JP4446260B2 - 半導体素子収納用トレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子収納用トレイに関し、さらに詳しくは、導電性プラスチックス材料により射出成形される半導体素子収納用トレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体素子（ＩＣ）は高集積化による小型化が進み、ピングリッドアレイ（以下、ＰＧＡと称する）タイプから、ボールグリッドアレイ（以下、ＢＧＡ）タイプ、さらにはランドグリッドアレイ（ＬＧＡ）タイプへと移行しつつある。
【０００３】
これら半導体素子をストックしたり、搬送するために、専用の収納トレイ（以下、単にトレイと云う。）が用いられている。これは半導体素子を取り扱い上保護することはもちろん、取り扱いを容易にし、手動、自動による装填作業においても扱い易くするために用いられる。また、このトレイの製造においては、半導体素子の開発スピードに追従できる迅速な対応が要求されており、さらには、コストダウンに加えて、納期の短縮が要求されている。
【０００４】
前記ＰＧＡタイプ、ＢＧＡタイプ及びＬＧＡタイプなどの半導体素子を収納するトレイは、半導体素子の形状に適したものが数多く開発提供されており、その代表的なものが図１１、図１２に示されている。これらの図は、トレイ全体を示すものではなく、多数配列収納される半導素子の内、その１つを収容する１区画のみを示している。図１１の（ａ）はこの区画の平面図を、（ｂ）はこの（ａ）におけるＭ−Ｎ−Ｍ−Ｎ線に沿う断面図を示し、図１２の（ａ）は図１１（ａ）におけるＯ−Ｐ−Ｏ−Ｐ線に沿う断面図を、（ｂ）は図１１（ａ）の底面図を示している。なお、このトレイに収納される半導体素子はＢＧＡタイプである。
【０００５】
このトレイは全体としては長方形であって、トレイの外形に沿った枠体（図示せず）の内側に縦横、つまり梁が格子状に形成されて支持部１０１及び１０２を形成している。これら支持部１０１、１０２によって、開口したポケット１０３が形成されている。各支持部１０１及び１０２の裏側には平板状のリブ１０１ａ、１０２ａが垂下状態で形成されている。半導体素子１０５は、該ポケット１０３の周縁に沿って各支持部１０１、１０２に形成された平面上の支持面１０１ｂ、１０２ｂによって半導体素子１０５の基板部１０５ａの外周部を支えている。
【０００６】
また、図１１（ｂ）に示されているように、前記各支持部１０１、１０２の裏側に形成されたリブ１０１ａ及び１０２ａには支持部１０１ｃ、１０２ｃが形成されており、これら支持部１０１ｃ、１０２ｃの先端部に形成された斜面及び平面からなる支持面１０１ｄ、１０２ｄも半導体素子１０５を支持できる。この支持面１０１ｄ及び１０２ｄは、トレイを重ねて上下反転させたときに半導体素子を支持するもので、半導体素子１０５の封止樹脂部１０５ｂの外周部を支持する。
【０００７】
前記半導体素子１０５は、多数がトレイの表側、つまり前記支持面１０１ｂ、１０２ｂ上に載置されて収納される。そして、この収納済みのトレイ上に他のトレイが積み重ねられ、互いに係合状態におかれてストック、さらには、搬送等が行われる。
【０００８】
ところで、前記半導体素子１０５に関しては、検査等の作業が前記トレイ上に載せられた状態で行われる。この検査等の作業は、半導体素子１０５の表側のみならず裏側に対しても行われる。半導体素子の表側に対して検査等を施す場合には、前記トレイをその姿勢を保って、つまり表側を上にしたまま作業工程に送ればよい。一方、半導体素子の裏側に対して検査等を行う場合には、次のようになされる。すなわち、表側を上にして積み重ねられているトレイ群を全て一緒に上下反転させる。これにより、あるトレイ上に支持されている半導体素子は、その下側になったトレイの裏側の支持面１０１ｄ、１０２ｄによって支持されることとなる（図１１のｂ参照）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようなトレイを使用することによって、半導体素子１０５のストック及び搬送、並びに半導体素子１０５に対する各種作業を容易になし得る。しかしながら、前述のトレイは、格子状の支持部１０１及び１０２に加えて多種のリブを有し、これら梁状支持部及びリブ上に半導体素子を支持するようになっていて、このトレイは、鋭利な角部を持っているため、成形に用いる金型は高価な放電加工等を必要とし、コストの低減を図ることが困難であった。
【００１０】
