JPH11330345A - バリ取り方法 - Google Patents

バリ取り方法

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JPH11330345A
JPH11330345A JP10128731A JP12873198A JPH11330345A JP H11330345 A JPH11330345 A JP H11330345A JP 10128731 A JP10128731 A JP 10128731A JP 12873198 A JP12873198 A JP 12873198A JP H11330345 A JPH11330345 A JP H11330345A
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resin
dry ice
abrasive
compressed air
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JP10128731A
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Hideyuki Takahashi
秀幸 高橋
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂パッケージおよびリードフレームに損傷
を与えることなく効果的に樹脂バリを除去することがで
き、しかも、材料管理が容易で、作業の安全性が高く、
公害発生のおそれの無いバリ取り方法を提供する。 【解決手段】 樹脂パッケージ21をモールドした後の
リードフレーム20に、CO2 ガスを固化したドライア
イスペレット8からなる研磨材を圧縮空気と共に吹きつ
けることにより、リードフレーム20の外部リード22
の面上の不要な樹脂バリ26を除去する。ドライアイス
ペレット8の原料としては、大気中のCO2 ガスを用い
ることができる。ドライアイスペレット8のサイズは例
えば3mmφ×5mm〜3mmφ×10mm程度とし、
圧縮空気の圧力は例えば10kg/cm2 以下、具体的
には例えば5〜10kg/cm2 とする。

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、半導体装置の組
み立て工程において、樹脂パッケージのモールディング
工程の際にリード面やリード間に生じる樹脂バリを除去
するバリ取り方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体メモリなどの半導体集積回路(I
C)、または、トランジスタやダイオードなどの個別半
導体素子においては、半導体チップを樹脂パッケージに
より封止したものがある。この半導体チップの封止に用
いられる樹脂パッケージは、一般に、熱硬化性樹脂を加
熱溶融して可塑化させたものを加熱した成形金型のキャ
ビティの内部に流し込み、圧力を加えて硬化、成形する
トランスファ成形技術を用いて形成される。この場合、
樹脂封止後の仕上げの工程として、リードフレームに付
着した不要な樹脂バリを取り除く、いわゆるバリ取りが
行われる。
【0003】このバリ取り方法としては、従来より、ガ
ラスビーズ、アルミナ粒子、プラスチックビーズ、その
他無機物の粒子などの研磨材を水(または水溶液)に混
ぜ、ポンプを用いて高圧をかけて、研磨材を水と共にリ
ードフレーム面に高圧噴射することによりバリを除去す
るようにした液体ホーニング法が主流となっている。
【0004】しかしながら、この液体ホーニング法の場
合、研磨材の形状や混入量の制御が必要であり、研磨材
の管理が難しいという問題があった。また、ガラスビー
ズなどの研磨材を用いているため、ホーニング工程によ
って樹脂パッケージやリードフレームに必ずダメージが
発生してしまうという問題があった。また、ホーニング
工程の後、水洗によるクリーニングや研磨材の回収など
の後処理が必要である上に、これらが汚れを伴う作業で
あることもあって、作業者の確保が難しいという問題も
あった。
【0005】また、リードフレームに付着した樹脂バリ
を除去するバリ取り方法としては、上述の液体ホーニン
グ法以外にも、溶剤法、陰極電界法、高水圧法などが知
られているが、これらの各方法もまたそれぞれ問題を有
している。
【0006】すなわち、溶剤法は、化学処理法とも呼ば
れ、樹脂封止工程まで行ったリードフレームを、樹脂材
