JP5048441B2 - リード成型装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

リード成型装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、リード成型装置およびリード成型方法に関する。
半導体チップを封止する封止樹脂の外縁部に複数のアウターリードを備えた半導体装置の製造方法では、リードフレーム上に半導体チップを搭載し、半導体チップの樹脂封止処理を行った後、封止樹脂バリ除去や外装めっき等の処理を行い、最後にリードの仕上げ加工(以下、リード加工という。)を行う。
半導体装置のリード加工工程は、半導体装置をリードフレームから切り離すリード切断加工、リード(アウターリード)を所定の形状に成型するリード曲げ加工、およびリードの先端を切断して規定寸法に仕上げるリード先端切断加工を含む。表面実装タイプ半導体装置の場合、リードは、水平方向に突出したリードが下方に折り曲げられさらに水平方向に折り曲げられたガルウィング形状を有し、かつ所定のリード寸法を有するようにフォーミング加工される。
近年、これらのリード加工を一工程で行う技術が開発されている。
特許文献1(特開2001−168257号公報)には、リードフレームのアウターリードを1ストロークで曲げ成形し、かつ、切断する金型が記載されている。また、特許文献2(特開平8−23060号公報)には、リードの先端を所定の長さに揃えて切断し、リードをZ形に曲げ成形するリード切断方法において、リードフォーミングパンチによりリードを突くことによって、リードフォーミングパンチの押接力によりリードを引きちぎって切り離すとともに、リードを曲げ成形部に完全に押接してリードを曲げ成形する技術が記載されている。
また、特許文献3(特開平2−87561号公報)には、下型としての成形ダイ上に配置された半導体装置のリードに対して上型としての成形パンチを加圧加工させることによって、リードの成形を行う成形金型が記載されている。
しかし、リード曲げ加工時に、リードを金型で挟み込むと、リードの外装めっき表面に削れや剥がれ等が生じ、半導体装置に外観異常が生じる、半導体装置を実装する際に接合異常が生じる、欠落した屑がリードの表面に付着し、半導体装置の品質低下を招く、欠落した屑が金型内に残留もしくは堆積し、リードを挟み込む際の局部的な過剰押圧により、半導体装置の外観異常やリード強度低下が生じる等の問題があった。
特許文献4(特開平8−102513号公報)には、被加工物の曲げ加工を施さない部分にはほとんど接触しない形状とし、その上部に曲げ加工面に連続した曲面からなる堆積物誘導面と堆積物排出孔が設けられた構成が記載されている。これにより、めっき屑の発生を大幅に低減し、リード間短絡等の不良を防止できるとされている。
特開2001−168257号公報 特開平8−23060号公報 特開平2−87561号公報 特開平8−102513号公報
しかし、従来の技術には、依然として以下の問題があった。
(1)リード曲げ加工時に、リードを金型で挟み込むため、リードは金型形状と同一形状に成形される。リードの形状および寸法を調整する機能がなかった。
(2)リード曲げ加工時に、リードを金型で挟み込むため、金型形状はリードと同一形状に加工する必要があり、金型部品には複雑高精度な加工が要求され、部品製作納期が長くなり、また製作コストも高くなる。
本発明によれば、
リードを備える半導体装置の前記リードをガルウィング形状に成型するリード曲げ加工を行うリード成型装置であって、
前記半導体装置が載置されるとともに、前記リード曲げ加工時に前記リードを受ける下型のリード曲げダイと、
前記リード曲げダイの方向に下降して、前記半導体装置の前記リードを前記リード曲げダイの方向に移動させて当該リードをガルウィング形状に曲げる上型のリード曲げパンチと、
前記リード曲げパンチの下面と前記リード曲げダイの前記リードが配置された部分の上面との間に、前記リードの厚さ以上の距離が設けられるように、前記リード曲げパンチの下死点を規定する第1のストッパと、
を含み、
前記リード曲げダイは、前記半導体装置の本体が載置されるとともに、前記リード曲げ加工時に前記リード曲げパンチと対向する曲面を有する第1のリード曲げダイと、前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード曲げ加工時に前記リード曲げパンチに接触して曲げられた前記リードの先端側が接するR部を有する第2のリード曲げダイとを含むリード成型装置が提供される。
本発明によれば、
上型のリード曲げパンチを下型のリード曲げダイの方向に下降して、前記リードを備える半導体装置の前記リードを前記リード曲げダイの方向に移動させて当該リードを曲げてガルウィング形状に成型するリード曲げ工程を含み、
当該工程において、前記リード曲げパンチの下面と前記リード曲げダイの前記リードが配置された部分の上面との間に前記リードの厚さ以上の距離が設けられるように前記リード曲げパンチの下死点を規定し、
前記リード曲げダイは、前記半導体装置の本体が載置されるとともに、前記リード曲げ工程において前記リード曲げパンチと対向する曲面を有する第1のリード曲げダイと、前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード曲げ工程において前記リード曲げパンチに接触して曲げられた前記リードの先端側が接するR部を有する第2のリード曲げダイとを含む半導体装置の製造方法が提供される。
