JP5059697B2 - リードフレーム位置決め機構及び半導体製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、リードフレームにＭ列Ｎ行のマトリックス状に配置された樹脂封止後の半導体装置の外部リード部分を、金型を用いて加工するリード加工工程において用いられるリードフレーム位置決め機構及び半導体製造装置に関するものである。

従来、樹脂封止後の半導体装置の外部リード部分を、金型を用いて成形又は切断等の加工を施す場合は、例えば、リードフレームを列方向に送りつつ、リードフレームを金型でプレスして外部リード部分を加工する。その際、金型に設けられた上型、下型等の一組の加工部が、各半導体装置の外部リード部分に当接して加工が行われる。したがって、半導体装置がマトリックス状に複数配置されたリードフレームを加工する金型は、リードフレームの行方向に配置されたＮ個の半導体装置毎に、Ｎ組の加工部を備えている。

ところが、昨今の多様化する半導体製品の品種に伴い、リードフレームの種類の多様化が進んで来ている。そのため、多様化したリードフレーム毎に複数組の加工部を形成する必要があり、金型の投資費用が増大するという問題があった。特に、リードピッチの微細化が進むと、例えばタイバ打抜き工程の様に、微細化されたリードピッチ間の打抜きに必要な加工部の形成には、特殊な金型材料や加工技術が伴い、金型の投資費用が増大するという問題が顕著となっていた。

そこで、半導体装置がマトリックス状に複数配置されたリードフレームであっても、１組の加工部を備えるリード加工金型を用いて半導体装置毎にその外部リード部分を加工可能な半導体製造装置が提案されている（たとえば特許文献１）。
特開２０００−５８７２８号公報

しかし、特許文献１によれば、リードフレームを所定の基準位置に規制するためリードフレームに設けられた基準の孔（例えばピン規正穴２３）に挿入させるピン部材（例えば位置規正ピン１１）がリード加工金型に設けられている。

したがって、特許文献１によれば、リードフレームの設計変更によって、例えば基準の孔のリードフレーム上での位置が変わると、そのたびに、その変更後の基準の孔の位置に対応するピン部材の形成も含めてリード加工金型を設計変更する必要が生じる。よって、特許文献１によれば、リードフレームの設計変更に伴って、金型の投資費用が増大するおそれがあるという問題があった。

また、金型の設計変更をせずに、例えば、金型に設けられたピン部材に対応するリードフレーム部分に、リード加工金型での加工の直前に基準の孔を開口することも考えられるが、その場合はリード加工金型とは別個の金型が必要になる等、リード加工工程における金型投資費用の増大につながるおそれがあるという問題があった。しかも、リードフレームに、これらの基準の孔を設けるためののりしろ、すなわち半導体装置を構成しない不要領域を設ける必要が生じ、リードフレームの素材のロスが高まるおそれがあった。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、リード加工金型等の金型の投資費用を削減可能なリードフレーム位置決め機構及び半導体製造装置を提供することにある。

請求項１の発明は、リードフレームにマトリックス状に配置された樹脂封止後の複数の半導体装置のそれぞれの外部リード部分を、金型を用いて前記半導体装置ごとに加工する半導体製造装置用のリードフレーム位置決め機構において、前記リードフレームは、所定位置に設けられて前記リードフレームの位置決めの際に基準となる基準部としての開孔を有し、前記金型は、上加工部としてのパンチと、下加工部としてのダイと、前記ダイを固設するダイホルダと、前記ダイホルダの上面に設けられ、嵌合孔を有する案内板部材とを備え、前記リードフレーム位置決め機構は、前記リードフレームを載置する載置部と、前記開孔に嵌合しつつ前記載置部上に載置された前記リードフレームの位置を規制する位置決めピンと、前記位置決めピンを垂下させる支持プレートとを備える規制部と、前記支持プレートを上下方向に可動させるとともに前記位置決めピンを前記開孔に嵌合させる上下可動機構と、前記規制部を、前記金型から独立して水平方向に移動させる移動手段と、前記支持プレートに垂設され、前記嵌合孔に嵌合するガイド部材とを備え、前記ガイド部材は、前記支持プレートの下降時に前記嵌合孔に嵌合するリードフレーム位置決め機構である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のリードフレーム位置決め機構において、前記載置部と前記支持プレートとを連結する連結部材を備え、前記移動手段は、前記金型から独立して水平方向に移動可能な台座を含み、前記載置部は、前記台座上に固設される連結ブロックに連結され、前記上下可動機構は、前記台座に立設する第１支柱と、前記第１支柱と連結する長尺部材であって、その基端部が前記第１支柱の上端に回動自在に連結するとともに他端部が常時下方に付勢される第１アーム部材と、前記他端部に設けられる円板状の回動部材であるガイドローラＢと、前記第１アーム部材の下方であって、前記第１支柱の頭部よりもやや低い位置に回動自在に軸支され、前記第１アーム部材の下側部分に常時当接しつつ回転するカム部材と、前記金型を収納する機枠の天板から垂下するポスト部材と、
前記ポスト部材を貫通させるポスト貫通孔を備える直方体状のブロック部材で形成され、その長手方向を水平にして前記ポスト貫通孔を前記ポスト部材で貫通させて設けられる上下可動部材とを備え、前記上下可動部材は、その長手方向の一方の側面に断面コ字状のガイド溝Ａを設けるとともに他方の側面に断面コ字状のガイド溝Ｂを設け、前記支持プレートは、前記支持プレートを前記上下可動部材に吊支状に連結する棒部材であって、その上端に円板状の回動部材であるガイドローラＡを備える吊支部材を備え前記ガイドローラＢは、前記ガイド溝Ａに沿って移動自在に前記上下可動部材と連結し、前記ガイドローラＡは、前記ガイド溝Ｂに沿って移動自在に前記上下可動部材と連結し、前記カム部材の回転に応動して前記第１アーム部材の他端部が上下すると、前記上下可動部材が前記ポスト部材に沿って上下し、前記台座が前記上下可動部材の長手方向に移動すると前記規制部が前記長手方向に移動することを特徴とした。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載のリードフレーム位置決め機構を備える半導体製造装置とした。

