JPH1043980A - パッケージの切断方法及びその切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多面取りされたパッケージをフレーム板から
個々に切断分離するに際し、クラックやバリを生じさせ
ることなく切断分離することのできるパッケージの切断
方法とこれに用いる切断装置を提供する。 【解決手段】 合成樹脂製のフレーム板１に多面取りさ
れた半導体素子等を組み込んだ絶縁保護部を有するパッ
ケージ２を切断するに際し、前記パッケージ２を密着状
態で受け入れる凹陥部１５を形成した保持枠部材１４に
フレーム板１を載置する。ついで、フレーム板１の各パ
ッケージ２を吸引孔１６を介して真空吸引することによ
ってフレーム板１を保持枠部材１４に固定した状態で各
パッケージ２の周縁部をルータカッター１２で切断して
フレーム板１からパッケージ２を分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体素子等を
組み込んだパッケージを多面取りしてなるフレーム板か
ら各パッケージを切断分離するに際し、パッケージを損
傷せず、しかも歩留りよくフレーム板からパッケージを
切断分離することのできるパッケージの切断方法と、こ
れに使用する切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化、軽量化及び多機能化
に伴いこれに使用される半導体パッケージの高密度化と
高効率化が進みつゝある。たとえば、４方向にリードの
出た偏平な表面実装用のパッケージとして知られている
ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）に対し
て、より縮小化されたパッケージを得るために、外部接
続用のリードとなる微小径の多数のピン（Ｐｉｎ）を裏
面に形成したパッケージとして、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇ
ｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の実用的利用が推進されている。

【０００３】このＢＧＡは、前記した多数のピンに、微
小径の金属ボールによる真球状のハンダボールからなる
端子と接合部とを共用するバンプ（Ｂｕｍｐ）を形成
し、このバンプを利用してパッケージをプリント基板な
どに実装するものである。これらＱＦＰやＢＧＡは、実
際にはガラス繊維入りエポキシ樹脂などのプラスチック
製のフレーム板に所定数のＱＦＰやＢＧＡからなるパッ
ケージを多面取りし、この多面取りしたフレーム板から
パッケージをプレス金型装置による加圧打抜き処理によ
って個々に切り取って得ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このプレス金型装置に
よる打ち抜きは、短時間に多数の処理が可能である利点
を有する反面、打ち抜きによる衝撃でパッケージ自体が
剪断抵抗を受けてクラックが発生するおそれがある。ま
た、パッケージの打抜きに際し、打ち抜き部分に近い端
縁にバリを生じ、ＱＦＰにおいては４方向に出たリード
の部分が、また、ＢＧＡにおいては切断縁近傍の前記ピ
ンの部分がいずれも潰されて正確な導電性を保持できな
くなったりすることが多く、不良品の発生率が大きいと
いう問題がある。

【０００５】この発明の目的は、かゝるパッケージの打
ち抜きによるトラブルに鑑み、特定の刃物によってフレ
ーム板からパッケージを損傷することなく、しかも歩留
りよく切断分離することのできるパッケージの切断方法
と、これに使用する切断装置を提供せんとするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的の達成のた
め、この発明の請求項１に記載の発明は、合成樹脂製の
フレーム板に多面取りされた半導体素子等を組み込んだ
絶縁保護部を有するパッケージを切断するに際し、前記
パッケージを密着状態で受け入れる凹陥部を形成した保
持枠部材にフレーム板を載置し、該フレーム板の各パッ
ケージを前記凹陥部に密嵌すると共に、各パッケージを
真空吸引することによってフレーム板を保持枠部材に固
定した状態で各パッケージの周縁部をルータカッターで
切断してフレーム板からパッケージを分離することを特
徴とするパッケージの切断方法である。

