JPH08102513A - 半導体素子成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メッキを施された被加工物の曲げ加工時にお
ける金型へのメッキの転写による屑の発生を大幅に低減
する半導体素子成形用金型を提供する。 【構成】 曲げ加工面１ｄは、被加工物３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１
ｅと、堆積物排出孔２を設ける。被加工物３から転写さ
れ堆積されたメッキ等の堆積物は曲げ加工動作により曲
げ加工面１ｄ及び堆積物誘導面１ｅ上を移動し、堆積物
排出孔２の背面１ｂ側から排出される。連続した曲面か
らなる曲げ加工面１ｄ及び堆積物誘導面１ｅの断面形状
を略スパイラル形状とすると、堆積物はより剥がれにく
くより移動しやすくなる。この構成によれば、メッキ屑
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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子成形用金型
に関し、特に表面実装型半導体装置のリード成型に好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の組立工程において、素子の
樹脂封止が完了したリードフレームのリード部は、単一
または多段（通常は、２段階程度）の工程により金型を
用いて同時あるいは連続して成形すなわち曲げ加工や切
断が行われる。

【０００３】この工程においては、曲げ加工の際にリー
ドの付け根に不要な応力をかけることによるモールド及
びリードの欠けや亀裂を発生させないように金型を設計
し、加工プロセスを最小限に抑えることが要求される。
特に金型は、わずかな調整不良によっても、半導体装置
の信頼性に致命的な影響を及ぼす場合があり、精密な調
整が要求される。また、半導体装置が表面実装される場
合、リードが一部においても浮かないように、所定の形
状に正確に成形する必要がある。

【０００４】半導体素子のリード形状を成形するための
金型は、通常、加工する製品の形状に対応した形状のも
のが用いられている。図９は、従来型金型の一例の斜視
図であり、図１０は、図９の従来型金型３１による半導
体装置３５のリード３３の曲げ加工時の状態を側面３１
ｃ側から見た側面図である。図１０の側面図に示すよう
に、従来型金型３１の形状は所定のリード形状に対応し
た形状となっている。この可動型である金型３１と固定
型３４とを用いた曲げ加工によりリード３３を所定の形
状に加工した後、マーキングや検査評価を行い半導体装
置が製品として完成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金型が
成形を行う対象は既に半田メッキを施したリードであ
り、金型を用いたパンチの際には、リード表面のうち上
面は可動型と、下面は固定型とそれぞれ接触し、側面を
除くほぼ全面が可動型または固定型と接触するので次の
ような問題を生じる。

【０００６】すなわち、金型とリードとが接触する際に
摩擦が発生して半田メッキが金型表面に転写されること
により、半田が金型表面に徐々に堆積して剥がれ、発生
した半田屑がリード間に短絡を生ずる原因となることで
ある。図１１は、半田メッキが金型３１の曲げ加工面に
転写されて堆積し（３６）、連続する曲げ加工動作によ
り徐々に曲げ加工面上部へ押し上げられ、その過程で半
田屑３６ａとなって剥がれる様子を側面３１ｃ側から見
た側面図である。さらに、半田３６が金型表面３１ｄに
不均一に堆積したり、部分的に剥がれることにより金型
表面３１ｄの平滑性が損なわれ、リードを所定の形状に
加工することができなくなるという問題も生ずる。

【０００７】半田屑低減のための対応策として、リード
成形にローラを用いるローラベンディング方式、カムを
用いるカムベンディング方式、リードに押し付けた金型
を滑らせてリード成形を行うスライドベンディング方式
等が考案され実用化されているが、これらの方式の機構
はいずれも複雑で、金型の大型化、コストの増大、メン
テナンスが困難であること等、種々の問題点を抱えてい
るのが現状である。

【０００８】あるいは、リード成形後に半田メッキを施
すという方法もあるが、この方法には以下のような問題
点がある。

【０００９】リード成形後におけるフレーム外枠が切除
された状態でメッキを施す場合には、リードの一部によ
って半導体装置のパッケージを支持しなければならない
ので、リード変形等の不具合が生ずることがある。ある
いは、フレーム外枠を切除せずにリード成型し、半田メ
ッキを施した後でフレーム外枠を切除する場合も考えら
れるが、技術的難易度が高く実用的でない。