本発明によれば、リードフレームにマトリックス状に配置された樹脂封止後の複数の半導体装置のそれぞれの外部リード部分を、金型を用いて前記半導体装置ごとに加工する半導体製造装置用のリードフレーム位置決め機構において、前記リードフレームの位置決めの際に基準となる基準部であって、前記リードフレームに設けられる基準部、を介して前記リードフレームを所定の位置に規制する規制部と、前記規制部を、前記金型から独立して水平方向に移動させる移動手段と、を備える構成であるから、リードフレームの設計変更によって、リードフレーム上の基準の孔等基準部の位置が変わっても、例えば規制部を設計変更する等で対応できるので、高価な加工部を備える金型の設計変更も必要なくなり、リード加工金型等の金型の投資費用を削減できる。

以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係る半導体製造装置は、リードフレームにマトリックス状に配置された樹脂封止後の複数の半導体装置のそれぞれの外部リード部分を、金型を用いて前記半導体装置ごとに成形及び／又は切断等の加工を行うものである。

そして、半導体製造装置は、金型としてのリード加工金型と、リードフレーム位置決め機構等を備える。

本実施形態のリード加工金型は、リードフレームにマトリックス状に複数配置された半導体装置を、１個ずつ加工するものであり、例えば公知のプレス加工金型を用いることができる。すなわちリード加工金型は、例えば一組の上下金型を含み、上金型はパンチ等の上加工部を備え、一方下金型はダイ等の下加工部を備える。そして、下金型を固定した状態で上下金型の間にリードフレームを配置し、例えばプレス装置等の駆動手段によって上金型を下降させ、上下加工部が協働しつつ半導体装置の外部リード部等の所定の部分の加工を行う。

そして、本実施形態のリードフレーム位置決め機構は、前記リードフレームの位置決めの際に基準となる基準部であって、前記リードフレームに設けられる基準部、を介して前記リードフレームを所定の位置に規制する規制部と、前記規制部を、前記リード加工金型から独立して水平方向に移動させる移動手段と、を備えるものである。

したがって、リードフレームの設計変更によって、リードフレームに設けた基準部の位置が変わっても、例えば規制部を設計変更する等で対応できるので、リード加工金型の設計変更も必要なくなり、リード加工金型の投資費用を削減できる。

その際、前記基準部は、前記リードフレームの所定の位置に設けられた開孔であり、前記規制部は、前記リードフレームを載置する載置部と、前記開孔に嵌合しつつ前記載置部上に載置された前記リードフレームの位置を規制する規制部材を備える支持体と、を含む構成であってもよい。

そうすることで、リードフレームの設計変更によって、リードフレームに設けられた開孔の位置が変わっても、規制部のうち例えば支持体を設計変更する等で対応できるので、リード加工金型の設計変更も必要なくなり、リード加工金型の投資費用を確実に削減できるとともに、リードフレームの設計変更に伴うリードフレーム位置決め機構の改造が容易で、改造費の低コスト化を図ることができる。

また、前記支持体を上下方向に可動させるとともに前記規制部材を前記開孔に嵌合させる上下可動機構を備え、前記移動手段は、少なくとも前記載置部と、前記支持体と、前記上下可動機構と、をその上に配置し、前記リード加工金型から独立して水平方向に移動する移動体を含む構成であってもよい。

例えば、リード加工金型を所定の平面位置に固設し、載置部にリードフレームを載置しつつ移動体を水平移動させるのである。そうすることで、リードフレームに複数配置された半導体装置のうち所定の半導体装置を、リード加工金型と重なる平面位置に位置させ、その位置で上下可動機構を介して、前記支持体を上下方向に可動させて前記規制部材を前記開孔に嵌合させ、リードフレームを所定の位置に規制可能なリードフレーム位置決め機構を具体化できる。

また、前記移動手段は、前記リード加工金型の下方位置に前記移動体が水平方向に移動可能な移動体移動空間を含む構成であってもよい。
そうすることで、前記移動体が水平方向に移動可能な空間を確保できる。

また、前記載置部と前記支持体とを連結する連結部材を備える構成であってもよい。
そうすることで、例えば載置部と支持体とを、連結部材を介して連結させた状態で同時に水平方向に移動させることにより、載置部と支持体との水平位置関係を安定に保持可能で位置決め精度の向上を図ることができる。

また、上述したいずれかのリードフレーム位置決め機構を備える半導体製造装置とする構成であってもよい。
そうすることで、リードフレームの設計変更によって、リードフレーム上の基準の孔等基準部の位置が変わっても、例えば規制部を設計変更する等で対応できるので、リード加工金型の設計変更も必要なくなり、リード加工金型の投資費用を削減可能な半導体製造装置を提供できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を用いて説明する。

先ず、本実施形態のリードフレームの例について図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態のリードフレーム１８の平面説明図である。
本実施形態のリードフレーム１８は、図１に示すように、行方向Ｔに例えば３個で、列方向Ｓに所定の個数（例えば６個）の樹脂封止後の複数の半導体装置２０をマトリックス状に配置可能な構成となっている。図１において、２２は樹脂封止部分、２４は外部リード部分、２８はタイバ部分である。

リードフレーム１８は、例えばリード加工金型（後述）に対して、リードフレーム１８を所定の平面位置に位置決めする際に基準となる基準部としての開孔２６を設けている。開孔２６は、図１に示すように、例えば一本の外部リード（２４）の幅の略２〜３倍程度の径で、リードフレーム１８を貫通する円形孔で形成される。そして、リードフレーム１８は、図１に示すように、行単位毎であって行方向Ｔの両端部に開孔２６，２６をそれぞれ備える。当該開孔２６，２６に、後述する規制部材としての位置決めピン６６が嵌合しつつ、リードフレーム１８を所定の位置に規制するのである。開孔の形状は、円形孔に限るものではなく、規制部材の断面形状に応じた例えば多角形孔で形成してもよい。

次に、本実施形態の半導体製造装置について、主に図２〜図４を用いて説明する。
図２は、本実施形態の半導体製造装置１０の斜視説明図である。図３は、本実施形態の半導体製造装置１０の側面説明図である。図４は、本実施形態の半導体製造装置１０の正面説明図である。
本実施形態の半導体製造装置１０は、図２〜図４に示すように、リードフレーム位置決め機構１２と、金型としてのリード加工金型１５０と、リード加工金型１５０を収納する機枠１６４と、架台３０と、を備える。

