JPH10242375A - 半導体装置用リードフレームの製造設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合テープの切断性が良く、品質の良い半導
体装置用リードフレームを効率的に製造可能な半導体装
置用リードフレームの製造設備を提供する。 【解決手段】 第１のヒータブロック１３を備え、リー
ドフレーム基材１１を予熱する予備加熱ステーション１
４と、予熱されたリードフレーム基材１１を接合加工位
置にて、予め切れ目が形成された接合テープ片１５を接
合テープ１７から分離して、第２のヒータブロック４０
によって更に加熱されたリードフレーム基材１１の所定
位置に圧着する熱圧着ステーション１６と、接合テープ
１７に押し抜き加工を行って、切れ目によって分離され
ていると共に押し抜き後は接合テープ１７にそのまま仮
着されている接合テープ片１５を形成する接合テープ加
工ステーション１８と、リードフレーム基材１１の搬送
手段２２、及び搬送手段２２に同期して接合テープ１７
を送るテープ送り手段２３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に集積回路素子
又は集積回路素子搭載基板を接合する熱可塑性接着剤付
きの接合テープを貼り付けて形成された半導体装置用リ
ードフレームの製造設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置は信号処理速度の高速化が強
く望まれ、高周波化した信号を処理することになって、
使用時に半導体装置自体の温度が上昇する。半導体装置
の温度が上昇すると、半導体装置は機能性に悪影響を受
けるので、温度上昇を抑制する必要があり、銅や銅合金
からなる放熱板をチップ搭載部やインナーリードの下方
に設置している。また、半導体装置にはインナーリード
の下面又は上面に半導体素子を取付けたＬＯＣ（リード
オンチップ）やＣＯＬ（チップオンリード）というもの
が提案されている。前記放熱板の設置や前記半導体素子
の取付けには、絶縁性接合テープが使用され、一般に絶
縁性接合テープはパンチとダイとを有する打ち抜き金型
によって、短冊状又は枠状に打ち抜かれて、リードパタ
ーンが形成されたリードフレームの所定箇所、例えばイ
ンナーリード部、或いは素子搭載部とインナーリード部
に貼着されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁性
接合テープは通常両面に接着剤が塗布され、又は接着剤
のみをテープ状にしたものが用いられるが、軟質である
ので打ち抜き性が悪く、特に、同一の箇所で接合テープ
の打ち抜きと打ち抜いた接合テープ片の押圧接合を行う
と、接合するリードフレームを加熱する必要もあって、
打ち抜き金型自体の温度が上昇し、熱可塑性樹脂が更に
軟化して切断不良を起こすという問題があった。また、
仮に切断できても、金型の温度が高いために絶縁性接合
テープの端面に接着剤が引きちぎれたように付着し、且
つ打ち抜き端面形状が劣化して、リードフレームへの貼
着不良又は貼着できてもその後の半導体装置の組立過程
で剥離発生等が発生するという問題があった。本発明は
かかる事情に鑑みてなされたもので、接合テープを切断
する金型がリードフレーム基材を加熱する熱源によって
加熱されることがなく、従って、接合テープの切断性が
良く、結果として品質の良い半導体装置用リードフレー
ムを効率的に製造可能な半導体装置用リードフレームの
製造設備を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の半導体装置用リードフレームの製造設備は、所定
の形状加工が行われたリードフレーム基材に、少なくと
も裏面に熱可塑性接着剤が塗布された所定形状の接合テ
ープ片を熱圧接によって貼着する半導体装置用リードフ
レームの製造設備であって、第１のヒータブロックを備
え、前記リードフレーム基材を予熱する予備加熱ステー
ションと、前記予備加熱ステーションに続き、予熱され
た前記リードフレーム基材を接合加工位置にて、予め切
れ目が形成された接合テープ片を接合テープから分離し
て、第２のヒータブロックによって更に加熱された前記
リードフレーム基材の所定位置に圧着する熱圧着ステー
ションと、前記リードフレーム基材の搬送方向とは別方
向から前記接合加工位置に搬送される前記接合テープに
押し抜き加工を行って、前記切れ目によって分離されて
いると共に押し抜き後は前記接合テープにそのまま仮着
されている接合テープ片を形成する接合テープ加工ステ
ーションと、前記リードフレーム基材の搬送手段、及び
該搬送手段に同期して前記接合テープを送るテープ送り
手段とを有している。