すなわち、本発明によれば、リード曲げパンチの下死点の調整機構が設けられ、リード曲げパンチの下死点において、リード曲げパンチ下面とリード曲げダイ上面の間に、リードの厚さ以上の隙間が設けられるようになっている。これにより、本発明では、リード曲げ加工時にリードを挟み込まない位置でリード曲げパンチが下死点で停止してリードが成型される。リード曲げパンチの下死点の位置は、第1のストッパの高さを適宜設定することにより任意に変えることが可能である。そのため、本発明によれば、金型部品(パンチやダイ)を製作・交換することなく、主としてリード平坦角等のリード形状を容易に調整・変更することが可能となる。また、リードがリード曲げパンチやリード曲げダイと接する面積を少なくすることができ、リードの外装めっき表面の削れや剥がれ等を防ぐこともできる。ここで、リードの厚さとは、外層めっきの膜厚も含めた厚さとすることができる。
本発明によれば、リード曲げ加工時に、リードの形状を容易に所望の形状とすることができるとともに、リードの外装めっき表面の削れや剥がれ等を防ぐことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図16は、本発明の実施の形態で取り扱う半導体装置の一例を示す概略図である。図16(A)は、半導体装置200の平面図であり、図16(B)は、半導体装置200の側面図である。
半導体チップを封入する封止樹脂201の側面には、複数のアウターリード(以下、単にリードという。)202が設けられている。一例として、リード202の厚みは、0.125〜0.150mm(ミリメートル)であり、幅は約0.2mmである。このリード202の上面、下面および側面には、めっき被膜が施されている。以下の「リードの厚さ」は、めっき被膜の膜厚も含めた厚さとする。
本発明の実施の形態におけるリード成型装置は、
(1)半導体装置200をリードフレームから切り離すリード切断加工、
(2)リードをガルウィング形状に成型する曲げ加工、および
(3)リード先端を切断し規定寸法に仕上げるリード先端切断加工
の3工程の加工を連続して行うことができる。
図17は、図16(B)に示した半導体装置200のリード202部分の拡大図である。
図17(A)は、リード先端切断加工が施される前、図17(B)は、リード先端切断加工が施された後の状態を示す。以下の実施の形態において、リード202は、第1の屈曲部202aおよび第2の屈曲部202bを有するガルウィング形状に成型される。
(第1の実施の形態)
図1は、本実施の形態におけるリード成型装置100の構成を模式的に示す側面図である。図1は、リード成型装置100にリード202を備える半導体装置200が配置された初期状態を示す。ここで、リード成型装置100は、金型により構成される。
リード成型装置100は、第1のリード曲げダイ102と、押さえ部材104と、リード受け106と、第2のリード曲げダイ108と、第1のストッパ120と、第2のストッパ122と、第3のストッパ124とを含む。これらはリード成型装置100の下型として設けられる。第2のリード曲げダイ108と下型のベース面との間には、第1のバネ110が設けられている。第1のバネ110は、第2のリード曲げダイ108がリードを受ける際の荷重に対し充分耐え得る荷重を有する構成とすることができる。初期状態において、第2のリード曲げダイ108は、第1のバネ110により押し上げられ、上面が第1のリード曲げダイ102のリード曲げ部102aの上面と同じ高さに位置している。
さらに、リード成型装置100は、上型ベース158と、上型ベース158に取り付けられたリード曲げパンチ150、リード切断パンチ152および第4のストッパ156とを含む。これらは、リード成型装置100の上型として設けられている。図1では、上型ベース158は上昇位置にある。リード曲げパンチ150は、複数の棒状の摺動部品(不図示)を介して上型ベース158に吊り下げられており、垂直に高精度に摺動する構成となっている。さらに、リード曲げパンチ150と上型ベース158との間には、第2のバネ154が設けられている。第2のバネ154は、リード曲げパンチ150により半導体装置200のリード202を曲げる際の荷重に対し充分耐え得る荷重を有する構成とすることができる。初期状態では、リード曲げパンチ150は、第2のバネ154で押し下げられた位置で精度良く停止しており、リード曲げパンチ150の下面とリード切断パンチ152の鋭角部152a以外の部分の下面とが同じ高さに位置している。
第1のリード曲げダイ102、リード受け106、第1のバネ110、第1のストッパ120および第3のストッパ124は、下型のベース面に固定されている。一方、押さえ部材104、第2のリード曲げダイ108および上型ベース158は垂直方向に可動である。第2のストッパ122は第2のリード曲げダイ108上に配置され、第2のリード曲げダイ108とともに垂直方向に可動である。上型ベース158に取り付けられたリード曲げパンチ150、リード切断パンチ152、第2のバネ154および第4のストッパ156も上型ベース158とともに垂直方向に可動である。
第2のリード曲げダイ108および第2のストッパ122は、図示の位置が初期待機位置である。押さえ部材104、上型ベース158ならびに上型ベース158に取り付けられたリード曲げパンチ150、リード切断パンチ152、第2のバネ154および第4のストッパ156は、図示の位置より垂直上方に初期待機しており、半導体装置200が第1のリード曲げダイ102に載置された後に図示位置まで下降し、リード加工待機する。この時、リード受け106はリード202下面を支持する。