架台３０は、後述するようにリードフレーム位置決め機構１２に連結されるとともにリード加工金型１５０を収納した機枠１６４を搭載するための台である。架台３０は、図２〜図４に示すように、地面に設置される足部３２と、足部３２の上端側に台板３４とを備える。

台板３４は、図２〜図４に示すように、少なくとも、後述する機枠１６４及びリードフレーム位置決め機構１２を設置可能な広さの長方形状の平坦面（例えば略１００ｃｍ×略８０ｃｍ）と、ある程度の厚みを有する矩形状平板部材で形成される。そして、台板３４は、図２〜図４に示すように、その平坦面を水平方向に向けた状態で足部３２の上端側に溶接等で固定される。さらに、台板３４は、図３に示すように、後述する可動部材４２を貫通させるとともに、可動部材４２の水平方向の移動を妨げないための可動部材逃げ孔３９を設けている。架台３０は、鋼製あるいはステンレス製等の材質とすることができる。
以下、図２に示すように、台板３４の長辺３４ａに平行方向を「Ｙ方向」とし、台板３４の短辺３４ｂに平行方向を「Ｘ方向」として説明する。

次に、本実施形態のリード加工金型１５０は、リードフレーム１８の例えば外部リード部分２４（図１参照）を加工するためのものであり、公知のプレス金型で構成される。図３〜図４において、１５２は前述した上加工部としてのパンチ、１５４はパンチ１５２を固設するパンチホルダ、１５６は前述した下加工部としてのダイ、１５８はダイ１５６を固設するダイホルダ、１６２はダイホルダ１５８の四隅に立設するガイドポストである。
パンチホルダ１５４は、その四隅にガイドポスト１６２を貫通させる貫通孔（図示せず）を備え、ガイドポスト１６２に貫通されつつプレス装置（図示せず）によって駆動されて上下する。そして、パンチ１５２とダイ１５６とが互いに協働しつつ外部リード部分２４を加工する。
なお、本実施形態のパンチ１５２及びダイ１５６は、１個の半導体装置の外部リード部分２４（図１参照）を加工可能な大きさで形成される。
また、ダイホルダ１５８は、図３及び図４に示すように、その上面に、案内板部材８２を設ける。当該案内板部材８２は、後述するガイド部材８０（図５及び図８参照）を案内するためのものであり、ガイド部材８０を嵌合させる嵌合孔８４及びダイ１５６を貫通させる貫通孔（図示せず）を設けて形成され、ダイホルダ１５８の上面で、ダイ１５６を貫通させつつ固設される。

本実施形態の機枠１６４は、上述した台板３４上に設置され、リード加工金型１５０を収納するためのものである。図２〜図４において、１６６はリード加工金型１５０を載置する底板、１７０は底上げブロック、１７２は底板１６６の四隅に立設する機枠支柱、１６８は天板である。機枠１６４は、鋼製或いはステンレス製等の金属で形成される。また、以下に説明する部材の材質は、鋼製或いはステンレス製等の金属製として説明する。
底上げブロック１７０は、底板１６６を水平にした状態で台板３４から所定の高さに保持するためのものであり、所定の高さ（例えば１０ｃｍ程度）を有する直方体状ブロック部材で形成され、底板１６６の底面の四隅に固設される。
なお、本実施形態の底板１６６は、後述する連結ブロック５４の通過の妨げとならにために、図２及び図３に示すように、Ｙ方向に平行な辺にそれぞれ切欠き凹部１７４を設けている。
そして、機枠１６４は、図２及び図３に示すように、例えば台板３４のＹ方向の左寄り位置に配置される。

次に、本実施形態のリードフレーム位置決め機構１２は、図３及び図４に示すように、本実施形態の要部である規制部１４と、移動手段１６と、移動体移動空間３５と、を備える。
まず、移動手段１６について、図２〜図４を用いて説明する。
移動手段１６は、後述する規制部１４を、リード加工金型１５０から独立して水平方向であるＹ方向に移動させるためのものである。本実施形態の移動手段１６は、図２〜図４に示すように、後述する移動体としての台座３８と、台座３８を水平方向に移動させる移動機構４０と、移動体移動空間３５と、を含む。

本実施形態の移動機構４０は、図３に示すように、例えば水平方向に移動可能な公知の「ＸＹステージ」等の移動機構を用いることができる。図３において、４４は長尺状のシャフト部材、４６はシャフト部材４４を回動自在に軸受けするシャフト受け部材、４８はシャフト部材４４を回転駆動させる駆動部、４２はシャフト部材４４に沿って可動する可動部材である。

まず、シャフト部材４４は、図３及び図４に示すように、その長手方向をＹ方向に向けた状態で上述した台板３４の下方近接位置に配置される。そして、シャフト受け部材４６及び駆動部４８は、シャフト部材４４の両端部に配置され、台板３４の裏面に固設されて、シャフト部材４４を支持する。このようにして、台板３４と移動機構４０とが連結される。

次に、可動部材４２は、図３及び図４に示すように、直方体状部材で形成され、シャフト部材４４に貫通されるとともに、上述した台板３４の可動部材逃げ孔３９を貫通し、その上端部を台板３４の上方近接位置に露出させて設けられる。そして、可動部材４２は、駆動部４８を駆動させることで、シャフト部材４４の長手方向に沿って、すなわちＹ方向に移動可能な構成となっている。
なお、本実施形態の駆動部４８は、図示しない駆動制御部に接続され、駆動制御部の制御により、例えばリードフレーム１８の行ピッチ等の所定のピッチでの移動や移動方向の反転を行う。

次に、本実施形態の移動体移動空間３５は、図３に示すように、上述したリード加工金型１５０を設置する機枠１６４を台板３４上に配置した状態で、台板３４と機枠の底板１６６との間に形成される空間である。このように、移動体移動空間３５は、リード加工金型１５０の下方位置に形成され、後述する移動体としての台座３８を配置する。