【０００５】請求項２記載の半導体装置用リードフレー
ムの製造設備は、請求項１記載の製造設備において、前
記熱圧着ステーションの直後には、加熱されたリードフ
レーム基材を養生するキュアステーションが設けられて
いる。請求項３記載の半導体装置用リードフレームの製
造設備は、請求項１又は２記載の製造設備において、前
記予備加熱ステーションに前置して、薄板条材から各イ
ンナーリードの先端がバインダーで連結された状態の前
記リードフレーム基材を加工する第１の形状加工ステー
ションが設けられ、前記熱圧着ステーションに後置して
前記各インナーリードが前記接合テープ片で連結された
リードフレーム基材の前記バインダーを除去する第２の
形状加工ステーションが設けられている。そして、請求
項４記載の半導体装置用リードフレームの製造設備は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造設備におい
て、前記接合テープ加工ステーションには冷却手段が設
けられている。

【０００６】請求項１〜４記載の半導体装置用リードフ
レームの製造設備においては、接合テープ加工ステーシ
ョンにおいては、テープ送り手段によって搬送される接
合テープに押し抜き加工を行って接合テープ片を分離す
ると共に、分離した接合テープ片をそのまま元の位置に
接合させている。そして、テープ送り手段によって熱圧
着ステーションの接合加工位置まで搬送して、別の金型
によって、接合テープから前記接合テープ片を分離し
て、順次搬送されるリードフレーム基材の所定位置に押
圧する。このリードフレーム基材は、予備加熱ステーシ
ョンによって第１のヒータブロックによって予熱され、
更には、熱圧着ステーションの第２のヒータブロックに
よって加熱されるので、押圧された接合テープ片の熱可
塑性接着剤が十分に接合温度に達してリードフレーム基
材に固着される。

【０００７】特に、請求項２記載の半導体装置用リード
フレームの製造設備においては、熱圧着ステーションの
直後にキュアステーションが設けられているので、加熱
されたリードフレーム基材が養生されて、接合テープ片
の固着が完了する。ここで、具体的なキュア手段として
は、リードフレーム基材を加熱する場合と必要に応じて
冷却する場合がある。なお、このキュアステーションは
省略することが可能である。請求項３記載の半導体装置
用リードフレームの製造設備においては、各インナーリ
ードの先端がバインダー（連結片）によって連結された
状態のリードフレーム基材の加工を、第１の形状加工ス
テーションで行い、熱圧着ステーションで各インナーリ
ードを接合テープ片で連結した状態で、第２の形状加工
ステーションで前記バインダーを分離しているので、最
終製品のインナーリード先端に捩じり等の変形を生じる
ことがない。請求項４記載の半導体装置用リードフレー
ムの製造設備においては、接合テープ加工ステーション
には冷却手段が設けられているので、押し抜き加工を行
う金型等の温度上昇を防止でき、これによって接合テー
プに塗布された熱可塑性接着剤の加熱を防止でき、接合
テープの押し抜き加工が安定に行える。

【０００８】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図１は本発明の一実施の形
態に係る半導体装置用リードフレームの製造設備の平面
図、図２及び図３は同断面図、図４は同半導体装置用リ
ードフレームの製造設備の概略ブロック図、図５は押し
抜き工程の説明図、図６はリードフレーム基材の平面図
である。

【０００９】図１〜図４に示すように、本発明の一実施
の形態に係る半導体装置用リードフレームの製造設備１
０は、リードフレーム基材１１の主要な形状加工を行う
第１の形状加工ステーション１２と、昇降可能な第１の
ヒータブロック１３を備えた予備加熱ステーション１４
と、リードフレーム基材１１に接合テープ片１５を熱圧
着する熱圧着ステーション１６と、接合テープ１７から
接合テープ片１５を押し抜きする接合テープ加工ステー
ション１８と、熱圧着ステーション１６に後続するキュ
アステーション１９及び第２の形状加工ステーション２
０と、リードフレーム基材１１が複数連結された連結リ
ードフレーム基材２１をピッチ送りする搬送手段２２
と、前記接合テープ１７を搬送手段２２に同期して別方
向からピッチ送りするテープ送り手段２３とを有してい
る。以下、これらについて詳しく説明する。

【００１０】まず、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
この半導体装置用リードフレームの製造設備１０によっ
て処理されるリードフレーム基材１１に接合テープ片１
５が接合されたリードフレーム２４について説明する。
リードフレーム基材１１は、所定の薄板条材にプレス加
工やエッチング加工を行う第１の形状加工ステーション
１２によって成形され、両側の外枠２５、２６の内側に
所定ピッチでそれぞれ多数本のアウターリード２７及び
インナーリード２８が形成され、しかも、各インナーリ
ード２８の先端はバインダー（連結片）２９によって連
結されている。この第１の形状加工ステーション１２に
は、リードフレーム基材１１の表面処理手段や、リード
フレーム基材１１がプレス加工によって行われた場合に
は残留応力除去手段を備えることもある。