本実施の形態において、リード切断パンチ152は、リードフレーム(不図示)からリード202を切り離すためのリード切断と、リード曲げ加工の後に規定寸法にリード先端を切断するためのリード先端切断との二つの機能を有する。リード切断パンチ152は、図中左側の半導体装置200の本体側の切断部は直角をなし、図中右側のリードフレーム側の切断部(鋭角部152a)は鋭角の形状を有する。本体側のリード切断では、対向する第1のリード曲げダイ102の角、リードフレーム側のリード切断では、対向するリード受け106の角がそれぞれ切断ダイとしての役割を果たす。リード切断パンチ152の形状は、リードフレーム側のリード切断完了直後から、本体側のリード切断開始までの間、リード切断パンチ152がリード202に接触しないような構成とすることができ、この目的の範囲においてリード切断パンチ152は図示の形状に限定されない。
図6は、リード成型装置100の構成を模式的に示す平面図である。
図6(A)は、初期状態におけるリード成型装置100の下型の構成を模式的に示す平面図である。この状態では、半導体装置200は、リードフレーム(不図示)とつながっている。第2のストッパ122は、第2のリード曲げダイ108上の一部分に設けられる。また、第1のストッパ120、第3のストッパ124は、第2のリード曲げダイ108やリード受け106が設けられた位置の周囲に設けられる。
図6(B)は、初期状態におけるリード成型装置100の上型の構成を模式的に示す平面図である。第4のストッパ156は、下型の第3のストッパ124に対応する位置に設けられる。リード切断パンチ152は、リード曲げパンチ150の中空内に収容されている。リード曲げパンチ150は、平面視における四隅が下型の第1のストッパ120に対応するように設けられる。リード切断パンチ152は、平面視において、第1のリード曲げダイ102の側面とリード受け106の側面との間の空間に設けられる。
次に、図1から図5を参照して、リード成型装置100のより詳細な構成およびリード成型装置100によるリード加工手順を説明する。
図1に示すように、半導体装置200の本体(図16の封止樹脂201に対応する部分)は、第1のリード曲げダイ102上に載置され、底面および側斜面を受けられ、かつ位置決めされている。これにより後述のリード先端切断時におけるリード切断位置を決定することができる。さらに、リード受け106の上面は、初期状態でリード202が延在する高さに位置している。
押さえ部材104は、リード202の曲げや切断を行う際に、その反力で半導体装置200の本体が第1のリード曲げダイ102から浮かないように支持する役割を持つ。半導体装置200の本体が第1のリード曲げダイ102に置かれた後に、上方より下降し、半導体装置200の本体上面を支持する。押さえ部材104は、リード202の曲げ加工時に半導体装置200の本体を押し上げようとする反力荷重を、(1)それ以上の荷重で押える、または(2)半導体装置200本体上面の位置で停止後固定し、半導体装置200本体に対し加重しない、という2つの方法のいずれかで押さえる。(1)を採用する場合、半導体装置200への応力が最小となるように、反力荷重を超える最小荷重を設定することができる。
この状態で、上型ベース158を下型の方向に垂直下降移動させると、リード切断パンチ152およびリード曲げパンチ150は、上型ベース158と同期下降する。まず、リード切断パンチ152の鋭角部152aがリード202に接触する。上型ベース158がさらに下降されると、リード202が切断され、半導体装置200がリードフレームから切り離される(図2)。
上型ベース158がさらに下降されると、リード曲げパンチ150によりリード202が押し曲げられ、リード曲げ加工が行われる。リード切断パンチ152は、リード曲げパンチ150に対して独立に垂直方向に移動可能であるが、リード曲げ加工完了までは同期下降する。
リード曲げ加工を図7から図9を参照して説明する。図7から図9においては、簡略化のために説明に必要な部分のみ示している。
図7に示すように、リード曲げパンチ150は、図中左下の角部にR部150aを有する。リード曲げパンチ150の図示左下のR部150aのR値は製品の形状により適宜設定できるが、たとえばR0.05mm以上R0.25mm以下の範囲で設定することができる。ここで、R値とは曲率半径のことである。第1のリード曲げダイ102は、リード曲げパンチ150のR部150aを受ける切り欠き部102cを有する。第1のリード曲げダイ102の切り欠き部102cの側壁とこれに対向するリード曲げパンチ150の側壁との間の距離“c”は、リード202の厚さより広く形成することができる。図7は、リード曲げ加工開始状態を示す。まずリード曲げパンチ150のR部150aがリード202の根元部分に接触し、リード202はリード曲げパンチ150により押し下げられる。
その後、リード202は、根元側の第1のリード曲げダイ102との接触部位を支点に曲がり、その後、図8に示すように、先端側で第2のリード曲げダイ108の図示右上のR部108aに接触する。第2のリード曲げダイ108のR部108aは、製品の形状により適宜設定できるが、たとえばR0.3mm以上R0.7mm以下の範囲で設定することができる。また、第2のリード曲げダイ108のR部108aのR値は、リード曲げ加工時にリード先端下面と第2のリード曲げダイ108のすべりが極力少なくなるように設定することができる。このすべりを少なくすることにより、半導体装置における半田めっき等の外装めっきの加工摩擦による剥がれと、第2のリード曲げダイ108への半田屑の堆積を抑制することができる。パラジウムベースのめっきや錫めっき等、めっき硬度が比較的高く、めっき剥がれや屑の堆積が問題視されない外装めっきを用いた場合は、たとえばR0.5mm程度を基準とすることができる。