また、かかる形状のトレイは、全体にわったて肉厚を均一化し難く、そり、ひけを生じ易いと共に、微細なリブでショートショット（溶融樹脂が完全に行き渡らない現象）が発生するなどの問題があった。
【００１１】
また、半導体素子１０５の表側の検査等を行うときには半導体素子の基板部１０５ａの外周部を支持し、裏側の検査等を施す際には封止樹脂部１０５ｂの外周部を支持するようになっていることから、双方の支持状態で若干の差が生じ得る。詳しくは、半導体素子１０５の表及び裏を検査等するときの半導体素子１０５の姿勢が一定せず、トレイ上の半導体素子１０５の姿勢がその表裏で異なってしまうことがあり、トレイの反転により半導体素子１０５を移転させた場合、その姿勢が変わってしまう問題があった。この点は、扱う半導体素子１０５が小さいものであるほど著しい。
【００１２】
さらに、外形が同一な複数種の半導体素子１０５を扱うことを考えた場合、前述のトレイでは、半導体素子１０５のボール（端子部）の配置状況によっては、このボール配置部が前記ポケット１０３内に収まるものは扱えるが、収まらないものには使用できないこととなる。また、トレイを反転させて半導体素子１０５を支持する際には封止樹脂部１０５ｂの外周を支えるから、この封止樹脂部の形状によっても扱う半導体素子１０５の種類が限られるという問題がある。
【００１３】
本発明は、前記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成でコストが安く、且つ、そり等の変形を防ぎ、半導体の表裏両側からの測定等において好適であり、さらに、扱える半導体素子の種類が多い汎用性の高い半導体素子収納用トレイを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、フラットタイプの半導体素子を配列して収納する半導体素子収納用トレイにおいて、表側の平板状支持部に半導体素子の下面を支持する第１支持面を設けるとともに当該第１支持面に半導体素子を囲むようにして外周に係合する複数の第１柱状突起を一体に形成し、第１支持面と対向する裏側に半導体素子の上面を支持し得る第２支持面を設けるとともにこの第２支持面にも第１柱状突起に対して互いに支持面の中心周りの角度位置が所定角度ずらされて半導体素子を囲むようにして外周に係合する複数の第２柱状突起を一体に形成し、裏側の第２支持面が支持部の裏面に一体に突設された枠状リブの先端に形成されていることを特徴とするものである。また、本発明は、半導体素子収納用トレイにおいて、第２柱状突起が、トレイ同士が重ねられたときに下層側のトレイに形成された第１柱状突起と共に当該トレイに収納された半導体素子の外周に沿って列をなして係合して半導体素子を囲み且つ先端部が当該トレイの第１支持面に突き当たることを特徴とするものである。さらに、本発明は、半導体素子収納用トレイにおいて、第１柱状突起と第２柱状突起が、それぞれ円錐状であると共に先端部が球面状に形成されていることを特徴とするものである。さらにまた、本発明は、半導体素子収納用トレイにおいて、枠状リブ間に板状リブが一体に設けられていることを特徴とするものである。加えて、本願発明は、半導体素子収納用トレイにおいて、平板状支持部の第１支持面を形成した以外の部位に、肉抜きが施されていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、第１柱状突起と第２柱状突起が半導体素子を囲むようにしてその外周に係合し、支持面上に半導体素子を位置決めする。また、本発明によれば、第１柱状突起と第２柱状突起が支持面の中心周りの角度位置を例えば９０°回転させた状態で設け、トレイを重ね合わせた状態で互いに干渉せずに隣合った状態となり、半導体素子の表及び裏を検査等するときの半導体素子の姿勢が一定し、表裏の両面の検査を支障なく行うことができる。さらに、本発明によれば、具体的には、トレイ表側の第１支持面を有する支持部を平板状とし、この平板状支持部の裏面に枠状リブを一体に突設し、この枠状リブの先端にトレイ裏側の第２支持面を形成した構成を採用することにより、トレイは実質的にこの平板状支持部、枠状リブ、柱状突起により構成され、構造が簡単である。さらにまた、本発明によれば、第２柱状突起が、トレイ同士が重ねられたときにトレイ表側の第１柱状突起と共に半導体素子の外周に沿って列をなして半導体素子を囲み、且つ先端部が下層側のトレイの第１支持面に突き当たることから、半導体素子の裏側の検査等を行う際、重ねられたトレイを上下反転させて半導体素子を新たに下側となるトレイに移すときに、半導体素子がズレを生ずることなくそのまま移行する。さらに、本発明によれば、第１柱状突起及び第２柱状突起が円錐状であり、先端部が球面状に形成されているから、トレイ上に半導体素子を載置する際に半導体素子が所定位置に円滑に案内される。本発明によれば、枠状リブ間に設けた板状リブが補強となり、トレイ全体の剛性が高まっている。さらに加えて、本発明によれば、平板状支持部の第１支持面以外の部位に、肉抜きが施されているから、トレイの軽量化が達成され、搬送する際など、取り扱いが容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による半導体素子収納用トレイの実施形態を添付した図面を参照して説明する。