【００１１】第１の形状加工ステーション１２で形成さ
れた状態のリードフレーム基材１１のインナーリード２
８の先端をバインダー２９によって連結することによっ
て、各インナーリード２８に曲がりや捩じり等を発生す
るのを防止しながら後処理を行っているが、最終的に分
離除去する必要があるので、バインダー２９を備えた状
態のリードフレーム基材１１に、熱圧着ステーション１
６で接合テープ片１５を熱圧着して、第２の形状加工ス
テーション２０にてバインダー２９を分離して求めるリ
ードフレーム２４を製造している。なお、前記接合テー
プ片１５の用途は、インナーリード２８の先端の保持を
行う他に、半導体素子や放熱板を接合する場合の絶縁層
としての役目も果たすものである。また、図６におい
て、３０は位置決めを行うパイロット孔を、３１は樹脂
封止領域を示す。

【００１２】図１、図２に示すように、前記第１の形状
加工ステーション１２に続く予備加熱ステーション１４
は、下部に図示しないシリンダーに連結された昇降可能
な第１のヒータブロック１３を備え、リードフレーム基
材１１の底部に当接してリードフレーム基材１１を１４
０〜１５０℃の温度に加熱するようになっている。前記
予備加熱ステーション１４の位置に設けられている搬送
手段２２は、通常のリードフレーム条材の間欠搬送手段
と同様、周知な構造となって、上下から第１の挟持部材
によって複数のリードフレーム基材１１が連結された連
結リードフレーム基材２１を挟んで所定距離（送りピッ
チ）前進し、次に第１の挟持部材を開放して第２の挟持
部材で連結リードフレーム基材２１を保持し、第１の挟
持部材のみ後退して元の位置に戻るピッチ送り動作を、
図示しない制御装置からの信号によって行っている。こ
れによって、連続するリードフレーム基材１１を、図１
に矢印ａで示すように、順次予備加熱ステーション１４
から熱圧着ステーション１６の方向に搬送している。こ
の実施の形態では、搬送手段２２は熱圧着ステーション
１６の上流側に設けられているが、更に熱圧着ステーシ
ョン１６の下流側にも設けることも可能であり、これに
よって連結リードフレーム基材２１の確実な搬送が可能
となる。

【００１３】前記接合テープ１７は、図５（Ａ）に示す
ように薄い耐熱性絶縁シートであるポリイミド樹脂シー
ト１７ａの両面に熱可塑性の接着剤１７ｂを塗布して構
成され、テープ送り手段２３によって、コイル状に巻か
れたテープを徐々に解いて、接合テープ加工ステーショ
ン１８及び熱圧着ステーション１６方向にピッチ送りさ
れるようになっている。このテープ送り手段２３は、接
合テープ１７を両側から挟む第３の挟持手段を用いて接
合テープ１７を保持した状態で送り方向に前進し、第４
の挟持手段で接合テープ１７を保持した状態で、第３の
挟持手段が開放状態で後退する周知の構成となってい
る。テープ送り手段２３は、この実施の形態では熱圧着
ステーション１６の下流側に設けられているが、テープ
送り手段２３を更に接合テープ加工ステーション１８の
上流側に配置することも可能であり、これによって接合
テープ１７の確実な送り動作を行うことができる。

【００１４】前記接合テープ１７は、図１に示すように
平面視して熱圧着ステーション１６の接合加工位置３２
を交点として、連結リードフレーム基材２１の流れ方向
とは直交する方向に搬送されている。接合テープ１７の
流れ方向で、熱圧着ステーション１６の手前側には、前
記した接合テープ加工ステーション１８が設けられてい
る。この接合テープ加工ステーション１８は、この実施
の形態ではリードフレーム基材１１に貼着する対となる
接合テープ片１５の間隔が小さいので、図３に示すよう
に接合テープ１７の流れ方向に接合テープ１７の送りピ
ッチ（２ピッチ）だけ離して配置された第１及び第２の
押し抜き手段３３、３４を備えて、隣り合う接合テープ
片１５を個別に押し抜き加工を行っている。