その後、リード曲げパンチ150の下降とともにリード202が曲げられ、加工される。リード曲げ加工中、リード202の先端側下面は常時第2のリード曲げダイ108のR部108aの接線上に点接触しており、リード曲げに合わせて接触位置が移動する。
リード曲げパンチ150はさらに下降した後、第1のストッパ120により止められ、所定の位置で停止する(図9)。すなわち、本実施の形態において、リード曲げパンチ150の下死点が第1のストッパ120により規定される。これにより、リード202をリード曲げパンチ150と第1のリード曲げダイ102との間に挟み込むことなくリード曲げ加工を行うことができる。
従来のように、リードを挟み込み曲げ成形加工する工法では、リードの形状や寸法を変更するためには、リードを挟み込む上型部品および下型部品の再設計が必要であり、多大な製作時間と多額の費用が必要だった。本実施の形態においては、リード曲げパンチ150の下死点位置において、リード202とリード曲げパンチ150および第1のリード曲げダイ102との間には隙間が設けられており、リードの曲げ加工の際にリード202を挟み込まない設計となっている。リード202を挟み込むことなくリード曲げ加工を行うため、第1のストッパ120の高さを調整してリード曲げパンチ150の下降停止位置Phを変更するだけで、リード形状およびリード平坦角θを容易に調整することができる。また、リード曲げパンチ150や第1のリード曲げダイ102がリード202と接する面積を低減することができ、リード202の外装めっき表面の削れや剥がれ等を防ぐこともできる。図3は、以上のようにしてリード202がガルウィング形状にフォーミング加工され、リード曲げ加工が完了した状態を示す図である。
図4に示すように、リード曲げパンチ150が下死点に到達して停止した後も、さらに上型ベース158を下降させると、第2のバネ154が収縮してリード曲げパンチ150の位置を下死点に保ったまま、リード切断パンチ152および第4のストッパ156がさらに下降する。
このとき、まずリード切断パンチ152の下面が第2のストッパ122と接触する。上型ベース158をさらに下降させると、リード切断パンチ152に押圧されて第2のストッパ122および第2のリード曲げダイ108も下降する。このとき、リード切断パンチ152は、第2のリード曲げダイ108に対して所定の距離“a”を保った状態で下降する。所定の距離“a”は、第2のリード曲げダイ108の上面の高さに対する第2のストッパ122の高さにより調整することができる。すなわち、第2のリード曲げダイ108の上面と第2のストッパ122の上面との高さの差が所定の距離“a”となる。ここで、所定の距離“a”は、リード202の厚みにほぼ等しくすることができる。
リード切断パンチ152が下降すると、リード先端切断加工が行われる。このとき、リード202の切断屑202’は第2のリード曲げダイ108とリード切断パンチ152とに挟まれており、また切断屑202’の上方はリード切断パンチ152に覆われているため、リード成型装置100内に飛散しない構造となっている。リード切断パンチ152がさらに下降すると、リード202の切断屑202’は、リード切断パンチ152と第2のリード曲げダイ108に挟まれた状態で下降する。
本実施の形態において、第1のリード曲げダイ102の第2のリード曲げダイ108と面する側面には、リード曲げ部102aの上面から距離“b”の高さから下方に向けて徐々に広がる傾斜部102bが設けられている。ここで、リード曲げ部102aの上面から傾斜部102bの開始点までの距離“b”は、たとえばリードの厚さ以下とすることができる。リード切断パンチ152が下降して切断屑202’が傾斜部に達すると、図中右向きの矢印で示したように、切断屑202’がリードフレーム側に水平方向に押し出され、排出される(図5)。これにより、切断屑202’がリード成型装置100内に残留することなく、確実に排出除去するようにすることができる。
第3のストッパ124は、リード切断パンチ152の下死点を規定する。上型ベース158は、第4のストッパ156が第3のストッパ124に達すると、停止される。また、リード切断パンチ152は、第1のリード曲げダイ102の傾斜部102bにかかる直前で停止する。リード切断パンチ152の鋭角部152a以外の部分の底面の高さと第4のストッパ156の底面の高さが等しい場合、第1のリード曲げダイ102の傾斜部102bの開始点の高さと第3のストッパ124の上面の高さとを等しくすることができる。
以上のように、本実施の形態におけるリード成型装置100によれば、リード曲げパンチ150の下死点の調整機構が設けられ、リード曲げ加工時にリード202を挟み込まない位置でリード曲げパンチ150が下死点で停止してリード202が成型される。リード曲げパンチ150の下死点の位置は、第1のストッパ120の高さを適宜設定することにより任意に変えることが可能である。そのため、本実施の形態によれば、金型部品(パンチやダイ)を製作・交換することなく、主としてリード平坦角等のリード形状を容易に調整・変更することが可能となる。また、リード202がリード曲げパンチ150や第1のリード曲げダイ102や第2のリード曲げダイ108と接する面積を少なくすることができ、リード202の外装めっき表面の削れや剥がれ等を防ぐこともできる。
さらに、切断された切断屑202’の排出機構も設けているので、切断屑の残留や切断屑の金型内への飛散をなくすこともできる。
以上により、複数工程加工を一連で一つの装置を用いて行いつつ、製品品質の向上、金型破損等の防止、金型部品のコスト削減等を図ることが可能となる。