【００１７】
先ず、図１の（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は各々、本発明に係る半導体素子収納用トレイ（以下、単にトレイと略称する）１の平面図、左側面図及び正面図であり、図２は底面図である。このトレイ１は、導電性プラスチックを素材として射出成形によって得られ、全体として矩形板状に形成されている。詳しくは、トレイ１は全体としての外形部を構成する矩形枠形の枠体２と、この枠体２の内側全域にわたって一体に形成された平板状の支持部３とを有している。この支持部３の全面上がトレイ１の長手方向で３０、短手方向で１２に略均等の寸法で区画されており、１区画に１個の半導体素子５を支持でき、合計で３６６個の半導体素子５を配列して収納することができる。これら各区画における半導体素子５の支持状態はほぼ同様であるので、以下、数個の区画に関して詳しく説明する。具体的には、トレイ１の一つの角部の４区画について説明する。なお、支持する半導体素子５の数は収納する半導体素子５の数、大きさなどで決められる。
【００１８】
ここで、説明の便宜上、各図の説明を簡単に行う。図３は、図１における部分Ａ−１の拡大図で、説明しようとする４区画を示すものである。また、図４及び図５は、図３における夫々、Ｂ−Ｂ断面及びＣ−Ｃ断面を示すものである。なお、図２における部分Ａ−２は、この部分Ａ−１の背面部分を示す。更に、図１及び図３における部分Ｄ−１の拡大図を図６に示し、図２における部分Ｄ−２の拡大図を図７に示す。この図６に示すＤ−１部分と図７に示すＤ−２部分とは、互いに同じ１区画についての平面図及び背面図となっている。また、図８及び図９は各々、図６及び図７に関するＥ−Ｅ断面及びＦ−Ｆ断面を示し、図１０は、図８における部分Ｇの拡大図である。
【００１９】
なお、本実施例においてトレイ１上に納められる半導体素子５は、ＢＧＡタイプのものであり、外形はほぼ正方形をしている。ＬＧＡタイプの半導体素子を収容支持することもある。
【００２０】
図３ないし図６に示すように、前記支持部３の１区画の支持面３ａ上に、１個の半導体素子５が載置される。但し、このＢＧＡタイプの半導体素子５は、そのボール（端子部）を下側にして支持部３上に置かれる。つまり、支持部３は、半導体素子５の下面全面を支持している。支持部３には、１個の半導体素子５毎に、その外周に係合する複数、本実施形態の場合６本の柱状突起７が一体に形成されており、半導体素子５を囲むように配置されている。これらの柱状突起７は、互いに同形状、同寸法であり、その高さは半導体素子５の高さよりも高く、しかもトレイ１の深さを越えないものになっている。各柱状突起の配置を具体的に述べると、略正方形の半導体素子５の１組の対向する辺に１本ずつ、他の対向する１組の辺に２本ずつが配置されている。これはトレイ１を重ね合せたとき下向き上向きの柱状突起が互いに干渉することのないようにするためである。
【００２１】
前記各柱状突起７は円錐状であり、その先端部が球面状に形成されている。この形態は、後述するトレイ裏側の柱状突起に関しても同様である。柱状突起をこのように形成したので、トレイ１上に半導体素子を載置する際に半導体素子５が所定位置に円滑に案内される。円柱突起の形状は円錐台形でもよく、また、平面視上３角形、星形などを自由に選択することができる。
【００２２】
一方、図４、図５及び図７に示すように、トレイ１にはその裏側にも半導体素子５を支持し得る支持面３ｂが設けられている。この支持面３ｂは、トレイ表側の前記支持面３ａの正反対面に位置している。この支持面３ｂは、平板状の支持部３の裏面に突設形成された枠状のリブ３ｃの先端面に形成されている。
【００２３】
前記したトレイ裏側の支持面３ｂに、半導体素子５の外周に沿って他の柱状突起８が複数、この場合６本が半導体素子５を囲んで形成されている。これら柱状突起８は詳しくは、半導体素子５の１組の対向する辺に１本ずつ、他の対向する１組の辺に２本ずつが配置されている。