料が膨潤する所定の薬品に浸してバリを膨潤させた後、
ブラシや水圧などでバリを除去する方法である。しかし
ながら、この溶剤法の場合、薬品の濃度管理が難しく、
薬品の濃度が高いと樹脂パッケージ本体が破損し、薬品
の濃度が薄いと十分なバリ取りを行うことができなくな
るという問題があった。また、この薬品は毒性を有する
ため、作業の安全の確保に十分な対策を施す必要があ
り、さらに、公害など地球環境に悪影響を与えることの
無いように、薬品の管理を徹底して行わなければならな
かった。
【0007】陰極電解法は、リードフレームを水の電気
分解装置の陰極に接続し、通電可能な水溶液中で陰極と
陽極との間に直流電圧を印加することによってH2 ガス
を発生させ、そのH2 ガスの勢いでバリを浮かして除去
する方法である。通常、この処理は、バリ除去効果を高
めるために、界面活性剤を含んだアルカリ水溶液中で行
われるのが一般的である。しかしながら、この場合、ア
ルカリ水溶液の濃度や温度管理が必要であり、この際樹
脂パッケージの耐湿性も考慮しなければならなかった。
さらに、可燃性のH2 ガスを用いてバリを除去している
ため、作業の安全性の確保に十分な注意を払う必要があ
った。
【0008】高水圧ホーニング法は、水を例えば数百k
g/cm2 以上の圧力でリードフレーム面に当ててバリ
を除去する方法である。しかしながら、この場合、リー
ドフレームに対して数百kg/cm2 もの高圧で水を噴
射しているため、樹脂パッケージの耐湿性や破損が問題
となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
バリ取り方法は、使用される研磨材や薬品などの管理が
必要であり、材料管理が難しいという問題があった。ま
た、使用される薬品やガスによっては、作業の安全対策
や地球環境の保全対策に細心の注意を払う必要があるな
どの問題があった。さらに、上述の従来のバリ取り方法
は、クリーニングや研磨材の回収などの後処理が必要で
あり、作業性にも問題があった。また、液体ホーニング
法のように、ガラスビーズなどの従来の研磨材を用いる
場合は、樹脂パッケージやリードフレームの損傷が避け
られないという問題があった。
【0010】したがって、この発明の目的は、樹脂パッ
ケージおよびリードフレームに損傷を与えることなく効
果的に樹脂バリを除去することができ、しかも、材料管
理が容易で、作業の安全性が高く、公害発生のおそれの
無いバリ取り方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、樹脂封止後のリードフレームに付着し
た樹脂バリを除去する際のバリ取り方法であって、リー
ドフレームに、気体を固化した材料からなる研磨材を大
気圧以上に加圧された圧縮空気と共に吹きつけるように
したことを特徴とするものである。
【0012】この発明においては、研磨材の材料とし
て、無毒、不燃性の気体を固化したものを用いることが
望ましい。また、このとき、大気中に含まれる気体を原
料とすれば、原料の入手を低コストで容易に行うことが
できる。このような気体としては、例えば窒素
(N2 )、酸素(O2 )、二酸化炭素(CO2 )などが
あるが、CO2 は融点が−56.6℃であり、N2 (融
点−209.86℃)やO2 (融点−218.4℃)を
固化する場合に比べて、CO2 を固化するコストは低く
済む。また、CO2 ガスを固化したドライアイスは昇華
性を有し容易に気化するため、このドライアイスを研磨
材として用いた場合、特に回収を必要とせず、また、ド
ライアイスは水分を殆ど含まず、処理表面が濡れること
がないため、樹脂パッケージの耐湿性が問題とならず、
また、乾燥工程が不要となる。以上より、この発明にお
いては、研磨材の材料として、典型的には二酸化炭素を
固化したドライアイスが用いられる。具体的には、例え
ば、ドライアイスを直径数mm×長さ数mmの円筒ペレ
ット状に加工したものを研磨材として用いる。
【0013】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、リードフレームに、気体を固化した材料からなる研
磨材を大気圧以上に加圧された圧縮空気と共に吹きつけ
るようにしていることにより、研磨材を高速で樹脂バリ
の面に衝突させ、その衝撃力でリードフレーム上の樹脂
バリを除去することができる。また、気体、特に大気成
分に含まれる気体は融点が低く(CO2 の場合−56.