本実施形態の台座３８は、少なくとも後述する載置部５６と、後述する支持体としての支持プレート２７と、後述する上下可動機構３６と、をその上に配置し、リード加工金型１５０から独立して水平方向に移動する移動体として機能するものである。
台座３８は、図２〜図４に示すように、上述した台板３４よりやや小さい広さの平坦面と、底上げブロック１７０の略３分の１〜５分の厚みを有する長方形状平板部材で形成される。そして、台座３８は、その平坦面を水平にするとともにその長辺３８ａをＹ方向に平行にした状態で配置され、その底面側の中央近傍で、上述した可動部材４２の上端部とネジ等で固定して接続される。したがって、台座３８は、可動部材４２の移動に伴ってＹ方向に移動可能な構成となっている。

なお、台座３８は、平面視で台座３８と底上げブロック１７０とが重なる部分に、所要の広さを有する逃げ孔４１（図３参照）を備える。前記逃げ孔４１は、台座３８の移動の際に底上げブロック１７０が台座３８の移動の妨げとならないための孔である。すなわち、台座３８は、逃げ孔４１に底上げブロック１７０を貫通させた状態で、上述した移動体移動空間３５に配置される。このように、台座３８は、機枠１６４に設置されるリード加工金型１５０から独立してＹ方向に移動可能な構成となっている。
また、台座３８は、図３及び図４に示すように、台板３４上を転動可能なキャスタ部材５２を設け、台座３８の移動時の傾斜を防止している。

また、台座３８は、図２〜図４に示すように、後述する載置部５６と連結するための連結ブロック５４を備える。
本実施形態の連結ブロック５４は、図示するように、例えば、台板３４の長辺３４ａの５分の１〜７分の一程度の辺を有する矩形状底面と、底板１６６の厚さよりある程度高い高さを有し、全体が直方体状のブロック部材で形成される。さらに、連結ブロック５４は、図２及び図３に示すように、その上面に開放し、断面視長方形状で連結ブロック５４の高さの半分程度の深さの溝であって、上面の一つの辺に平行に走る溝７８を設けている。当該溝７８は、連結ブロック５４が、後述する載置部５６の一部を上下方向に摺動自在に嵌合させつつ、載置部５６と連結するためのものである。

そして、本実施形態の台座３８は、図２〜図４に示すように、２個の連結ブロック５４，５４を設けている。具体的には、連結ブロック５４，５４は、その溝７８，７８が走る方向をＸ方向に平行に向けた状態で、機枠１６４のＸ方向の両端近傍に対向配置され、台座３８に固設される。

次に、規制部１４について、図２〜図５を用いて説明する。図５は、本実施形態の規制部１４を説明する要部分解斜視説明図である。
本実施形態の規制部１４は、上述した基準部としての開孔２６を介してリードフレーム１８を所定の位置に規制するものである。規制部１４は、図２〜図４に示すように、リードフレーム１８を載置する載置部５６と、リードフレーム１８の位置を規制する規制部材としての位置決めピン６６と、位置決めピン６６を備える支持体としての支持プレート２７と、を備える。

まず、載置部５６は、リードフレーム１８を載置するためのものであり、図２に示すように、２本のレール部材６８，６８と、レール部材６８，６８を支持する２個のレール支持部７０，７０と、を備える。

本実施形態のレール部材６８は、図２〜図４に示すように、例えば、リードフレーム１８の行方向Ｔの幅の略半分の長さの短辺と、上述した台板の短辺３４ｂの長さと略同じ長さの長辺と、所定の厚さを有する矩形状長尺平板部材で形成される。そして、レール部材６８，６８は、図２〜図４に示すように、長手方向をＸ方向に平行方向にした状態でそれぞれの板面を水平にし、略リードフレーム１８の行方向Ｔの幅分Ｙ方向に離隔させ状態で、上述したリード加工金型１５０のダイ１５６のやや上方の高さ位置に、対向配置させて設けられる。

また、レール部材６８は、図５に示すように、対向する上側角部に断面視Ｌ字状の切欠き部７２を設ける。そして、図１及び図５に示すように、リードフレーム１８の行方向Ｔの両端からそれぞれの開孔２６までののりしろ部分７４を切欠き部７２に当接させつつ、リードフレーム１８を載置する。
そして、本実施形態の半導体製造装置１０は、図４に示すように、例えば送りローラ７３等を含むリードフレーム送り機構（図示せず）を備えており、上述のようにレール部材６８に載置されたリードフレーム１８は、Ｘ方向の左から右に向かって（以下「リードフレーム送り方向」という。）送られる。
なお、図５において６９は、後述する支持プレート２７に設けられたガイド部材８０を貫通させる、ガイド部材貫通孔である。

次に、レール支持部７０，７０は、図２〜図４に示すように、レール部材６８，６８を支持するとともに、上述した連結ブロックの溝７８に嵌合しつつ後述する第２上下可動機構１３０を介して上下に移動可能なものである。
レール支持部７０は、図２及び図３に示すように、凹字状ブロック８６と、摺動ブロック８８と、を含みこれらを一体として形成される。
具体的には、凹字状ブロック８６は、図２及び図３に示すように、例えば連結ブロック５４の底面と略同形・同サイズの底面で、側面視凹字状の形状を有するブロック部材で形成される。また、摺動ブロック８８は、図２及び図３に示すように、上述した連結ブロックの溝７８と同形・同サイズの直方体状ブロック部材で形成される。

そして、摺動ブロック８８，８８は、図２及び図３に示すように、上述のように配置された連結ブロックの溝７８，７８にそれぞれ嵌合可能な位置及び態様で配置され、その上端部に凹字状ブロック８６，８６をそれぞれ固設する。さらに、凹字状ブロック８６は、図３に示すように、その一方の上端面に一方のレール部材６８を接続し、他方の上端面に他方のレール部材６８を接続して配置される。
レール支持部は、上述した構造に限るものではなく、レール部材６８を支持しつつ連結ブロックの溝７８に嵌合可能であれば、例えば側面視でＹ字状のブロックで形成されていてもよい。