図10は、図1から図9を参照して説明したリード成型装置100の変形例の構成を示す断面図である。
ここでは、第1のリード曲げダイ102の第2のリード曲げダイ108と面する側面に設けられた傾斜部102bの開始点の位置が図1に示した例と異なる。すなわち、本例では、リード曲げ部102aの上面から傾斜部の開始点までの距離“b”が、図1に示した例よりも短くなっている。
リード先端切断加工により生じるリード202の先端切断部の切断バリは、一般的に半導体装置200の実装時に半田付け性を低下させる要因とされている。本実施の形態において、リード202の切断加工途中から、リード202の切断屑202’は、傾斜部102bとの接触により水平方向に押し出され始める。これにより、通常は下方向に出るリード202の先端切断部の切断バリを、水平方向に延ばすことが可能となり、半導体装置200実装時の半田付け性を向上させることができる。切断屑202’を、傾斜部102bとの接触により水平方向に押し出し始めるタイミングは、リード202の切断面がせん断面から破断面に切り替わるポイントに合わせることが好ましい。しかし、厳密には切断クリアランスのわずかな変動によってそのポイントは変化する。
たとえば、せん断面と破断面の比率が5:5だと設定すると、リード切断パンチ152がリード202の厚さの1/2まで切断到達した時点で切断屑202’となるリード202が傾斜部にかかり始めるようにすることにより、タイミングをリード202の切断面がせん断面から破断面に切り替わるポイントにあわせるようにすることができる。このようにするために、本例において、たとえば、距離“b”は、リード202の厚みの約1/2となるようにすることができる。これにより、リード切断パンチ152がリード202の厚みの1/2まで切断到達した時点で、切断屑202’が傾斜部102bにかかり始めるようにすることができる。このような構成とすると、リード202の先端部の半田付け性向上をはかることができる。
(第2の実施の形態)
図11は、本実施の形態におけるリード成型装置100の構成を模式的に示す断面図である。
本実施の形態において、第2のリード曲げダイ108を初期状態から上方に垂直移動可能な構成とし、リード先端切断加工時に第2のリード曲げダイ108を上昇させることにより、リード202の先端を切断する点で、第1の実施の形態と異なる。本実施の形態において、リード曲げパンチ150の第2のリード曲げダイ108と接する側面には、リード曲げパンチ150の底面から所定の距離の高さから上方に向けて徐々に広がる傾斜部150bが設けられている。リード曲げパンチ150の底面から傾斜部150bの開始点までの所定の距離は、第1の実施の形態で説明した第1のリード曲げダイ102のリード曲げ部102aの上面から傾斜部102bの開始点までの距離“b”と同様に設定することができる。
本実施の形態の構成によれば、第2のリード曲げダイ108を切断パンチとして利用し、リード202を下方から切断することにより、切断バリを半導体装置200の実装面と反対である上方向に出すことができ、半導体装置200実装時の半田付け性を向上させることができる。
本実施の形態において、リード切断パンチ152は、リードフレームから半導体装置200を切り離すリード切断加工完了の後、下降を停止する。リード成型装置100は、リード切断パンチ152の下降を停止するためのストッパ130をさらに含むことができる。また、ストッパでリード切断パンチ152を停止させる際のリード切断パンチ152への衝撃を低減するために、本実施の形態においては、リード切断パンチ152は、リード曲げパンチ150と同様に、複数の棒状の摺動部品(不図示)を介して上型ベース158に吊り下げられており、垂直に高精度に摺動する構成とすることができる。さらに、リード切断パンチ152と上型ベース158との間には、第2のバネ154と同様のバネが設けられた構成とすることができる。本実施の形態において、リード成型装置100は、第2のストッパ122(図1参照)を有しない構成とすることができる。
このような構成において、リード切断パンチ152の鋭角部152aでリード202をリードフレームから切り離した後、リード切断パンチ152が停止された状態で、上型ベース158をさらに下降させると、リード切断パンチ152と上型ベース158との間のバネが収縮して、リード切断パンチ152の位置が固定された状態で、リード曲げパンチ150がさらに下降する。この後、第1の実施の形態で説明したのと同様に、第1のストッパ120により停止されるまで、リード曲げパンチ150を下降させる。これにより、リード曲げ加工が行われる。この状態を図11に示している。
この後、第2のリード曲げダイ108を上昇させると、第2のリード曲げダイ108によって、リード先端切断加工が行われる(図12)。このとき、リード202の切断屑202’の上方はリード切断パンチ152に覆われているため、リード成型装置100内に飛散しない構造となっている。さらに第2のリード曲げダイ108が上昇すると、切断屑202’は、リード曲げパンチ150の側面に設けられた傾斜部150bにより水平方向に押し出された後、自重落下する。第2のリード曲げダイ108は、先端が傾斜部150bにかかる直前で停止する(図13)。
図14は、本実施の形態におけるリード成型装置100の他の例を示す側面図である。
本例でも、第2のリード曲げダイ108を切断パンチとして利用する。本例では、第1の実施の形態で説明したのと同様に、リード成型装置100が第2のストッパ122を有する構成とすることができる。リード切断パンチ152は、リード切断加工完了の後も、リード曲げパンチ150と同期して下降し、リード曲げ加工が行われる。その後、リード曲げパンチ150の下降が第1のストッパ120で停止されるとともに、リード切断パンチ152の下降も第2のストッパ122により停止される。