【０００７】また、請求項７に記載の発明は、半導体素
子等を組み込んだ絶縁保護部を有するパッケージを多面
取りしてなる合成樹脂製のフレーム板の多数をフレーム
マガジンに装填保持して検出部に向けて順次供給するロ
ーダー部と、該ローダー部より供給された前記フレーム
板中のパッケージを検査し、あらかじめマーキングされ
た不良のパッケージを検出して検出結果を記憶する検出
部と、該検出部で検査済のフレーム板を保持枠部材に密
着状態で保持すると共に、前記検出部における不良検出
結果とプログラムにしたがってマークされないパッケー
ジの周縁をルータカッターで切断分離し、マークされた
不良パッケージをフレーム板と共に廃棄処理する切断加
工部と、切断によって得たパッケージの所定数をキャリ
アに装填してマガジンストッカーに順次格納するアンロ
ーダー部とからなることを特徴とするパッケージの切断
装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明において、フレーム板と
は、前記ＱＦＰおよびＢＧＡなどのパッケージの所定数
を多面取りしたガラス繊維入りエポキシ樹脂などのプラ
スチック製のフレーム板を指称し、このフレーム板の一
方の面には、半導体素子等を組み込んだ絶縁保護部を所
定の厚みで突出させることによって形成したパッケージ
を所定の間隔を存して多数配設したもので、これを多面
取りという。

【０００９】フレーム板から切断分離するパッケージ
は、前記フレーム板に多面取りしたパッケージのうちの
欠陥のないパッケージのみを対象とすることで爾後の処
理を容易にし、かつ不要な切断を行わないようにするこ
とが望ましい。したがって、パッケージを多面取りした
フレーム板は、事前に公知の手段によって各パッケージ
を検査し、欠陥のあるパッケージに前もってマークキン
グを施し、マーキングしたパッケージを検出部において
検出して記憶し、フレーム板からパッケージの切断分離
に際し、前記検出部の検出結果とあらかじめプログラミ
ングされたプログラムに従い、切断加工工程においてマ
ーキングされたパッケージは切断の対象から除外され
る。

【００１０】前記フレーム板は、事前に欠陥のあるパッ
ケージを公知の手段で検査し、当該パッケージにマーキ
ング施したフレーム板の多数を、ローダー部においてフ
レームマガジンに装填し、該フレームマガジンの最上部
に位置するフレーム板を順次検出部に供給し、該検出部
においてあらかじめマーキングされた不良パッケージを
検出して記憶したのち、切断のために切断加工部の保持
枠部材に搬送され、該切断加工部で切断して得た正常な
パッケージの所定数は、これをキャリアに装填してマガ
ジンストッカーに順次格納して処理するものである。

【００１１】正常なパッケージをフレーム板から切断分
離するに際し、フレーム板は保持枠部材に保持される。
この保持枠部材には、前記パッケージを密着状態で受け
入れる凹陥部を所定の間隔で複数形成されると共に、各
凹陥部の底面には上下に貫通する吸引孔がそれぞれ設け
られる。この吸引孔は、保持枠部材の凹陥部に密着状態
で嵌合したパッケージを真空吸引し、フレーム板を保持
枠部材に浮き上がらないように固定して保持するための
ものである。なお、この保持枠部材の凹陥部の近傍に
は、切断に際して生ずる切削屑を付随する集塵機で排出
するための集塵孔を形成することが好ましい。

【００１２】なお、前記ローダー部からフレーム板を検
出部に搬送する手段、検出部から切断加工部にフレーム
板を搬送する手段、切断分離されたパッケージを収納枠
（キャリア）に収納するための搬送は、いずれも吸着ヘ
ッドを用いた真空吸着機構によって行うことが望まし
い。

【００１３】

【作用】この発明のパッケージの切断方法は、パッケー
ジを多面取りしたフレーム板を前記パッケージを密着状
態で受け入れる凹陥部を形成した保持枠部材にフレーム
板を載置し、各パッケージを凹陥部に密嵌すると共に、
各パッケージを真空吸引してフレーム板を保持枠部材に
固定した状態でルータカッターによって各パッケージの
周縁部を切断し、フレーム板から個々のパッケージを分
離するので、クラックやバリを有しない優れた品質のパ
ッケージを能率よく得ることができるものである。

【００１４】この発明のパッケージの切断装置は、パッ
ケージを多面取りしたフレーム板の多数を順次検出部に
供給するローダー部と、供給されたフレーム板中のマー
キングされた不良のパッケージを検出して記憶する検出
部と、該検出部からの記憶信号と所定のプログラムに従
って正常なパッケージのみをルータカッターでフレーム
板から切断分離する切断加工部と、該切断加工部による
切断によって得たパッケージを引き取って次工程への供
給のため、その多数をストックするアンローダ部とから
なるもので、かゝる装置によって欠陥のない優れた品質
のパッケージを量産することができるものである。