6℃)、したがって、このような気体を固化した材料か
らなる低温の研磨材を吹きつけることで、樹脂バリおよ
びリードフレームの表面が冷却され、サーマルショック
が発生することにより、リードフレームからの樹脂バリ
の剥離が助長される。また、剥離した樹脂バリは、圧縮
空気により吹き飛ばされてリードフレーム面から除去さ
れる。さらに、研磨材は衝突と同時に蒸発(昇華)し、
その時の急激な体積膨張により、細かな凹凸を有する樹
脂バリの除去も可能となる。以上により、リードフレー
ムに付着した樹脂バリが効果的に除去される。このと
き、圧縮空気の圧力は、例えば10kg/cm2 以下程
度で十分であるため、樹脂パッケージやリードフレーム
に損傷を与えずに済む。また、研磨材の形状管理は不要
であり、さらに、この研磨材は、衝突後、蒸発して元の
気体に戻るのでリードフレーム面に残渣を残すことがな
くクリーニングが容易である。また、粉塵の発生もな
く、回収や後処理も不要となる。さらに、研磨材の材料
として、例えば二酸化炭素のように無毒、不燃性の気体
を用いた場合、作業の安全上の問題や公害発生の問題も
無く、地球環境の保全に有効である。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【0015】図1は、この発明の一実施形態による半導
体ICの組み立て工程において、リードフレーム上の樹
脂バリを除去するのに用いられるバリ取り装置の構成の
一例を示す略線図である。
【0016】図1に示すように、このバリ取り装置は、
サージタンク1、熱交換器2、ペレタイザー3、油圧シ
ステム4およびペレット貯蔵部5からなるドライアイス
ペレット製造装置と、ドライアイスペレットを圧縮空気
を用いて高圧噴射するようにしたブラスト装置6とを有
している。
【0017】図1において、CO2 液化貯蔵槽7は、大
気中のCO2 ガスを例えば−20℃程度に冷却、液化し
て貯蔵するようにしたものである。このCO2 液化貯蔵
槽7としては、例えば工場内の設備が用いられる。この
CO2 液化貯蔵槽7からドライアイスの原料となる液化
CO2 が、サージタンク1に供給される。サージタンク
1は、CO2 液化貯蔵槽7から供給された液化CO2
一時貯蔵し、液化CO2 とCO2 ガスとを分離するため
のものである。このサージタンク1で分離された液化C
2 およびCO2 ガスのうち、液化CO2 は、熱交換器
2にて例えば−34℃〜−33℃まで過冷却された後、
ペレタイザー3のドライアイス生成室3aに供給され
る。一方、CO2 ガスは、熱交換器2で生じたCO2
スと共に一部が排気され、残りの一部がCO2 液化貯蔵
槽7に供給され、液化CO2 の原料として再利用され
る。
【0018】ペレタイザー3のドライアイス生成室3a
においては、減圧により液化CO2を例えば−50℃〜
−40℃程度に冷却、固化することによりドライアイス
が生成される。このようにして生成されたドライアイス
は、油圧システム4と接続された油圧ピストン3bによ
り押し固められ、ダイブレード3cにより例えば直径3
mm程度の円筒状に切断された後、更にロータリーカッ
ター3dにより例えば長さ5〜10mm程度のペレット
状に切断される。これにより、例えば3mmφ×5mm
〜3mmφ×10mmのサイズのほぼ一定形状のドライ
アイスペレット8が生成される。このドライアイスペレ
ットの温度は例えば−56.6℃以下であり、密度は
1.56g/cm3 である。なお、このドライアイスペ
レット8のサイズは、昇華により時間の経過と共に減少
する。図2に、このドライアイスペレット8を示す。こ
のようにして生成されたドライアイスペレット8は、ペ
レット収納部5に一時収納され、このペレット収納部5
からブラスト装置6に供給される。
【0019】ブラスト装置6にはまた、高圧エア供給シ
ステム9、10から例えば圧力5kg/cm2 〜10k
g/cm2 の圧縮空気が供給される。これにより、ブラ
スト装置6に供給されたドライアイスペレット8が、圧
縮空気と共に輸送パイプロード6aを通って、噴射ノズ
ル6bからリードフレーム20に高速噴射されるように
構成されている。また、噴射ノズル6bは、前後左右お
よび上下に移動可能に構成されている。
【0020】ここで、このドライアイスペレット8の噴
射に用いられる圧縮空気は、十分に除湿されていること