次いで、第2のリード曲げダイ108を上昇させることにより、リード202のリード先端切断加工が行われる(図15)。このとき、リード202の切断屑202’は第2のリード曲げダイ108とリード切断パンチ152とに挟まれており、また切断屑202’の上方はリード切断パンチ152に覆われているため、リード成型装置100内に飛散しない構造となっている。第2のリード曲げダイ108がさらに上昇すると、リード切断パンチ152は第2のストッパ122により第2のリード曲げダイ108との間に所定の距離を保った状態で押し上げられる。このとき、リード202の切断屑202’も、リード切断パンチ152と第2のリード曲げダイ108に挟まれた状態で上昇する。この後、切断屑202’がリード曲げパンチ150の傾斜部に達すると、切断屑202’がリードフレーム側(図中右向き)に水平方向に押し出され、排出される。
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以上の実施の形態において、図示していないが、パンチやダイの可動部はガイド等の機構により垂直方向に可動となっている。また、第1のストッパ120、第3のストッパ124等のストッパは、下死点の停止位置および停止精度を満足する充分な強度(形状)を有すものとすることができる。また、これらのストッパはパンチやダイ等の可動部に対し、偏加重や応力等を加えず、動作に支障をきたさない形状および配置とすることができる。さらにこれらのストッパのストッパ面、および当該ストッパに対応する上型の部品の接触面は水平かつ滑らかな面とすることができる。また、これらのストッパは、ブロックゲージの様にあらかじめ小刻みに(たとえば5〜10μmずつ)高さの異なるものを準備しており、交換することにより高さの調整を行うことができる。各ストッパは、複数設けることができ、それらをネジ固定して用いることができる。パンチやダイは、非常に複雑かつ高精度を必要とする精密加工が必要だが、ストッパは高さ方向の一次元要素のみが重要な加工であり、相対的に加工が非常に容易かつ安価となる。本実施の形態におけるリード成型装置によれば、簡易な加工でリードの形状を種々に設定することができる。
また、切断屑202’となるリードの長さに相当する範囲をカバーするリード曲げパンチ150の形状、リード曲げパンチ150と第2のリード曲げダイ108の同期移動時の所定距離“a”、第1のリード曲げダイ102またはリード曲げパンチ150の側面に設けられた傾斜部102bまたは傾斜部150bの角度等は半導体装置200のリード202形状その他の条件等により適宜、最適な形状および寸法に設定変更可能である。
さらに、リード曲げパンチ150の幅Pw(図9参照)の寸法を変更することにより、図16および図17で説明したリード202のリード平坦部分の長さを変更することができる。第1のリード曲げダイ102の形状を変更することなく、第1のストッパ120の高さを調整してリード曲げパンチ150の下降停止位置Phを変更したり、リード曲げパンチ150の幅Pwの寸法変更により自由にリード形状や寸法を調整することができる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。たとえば、本発明は、以下の構成を適用することも可能である。
(1)
リードを備える半導体装置の前記リードをガルウィング形状に成型するリード曲げ加工を行うリード成型装置であって、
前記半導体装置が載置されるとともに、前記リード曲げ加工時に前記リードを受ける下型のリード曲げダイと、
前記リード曲げダイの方向に下降して、前記半導体装置の前記リードを前記リード曲げダイの方向に移動させて当該リードをガルウィング形状に曲げる上型のリード曲げパンチと、
前記リード曲げパンチの下面と前記リード曲げダイの前記リードが配置された部分の上面との間に、前記リードの厚さ以上の距離が設けられるように、前記リード曲げパンチの下死点を規定する第1のストッパと、
を含むリード成型装置。
(2)
(1)に記載のリード成型装置において、
前記リード曲げダイは、前記半導体装置の本体が載置されるとともに、前記リード曲げ加工時に前記リード曲げパンチと対向する曲面を有する第1のリード曲げダイと、前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード曲げ加工時に前記リード曲げパンチに接触して曲げられた前記リードの先端側が接するR部を有する第2のリード曲げダイとを含むリード成型装置。
(3)
(2)に記載のリード成型装置において、
前記第2のリード曲げダイの前記R部のR値がR0.3mm以上R0.7mm以下であるリード成型装置。
(4)
(2)または(3)に記載のリード成型装置において、
当該リード成型装置は、前記半導体装置をリードフレームから切り離すリード切断加工およびリードの先端を切断するリード先端切断加工をさらに行うリード成型装置であって、
前記リード曲げパンチと独立して前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード切断加工時に前記半導体装置を前記リードフレームから切り離すリード切断パンチをさらに含むリード成型装置。
(5)
(4)に記載のリード成型装置において、
前記リード曲げパンチが前記下死点に達した後、前記第2のリード曲げダイと前記リード切断パンチとが、所定の距離を隔てて同期して移動するように、前記第2のリード曲げダイと前記リード切断パンチとの距離を保つ第2のストッパをさらに含むリード成型装置。