【００２４】
半導体素子５に関しては、検査等の作業が行われ、トレイ１上に載せられた状態で作業に供される。検査等は多くは、半導体素子５の表側のみならず裏側に対しても行われる。トレイ裏側のこれら支持面３ｂ及び柱状突起８は、半導体素子５の裏側に対して検査等を行う際に用いられるものである。
【００２５】
半導体素子５の表側に対して検査等を施す場合には、トレイ１をその姿勢を保って、つまり表側を上にしたまま作業工程に移せばよい。一方、半導体素子５の裏側に対して検査等を行う場合には、次のように行われる。支持面３ａ上に半導体素子５を載置した状態のトレイ１を複数段重ね合わせ、これらを一斉に反転させることで、支持面３ａ上の半導体素子５を支持面３ｂ上に移すことになる。これにより、あるトレイ上に支持されている半導体素子５は、その下側になったトレイ１の裏側の支持面３ｂ上によって支持され、素子の裏側が上面の状態になる。
【００２６】
ここで、トレイ表側の各柱状突起７とトレイ裏側の各柱状突起８とは、互いに支持面３ａ、３ｂの中心周りの角度位置が所定角度、本実施例の場合９０°、互いにずらされている。これは次の理由による。
【００２７】
半導体素子５を反転させる必要が発生したとき、半導体素子５が収容されたトレイ１を重ね合せ、これを一体的に反転することで半導体素子５の上下姿勢を逆転させることができる。この反転作業の際にはトレイ１を上下方向に積み重ね合わせるのであって、このときトレイ１の表裏両面に形成してある柱上突起の端部と端部とが突き当たることで干渉現象が生じないことが必要である。そこで、この干渉現象を防ぐため、さらに詳しくは柱上突起が互いに当たらず、互いに噛み合う状態になるようにその位置が９０度分だけオフセットしている。
【００２８】
また、図６ないし図１０から明らかなように、前記トレイ裏側の各柱状突起８は、トレイ１同士が上下に重ねられたときにトレイ表側の柱状突起７と共に半導体素子５の外周に沿って列をなして半導体素子５を囲み且つ先端部がトレイ表側の柱状突起７の先端域に達する（図８ないし図１０参照）。これにより、半導体素子５の裏側の検査等を行う際、重ねられたトレイ１を上下反転させて半導体素子５を新たに下側となるトレイ１に移すときに、半導体素子が横へのズレを生ずることなくそのまま移行させることができる。したがって、トレイ１を重ねた状態で柱状突起７、８で囲まれる空間中に半導体素子５が収納されて移動、輸送に供される。これにより、トレイ１が重ね合されている限りでは半導体素子５が脱落することはない。以上は、半導体素子が正方形あるいはこれに近い場合であって、長方形の場合には円柱突起の配置が変更される。
【００２９】
要するに、トレイ１を重ねた状態でトレイ表側の円柱突起７と、トレイ裏側の円柱突起８とが干渉することのない（当たることのない）位置関係に配置されるのであって、その関係は、図６と図７に示してある。
【００３０】
ところで、このトレイ１には、更に下記の構成が付加されていて、詳しくは、図２、図４、図５、図７に示すように、トレイ裏側に設けられた前記枠状リブ３ｃ間に板状リブ３ｄが一体に設けられている。この板状リブ３ｄが補強となり、トレイ全体の剛性を高めている。
【００３１】
また、図２ないし図７に示すように、トレイ１の平板状支持部３の支持面３ａ以外の部位に、例えば円形の肉抜き３ｅが施されている。よって、トレイの軽量化が図られ、搬送や、取り扱い上便利である。
【００３２】
なお、本実施例においては、ＢＧＡタイプの半導体素子５の全面を支持面で支持するようにしているが、ボール（端子部）とトレイ１の支持面とが接触することで、その半導体素子は支持される。以上の説明においてトレイ１の表、裏の表現をしているが、これは国語における表裏の意味ではなく、第１面、第２面の意味に解するものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明による半導体素子収納用トレイは、表側に半導体素子の下面を支持する第１支持面を有する平板状支持部を形成するとともに第１支持面に半導体素子を囲むようにしてその外周に係合する複数の第１柱状突起を一体に形成し、裏側に半導体素子の上面を支持し得る第２支持面を設けるとともこの第２支持面に第１柱状突起に対して支持面の中心回りの角度位置がずらされて半導体素子を囲むようにしてその外周に係合する複数の第２柱状突起を一体に形成し、裏側の前記第２支持面が、前記支持部の裏面に一体に突設された枠状リブの先端に形成されている。したがって、本発明による半導体素子収納用トレイは、実質的に平板状支持部、枠状リブ、第１柱状突起及び第２柱状突起からなる簡易な構成になっている。