このように、本実施形態の載置部５６は、リードフレーム１８を載置するのみならず、連結ブロック５４を介して、台座３８の上に配置される構成となっている。

次に、位置決めピン６６は、リードフレーム１８の開孔２６に嵌合しつつ載置部５６上に載置された前記リードフレーム１８の位置を規制する規制部材としての機能を有するものである。
本実施形態の位置決めピン６６は、図３及び図５に示すように、例えばリードフレーム１８の開孔２６の直径と略同じ直径で、所要の高さを有する円柱ピン部材で形成される。本実施形態の規制部１４は、図３及び図６に示すように、規制部材としての位置決めピンを少なくとも２本備える。
そして、これらの位置決めピン６６，６６は、上述のようにして載置部５６に載置されたリードフレーム１８の行単位毎に設けられる一対の開孔２６，２６に嵌合可能な位置に垂設される。したがって、位置決めピン６６を下降させて、リードフレーム１８の開孔２６，２６（図１参照）に嵌合させることで、リードフレーム１８は、その嵌合した位置に規制される（図８参照）。
位置決めピン６６の本数は、上述した２本に限るものではなく、例えばリード加工金型が備える加工部の組数に応じた、本数とすることができる。

次に、本実施形態の支持プレート２７は、位置決めピン６６を保持するためのものであり、図２〜図４に示すように、例えばレール部材６８の幅の略３〜４倍程度の長さの短辺２７ａと、略リードフレーム１８の列方向Ｓの長さの長辺２７ｂとを有する矩形状平板部材で形成される。そして、支持プレート２７は、図２〜図４及び図５に示すように、その板面を水平にするとともに長辺２７ｂをＸ方向に平行にした状態で、レール部材６８の上方位置に配置される。さらに、支持プレート２７は、上述のように垂設された位置決めピン６６の上端部をその底面に固設する。すなわち、支持プレート２７は、位置決めピン６６を垂下させる（図５及び図８参照）。
このように、支持プレート２７は、リードフレーム１８に設けられた開孔２６に嵌合しつつ載置部５６上に載置されたリードフレーム１８の位置を規制する位置決めピン６６を備える支持体として機能するのである。

次に、載置部５６と支持プレート２７とを連結する連結部材としての連結ピン５０について説明する。
本実施形態の連結ピン５０は、図３及び図５に示すように、例えば上述する位置決めピン６６の直径よりある程度大きい直径で、支持プレート２７の厚さの略２〜４倍の長さの円柱状ピン部材で形成される。そして、連結ピン５０は、図３〜図５に示すように、レール部材６８の上面に４本設けられる。詳しくは、それぞれのレール部材６８の切欠き部７２近傍に、レール部材６８の長手方向に沿って所定の間隔を設けて２本ずつ着脱可能にネジ等で立設固定される。
ここで、支持プレート２７は、図５に示すように、上述の連結ピン５０を貫通させる貫通孔９０を、連結ピン５０が立設する位置にそれぞれ設けている。そして、図３〜図５に示すように、当該貫通孔９０に連結ピン５０を貫通させた状態で載置部５６、具体的にはレール部材６８と支持プレート２７とが連結可能な構成となっている。
このように、支持体としての支持プレート２７は、載置部５６に連結されつつ移動体としての台座３８の上に配置されるのである。

なお、図５において９２は、上述したパンチ１５２が、ダイ１５６の位置まで下降する際の妨げとならないためのパンチ通過孔９２である。パンチ通過孔９２は、図５に示すように、リードフレーム１８の行方向Ｔの幅と略同じ長辺とパンチ１５２の辺よりやや長い長さの短辺を有する長方形状の貫通孔からなる。
さらに、支持プレート２７は、その四隅にガイド部材８０を垂設させている。当該ガイド部材８０は、支持プレート２７が下降する際に、リード加工金型１５０の案内板部材８２に設けられた嵌合孔８４（図３、図４、図８参照）に嵌合しつつ支持プレート２７を所定の位置に案内するためのものである。

加えて、支持プレート２７は、図２〜図４に示すように、吊支部材９４を備える。吊支部材９４は、支持プレート２７を、後述する上下可動部材９６に吊支状に連結するためのものである。
吊支部材９４は、図３及び図４に示すように、機枠支柱１７２の高さの略半分の長さの棒部材で形成される。そして、支持プレート２７は、図２〜図４に示すように、４本の吊支部材９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄを支持プレート２７の上面の四隅近傍にそれぞれ立設し、その下端部を支持プレート２７に固設する。そして、吊支部材９４は、その上端部にガイドローラＡ９８（後述）をそれぞれ備える（図４及び図６参照）。

次に、本実施形態の要部である上下可動機構３６について図を用いて説明する。上下可動機構３６は、支持プレート２７を上下方向に可動させるとともに位置決めピン６６をリードフレーム１８の開孔２６に嵌合させるためのものである。
本実施形態の上下可動機構３６は、図２及び図３に示すように第１支柱１００と、第１アーム部材１０２と、カム部材１０４と、ポスト部材１１４と、上下可動部材９６と、を含む。
第１支柱１００は、後述する第１アーム部材１０２を支持するためのものであり、図３に示すように、例えば機枠１６４の高さと略同じ長さの長尺部材で形成される。そして、第１支柱１００は、図２及び図３に示すように、例えば台座３８のＸ方向の右端近傍かつＹ方向の右端近傍に、その下端部をネジ等で固定されて立設される。

次に、第１アーム部材１０２は、後述する上下可動部材９６ａを上下に可動させるためのものであり、図３に示すように、台座の長辺３８ａよりある程度短い長さの長尺部材で形成される。そして、第１アーム部材１０２は、図３に示すように、その長手方向をＹ方向に平行にした状態で配置され、連結部Ａ１１６を介して、その基端部１０８と第１支柱１００の上端部とが連結される。その際、連結部Ａ１１６は、第１アーム部材１０２が連結部Ａ１１６を中心として地面に垂直な面で自在に回動可能な構成となっている。
また、第１アーム部材１０２は、図２及び図３に示すように、その他端部１１０にガイドローラＢ１１８（後述）を備え、ガイドローラＢ１１８が上下可動部材９６ａ（後述）と連結する。
さらに、第１アーム部材１０２は、例えば図示しないバネ等によって、他端部１１０側が常時下方に付勢されて設けられる。

