JP3430124B2 - 半導体製造装置のゲート部位処理装置及び処理方法 - Google Patents
半導体製造装置のゲート部位処理装置及び処理方法Info
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Description
ゲート部位処理装置及び処理方法に関し、特に、リード
フレームに接続している半導体パッケージからゲート対
応部分と半導体パッケージに付随しているリード部位に
付着している樹脂ばりを切除する半導体製造装置のゲー
ト部位処理装置及び処理方法に関する。
るリードフレームに多数の半導体部品を射出成形により
樹脂封止して半導体パッケージとして組立て、成形によ
り生じるゲート部分と、ランナー部分、リード部位に付
着する樹脂バリとを切断・除去する工程を含んでいる。
図6は、リードフレーム101の概略の形状とリードフ
レーム面に組み付けられている多数の半導体パッケージ
102の配置を示している。図7(a),(b)は、主
として上側半分に関して、1つの半導体パッケージ10
2に付着するゲート部分と、ランナー部分、リード部位
に付着している樹脂バリを示している。半導体パッケー
ジ102は、リードフレーム101に形成される穴10
3の周囲を短絡するリードフレームの一部分として、内
側から外側に延びるリード部位104を備えている。半
導体パッケージ102を形成する際に、トランスファー
モールド(射出成形機)の型部材のゲート、ランナーに
形成されるゲート対応部分105と、ゲートに接続する
ランナーに形成されるランナー対応部分106が成形後
に残存する。ゲート対応部分105は、半導体パッケー
ジ102の厚さ方向に中央に位置する中央部位の片側に
付着している。樹脂バリ109は、リード部位104の
周囲面にリード部位104の厚さに等しい厚さで成形後
に残存している。
対応部分106を切断・除去する切断金型107を示し
ている。図9に示されるように、リードフレーム101
と同体に一連に流れる半導体パッケージの1つは、特定
位置で切断金型107のパンチ108とダイ110とに
より切断される。その切断は、パンチ108がゲート対
応部分105とランナー対応部分106を同体的に一方
向に押し付けることにより実行されている。樹脂バリ1
09の除去は、次の工程で、研磨材と水とを混合した液
体を高圧にして半導体パッケージの全体に吹き付けて抜
き落とすことにより実行されている。
進められ、樹脂としては高充填性樹脂が用いられる。高
充填性樹脂を用いるだけでは、封入不良(未充填、ボイ
ドの発生)を防止することが困難であり、ゲートの厚さ
としてはある程度以上の厚さが与えられる必要がある。
パッケージが薄型化・小型化されてパッケージ厚さに対
してゲート厚の割合が大きくなれば、公知の切断方法の
押し切りは、図10に示されるように、パッケージのリ
ード部位104の側面位置で欠け111が生じる恐れが
あり、歩留まりの低下を招く危惧がある。一方で、樹脂
バリ109の公知の除去方法は、薄型化・小型化が進む
につれて間隔が狭くなるリードの間に研磨材が詰まって
しまう問題点を有し、リード部位の一部分を金型で切断
してパッケージを個片化する次の工程で、切断用金型が
樹脂バリを巻き込み金型に損傷を与える問題点を抱えて
いる。
が、特開平7−201898号で知られている。この技
術は、ゲート対応部分にレーザーを照射して、そのゲー
ト対応部分をパッケージ本体部分から分離切断し、又
は、そのゲート対応部分にノッチを形成して金型による
押し切りを適正にしている。このようなレーザー技術を
用いることは、既述の問題点を解決する方向を示唆して
いるが、波長、強度が多様であるレーザーの種類によっ
ては、その切断とノッチの生成は不適正になったり、レ
ーザーの照射の仕方如何ではその切断とノッチの生成が
不適正になったりする。レーザーの具体的な使用形態が
確立されることが望まれる。
ト切断の適正化のためにレーザーの具体的適用技術を確
立することができる半導体製造装置のゲート部位処理装
置及び処理方法を提供することにある。
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。