【００１０】これに対して、半田メッキを施した後フレ
ーム外枠を切除しリード成形を行う工程順序では、メッ
キ時においてはフレーム外枠により半導体装置のパッケ
ージを支持するのでリードが保護され、メッキ後は不必
要なフレーム外枠を切除することによりリードにかかる
負担を軽減することができる。

【００１１】また、リードの半田処理を半田ディップに
より行う方法もあるが、半導体装置に熱ストレスが加わ
ることによる信頼性の低下や、リード間の半田のブリッ
ジによる短絡が発生する場合がある等の問題点がある。

【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、半田メッキを施した後フレーム外枠
を切除しリード成形を行う工程順序を変えないことを前
提として、金型表面に転写される半田メッキの量を低減
することにより金型表面の平滑性の維持及び半田屑の発
生の抑制を図り、金型表面に転写された半田メッキが金
型表面から剥がれないようにしながら除去することによ
り、半田屑の発生を抑制することができる半導体素子成
形用金型を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体素子
成形用金型によれば、被加工物の曲げ加工形状に対応す
るよう、被加工物に対向する前面の下端部に形成された
曲げ加工面と、曲げ加工時における曲げ加工面と被加工
物との離反位置から曲げ加工面の上部に連続して被加工
物から離反する方向に湾曲形成され、連続した曲げ加工
動作により被加工物から曲げ加工面に転写されて堆積さ
れた堆積物を誘導する堆積物誘導面と、堆積物誘導面の
上部終端位置を下端として開口し、前面から他面へ貫通
して形成された少なくとも１箇所の堆積物排出孔とを備
える。

【００１４】連続した曲面からなる曲げ加工面及び堆積
物誘導面の形状は、連続した曲げ加工動作により、初期
の堆積物が曲げ加工面から剥がれることなく堆積物誘導
面へ移動され、その後に続いて曲げ加工面から移動され
てきた爾後の堆積物により、堆積物誘導面へ移動された
初期の堆積物はさらにその上部へ押し上げられ堆積物排
出孔へ排出される形状であるものとすると良い。

【００１５】連続した曲面からなる曲げ加工面及び堆積
物誘導面の断面形状は、曲げ加工面の下端から堆積物誘
導面の上端へ向かうに従い、曲率半径が増加するスパイ
ラル形状若しくはその近似形状であるものとすると良
い。

【００１６】曲げ加工面は、被加工部分にのみ接触する
よう、形成された形状であるものとすると良い。

【００１７】堆積物排出孔の開口部は、被加工物の一端
から他端までの幅以上の幅を有するものとすると良い。

【００１８】また、堆積物排出孔は、被加工物が幅方向
に不連続な被加工部分からなる場合、１以上の被加工部
分毎に対応してそれぞれ設けられているものとすると良
い。

【００１９】堆積物排出孔の幅は、開口部から奥へ進行
するにしたがって狭まっているものとすると良い。

【００２０】

【作用】曲げ加工面の上部に連続して湾曲形成された堆
積物誘導面と、堆積物誘導面の上部終端位置を下端とし
て開口し、前面から他面へ貫通して形成された堆積物排
出孔とを設けたので、表面にメッキを施された被加工物
から曲げ加工面へ転写された堆積されたメッキの堆積物
は、加工動作により徐々に堆積物誘導面へ移動し最終的
には堆積物排出孔へ排出される。

【００２１】連続した曲面からなる曲げ加工面及び堆積
物誘導面の形状は、曲げ加工面に転写されて堆積された
堆積物が剥がれにくく、加工動作により移動しやすい形
状としたので、堆積物を堆積物排出孔から排出してメッ
キ等の屑の発生を抑制することができる。

【００２２】連続した曲面からなる曲げ加工面及び堆積
物誘導面の形状は、略スパイラル形状としたので、曲げ
加工面に転写されて堆積された堆積物がより剥がれにく
く、加工動作により移動しやすくなり、堆積物の排出率
が向上し、メッキ等の屑の発生をさらに効果的に抑制す
ることができる。さらに、曲げ加工時における被加工物
へのストレスは徐々に増加し、瞬時にストレスがかかる
ことが回避されて、被加工物の強度の低下が抑制され
る。

