
度を確保する上では極力小さくて少ない方が望ましい。

【００４６】図９、図１０は本発明の第二実施例を示す
図であって、図９は半導体製造装置の要部拡大断面図で
あり、図１０は該装置のパンチ部の樹脂バリ打ち抜き面
の形状を説明するための図である。

【００４７】本実施例の半導体製造装置は、上記第一実
施例に上記参考例を組み合わせたものであって、パンチ
部２７の構造を例えば図１０（ａ）の如く形成してなる
ものである。該構造は、第一実施例の図２（ａ）に示す
ストロークの異なる２つの部品おいて、さらに参考例の
図７（ａ）に示す噴出用貫通孔３０を形成してなる構造
である。

【００４８】図１０（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は、図２
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に対して、それぞれ図７（ａ）
に示す噴出用貫通孔３０を形成した構造のものである。
この他、図２（ａ）〜（ｄ）に対して、図７（ｂ）〜
（ｅ）噴出用貫通孔３０または図８（ａ）〜（ｂ）の噴
出用溝３１を形成した構造としても良い。また、噴出用
貫通孔３０と噴出用貫通溝３１と分割する構造とを組み
合わせたものであっても良い。

【００４９】以下、図１１に従って本実施例よりなる半
導体製造装置の１サイクルの動作を説明する。なお、図
１１は図１０（ａ）に示すパンチ部２７を用いた場合を
示す。

【００５０】ここで、上記第一実施例の動作と異なる点
は、図１０（ｆ）において、パンチ部２７ｂがさらに下
降した後、噴出用貫通孔３０より空気または、不活性ガ
スを噴射させ、打ち抜いた樹脂バリ２１を下金型２６の
集塵装置２８へつながる貫通孔２４へ吹き落とす点のみ
である。

【００５１】該動作によって、例えばパンチ部２７ａ，
２７ｂのストロークの差によって樹脂バリを除去するこ
とができなくとも、空気または不活性ガスの力によって
樹脂バリ２１は確実に集塵装置２８に集塵することがで
きる。

【００５２】気体噴出装置の気体噴出タイミングは、上
記同様、樹脂バリ２１を打ち抜く前であっても、打ち抜
いた直後であっても、またパンチ部２７ｂが下死点まで
下がった後でも効果に変わりはない。

【００５３】

【発明の効果】以上のように、本発明の半導体製造装置
によれば、パンチ部をストロークの異なる複数の部品、
およびまたはパンチ部に噴出路を形成してなる構成なの
で、樹脂バリを前記パンチ部の樹脂バリ打ち抜き面より
確実に除去することが可能となり、従来のように、樹脂
バリが外部接続用端子またはパッケージ表面に付着する
といったことがなくなり、製品の歩留まりが向上され、
品質の良い半導体素子を供給できる。また、パンチ部を
分割し、且つ噴出路を設けることによって、より確実に
樹脂バリが除去される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す要部拡大断面図であ
る。

【図２】図１に示すパンチ部の樹脂バリ打ち抜き面の構
造例を説明するための図である。

【図３】第一実施例の全体的な構造を示す斜視図であ
る。

【図４】第一実施例の動作を説明するための図である。

【図５】本発明の第二実施例に係わる参考例の全体的な
構造を示す斜視図である。

【図６】参考例の動作を説明するための図である。

【図７】パンチ部に噴出用貫通孔が形成された場合の樹
脂バリ打ち抜き面の構造例を説明するための図である。

【図８】パンチ部に噴出用溝が形成された場合の樹脂バ
リ打ち抜き面の構造例を説明するための図である。

【図９】本発明の第二実施例を示す要部拡大断面図であ
る。

【図１０】図９に示すパンチ部の樹脂バリ打ち抜き面の
構造例を説明するための図である。

【図１１】第二実施例の動作を説明するための図であ
る。

【図１２】従来例を示す要部拡大断面図である。

【図１３】図１２に示すパンチ部の樹脂バリ打ち抜き面
の形状を示す図である。

【図１４】樹脂バリが形成された半導体素子の斜視図で
ある。

【図１５】図１４に示す半導体素子のモールド工程を説
明するための図である。

【図１６】従来例における問題点を説明するための要部
拡大断面図である。

【図１７】外部接続用端子に薄バリが形成された半導体
素子の斜視図である。

【符号の説明】

２１ 樹脂バリ ２２ 半導体素子 ２３ 外部接続用端子 ２４ 貫通孔 ２５ 上金型 ２６ 下金型 ２７、２７ａ、２７ｂ パンチ部 ２８ 集塵装置 ２９ 気体注入装置 ３０ 噴出用貫通孔 ３１ 噴出用溝

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂モールドパッケージされてなる半導
   体素子の樹脂バリを除去する半導体製造装置において、
   上記半導体素子の外部接続用端子を挟持するものであっ
   て前記半導体素子が配置された状態で樹脂バリ発生位置
   に対応する位置に貫通孔を備えた上金型および下金型
   と、前記上金型側から下金型側へ前記貫通孔を通って前
   記半導体素子の樹脂バリを打ち抜くパンチ部とを有し、
   前記パンチ部は、該パンチ部の動作方向に分割された複
   数の部品からなり、該各部品のストローク長を変化させ
   てなることを特徴とする半導体製造装置。
2. 【請求項２】 上記上金型の貫通孔に気体注入装置を接
   続するとともに、上記パンチ部に前記気体注入装置から
   の気体を樹脂バリ打ち抜き面に導く噴出路を設けてなる
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
3. 【請求項３】 上記噴出路は、上記パンチ部の略中心に
   設けられた噴出用貫通孔または端部に設けられた噴出用
   溝からなることを特徴とする請求項２記載の半導体製造
   装置。