が好ましく、また、この圧縮空気の温度は、室温程度ま
たはそれ以下であることが好ましい。高圧エア供給シス
テム9としては、例えば工場内の設備を用いることがで
きる。また、高圧エア供給システム10は補助的に用い
られるものであり、コンプレッサー10aにより空気を
所定の圧力まで圧縮し、この圧縮空気が、アフタークー
ラー10bにより室温程度まで冷却し、エアドライヤー
10cにより十分に除湿を行った後、ブラスト装置6に
供給される。
【0021】また、図示は省略するが、このバリ取り装
置は、リードフレーム20の供給装置および収納装置を
備え、リードフレーム20を順次搬送しながら連続的に
処理を行うことができるように構成されている。また、
リードフレーム20へのドライアイスペレットのブラス
トは、例えば、排気手段を備えた密閉処理室内で行うよ
うにすると都合がよい。
【0022】なお、このバリ取り装置は、既存の装置お
よび設備を用いて構成することが可能であるため、装置
コストを低く抑えることができる。
【0023】以下に、この発明の一実施形態による半導
体ICの組み立て工程について説明する。図3は、リー
ドフレーム20にチップを搭載し、チップの電極パッド
とリードフレームの内部リードとをワイヤ接続した後、
チップを樹脂パッケージ21で封止する工程まで行った
状態を示す。
【0024】ここまでの工程について説明すると、従来
公知の方法により、素子が形成されたウェハを個別のチ
ップに分離し、続いて、チップをリードフレーム20の
所定のダイパッド上にダイボンディングする。次に、ワ
イヤボンディング法により、チップの電極パッドとリー
ドフレームの内部リードとを、例えば金(Au)ワイヤ
を用いて接続する。次に、例えばトランスファ成形技術
を用いた樹脂封止法により、リードフレーム20に搭載
されたチップおよびAuワイヤを覆うように、例えば熱
硬化性樹脂からなる樹脂パッケージ21をモールドす
る。
【0025】図3において、樹脂パッケージ21の外部
に延在した導体配線パターンである外部リード22は、
内部リード(図示せず)を介してチップの電極パッドと
接続されており、最終的にパッケージの電極となる部分
である。タイバー23は、外部リード22同士を結合す
るためのものであり、吊りリード24は、チップが搭載
されたダイパッド(図示せず)を支えるためのものであ
る。これらのダイバー23および吊りリード24は、後
に行われるリード加工の際にカットされる。符号25
は、リードフレーム21の外周部(ステイ)に形成され
た基準孔を示す。
【0026】図3に示すように、樹脂パッケージ21の
モールド後においては、封止に用いられる樹脂材料のう
ち、成形金型からはみ出してリードフレーム20の外部
リード22の表面および裏面にもれ出た部分が不要な樹
脂バリ26となっている。図3中、外部リード22の面
上の樹脂バリ26が付着した部分に点描を施す。符号2
7は、樹脂材料が外部リード22間で固化した不要なも
のであって、樹脂ダムとも呼ばれる。
【0027】このように樹脂封止工程まで行った後、図
3に示す状態のリードフレームを図1に示すバリ取り装
置に搬入し、リードフレーム20上の不要な樹脂バリ2
6を除去する。図4は、このバリ取り方法を説明するた
めの斜視図である。
【0028】すなわち、図4に示すように、複数のパタ
ーンが連結したリードフレーム20を、バリ取り装置の
噴射ノズル6bの下方に搬送し、この噴射ノズル6bか
らドライアイスペレット8からなる研磨材を圧縮空気と
共に、リードフレーム20の一面に上方より噴射するこ
とにより、このリードフレーム20の表面をブラストす
る。このとき、圧縮空気の圧力は、例えば5〜10kg
/cm2 とし、ドライアイスペレット8の大きさは、例
えばイニシャルサイズ(ドライアイスペレット8の製造
時におけるサイズ)で3mmφ×5mm〜3mmφ×1
0mm程度である。この処理は、リードフレーム20の
各パターン毎に行い、また、噴射ノズル6bを平行移動
させることで、パターン内で均一な処理が行われるよう
にする。リードフレーム20の裏面側に対しても同様な
処理を施す。
【0029】このように、樹脂バリ26の付着したリー
ドフレーム20に、ドライアイスペレットからなる研磨
材を圧縮空気と共に吹きつけることにより、研磨材が高
速で樹脂バリ26の面に衝突し、その衝撃力で外部リー