次に、カム部材１０４は、図２及び図３に示すように、カム部材１０４の回転軸１２０を中心として例えばモータ（図示しない）で回転しつつ第１アーム部材１０２を上下に可動させるためのものである。カム部材１０４は、図２及び図３に示すように、側面視で例えば鶏卵型状に形成され、第１アーム部材１０２の下方位置であって、第１支柱１００の頭部よりやや低い高さ位置に回動自在に軸支される。したがって、上述したように、第１アーム部材１０２は常時下方に付勢されているため、図３に示すように、カム部材１０４が第１アーム部材１０２の下側部分に常時当接しつつ回転することで、第１アーム部材１０２はカム部材１０４の回転に応動して上下可動を行うことができる。

次に、ポスト部材１１４は、後述する上下可動部材９６の上下方向の可動を、案内する案内部材である。
ポスト部材１１４は、図２及び図４に示すように、例えばレール部材６８の幅の略半分の直径で、機枠支柱１７２の高さの略半分の長さを有する円柱棒部材で形成される。そして、図２〜図４に示すように、４本のポスト部材１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄが、上述した機枠１６４の天板１６８の底面に垂下して固定される。詳しくは、天板１６８の底面であって、上述した２個の連結ブロック５４の上方近傍にそれぞれ２本ずつ、Ｙ方向に略支持プレート２７の短辺２７ａの長さを離隔させて配置される。

次に、上下可動部材９６について説明する。
上下可動部材９６は、吊支部材９４を介して支持プレート２７と連結し、支持プレート２７を上下可動させるとともに、支持プレート２７を水平方向に移動可能とするためのものである。
まず、上下可動部材９６は、図３、図４及び図５に示すように、例えば支持プレート２７の短辺２７ａの略２倍の長さと、ポスト部材１１４の直径の略４〜５倍の幅と、ポスト部材１１４の長さの略３分の１〜５分の１程度の高さを有する直方体状のブロック部材で形成される。そして、上下可動部材９６は、後述するガイド溝Ａ１２４、ガイド溝Ｂ１２６及び上述したポスト部材１１４を貫通させるポスト貫通孔１２８をそれぞれ備える。

ガイド溝Ａ１２４及びガイド溝Ｂ１２６は、図２〜図４に示すように、上下可動部材９６の長手方向に沿った断面コ字状溝でそれぞれ形成され、ガイド溝Ａ１２４は、図４に示すように、上下可動部材９６の長手方向に平行な一方の側面に設けられる。また、ガイド溝Ｂ１２６は、前記側面と対向する他方の側面に設けられる。

本実施形態のリードフレーム位置決め機構１２は、２個の上下可動部材９６ａ，９６ｂを備える。上下可動部材９６ａは、図２〜図４に示すように、その長手方向をＹ方向に向けるとともに、ガイド溝Ａ１２４をＸ方向の右側に向けた状態で、ポスト部材１１４ａ，１１４ｂに、ポスト貫通孔１２８を貫通させて設けられる。他方、上下可動部材９６ｂは、図１及び図４に示すように、上下可動部材９６ａと対向配置され、ポスト部材１１４ｃ，１１４ｄに、ポスト貫通孔１２８を貫通させて設けられる。
このように、上下可動部材９６ａ，９６ｂは、ポスト部材１１４に案内されつつ上下に可動することができるのである。

次に、上下可動部材９６と上述した吊支部材９４との連結について、必要に応じて図６を用いながら説明する。図６は、図４のＡ−Ａ線矢視図である。
図６に示すように、前記吊支部材９４のそれぞれの上端部にガイドローラＡ９８が設けられる。ガイドローラＡ９８は、所定の溝に沿って回動自在に移動可能な円板状の回動部材である。そして、上下可動部材９６と吊支部材９４とは、ガイドローラＡ９８を介して連結する。具体的には、図２及び図４に示すように、ガイドローラＡ９８がガイド溝Ｂ１２６に嵌合しつつ、ガイド溝Ｂ１２６に沿って移動自在に連結される。なお、図示するように、上下可動部材９６ａと、吊支部材９４ａ，９４ｂとが連結し、上下可動部材９６ｂと吊支部材９４ｃ，９４ｄとが連結する。
このように、吊支部材９４及び支持プレート２７は、上下可動部材９６の長手方向（Ｙ方向）に沿って自在に移動可能となっているのである。

次に、上下可動部材９６ａと第１アーム部材１０２との連結について説明する。
図２及び図３に示すように、第１アーム部材の他端部１１０に、ガイドローラＢ１１８が設けられる。ガイドローラＢ１１８は、所定の溝に沿って回動自在に移動可能な円板状の回動部材である。そして、上下可動部材９６ａと第１アーム部材１０２とは、ガイドローラＢ１１８を介して連結する。具体的には、図２及び図３に示すように、ガイドローラＢ１１８が上下可動部材９６ａのガイド溝Ａ１２４に嵌合しつつ、ガイド溝Ａ１２４に沿って移動自在に連結する。
このように、第１アーム部材１０２の他端部１１０は、上下可動部材９６ａの長手方向（Ｙ方向）に沿って自在に移動可能となっているのである。

したがって、上述したカム部材１０４の回転に応動して第１アーム部材１０２の他端部１１０が上下に可動すると、当該他端部１１０に設けられたガイドローラＢ１１８を介して連結される上下可動部材９６ａがポスト部材１１４ａ，１１４ｂに沿って上下し、当該上下可動部材９６ａに吊支される支持プレート２７が上下する。その際、支持プレート２７に吊支部材９４ｃ，９４ｄを介して接続される上下可動部材９６ｂもポスト部材１１４ｃ，１１４ｄに案内されて円滑に上下する。そして、支持プレート２７の下降時に上述した位置決めピン６６が、リードフレーム１８の開孔２６に嵌合する。
このように、本実施形態の上下可動機構３６は、支持体としての支持プレート２７を上下方向に可動させるとともに、規制部材としての位置決めピン６６をリードフレーム１８の開孔２６に嵌合させる構成となっているのである。

また、本実施形態の上下可動機構３６は、台座３８のＸ方向右端側にのみ第１支柱１００、第１アーム部材１０２、カム部材１０４、ガイドローラＢ１１８等を設けているが、台座３８のＸ方向左端側にも、第１支柱１００、第１アーム部材１０２と、カム部材１０４、ガイドローラＢ１１８等を設け、ガイドローラＢ１１８を介して上下可動部材９６ｂと第１アーム部材１０２とを連結させてもよい。