【００１５】第１及び第２の押し抜き手段３３、３４に
は、図３、図５に示すようにそれぞれ押し抜きパンチ
（刃物）３５と、押し抜きパンチ３５をガイドし押し抜
き後の接合テープ１７が押し抜きパンチ３５の上昇に伴
って上昇するのを防止する固定ストリッパー３６及びノ
ックアウト３７と、押し抜きパンチ３５の昇降手段３８
とを備えている。前記押し抜きパンチ３５は刃物が接合
テープ片１５の外形に合わせた先端角鋭利な切り刃とな
って、その動作は、図５（Ｂ）に示すようにモータやシ
リンダー等からなる昇降手段３８を作動させて押し抜き
パンチ３５を下降させると、下部に配置された接合テー
プ１７を押し抜いて接合テープ１７の本体側から接合テ
ープ片１５を分離し、次に図５（Ｃ）に示すように、押
し抜きパンチ３５を上昇させると、押し抜いた接合テー
プ片１５を接合テープ１７の切り抜き位置に保持した状
態で刃物のみが上昇するようになっている。この動作に
よって、押し抜きされた接合テープ片１５は接合テープ
１７の切り抜き部分に保持されて順次搬送され、次の熱
圧着ステーション１６に対となる接合テープ片１５が並
んだ状態で搬送されることになる。なお、この接合テー
プ加工ステーション１８は、作動温度が上昇すると、接
合テープ１７の表裏の熱可塑性樹脂が融けるので常に一
定温度（例えば、３０〜４０℃）になるように、周囲を
冷却手段の一例である恒温カバー３９によって覆い、所
定温度の冷風を流している。

【００１６】前記熱圧着ステーション１６は、図２、図
３に示すように、下部に図示しないシリンダー等の昇降
手段によって上下する第２のヒータブロック４０を備
え、接合加工位置３２にあるリードフレーム基材１１を
１６０〜１８０℃に加熱するようになっている。そし
て、上部に設けられた昇降手段４１によって上下する押
し付け金型４２を備え、搬送される接合テープ１７中に
保持されている接合テープ片１５を押し抜いて、加熱さ
れたリードフレーム基材１１の所定部分（インナーリー
ド２８の先部）に熱圧着するようになっている。前記押
し付け金型４２は対となる接合テープ片１５に符合する
か、又は微小の範囲で接合テープ片１５より小さい押圧
面を有している。この熱圧着ステーション１６によって
リードフレーム基材１１の所定位置に、前工程で押し抜
きされた接合テープ片１５が固着されるが、このように
接合テープ片１５を接合テープ１７から分離するステー
ションと、リードフレーム基材１１に接合テープ片１５
を押し付けるステーションとを分離することによって、
接合テープ片１５を接合テープ１７から分離する刃物及
び切断時の接合テープ１７の加熱を防止できるので、接
合テープ１７の熱可塑性樹脂（接着剤）を融かすことな
く作業ができる。

【００１７】前記熱圧着ステーション１６によって加熱
されて接合テープ片１５が固着されたリードフレーム基
材１１を冷却するために、図１、図４に示すように、キ
ュアステーション１９が設けられている。このキュアス
テーション１９は、搬送されるリードフレーム基材１１
をフードで囲んで内部に熱風（場合によっては冷風）を
通している。これによって、リードフレーム基材１１を
適当な温度に加熱すると共に、その接着剤を養生するの
で接合テープ片１５が完全に固着して、次の第２の形状
加工ステーション２０に搬送される。第２の形状加工ス
テーション２０は、プレス加工装置を備え各インナーリ
ード２８を連結しているバインダー２９を分離し、各イ
ンナーリード２８の先端部の電気的結合を解くようにし
て、図６（Ｂ）に示すリードフレーム２４を製造してい
る。

【００１８】前記実施の形態においては、接合テープ１
７の両面に接着剤が塗布されていたが、裏面のみに接着
剤が塗布されている場合も本発明は適用できる。また、
前記実施の形態においては、対となる接合テープ片１５
が近接しているので、接合テープ加工ステーション１８
において、第１及び第２の押し抜き手段３３、３４を設
けたが、接合テープ片が一つである場合、接合テープ片
が複数あってもそれぞれが離れている場合等には、１又
は複数の押し抜きパンチを備えた１台の押し抜き手段に
よって接合テープ片の加工を行うことも可能である。そ
して、前記実施の形態においては、熱圧着ステーション
１６の直後にキュアステーション１９や第２の形状加工
ステーション２０を設けたが、これを省略した場合も本
発明は適用される。