【００１５】

【実施例】以下、この発明のパッケージの切断方法と、
この方法に使用する切断装置について、添付の図面を引
用してさらに具体的に説明する。図２は、この発明に適
用されるフレーム板の一例を示すもので、フレーム板１
はガラス繊維入りエポキシ樹脂板から構成され、この樹
脂板にＢＧＡからなる３個のパッケージ２，２および２
を多面取りしたものである。

【００１６】各パッケージ２は、前記フレーム板１の樹
脂で構成された樹脂板部２ａと、該樹脂板部２ａの下面
に形成された絶縁保護部２ｂとからなっている。この絶
縁保護部２ｂは、前記樹脂板部２ａの裏面に形成した回
路や素子などのデバイス類を絶縁材によって保護したも
ので、樹脂板部２ａの表面にはデバイス類の外部への接
続のためのリードの役割をなす多数のピン４を面一に設
けたものである。かゝるパッケージ２，２および２の両
側にはあらかじめスリット３，３，３・・・が形成され
ているが、その周縁部は一部において繋がって未切断の
状態のものである。

【００１７】図１で示したこの発明におけるパッケージ
の切断装置１０は、上記フレーム板１の各パッケージ
２，２および２の四周縁を各切断線Ｙで切断して図３に
示すパッケージ２を得るものである。

【００１８】切断装置１０は、パッケージ２，２および
２を多面取りしたフレーム板１の多数をストックして切
断加工に供するためのローダ部（Ａ）と、切断に先立っ
て欠陥のあるバッケージ２をあらかじめ記憶して切断の
対象から除外するための検出部（Ｂ）と、欠陥のないパ
ッケージ２をフレーム板１から切断分離するための切断
加工部（Ｃ）と、切断したパッケージ２を整理してスト
ックするためのアンローダ部（Ｄ）から構成されてい
る。

【００１９】パッケージを多面取りしたフレーム板１
は、公知の検査手段によって各パッケージに異常がない
か否かを事前に検査し、不良のパッケージにはマーキン
グによって、たとえば、×印が付されている。かゝるマ
ーキング済のフレーム板１は、ローダ部（Ａ）におい
て、平面コ字型をしたフレームマガジン１１に上下方向
に積層状態で格納する。

【００２０】前記ローダ部（Ａ）には、図示しない真空
吸着による吸着ヘッドがフレームマガジン１１の上部に
配置され、また、フレーム板１を下から押し上げるため
の機構を具備している。下から押し上げられたフレーム
板１のうちの最上部のフレーム板１は、吸着ヘッドに接
触して吸着され、該吸着ヘッドの上昇と水平方向への移
動で該フレーム板１を検出部（Ｂ）に向けて搬送され、
該検出部（Ｂ）において下降して所定の位置に固定され
る。

【００２１】前記検出部（Ｂ）には、固定されたフレー
ム板１上を自在に移動するマーキングセンサが配備さ
れ、このマークセンサが各パッケージにマーキングがあ
るか否かを検出し、その検出結果を記憶する。マーキン
グセンサによる検査が終了すると、フレーム板は吸着ヘ
ッドによって吸着されて切断加工部（Ｃ）に搬送され
る。

【００２２】切断加工部（Ｃ）は、鉛直に配された高速
回転モータ１３の駆動軸に棒状のカッターからなるルー
タビット（ｒｏｕｔｅｒ ｂｉｔ）を設けたルータカッ
タ１２と、フレーム板１を保持する保持枠部材１４とか
ら構成されている。

【００２３】ルータカッタ１２は、高速回転モータ１３
の回転によって前記フレーム板１からパッケージを切断
して分離するもので、該ルータカッタ１２は設定された
プログラムにしたがって上下方向と前後左右の方向に自
在に移動し、フレーム板１の切断加工を行うことができ
るものである。なお、このルータカッタ１２には、長時
間の作業を行うことができるように磨耗したルータビッ
トを自動交換するためのオートビットチェンジャと、切
断後のルータビットの折れを確認する機能とを備えてい
る。

【００２４】一方、切断加工部（Ｃ）を構成する保持枠
部材１４は、図４および図５に示すようにフレーム板１
に形成した各パッケージ２，２および２の絶縁保護部２
ｂ，２ｂおよび２ｂを密着状態で受け入れることのでき
る凹陥部１５，１５および１５を有し、該凹陥部１５，
１５および１５に開口してフレーム板１を図示しない真
空吸引装置によって下方に吸引して保持する吸引孔１
６，１６および１６と、前記凹陥部１５，１５および１
５の近傍に開口して図示しない集塵機に連通する集塵孔
１７，１７・・・が形成されている。