なお、本実施形態のリードフレーム位置決め機構１２は、図２及び図３に示すように、載置部５６を上下方向に可動させるための第２上下可動機構１３０を備える。第２上下可動機構１３０は、リード加工の際にダイ１５６の上端の高さ位置にリードフレーム１８を位置させるとともに、リードフレーム１８を送る際に、半導体装置２０の樹脂封止部分２２に傷が発生しないように、ダイ１５６の上端の高さ位置よりやや上方位置にリードフレーム１８を位置させるためのものである。

本実施形態の第２上下可動機構１３０は、図２及び図３に示すように、スライド部材１３２、可動板部材１３５、保持部材１３４、第２アーム部材１３６、第２支柱１３８と、を備える。
ここで、スライド部材１３２は、例えば所要の長さの棒部材で形成される。また、可動板部材１３５は、例えば所要の広さの平板部材で形成され、スライド部材１３２の上端部に固設される。そして、これらの可動板部材１３５とスライド部材１３２は図示しないバネ等で常時上方に付勢され、可動板部材１３５はカム部材１０４に常時当接する構成となっている。したがって、可動板部材１３５がカム部材１０４の回転に応動して上下することによりスライド部材１３２が上下に可動する。その際、保持部材１３４はスライド部材１３２を垂直方向にスライド自在に保持する。
図２に示すように、第２支柱１３８は台座３８のＸ方向右端側に立設され、第２アーム部材１３６は、その中間部分で第２支柱１３８の上端部と回動自在に連結される。次に、また、第２アーム部材１３６はその一端側を、スライド部材１３２の下端部に回動自在に連結され、他端側を載置部５６の摺動ブロック８８と回動自在に連結される。
したがって、スライド部材１３２の上下方向の可動に応動して載置部５６も上下可動する構成となっているのである。
なお、本実施形態の第２上下可動機構１３０は、台座３８のＸ方向右端側のみに設けられているが、台座３８のＸ方向左端側にも設け、第２アーム部材と台座３８のＸ方向左端側に配置される摺動ブロック８８とを連結する構成であてもよい。

以上のように構成された、半導体製造装置１０の動作について図３〜図４、図７〜図９を用いて説明する。図７は、本実施形態の半導体製造装置１０の側面説明図である。図８は、図７の要部拡大説明図である。図９は、本実施形態の半導体製造装置１０の動作を説明するための要部断面説明図である。

先ず、載置部５６にリードフレーム１８を載置する（図５参照）。
次に、載置部５６を配置した台座３８は、図９（ａ）に示すように、例えばリードフレーム１８の行方向の中央に配置される半導体装置２０ａがダイ１５６の上方を通過する位置に移動する。
次に、載置されたリードフレーム１８が、送りローラ７３等によりリードフレーム送り方向に送られる（図４参照）。その際、また、リードフレーム１８は、リードフレーム１８に配置される半導体装置２０の列方向のピッチを１ピッチとし、ピッチ送り可能な構成となっている。そして、半導体装置２０の外部リード部分２４が、パンチ１５２とダイ１５６とで加工可能となる所定の位置に位置したところで、リードフレーム１８の送りが一旦停止される。

次に、停止した位置で、リードフレーム１８を所定の位置に規制する。この動作について図７及び図８を用いて説明する。
図７は、図３の状態からカム部材１０４が回転し、リードフレーム１８が所定の位置に規制された状態を示している。
図７および図８に示すように、上下可動機構３６を介して支持プレート２７が下降すると、支持プレート２７の底面に設けられた位置決めピン６６，６６が、リードフレーム１８の開孔２６，２６に嵌合し、リードフレーム１８を所定の位置に規制する。

その際、本実施形態の支持プレート２７は、上述したガイド部材８０を備えており、支持プレート２７の下降時に、ガイド部材８０が、上述したレール部材６８のガイド部材貫通孔６９（図５参照）を貫通するとともに、案内板部材８２の嵌合孔８４に嵌合しつつ（図８参照）、支持プレート２７を所定の位置に案内する。
また、図７及び図８に示すように、載置部５６は、上述した第２上下可動機構１３０を介して下降し半導体装置２０ａの外部リード部分２４が、ダイ１５６に当接する高さ位置まで下降している。
そして、上述のようにリードフレーム１８を規制した状態で、パンチ１５２がパンチ通過孔９２を通過しつつ下降して半導体装置２０ａのリード加工が行われる。

次に、半導体装置２０ａのリード加工が終了すると、パンチ１５２が上死点まで上昇する。そして、図３に示すように、上下可動機構３６及び第２上下可動機構１３０を介して支持プレート２７及び載置部５６が所定の高さ位置まで上昇する。
次に、載置部５６及び支持プレート２７が、水平方向に移動するがその動作について以下に詳述する。

まず、上述した移動機構４０を介して台座３８がＹ方向に移動する。その際、リード加工金型１５０は機枠１６４に収納された状態、すなわち所定の平面位置に固定されており、台座３８は、上述した移動体移動空間３５を介し、リード加工金型１５０から独立して容易に水平方向に移動できる。
そして、台座３８の移動に伴って、台座３８に固設された連結ブロック５４及び連結ブロック５４と連結した載置部５６が移動する。さらに、載置部５６と連結ピン５０を介して連結する支持プレート２７及び支持プレート２７に立設する吊支部材９４が水平方向に移動する。その際、吊支部材９４の上端部は、図５に示すように、上端部に設けられたガイドローラＡ９８が上下可動部材９６のガイド溝Ｂ１２６に沿って移動することで、載置部５６と支持プレート２７とが一緒に水平方向に移動可能な構成となっている。

また、台座３８に設置された上下可動機構３６及び第２上下可動機構１３０が台座３８と一緒にＹ方向に移動する。その際、上下可動機構３６を構成する第１アーム部材１０２の他端部１１０は、図３に示すように、当該他端部１１０に設けられたガイドローラＢ１１８が上下可動部材９６のガイド溝Ａ１２４に沿って移動することで台座３８と一体に水平方向に移動可能な構成となっている。
以上のように、台座３８は、少なくとも載置部５６と、支持プレート２７と、上下可動機構３６をその上に配置し、リード加工金型１５０から独立して水平方向に移動する移動体として機能しているのである。