【００１９】

【発明の効果】請求項１〜４記載の半導体装置用リード
フレームの製造設備においては、接合テープから接合テ
ープ片の分離を熱圧着ステーションの手前側に設けた接
合テープ加工ステーションによって行っているので、切
断時の接合テープ及び押し抜きパンチの温度を適温にす
ることが極めて容易となり、結果として精度の良い接合
テープ片の熱圧着作業を行うことができる。そして、接
合テープ片の形成作業を安定して行うことができるの
で、ライン停止等の回数が減少し、生産効率の向上を図
ることができる。特に、請求項２記載の半導体装置用リ
ードフレームの製造設備においては、熱圧着ステーショ
ンの直後にキュアステーションが設けられているので、
加熱されたリードフレーム基材が養生されて、接合テー
プ片の完全な固着が完了し、リードフレームの生産効率
を高めることができる。請求項３記載の半導体装置用リ
ードフレームの製造設備においては、各インナーリード
の先端がバインダーによって連結されたリードフレーム
基材を第１の形状加工ステーションで製造し、熱圧着ス
テーションで各インナーリードと接合テープ片で連結し
た状態で、第２の形状加工ステーションで前記バインダ
ーを分離しているので、最終製品のインナーリード先端
に捩じり等の変形を生じることがなく、不良等の少ない
品質の良いリードフレームを製造できる。請求項４記載
の半導体装置用リードフレームの製造設備においては、
接合テープ加工ステーションには冷却手段が設けられて
いるので、押し抜き加工を行おうとする接合テープ及び
押し抜き加工を行う金型等の温度上昇を防止でき、これ
によって接合テープ片の高速生産が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る半導体装置用リー
ドフレームの製造設備の平面図である。

【図２】同断面図である。

【図３】同断面図である。

【図４】同半導体装置用リードフレームの製造設備の概
略ブロック図である。

【図５】押し抜き工程の説明図である。

【図６】リードフレーム基材の平面図である。

【符号の説明】

１０ 半導体装置用リードフレームの製造設備 １１ リードフレーム基材 １２ 第１の形
状加工ステーション １３ 第１のヒータブロック １４ 予備加熱
ステーション １５ 接合テープ片 １６ 熱圧着ス
テーション １７ 接合テープ １７ａ ポリイ
ミド樹脂シート １７ｂ 接着剤（熱可塑性樹脂） １８ 接合テー
プ加工ステーション １９ キュアステーション ２０ 第２の形
状加工ステーション ２１ 連結リードフレーム基材 ２２ 搬送手段 ２３ テープ送り手段 ２４ リードフ
レーム ２５ 外枠 ２６ 外枠 ２７ アウターリード ２８ インナー
リード ２９ バインダー ３０ パイロッ
ト孔 ３１ 樹脂封止領域 ３２ 接合加工
位置 ３３ 第１の押し抜き手段 ３４ 第２の押
し抜き手段 ３５ 押し抜きパンチ ３６ 固定スト
リッパー ３７ ノックアウト ３８ 昇降手段 ３９ 恒温カバー ４０ 第２のヒ
ータブロック ４１ 昇降手段 ４２ 押し付け
金型

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の形状加工が行われたリードフレー
   ム基材に、少なくとも裏面に熱可塑性接着剤が塗布され
   た所定形状の接合テープ片を熱圧接によって貼着する半
   導体装置用リードフレームの製造設備であって、 第１のヒータブロックを備え、前記リードフレーム基材
   を予熱する予備加熱ステーションと、 前記予備加熱ステーションに続き、予熱された前記リー
   ドフレーム基材を接合加工位置にて、予め切れ目が形成
   された接合テープ片を接合テープから分離して、第２の
   ヒータブロックによって更に加熱された前記リードフレ
   ーム基材の所定位置に圧着する熱圧着ステーションと、 前記リードフレーム基材の搬送方向とは別方向から前記
   接合加工位置に搬送される前記接合テープに押し抜き加
   工を行って、前記切れ目によって分離されていると共に
   押し抜き後は前記接合テープにそのまま仮着されている
   接合テープ片を形成する接合テープ加工ステーション
   と、 前記リードフレーム基材の搬送手段、及び該搬送手段に
   同期して前記接合テープを送るテープ送り手段とを有す
   ることを特徴とする半導体装置用リードフレームの製造
   設備。
2. 【請求項２】 前記熱圧着ステーションの直後には、加
   熱されたリードフレーム基材を養生するキュアステーシ
   ョンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の
   半導体装置用リードフレームの製造設備。
3. 【請求項３】 前記予備加熱ステーションに前置して、
   薄板条材から各インナーリードの先端がバインダーで連
   結された状態の前記リードフレーム基材を加工する第１
   の形状加工ステーションが設けられ、前記熱圧着ステー
   ションに後置して前記各インナーリードが前記接合テー
   プ片で連結されたリードフレーム基材の前記バインダー
   を除去する第２の形状加工ステーションが設けられてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体装置用
   リードフレームの製造設備。
4. 【請求項４】 前記接合テープ加工ステーションには冷
   却手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜３
   のいずれか１項に記載の半導体装置用リードフレームの
   製造設備。