【００２５】検出部（Ｂ）から真空吸着によって各パッ
ケージ２，２，２が下方に位置した状態で搬送されたフ
レーム板１は、保持枠部材１４上で吸引を解かれ、各パ
ッケージ２が保持枠部材１４の凹陥部１５に密嵌した状
態で載置される。ついで、各パッケージ２を前記凹陥部
１５に連通した吸引孔１６を通じて吸引すると、フレー
ム板１は保持枠部材１４に密着して浮き上がりが防止さ
れ、保持枠部材１４に確りと保持される。

【００２６】かゝる状態において切断加工部（Ｃ）を作
動させると、あらかじめプログラミングされたプログラ
ムにしたがってコンピュータが作動し、検出部（Ｂ）に
よって記憶されたマーキングのあるパッケージ以外のパ
ッケージの周縁部をルータカッタ１２で順次切断し始め
る。その際、切断加工によって生ずる切り屑は、凹陥部
１５の近傍に形成した集塵孔１７から下方に向けて排除
される。

【００２７】ルータカッタ１２によるフレーム板１から
のパッケージ２，２，２の切断分離が終了すると、ルー
タビットの折れの有無を確認したのち、保持枠部材１４
内にある切断されたパッケージ２を吸着ヘッドを使用し
てアンローダ部（Ｄ）に移送すると共に、保持枠部材１
４内に残ったフレーム板１８を吸着ヘッドによって吸引
し、廃棄シュータ２３に送り出す。なお、フレーム板１
に切断しないパッケージが存在している場合も、前記と
同様に吸着ヘッドによって吸引し、廃棄シュータ２３に
送り出す。

【００２８】アンローダ部（Ｄ）においては、切断され
たパッケージ２が受け具１９に乗せられて移動し、その
所定数を装填するための枠体からなるキャリア２０に移
し換えられる。このキャリア２０は、約２０枚程度を格
納することができるキャリアマガジン２１に格納される
のであるが、最初にキャリアマガジン２１はマガジンス
トッカ２２に空の状態でセットされている。したがっ
て、マガジンストッカ２２内のキャリアマガジン２１か
ら空のキャリア２０がパッケージ２を移載するための位
置に引き出され、これに切断されたパッケージ２を順次
装填するものである。この装填によってすべてのキャリ
ア２０がパッケージ２で満たされると、キャリア２０を
前記キャリアマガジン２１に格納してマガジンストッカ
２２にセットして次工程への移送に備えて待機させ、必
要に応じて次工程に供給される。

【００２９】

【発明の効果】この発明のパッケージの切断方法は、多
数のパッケージを多面取りしたフレーム板を、前記パッ
ケージを凹陥部内に密着状態で載置すると共に、真空吸
引によって保持枠部材内に保持しながらルータカッタで
パッケージの周縁部を切断してフレーム板から分離する
ので、クラックやバリを有しない優れた品質のパッケー
ジを能率よく得ることができ、少ない不良品の発生率で
パッケージの量産化を達成することができるものであ
る。

【００３０】特に、この発明の切断方法は、フレーム板
に多面取りしたパッケージを保持枠部材に形成した凹陥
部に密着状態で嵌合し、かつ凹陥部に設けた吸引孔を使
用してパッケージを真空吸引することによってフレーム
板を保持枠部材内に浮き上がることを防止しながら保持
して切断するので、ルータカッターによる切断をきわめ
て高精度で行うことができるものである。

【００３１】この発明のパッケージの切断装置は、パッ
ケージを多面取りしたフレーム板の多数を順次検出部に
供給するローダ部と、該ローダ部から搬送されたフレー
ム板上に多面取りされたパッケージに付された不良を示
すためのマーキングを検出して記憶する検出部と、該検
出部から搬送されたフレーム板を各パッケージが凹陥部
に密着状態で嵌合させて保持枠部材内に載置し、かつ真
空吸引によってフレーム板を保持枠部材に確実に保持し
た状態でルータカッタによってマーキングのないパッケ
ージのみを切断する切断加工部と、この切断によって得
たパッケージを引き取って次工程に供給するためにスト
ックするアンローダ部とからなるものであって、かゝる
ローダ部、検出部、切断加工部およびアンローダ部を自
動化して連繋させることによって欠陥のない優れたパッ
ケージの量産化に大きく貢献できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のパッケージの切断方法と切断装置を
示した概念図である。