ド22の面上の樹脂バリ26が除去される。このとき、
外部リード22間の樹脂ダム27も一部除去される。ま
た、低温のドライアイスペレット8(融点−56.6
℃)のからなる研磨材を吹きつけることで、樹脂バリ2
6およびリードフレーム20の表面が冷却され、サーマ
ルショックが発生することにより、リードフレーム20
から樹脂バリ26が剥離する。また、衝突の衝撃やサー
マルショックによりリードフレーム20から剥離した樹
脂バリ26は、圧縮空気により吹き飛ばされてリードフ
レーム20の面から除去される。さらに、ドライアイス
ペレットからなる研磨材は衝突と同時に昇華し、その時
の急激な体積膨張により、細かな凹凸を有する樹脂バリ
26の除去も可能となる。
【0030】以上により、リードフレーム20の外部リ
ード22の面上および外部リード22の間の不要な樹脂
バリ26が効果的に除去される。このとき、圧縮空気の
圧力は、例えば10kg/cm2 以下程度で十分である
ため、樹脂パッケージ21やリードフレーム20に損傷
を与えずに済む。また、樹脂バリ26の除去と同時に、
リードフレーム20の面に付着している離型材も除去す
ることができ、その後の工程において外部リード22上
にはんだをメッキする際に、はんだメッキ層の密着性が
向上する。なお、外部リード22間の樹脂ダム27は、
例えば後の工程において機械的に除去することが可能で
あるため、上述のバリ取り工程においては、外部リード
22の面上の樹脂バリ26の除去を主眼に行うようにし
てもよい。
【0031】以降は、従来の公知の工程に従って、トリ
ム・アンド・フォームを行い、外部リード22にはんだ
メッキを施し、リードフレーム20の不要なパターンを
カットし、外部リード22を所定形状に曲げるリード加
工を行うことにより、半導体ICの組み立て工程が終了
する。図5に、このようにして組み立てられた半導体装
置の最終的なパッケージの形態を示す。
【0032】以上、この一実施形態によれば、樹脂封止
後のリードフレームに付着した樹脂バリを除去する際
に、ドライアイスペレットを研磨材として用い、この研
磨材を圧縮空気と共にリードフレームに噴射するように
していることにより、樹脂パッケージおよびリードフレ
ームに損傷を与えることなく、効果的に樹脂バリを除去
することができる。
【0033】また、研磨材の材料となるドライアイスの
原料として、大気中に含まれるCO2 ガスを用いている
ため、原料を極めて低コストで容易に入手することが可
能である。また、この研磨材の形状管理は不要であり、
材料管理を容易に行うことができるという利点がある。
【0034】さらに、ドライアイスペレット8からなる
研磨材は、リードフレームと衝突した後、昇華して元の
気体状態に戻るため、リードフレーム上に残渣が生ずク
リーニングが容易であり、また、粉塵の発生もないた
め、回収、後処理が不要となる。
【0035】また、CO2 ガスは、無毒、不燃性である
ため、バリ取り作業を安全に行うことができ、公害の発
生もなく地球環境の保全にも有効である。以上の理由に
より、従来のバリ取り方法に比べて、作業性の向上を図
ることができる。
【0036】なお、研磨材の回収は不要であると述べた
が、ドライアイスが昇華することにより発生したCO2
ガスを回収して、ドライアイスの原料として再利用して
もよい。
【0037】以上この発明の実施形態について具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。
【0038】例えば、上述の一実施形態において挙げた
数値、材料、パッケージの構造などはあくまで例にすぎ
ず、これに限定されるものではない。具体的には、上述
の一実施形態においては、タイバー23を有するリード
フレーム20を用いているが、これは、タイバーの無い
リードフレームを用いることも可能である。また、上述
の一実施形態において示したパッケージのタイプは一例
であり、これと異なるタイプのパッケージを用いること
も可能である。また、上述の一実施形態においては、研
磨材として、ドライアイスを円筒ペレット状に加工した
ものを用いているが、この研磨材としては、例えばドラ
イアイスを球状に加工したものを用いてもよい。
【0039】また、上述の一実施形態において示したバ
リ取り装置の構成は一例であり、これと異なる構成のバ
リ取り装置を用いてもよい。また、上述の一実施形態に