図９（ｂ）は、上述のようにして載置部５６及び支持プレート２７をＹ方向に移動させ、行方向Ｔの左端に配置される半導体装置２０ｂがダイ１５６の上方に位置する様子を示している。
また、図９（ｃ）は、上述のようにして載置部５６及び支持プレート２７をＹ方向に移動させ、行方向Ｔの右端に配置される半導体装置２０ｃがダイ１５６の上方に位置する様子を示している。

このように、本実施形態の半導体製造装置１０は、リード加工金型１５０を所定の平面位置に固定した状態で、リードフレーム１８をリードフレーム送り方向に送るとともに、載置部５６及び支持プレート２７を、リード加工金型１５０から独立してＹ方向に移動させつつ、１個ずつ半導体装置２０をリード加工するのである。

以上のように、本実施形態におけるリードフレーム位置決め機構１２及び半導体製造装置１０によれば、リードフレーム１８の設計変更によって、リードフレーム１８上の開孔２６の位置が変わっても、例えば規制部１４、特に支持プレート２７の位置決めピン６６の位置だけを変更する等で対応できるので、リード加工金型の設計変更も必要なくなり、金型の投資費用を削減可能となる。

以上、本発明の実施形態のうちのいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらはあくまでも例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
例えば、上述した基準部を、ＣＣＤカメラ等の撮像装置で認識可能なマークとし、リードフレームに設けてもよい。その場合、規制部は、例えばリードフレームを載置する載置部と、載置部に載置されたリードフレームの薄板部分をクランプしつつ所定の位置に規制するリードフレームクランプ機構と、を備える構成としてもよい。

また、本実施形態では、半導体製造装置としては、具体的にリード加工金型を用いた半導体製造装置を例にあげて説明したが、半導体製造装置は例えばボンディング装置等であってもよい。

本発明の実施形態に係るリードフレームの平面説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体製造装置の斜視説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体製造装置の側面説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体製造装置の正面説明図である。 本発明の実施形態に係る規制部の一部を分解した斜視説明図である。 図４のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の実施形態に係る半導体製造装置の側面説明図である。 図７の要部を拡大した断面説明図である。 本発明の実施形態に係る半導体製造装置の動作を説明する要部断面説明図である。

１０ 半導体製造装置
１２ リード位置決め機構
１４ 規制部
１６ 移動手段
１８ リードフレーム
２０ 半導体装置
２２ 樹脂封止部分
２６ 開孔（基準部）
２７ 支持プレート（支持体）
３５ 移動体移動空間
３６ 上下可動機構
３８ 台座（移動体）
５６ 載置部
６６ 位置決めピン（規制部材）

Claims (3)

1. リードフレームにマトリックス状に配置された樹脂封止後の複数の半導体装置のそれぞれの外部リード部分を、金型を用いて前記半導体装置ごとに加工する半導体製造装置用のリードフレーム位置決め機構において、
   前記リードフレームは、
   所定位置に設けられて前記リードフレームの位置決めの際に基準となる基準部としての開孔を有し、
   前記金型は、
   上加工部としてのパンチと、
   下加工部としてのダイと、
   前記ダイを固設するダイホルダと、
   前記ダイホルダの上面に設けられ、嵌合孔を有する案内板部材とを備え、
   前記リードフレーム位置決め機構は、
   前記リードフレームを載置する載置部と、
   前記開孔に嵌合しつつ前記載置部上に載置された前記リードフレームの位置を規制する位置決めピンと、
   前記位置決めピンを垂下させる支持プレートとを備える規制部と、
   前記支持プレートを上下方向に可動させるとともに前記位置決めピンを前記開孔に嵌合させる上下可動機構と、
   前記規制部を、前記金型から独立して水平方向に移動させる移動手段と、
   前記支持プレートに垂設され、前記嵌合孔に嵌合するガイド部材とを備え、
   前記ガイド部材は、前記支持プレートの下降時に前記嵌合孔に嵌合することを特徴とするリードフレーム位置決め機構。
2. 前記載置部と前記支持プレートとを連結する連結部材を備え、
   前記移動手段は、
   前記金型から独立して水平方向に移動可能な台座を含み、
   前記載置部は、前記台座上に固設される連結ブロックに連結され、
   前記上下可動機構は、
   前記台座に立設する第１支柱と、
   前記第１支柱と連結する長尺部材であって、その基端部が前記第１支柱の上端に回動自在に連結するとともに他端部が常時下方に付勢される第１アーム部材と、
   前記他端部に設けられる円板状の回動部材であるガイドローラＢと、
   前記第１アーム部材の下方であって、前記第１支柱の頭部よりもやや低い位置に回動自在に軸支され、前記第１アーム部材の下側部分に常時当接しつつ回転するカム部材と、
   前記金型を収納する機枠の天板から垂下するポスト部材と、
   前記ポスト部材を貫通させるポスト貫通孔を備える直方体状のブロック部材で形成され、その長手方向を水平にして前記ポスト貫通孔を前記ポスト部材で貫通させて設けられる上下可動部材とを備え、
   前記上下可動部材は、その長手方向の一方の側面に断面コ字状のガイド溝Ａを設けるとともに他方の側面に断面コ字状のガイド溝Ｂを設け、
   前記支持プレートは、前記支持プレートを前記上下可動部材に吊支状に連結する棒部材であって、その上端に円板状の回動部材であるガイドローラＡを備える吊支部材を備え
   前記ガイドローラＢは、前記ガイド溝Ａに沿って移動自在に前記上下可動部材と連結し、前記ガイドローラＡは、前記ガイド溝Ｂに沿って移動自在に前記上下可動部材と連結し、
   前記カム部材の回転に応動して前記第１アーム部材の他端部が上下すると、前記上下可動部材が前記ポスト部材に沿って上下し、前記台座が前記上下可動部材の長手方向に移動すると前記規制部が前記長手方向に移動することを特徴とする請求項１記載のリードフレーム位置決め機構。
3. 請求項１又は２記載のリードフレーム位置決め機構を備える半導体製造装置。
   

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