【図２】この発明のパッケージの切断方法と切断装置に
適用されるフレーム板の一例を示す縦断面図である。

【図３】フレーム板より切断したパッケージの斜視図で
ある。

【図４】フレーム板を保持するための保持枠部材の平面
図である。

【図５】保持枠部材内にフレーム板を保持した状態を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ フレーム板 ２ パッケージ ２ａ 樹脂板部 ２ｂ 絶縁保護部 １２ ルータカッタ １３ 高速回転モータ １４ 保持枠部材 １５ 凹陥部 １６ 吸引孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂製のフレーム板に多面取りされ
   た半導体素子等を組み込んだ絶縁保護部を有するパッケ
   ージを切断するに際し、前記パッケージを密着状態で受
   け入れる凹陥部を形成した保持枠部材にフレーム板を載
   置し、該フレーム板の各パッケージを前記凹陥部に密嵌
   すると共に、各パッケージを真空吸引することによって
   フレーム板を保持枠部材に固定した状態で各パッケージ
   の周縁部をルータカッターで切断してフレーム板からパ
   ッケージを分離することを特徴とするパッケージの切断
   方法。
2. 【請求項２】 前記フレーム板に設けられたパッケージ
   は、事前に欠陥のあるパッケージを検出して不良のパッ
   ケージにマーキングを施し、切断に際してはマーキング
   のない正常なパッケージのみをルータカッターでフレー
   ム板から切断分離することを特徴とする請求項１記載の
   パッケージの切断方法。
3. 【請求項３】 前記フレーム板は、各パッケージを前記
   保持枠部材の凹陥部に密嵌したのち、各凹陥部に設けら
   れた吸引孔を通じて真空吸引することによってフレーム
   板を保持枠部材に固定し、浮き上がりを防止しながらル
   ーターカッターで各パッケージの周縁部を切断すること
   を特徴とする請求項１又は２記載のパッケージの切断方
   法。
4. 【請求項４】 前記フレーム板は、フレームマガジン内
   に装填され、最上部のフレーム板から順次取り出して検
   出部に搬送され、該検出部においてあらかじめマーキン
   グされた不良パッケージを検出して記憶したたのち、前
   記保持枠部材に搬送されることを特徴とする請求項１記
   載のパッケージの切断方法。
5. 【請求項５】 前記フレーム板から切断分離されたパッ
   ケージは、その複数をキャリアに装填したのち、マガジ
   ンストッカーに順次格納することを特徴とする請求項１
   記載のパッケージの切断方法。
6. 【請求項６】 前記フレーム板は、正常なパッケージの
   みを切断分離したのち、未切断の不良パッケージと共に
   廃棄処理することを特徴とする請求項２記載のパッケー
   ジの切断方法。
7. 【請求項７】 半導体素子等を組み込んだ絶縁保護部を
   有するパッケージを多面取りしてなる合成樹脂製のフレ
   ーム板の多数をフレームマガジンに装填保持して検出部
   に向けて順次供給するローダー部と、該ローダー部より
   供給された前記フレーム板中のパッケージを検査し、あ
   らかじめマーキングされた不良のパッケージを検出して
   検出結果を記憶する検出部と、該検出部で検査済のフレ
   ーム板を保持枠部材に密着状態で保持すると共に、前記
   検出部における不良検出結果とプログラムにしたがって
   マークされないパッケージの周縁をルータカッターで切
   断分離し、マークされた不良パッケージをフレーム板と
   共に廃棄処理する切断加工部と、切断によって得たパッ
   ケージの所定数をキャリアに装填してマガジンストッカ
   ーに順次格納するアンローダー部とからなることを特徴
   とするパッケージの切断装置。
8. 【請求項８】 前記保持枠部材は、フレーム板に形成し
   た各パッケージの絶縁保護部を密着状態で受け入れる凹
   陥部を有し、該凹陥部に開口してパッケージを真空吸引
   することによってフレーム板を吸引保持する吸引孔と、
   前記凹陥部の近傍に切断に際して生じた切削屑の集塵孔
   を形成したものであることを特徴とする請求項７記載の
   パッケージの切断装置。