おいて示したドライアイスペレット8のサイズおよび圧
縮空気の圧力も一例に過ぎず、これらのドライアイスペ
レット8のサイズおよび圧縮空気の圧力は、必要に応じ
て応じて適宜選択可能であることは言うまでもない。
【0040】また、上述の一実施形態においては、この
発明によるバリ取り方法を、半導体ICの組み立て工程
に適用した場合を例に説明したが、この発明は、例え
ば、図6に示すように、発光ダイオード(LED)のよ
うなのディスクリートパッケージを用いた半導体装置の
組み立て工程に適用することも可能である。図6におい
て、符号31は半導体チップ、符号32はワイヤー、符
号33は外部リード、符号34は樹脂パッケージを示
す。ここで、図6に示す例では、樹脂パッケージとして
透明樹脂パッケージが用いられている。このような透明
樹脂パッケージは、例えば、LEDや半導体レーザのよ
うな半導体発光素子、または、フォトダイオードのよう
な半導体受光素子などの光半導体装置のパッケージに用
いられるものであるが、この透明樹脂パッケージは樹脂
中にフィラー(無機物充填材)を含まないため柔軟性が
高く、樹脂バリもまた柔らかく粘着性を有している。こ
のため、従来のバリ取り方法では、外部リード33に付
着した樹脂バリを効果的に除去することができなかっ
た。しかしながら、この発明によるバリ取り方法の場
合、CO2 ガスを固化した低温のドライアイス(融点−
56.6℃)からなる研磨材を吹きつけるようにしてい
るため、樹脂バリは冷却され、柔軟性を失い固くなる。
この状態で、研磨材をブラストすることによって、透明
パッケージの樹脂バリであっても容易に除去することが
可能となる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、樹脂バリの付着したリードフレームに、気体を固化
した材料からなる研磨材を大気圧以上に加圧された圧縮
空気と共に噴射するようにしていることにより、樹脂パ
ッケージやリードフレームに損傷を与えることなく樹脂
バリを効果的に除去することができ、しかも、研磨材の
形状管理が不要であり、研磨材は衝突後に気化するため
回収や後処理が不要となるため、材料管理を容易に行う
ことができ、バリ取り工程の作業性も向上する。さら
に、例えば二酸化炭素のように、無毒、不燃性の気体を
原料とした研磨材を用いた場合、バリ取り作業を安全に
行うことができ、地球環境の保全にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態において用いられるバリ
取り装置の略線図である。
【図2】研磨材として用いられるドライアイスペレット
を示す斜視図である。
【図3】この発明の一実施形態による半導体ICの組み
立て工程を説明するための斜視図である。
【図4】この発明の一実施形態による半導体ICの組み
立て工程におけるバリ取り方法を説明するための斜視図
である。
【図5】この発明の一実施形態による半導体ICの組み
立て工程を説明するための斜視図である。
【図6】この発明によるバリ取り方法が適用可能な、デ
ィスクリートパッケージを用いた半導体装置の一例を示
す斜視図である。
【符号の説明】
8・・・ドライアイスペレット、20・・・リードフレ
ーム、21、34・・・樹脂パッケージ、22、33・
・・外部リード、26・・・樹脂バリ、27・・・樹脂
ダム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂封止後のリードフレームに付着した
    樹脂バリを除去する際のバリ取り方法であって、 上記リードフレームに、気体を固化した材料からなる研
    磨材を大気圧以上に加圧された圧縮空気と共に吹きつけ
    るようにしたことを特徴とするバリ取り方法。
  2. 【請求項2】 上記研磨材は二酸化炭素を固化したドラ
    イアイスからなることを特徴とする請求項1記載のバリ
    取り方法。
  3. 【請求項3】 上記圧縮空気の圧力を10kg/cm2
    以下としたことを特徴とする請求項1記載のバリ取り方
    法。
JP10128731A 1998-05-12 1998-05-12 バリ取り方法 Pending JPH11330345A (ja)

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