(6)
(5)に記載のリード成型装置において、
前記第2のリード曲げダイと前記リード切断パンチとの間の前記所定の距離が、前記リードの厚さに等しいリード成型装置。
(7)
(4)から(6)いずれかに記載のリード成型装置において、
前記リード切断パンチは、前記リード先端切断加工時に下降して前記第1のリード曲げダイの角部を切断ダイとして前記リードの先端を切断し、
前記第1のリード曲げダイの前記リード切断パンチと対向する側面には、前記角部から所定の距離下方の位置を開始点として下方に向けて徐々に広がる傾斜部が設けられたリード成型装置。
(8)
(4)から(6)いずれかに記載のリード成型装置において、
前記第2のリード曲げダイは、前記リード先端切断加工時に上昇して前記リード曲げパンチの角部を切断ダイとして前記リードの先端を切断し、
前記リード曲げパンチの前記第2のリード曲げダイと対向する側面には、前記角部から所定の距離上方の位置を開始点として上方に向けて徐々に広がる傾斜部が設けられたリード成型装置。
(9)
(1)に記載のリード成型装置において、
当該リード成型装置は、前記半導体装置をリードフレームから切り離すリード切断加工およびリードの先端を切断するリード先端切断加工をさらに行うリード成型装置であって、
前記リード曲げパンチと独立して前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード切断加工時に前記半導体装置を前記リードフレームから切り離すリード切断パンチをさらに含むリード成型装置。
(10)
(4)から(9)いずれかに記載のリード成型装置において、
前記リード切断パンチの下死点を規定する第3のストッパをさらに含むリード成型装置。
(11)
(1)から(10)いずれかに記載のリード成型装置において、
前記リード曲げ加工時に前記リードに接する前記リード曲げパンチのR部のR値が、R0.05mm以上R0.25mm以下であるリード成型装置。
(12)
(1)から(1)いずれかに記載のリード成型装置において、
前記リード曲げ加工時に、前記半導体装置の本体を前記リード曲げダイの方向に押さえて当該本体を固定する押さえ部材をさらに含むリード成型装置。
(13)
上型のリード曲げパンチを下型のリード曲げダイの方向に下降して、前記リードを備える半導体装置の前記リードを前記リード曲げダイの方向に移動させて当該リードを曲げてガルウィング形状に成型する工程を含み、当該工程において、前記リード曲げパンチの下面と前記リード曲げダイの前記リードが配置された部分の上面との間に前記リードの厚さ以上の距離が設けられるように前記リード曲げパンチの下死点を規定するリード成型方法。
(14)
(13)に記載のリード成型方法において、
前記成型する工程の前に、前記半導体装置を、リード切断パンチによりリードフレームから切り離す工程と、
前記成型する工程の後に、前記リードの先端を切断する工程と、
をさらに含むリード成型方法。
本発明の実施の形態におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 リード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 リード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 リード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 リード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 リード成型装置の構成を模式的に示す平面図である。 リード曲げ加工におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 リード曲げ加工におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 リード曲げ加工におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態におけるリード成型装置の他の例の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の他の実施の形態におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の他の実施の形態におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の他の実施の形態におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の他の実施の形態におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の他の実施の形態におけるリード成型装置の構成を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態で取り扱う半導体装置の一例を示す概略図である。 図16に示した半導体装置のリード部分の拡大図である。
符号の説明
100 リード成型装置
102 第1のリード曲げダイ
102a リード曲げ部
102b 傾斜部
102c 切り欠き部
104 押さえ部材
106 リード受け
108 第2のリード曲げダイ
108a R部
110 第1のバネ
120 第1のストッパ
122 第2のストッパ
124 第3のストッパ
130 ストッパ
150 リード曲げパンチ
150a R部
150b 傾斜部