【００２３】曲げ加工面は、曲げ加工を施さない部分の
全部分または大部分に接触しない形状としたので、堆積
物の量を大幅に低減することができる。

【００２４】堆積物排出孔は、開口部の幅が被加工物の
一端から他端までの幅以上であるものとしたので、曲げ
加工面に転写され移動してきたメッキを漏れなく排出す
ることができる。

【００２５】堆積物排出孔は、被加工物が幅方向に不連
続な被加工部分からなる場合、各被加工部分に対応した
箇所にそれぞれ設け、あるいは、１以上の被加工部分毎
に対応してそれぞれ設けられているものとしたので、堆
積物排出孔が設けられない部分が確保されて、金型の強
度の低下による撓みを防止することができる。

【００２６】堆積物排出孔の幅は、入り口から奥へ進行
するにしたがって狭まっているものとしたので、さらに
金型の強度が向上する。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る半導体素子成形用金型の
実施例につき、図面を参照しながら説明する。

【００２８】図１は、本発明に係る半導体素子成形用金
型の第一の実施例について、半導体素子のリード３に曲
げ加工を施す成形時における、金型１、半導体素子のパ
ッケージ５及びリード３、可動型である金型１と対にな
る固定型４を一方の側面１ｃ側から見た側面図である。
また、図２は、図１中の金型１の斜視図、図３は、金型
１を側面１ｃ側から見た平面図、図４は、図２の金型１
の断面ＡＡ’に沿った断面図である。

【００２９】図１において、金型１の加工対象となる被
加工物３は、半田メッキを施された、半導体素子５のリ
ード３である。可動式の金型１と固定された台型４と
は、上下からリード３を挟み込んで押圧し所定の加工形
状を得るよう、当該加工形状に対応した形状となってい
る。

【００３０】金型前面１ａの下端には曲げ加工形状に対
応し、リードの曲げ加工を施さない部分にはほぼ接触し
ない形状の曲げ加工面１ｄが形成されている。曲げ加工
面１ｄの上部には、曲げ加工面に連続した曲面からな
り、曲げ加工時における曲げ加工面とリードとの離反位
置１ｆより上部にリード３から離反する方向に湾曲形成
された堆積物誘導面１ｅが形成されている。堆積物誘導
面１ｅの上部には、この堆積物誘導面１ｅの終端位置１
ｇを下端として開口し、前面１ａから背面１ｂへ貫通し
た堆積物排出孔２が形成されている。

【００３１】連続した曲面からなる曲げ加工面１ｄ及び
堆積物誘導面１ｅの断面形状は、図３に示すように、曲
げ加工面下端１ｈから堆積物誘導面上端１ｇへ向かうに
したがい、曲率半径が増加するスパイラル形状となって
いる。

【００３２】図４を参照しながら、金型表面１ｄに転写
され堆積されたメッキ堆積物６が堆積物排出孔２から排
出される作用について説明する。

【００３３】連続した曲げ加工動作により金型表面１ｄ
に転写され堆積された初期のメッキ堆積物６ａは、その
後の曲げ加工動作により徐々に堆積物誘導面１ｅに移動
されていく（６ａ´）。初期の堆積物６ａが徐々に移動
されるにしたがい（６ａ´）、当該部分には爾後のメッ
キ堆積物６ｃが堆積されていく。爾後のメッキ堆積物６
ｃも曲げ加工動作により徐々に上部へ移動されるので、
初期のメッキ堆積物６ａ´は爾後のメッキ堆積物６ｃに
押し上げられて堆積物誘導面１ｅ上を移動して行き、堆
積物排出孔２の背面１ｂ側から排出される。堆積物排出
孔２の背面１ｂ側から排出されたメッキ堆積物の屑は、
被加工物に影響を与えないように適当な手段により排除
する。