処理装置は、リードフレーム(2)を移送する搬送ライ
ンに沿って配置されるレーザービーム走査ユニット
(1)と、切断機(14)とを含み、レーザービーム走
査ユニット(1)は、レーザービーム(11)を2次元
的に走査するオプティカルスキャナユニット(5)と、
レーザービーム(11)を集光するレンズユニット
(4)とを備え、切断機(14)は、レーザービーム
(11)により半導体パッケージ本体(22)から切断
され又はほとんど切断されたゲート対応部分(23)を
機械的に押し切るパンチ(16)を備えている。
ケージ本体(22)とゲート対応部分(23)が一定方
向に連続的に切断され、ゲート対応部分(23)は半導
体パッケージ本体(22)から完全に、又は、ほとんど
完全に、切断され、後の工程の押し切りの際に、その押
し切り・抜き落としの作用力が半導体パッケージ本体に
ほとんど又は完全に作用せず、半導体パッケージ本体の
局所的欠け、損傷が生じない。
Gレーザービームであることが望ましい。オプティカル
スキャナユニット(5)は、レーザービーム(11)の
集光点をX軸方向に走査する第1走査ユニット(9)
と、レーザービーム(11)の集光点をX軸方向に概ね
直交するY軸方向に走査する第2走査ユニット(7)と
を備え、Y軸方向に走査されるレーザービーム(11)
は、ゲート対応部分(23)を切断し、X軸方向に走査
されるレーザービーム(11)は、半導体パッケージ本
体(22)から露出するリード部位(43,44)に付
着する樹脂ばり(31)を除去する。ゲート対応部分
(23)と樹脂ばり(31)とがほとんど同時的に処理
される。
1)の走査線(41)は、X軸方向に向く2本の走査線
と、2本の走査線を接続しY軸方向に向く微小走査線か
ら形成されている。このような2本の走査線での走査に
より、必要な幅を持つ領域の中の樹脂ばり(31)をほ
とんど同時的に切除処理する。YAGレーザーは、パワ
ーが大きく収束性がよいので、このような処理の工程は
ほとんど一瞬に高精度に終了する。
ジ本体(22)の境界線であり切断による切断線と、そ
の切断線と反対の側にある半導体パッケージ(22)の
端面との間の距離(W)を撮影する画像に基づいて計算
し、その距離(W)が設定範囲の中にあるかどうかを判
定する画像検査装置(19)が更に設けられている。高
速処理工程と高速検査工程は、ほとんど同時的に実行さ
れ得る。画像検査装置は、撮像面に画素番地を有するC
CDカメラを備えていることが好ましい。CCDカメラ
は、1次元的撮像面を持てばよい。
処理方法は、レーザービーム(11)の照射点をX軸方
向に走査すること、レーザービーム(11)の照射点を
Y軸方向に走査すること、リードフレーム(2)に接続
している半導体パッケージ本体(22)のゲート対応部
分(23)をY軸方向に走査されるレーザービーム(1
1)により切断すること、リードフレーム(2)に接続
しているリード部位(43,44)に付着している樹脂
バリ(31)をX軸方向に走査されるレーザービーム
(11)により除去すること、切断することにより切断
されリードフレーム(2)に接続しているゲート対応部
(23)を金型(14)により押し切ることとを含んで
いる。
切断の後の機械的切断は、その押し切りの作用力が半導
体パッケージ本体に伝達しない。
半導体製造装置のゲート部位処理装置の実施の形態は、
レーザービーム走査ユニットとともに切断金型が設けら
れている。そのレーザー走査ユニット1は、図1に示さ
れるように、リードフレーム2の連続流れ方向を形成す
る搬送路の上方側に設置されている。レーザー走査ユニ
ット1は、図2に示されるように、レーザー発振器3
と、レーザー集光用レンズユニット4と、オプティカル
スキャナユニット5とを備えている。実験結果は、レー
ザーとしてはYAGレーザーが最も好ましいことを教え
ている。
されない複数のレンズの組からなる組レンズであり、焦
点調整機能を有している。オプティカルスキャナユニッ
ト5は、第1サーボモータ6により第1回転角度が制御
される第1回転ミラー7と、第2サーボモータ8により
第2回転角度が制御される第2回転ミラー9とから構成
されている。第1回転ミラー7の反射面は第1サーボモ
ータ6の回転軸の第1回転軸心線を含む面に平行であ