152 リード切断パンチ
152a 鋭角部
154 第2のバネ
156 第4のストッパ
158 上型ベース
200 半導体装置
201 封止樹脂
202 リード
202’ 切断屑
202a 第1の屈曲部
202b 第2の屈曲部

Claims (12)

  1. リードを備える半導体装置の前記リードをガルウィング形状に成型するリード曲げ加工を行うリード成型装置であって、
    前記半導体装置が載置されるとともに、前記リード曲げ加工時に前記リードを受ける下型のリード曲げダイと、
    前記リード曲げダイの方向に下降して、前記半導体装置の前記リードを前記リード曲げダイの方向に移動させて当該リードをガルウィング形状に曲げる上型のリード曲げパンチと、
    前記リード曲げパンチの下面と前記リード曲げダイの前記リードが配置された部分の上面との間に、前記リードの厚さ以上の距離が設けられるように、前記リード曲げパンチの下死点を規定する第1のストッパと、
    を含み、
    前記リード曲げダイは、前記半導体装置の本体が載置されるとともに、前記リード曲げ加工時に前記リード曲げパンチと対向する曲面を有する第1のリード曲げダイと、前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード曲げ加工時に前記リード曲げパンチに接触して曲げられた前記リードの先端側が接するR部を有する第2のリード曲げダイとを含むリード成型装置。
  2. 請求項に記載のリード成型装置において、
    前記第2のリード曲げダイの前記R部のR値がR0.3mm以上R0.7mm以下であるリード成型装置。
  3. 請求項またはに記載のリード成型装置において、
    当該リード成型装置は、前記半導体装置をリードフレームから切り離すリード切断加工およびリードの先端を切断するリード先端切断加工をさらに行うリード成型装置であって、
    前記リード曲げパンチと独立して前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード切断加工時に前記半導体装置を前記リードフレームから切り離すリード切断パンチをさらに含むリード成型装置。
  4. 請求項に記載のリード成型装置において、
    前記リード曲げパンチが前記下死点に達した後、前記第2のリード曲げダイと前記リード切断パンチとが、所定の距離を隔てて同期して移動するように、前記第2のリード曲げダイと前記リード切断パンチとの距離を保つ第2のストッパをさらに含むリード成型装置。
  5. 請求項に記載のリード成型装置において、
    前記第2のリード曲げダイと前記リード切断パンチとの間の前記所定の距離が、前記リードの厚さに等しいリード成型装置。
  6. 請求項からいずれか一項に記載のリード成型装置において、
    前記リード切断パンチは、前記リード先端切断加工時に下降して前記第1のリード曲げダイの角部を切断ダイとして前記リードの先端を切断し、
    前記第1のリード曲げダイの前記リード切断パンチと対向する側面には、前記角部から所定の距離下方の位置を開始点として下方に向けて徐々に広がる傾斜部が設けられたリード成型装置。
  7. 請求項からいずれか一項に記載のリード成型装置において、
    前記第2のリード曲げダイは、前記リード先端切断加工時に上昇して前記リード曲げパンチの角部を切断ダイとして前記リードの先端を切断し、
    前記リード曲げパンチの前記第2のリード曲げダイと対向する側面には、前記角部から所定の距離上方の位置を開始点として上方に向けて徐々に広がる傾斜部が設けられたリード成型装置。
  8. 請求項からいずれか一項に記載のリード成型装置において、
    前記リード切断パンチの下死点を規定する第3のストッパをさらに含むリード成型装置。
  9. 請求項1からいずれか一項に記載のリード成型装置において、
    前記リード曲げ加工時に前記リードに接する前記リード曲げパンチのR部のR値が、R0.05mm以上R0.25mm以下であるリード成型装置。
  10. 請求項1からいずれか一項に記載のリード成型装置において、
    前記リード曲げ加工時に、前記半導体装置の本体を前記リード曲げダイの方向に押さえて当該本体を固定する押さえ部材をさらに含むリード成型装置。
  11. 上型のリード曲げパンチを下型のリード曲げダイの方向に下降して、前記リードを備える半導体装置の前記リードを前記リード曲げダイの方向に移動させて当該リードを曲げてガルウィング形状に成型するリード曲げ工程を含み、
    当該工程において、前記リード曲げパンチの下面と前記リード曲げダイの前記リードが配置された部分の上面との間に前記リードの厚さ以上の距離が設けられるように前記リード曲げパンチの下死点を規定し、
    前記リード曲げダイは、前記半導体装置の本体が載置されるとともに、前記リード曲げ工程において前記リード曲げパンチと対向する曲面を有する第1のリード曲げダイと、前記リード曲げパンチの移動方向と同じ方向に移動可能に設けられ、前記リード曲げ工程において前記リード曲げパンチに接触して曲げられた前記リードの先端側が接するR部を有する第2のリード曲げダイとを含む半導体装置の製造方法。
  12. 請求項11に記載の半導体装置の製造方法において、
    前記成型する工程の前に、前記半導体装置を、リード切断パンチによりリードフレームから切り離す工程と、
    前記成型する工程の後に、前記リードの先端を切断する工程と、
    をさらに含む半導体装置の製造方法。
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