【００３４】本実施例では、図３に示したように、連続
した曲面からなる曲げ加工面１ｄ及び堆積物誘導面１ｅ
の断面形状は、略スパイラル形状としたので、メッキ堆
積物６はほとんど剥がれることなく堆積物誘導面１ｅ上
を移動し、堆積物排出孔２から排出される。また、曲げ
加工面１ｄはリードの曲げ加工を施さない部分にはほぼ
接触しない形状であるから、発生するメッキ堆積物の量
は、従来と比較して大幅に低減される。したがって、曲
げ加工面１ｄからメッキ堆積物６が剥がれて、メッキ屑
が発生することによるリード間短絡当の不良の発生を大
幅に抑制することができる。さらに、曲げ加工面１ｄ及
び堆積物誘導面１ｅの断面形状を略スパイラル形状とし
たことにより、曲げ加工時におけるリードへのストレス
は徐々に増加し、瞬時にストレスがかかることが回避さ
れ、リードの強度の低下が抑制される。

【００３５】屑発生頻度低下により、金型付近の掃除等
のメンテナンスの回数を減らすことも可能となり、生産
性が向上する。

【００３６】堆積物排出孔２の幅は、リードの曲げ加工
を施す部分の全幅よりも長いので、堆積物誘導面を移動
してきたメッキ堆積物は漏れなく排出される。

【００３７】図５は、本発明に係る半導体素子成形用金
型の第二の実施例の斜視図、図６は、図５の断面ＢＢ’
に沿った断面図である。

【００３８】第二の実施例では、堆積物排出孔１２は複
数に分割されて形成されている。各堆積物排出孔１２
は、リード１本または複数本ごとに対応して設けられて
いる。堆積物排出孔１２を複数に分割して形成したの
で、金型の強度が向上し、撓み等の不具合を防止するこ
とができる。

【００３９】図７は、本発明に係る半導体素子成形用金
型の第三の実施例の斜視図、図８は、図７の断面ＣＣ’
に沿った断面図である。

【００４０】第三の実施例では、堆積物排出孔２２の開
口部の幅Ｄを広く形成し、開口部から奥へ進行するにし
たがって幅が狭まる形状に形成したので（Ｄ＞ｄ）、金
型の強度を確保しながらメッキ堆積物の堆積物排出孔２
２への導入を容易に行うことができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
曲げ加工面の上部に堆積物誘導面と、堆積物排出孔とを
設けたので、メッキの堆積物は加工動作により堆積物排
出孔へ排出され、メッキ等の屑の発生が抑制されリード
間短絡等の不良発生を低減することができる。

【００４２】曲げ加工面及び堆積物誘導面の形状は、堆
積物が剥がれにくく加工動作により移動しやすい形状と
したので、堆積物の排出率が向上し、メッキ等の屑の発
生をさらに効果的に抑制できる。

【００４３】曲げ加工面及び堆積物誘導面の断面形状を
略スパイラル形状としたので、堆積物の排出率がさらに
向上し、曲げ加工時におけるリードへのストレスは徐々
に増加し、瞬時にストレスがかかることが回避され、リ
ードの強度の低下が抑制される。また、屑発生頻度低下
により、金型付近の掃除等のメンテナンスの回数を減ら
すことも可能となり、生産性が向上する。

【００４４】堆積物排出孔の幅は、リードの曲げ加工を
施す部分の全幅よりも長いので、堆積物誘導面を移動し
てきたメッキ堆積物は漏れなく排出される。

【００４５】曲げ加工面はリードの曲げ加工を施さない
部分にはほぼ接触しない形状としたので、発生するメッ
キ堆積物の量は、従来と比較して大幅に低減される。

【００４６】堆積物排出孔は、開口部の幅が被加工物の
一端から他端までの幅以上であるものとしたので、曲げ
加工面に転写され移動してきたメッキを漏れなく排出す
ることができる。

【００４７】堆積物排出孔は、被加工物が幅方向に不連
続な被加工部分からなる場合、各被加工部分に対応した
箇所にそれぞれ設け、あるいは、１以上の被加工部分毎
に対応してそれぞれ設けられているものとしたので、堆
積物排出孔が設けられない部分が確保されて、金型の強
度の低下による撓みを防止することができる。

【００４８】堆積物排出孔の幅は、入り口から奥へ進行
するにしたがって狭まっているものとしたので、さらに
金型の強度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例に係る半導体素子成形用
金型による曲げ加工時の様子を一方の側面側から見た側
面図。