本発明による半導体素子収納用トレイは、射出成形するための金型が簡単であり、金型の製造が極めて簡単となり、コストが低減され、全体にわったて肉厚を均一化し易く、そりなどの変形が生じ難い。本発明による半導体素子収納用トレイは、収納した半導体素子に対してその表裏両側から検査測定等を行う場合に、半導体素子が表の状態と裏の状態とで支持状態に差を無くして角度位置が一定となり、検査事項を関連させる必要等があって相互の角度位置を一定にしなければならない場合に好適である。本発明による半導体素子収納用トレイは、外形が同一な複数種の半導体素子に対して支持面上にそれぞれの全面を支持するとともに外周囲を第１柱状突起と第２柱状突起により位置決めするから、例えばＢＧＡタイプの半導体素子の場合にそのボール（端子部）の配置状況の影響は全くなく、扱うことができる半導体素子の種類が多く、汎用性が高いなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る半導体素子収納用トレイを示す図であり、（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は各々、半導体素子収納用トレイの平面図、左側面図及び正面図である。
【図２】 図１に示した半導体素子収納用トレイの底面図である。
【図３】 図１における部分Ａ−１の拡大図である。
【図４】 図３におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５】 図３におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図６】 図１及び図３における部分Ｄ−１の拡大図である。
【図７】 図２における部分Ｄ−２の拡大図である。
【図８】 図６及び図７に関するＥ−Ｅ断面図である。
【図９】 図６及び図７に関するＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】 図８における部分Ｇの拡大図である。
【図１１】 （ａ）はトレイの１区画の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＭ−Ｎ−Ｍ−Ｎ線に沿う断面図である。
【図１２】 （ａ）は図１１（ａ）におけるＯ−Ｐ−Ｏ−Ｐ線に沿う断面図、（ｂ）は図１１（ａ）の底面図である。
【符号の説明】
１ トレイ
２ （トレイの）枠体
３ 支持部
３ａ、３ｂ 支持面
３ｃ 枠状のリブ
３ｄ 板状リブ
５ 半導体素子
７、８ 柱状突起

Claims (5)

1. フラットタイプの半導体素子を配列して収納する半導体素子収納用トレイにおいて、
   表側の平板状支持部に前記半導体素子の下面を支持する第１支持面を設けるとともに、当該第１支持面に前記半導体素子を囲むようにして外周に係合する複数の第１柱状突起が一体に形成され、
   前記第１支持面と対向する裏側に、前記半導体素子の上面を支持し得る第２支持面が設けられ、この第２支持面にも前記第１柱状突起に対して互いに支持面の中心周りの角度位置が所定角度ずらされて前記半導体素子を囲むようにして外周に係合する複数の第２柱状突起が一体に形成され、
   裏側の前記第２支持面が、前記支持部の裏面に一体に突設された枠状リブの先端に形成されていることを特徴とする半導体素子収納用トレイ。
2. 前記第２柱状突起は、トレイ同士が重ねられたときに下層側のトレイに形成された前記第１柱状突起と共に当該トレイに収納された前記半導体素子の外周に沿って列をなして係合して前記半導体素子を囲み且つ先端部が当該トレイの第１支持面に突き当たることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子収納用トレイ。
3. 前記第１柱状突起と前記第２柱状突起が、それぞれ円錐状であると共に先端部が球面状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体素子収納用トレイ。
4. 前記枠状リブ間に板状リブが一体に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の半導体素子収納用トレイ。
5. 前記平板状支持部の前記第１支持面を形成した以外の部位に、肉抜きが施されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の半導体素子収納用トレイ。

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