り、第2サーボモータ8の反射面は第2回転ミラー9の
回転軸の第2回転軸心線を含む面に平行である。
線に直交している。第1回転ミラー7は、レーザービー
ムを第1平面内で走査し、第1平面内で走査されたレー
ザービームを第1平面に直交する第2平面内で走査す
る。レーザービーム11は、照射対象有効領域面12に
対して2次元的に位置制御されて照射対象有効領域面1
2上で集光する。その集光点は、XY平面で任意の2次
元連続曲線を描くことができる。最終的な集光平面の位
置を調整するために、コリメータ13が付加されること
は好ましい。このようなオプティカルスキャナユニット
は、高精度のものが市販されていて公知である。YAG
レーザー発振器3も、色々な出力パワーのものが市販さ
れていて公知である。
位置より後流側に、図1に示されるように、押し切りパ
ンチング用の金型切断機14が設置されている。このよ
うな金型切断機は、従来技術のそれがそのままに適用さ
れ得る。金型切断機14は、図3に示されるように、ダ
イ15とパンチ16を備えている。
装置17が配置されている。画像検査装置17は、画像
のパタン認識を実行して、特に、長さの適正・不適正を
判断することができる。画像検査装置17は、画像を取
り込むCCDカメラ18と、画像のパターンと長さを解
析する図形解析装置19とから構成されている。
されるように、搬送路の搬送面上で一方向に搬送され
る。半導体パッケージ21は、パッケージ本体22と、
パッケージ本体22に同体化されているゲート対応部分
23と、ゲート対応部分23に一体に接続するランナー
対応部分24とから形成されている。リード部位25の
一部分は、パッケージ本体22から外側に露出してい
る。
1はリードフレーム2と同体に停止する。リードフレー
ム2の上面は、図2に示される照射対象有効領域面12
に概ね一致している。レーザービーム11の光軸線26
は、照射対象領域で概ね、ゲート対応部分23の上面に
直交している。レーザービーム11の先端点である照射
点は、光軸線26に直交する平面内で、ゲート対応部分
23が向く方向に直交するY軸方向(搬送方向に直交。
図2参照)に走査される。そのY軸方向に向くY軸方向
走査線27は、図4に示されている。走査線27は、ゲ
ート対応部分23とパッケージ本体22との境界線に位
置し、又は、その境界線の近傍にある。
は、図3(b)に示されるように、完全にパッケージ本
体22から分離される。又は、レーザー照射を受けたゲ
ート対応部分23はほとんどパッケージ本体22から切
断されている。ランナー対応部分24はリードフレーム
2に付着しており、ゲート対応部分23はランナー対応
部分24を介してリードフレーム2に付着している。
3とランナー対応部分24の一体物は、図3(c)に示
されるように、パンチ16により押し切られて抜き落と
される。この押し切りの作用がゲート対応部分23に働
いている間、その押し切り力はパッケージ本体22に全
く作用せず、又は、ほとんど作用しない。このため、そ
の押し切り力は、ゲート対応部分23を介してパッケー
ジ本体22に伝達されないし、樹脂バリ31(図4参
照、図7の樹脂ばり109に相当)を介してリード部位
32(図7のリード部位104に相当)に伝達されな
い。
すれば、レーザービーム11の走査は、X軸方向走査線
での走査に移行する。X軸方向走査線は、第1往復複数
X軸方向走査線41と第2往復複数X軸方向走査線42
とから構成されている。第1往復複数X軸方向走査線4
1は、一方側リード部位43(図7の一方側リード部位
104に相当)がある側のパッケージ本体22の面に近
接する領域にあり、第2往復複数X軸方向走査線42
は、他方側リード部位44(図7の他方側リード部位1
04に相当)がある側のパッケージ本体22の面に近接
する領域にある。
は、互いに近接して平行である。第2往復複数X軸方向
走査線42の2本は、互いに近接して平行である。第1
往復複数X軸方向走査線41の2本は、第1Y軸方向微
小走査線45により接続している(図は都合上離して示
している)。第2往復複数X軸方向走査線42の2本
は、第2Y軸方向微小走査線46により接続している。
このような走査線上の走査により、図5に示されるよう