【図２】図１に記載の金型の斜視図。

【図３】図１に記載の金型の側面図。

【図４】図２に記載の金型の断面ＡＡ’に沿った断面
図。

【図５】本発明に係る半導体素子成形用金型の第二の実
施例の斜視図。

【図６】図５に記載の金型の断面ＢＢ’に沿った断面
図。

【図７】本発明に係る半導体素子成形用金型の第三の実
施例の斜視図。

【図８】図７に記載の金型の断面ＣＣ’に沿った断面
図。

【図９】従来型金型の斜視図。

【図１０】図９に記載の従来型金型による曲げ加工時の
様子を示す側面図。

【図１１】従来型金型による曲げ加工時に半田屑が発生
する様子を示す説明図。

【符号の説明】

１ 本発明の第一の実施例の金型 １ａ 金型前面 １ｂ 金型背面 １ｃ 金型側面 １ｄ 曲げ加工面 １ｅ 堆積物誘導面 １ｆ 金型１とリード３の離反位置 １ｇ 堆積物誘導面の上部終端位置 １ｈ 曲げ加工面下端 ２、１２、２２ 堆積物排出孔 ３ リード（被加工物） ４ 固定型 ５ 半導体素子のパッケージ ６ メッキ堆積物 ６ａ 初期のメッキ堆積物 ６ａ´ 移動された初期のメッキ堆積物 ６ｃ 爾後のメッキ堆積物 Ｄ 堆積物排出孔の開口部の幅 ｄ 堆積物排出孔の背面の排出口の幅 ３１ 従来型金型 ３１ａ 金型前面 ３１ｂ 金型背面 ３１ｃ 金型側面 ３１ｄ 曲げ加工面 ３３ リード ３４ 固定型 ３５ 半導体素子のパッケージ ３６ メッキ堆積物 ３６ａ メッキ屑

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物の曲げ加工形状に対応するよう、
   前記被加工物に対向する前面の下端部に形成された曲げ
   加工面と、 曲げ加工時における前記曲げ加工面と前記被加工物との
   離反位置から前記曲げ加工面の上部に連続して前記被加
   工物から離反する方向に湾曲形成され、連続した曲げ加
   工動作により前記被加工物から前記曲げ加工面に転写さ
   れて堆積された堆積物を誘導する堆積物誘導面と、 前記堆積物誘導面の上部終端位置を下端として開口し、
   前記前面から他面へ貫通して形成された少なくとも１箇
   所の堆積物排出孔とを備えた半導体素子成形用金型。
2. 【請求項２】連続した曲面からなる前記曲げ加工面及び
   前記堆積物誘導面の形状は、前記連続した曲げ加工動作
   により、初期の堆積物が前記曲げ加工面から剥がれるこ
   となく前記堆積物誘導面へ移動され、その後に続いて前
   記曲げ加工面から移動されてきた爾後の堆積物により、
   前記堆積物誘導面へ移動された前記初期の堆積物はさら
   にその上部へ押し上げられ前記堆積物排出孔へ排出され
   る形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体
   素子成形用金型。
3. 【請求項３】前記連続した曲面からなる前記曲げ加工面
   及び前記堆積物誘導面の断面形状は、前記曲げ加工面の
   下端から前記堆積物誘導面の上端へ向かうに従い、曲率
   半径が増加するスパイラル形状若しくはその近似形状で
   あることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子成形
   用金型。
4. 【請求項４】前記曲げ加工面は、被加工部分にのみ接触
   するよう、形成された形状であることを特徴とする請求
   項１に記載の半導体素子成形用金型。
5. 【請求項５】前記堆積物排出孔の開口部は、前記被加工
   物の一端から他端までの幅以上の幅を有することを特徴
   とする請求項１に記載の半導体素子成形用金型。
6. 【請求項６】前記堆積物排出孔は、前記被加工物が幅方
   向に不連続な被加工部分からなる場合、１以上の前記被
   加工部分毎に対応してそれぞれ設けられていることを特
   徴とする請求項１に記載の半導体素子成形用金型。
7. 【請求項７】前記堆積物排出孔の幅は、開口部から奥へ
   進行するにしたがって狭まっていることを特徴とする請
   求項１に記載の半導体素子成形用金型。