に、一方側リード部位43と他方側リード部位44とに
それぞれの矩形領域で付着している樹脂ばり31が焼き
切れて除去される。
31とが除去されたパッケージ本体22は、リードフレ
ーム2と同体に、CCDカメラ18の下方に移送され
る。図形解析装置19は、Y軸方向走査線27に一致す
るゲート対応部分切断線とこの切断線と反対側のパッケ
ージ本体22の端面との間の距離W(図3(d))を計
算する。その距離Wが設定範囲を越える場合に、図形解
析装置19はエラーを表示し、オペレータに知らせるエ
ラー発生告知をオペレータに対して実行する。
ージ21について繰り返されて実行される。ゲート切断
を行うオプティカルスキャナユニット5が、樹脂バリの
除去にも用いられ、実質的に1つの工程で、ゲート対応
部分23と樹脂バリ31との除去がリード部位の欠けを
招く作用力をかけずに実行され、歩留まりが向上する。
位処理装置及び処理方法は、実質的零作用力でゲート対
応部分を除去することができ、更に、ゲートに付着する
樹脂部分とリードに付着する樹脂部分を実質的に1つの
工程で高速に除去することができ、歩留まりを向上させ
る。
部位処理装置の実施の形態を示す斜軸投影図である。
である。
の作用をそれぞれに示し、図3(a),(b),(c)
は断面図で、図3(d)は平面図である。
図である。
ジをそれぞれに示す平面図と正面断面図である。
る。
である。
Claims (7)
- 【請求項1】リードフレームを移送する搬送ラインに沿
って配置されるレーザービーム走査ユニットと、 切断機とを含み、 前記レーザービーム走査ユニットは、レーザービームを
2次元的に走査するオプティカルスキャナユニットと、 前記レーザービームを集光するレンズユニットとを備
え、 前記切断機は、 前記レーザービームにより半導体パッケージ本体から切
断され又はほとんど切断されたゲート対応部分を機械的
に押し切るパンチを備え、 前記オプティカルスキャナユニットは、 前記レーザービームの集光点をX軸方向に走査する第1
走査ユニットと、 前記レーザービームの集光点を前記X軸方向に概ね直交
するY軸方向に走査する第2走査ユニットとを備え、 前記Y軸方向に走査される前記レーザービームは、前記
ゲート対応部分を切断し、 前記X軸方向に走査される前記レーザービームは、前記
半導体パッケージ本体から露出するリード部位に付着す
る樹脂ばりを除去する 半導体製造装置のゲート部位処理
装置。 - 【請求項2】前記レーザービームは、YAGレーザービ
ームである請求項1の半導体製造装置のゲート部位処理
装置。 - 【請求項3】前記X軸方向に走査される前記レーザービ
ームの走査線は、 前記X軸方向に向く2本の走査線と、 前記2本の走査線を接続し前記Y軸方向に向く微小走査
線とを含む請求項1の半導体製造装置のゲート部位処理
装置。 - 【請求項4】前記ゲート対応部分と前記半導体パッケー
ジ本体の境界線であり前記切断による切断線と、前記切
断線と反対の側にある前記半導体パッケージの端面との
間の距離を撮影する画像に基づいて計算し、前記距離が
設定範囲の中にあるかどうかを判定する画像検査装置を
更に含む請求項1の半導体製造装置のゲート部位処理装
置。 - 【請求項5】前記画像検査装置は、撮像面に画素番地を
有するCCDカメラを備えている請求項4の半導体製造
装置のゲート部位処理装置。 - 【請求項6】レーザービームの照射点をX軸方向に走査
すること、 前記レーザービームの照射点をY軸方向に走査するこ
と、 リードフレームに接続している半導体パッケージ本体の
ゲート対応部分を前記Y軸方向に走査される前記レーザ
ービームにより切断すること、 前記リードフレームに接続しているリード部位に付着し
ている樹脂バリを前記X軸方向に走査される前記レーザ
ービームにより除去すること、 前記切断することにより切断され前記リードフレームに
接続している前記ゲート対応部を金型により押し切るこ
ととを含む半導体製造装置のゲート部位処理方法。 - 【請求項7】前記レーザービームは、YAGレーザーで
ある請求項6の半導体製造装置のゲート部位処理方法。
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