JPS60100460A - リードフレーム処理装置用自己整列装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体リードフレームの処理に関し、詳細には
り一ト５フレームとこのリードフレームのパットゝをメ
ッキするメッキヘッド等の処理装置とを自動的に配列す
る装置に関する。

従来技術の説明 半導体リードフレームのパッドのメッキの際に、リート
９フレームのかなり長い距離がインデックス装置によシ
メツキヘット９を通って増分的に前進される。各停止に
おいて、多数のパッドが同時にメッキされる。次に、リ
ードフレームがインデックス装置によシ選択された距離
例えば９ないし１１インチ前進され、これによシメッキ
されるべき新しいパットｅ金メッキヘッドに運ぶ。イン
デックス装置がかなシ長い距離をメッキヘッドから離れ
るので、ヘッドに対してパッドを位置決めする際に誤差
が発生する。これらの誤差はパッドが正しくメッキされ
ることを保証するために補償されねばならない。

従来技術では、これらの位置決め誤差を補償するために
、リードフレームが停止された後にメッキヘット５が少
し移動される。メッキヘット９の移動は手動で例えばノ
・ントゝルを回転することにより６るいは他の同様の手
段によって前進ネジを手動で回転させて行なわれる。こ
れらの調整はメッキヘッドの動作中絶えずオはレータの
注意を必要とし、別に人件費及び正確な繰返しの困難さ
を生じる。

更に、人間の誤差がメッキヘッドに対するパッドの正確
な一致を困難にする。

前述の問題を考慮して、リードフレームがインデックス
装置により、例えばメッキヘッドの１群のパット８のメ
ッキに続いて移動された後に、メッキヘット８と半導体
リードフレームのパッドと全自動的に一致する装置が必
要とされる。本発明は、前述の必要を満たし、かつ構造
が簡単かつ丈夫とされ、極めて信頼性が高く、また実質
的にオ梗レータの注意を必要としないような装置を提供
する。

本発明の要約 本発明の装置は、２人力を有するコンパレータの信号出
力よシ附勢される駆動モーターを備えている。コンパレ
ークの１方の入力は基準位置を与える信号を受信し、他
方の入力は回転光学エンコーダの出力端から信号を受信
する。光学エンコーダはピンを介してアクチュエータに
係合されているラック及びピニオン装置によシ附勢され
る。このピンは、メッキヘッドを通る半導体リードフレ
ームの１方の縁中の基準孔内に嵌合できる。アクチュエ
ータ装置はり一トゝフレームの垂直の運動つまシインデ
ックス運動の終端近くで附勢され、そのためピン及びラ
ック装置がリードフレームによシ増分的距離例えばｏ、
　ｉ　ｏ　ｏないし０．２００インチを移動される。

ラック及びビニオンの移動が回転エンコーダの動作によ
シ信号を発生し、そして信号がコンパレータに印加され
そして基準電圧に比較される。コンパレータの出力はサ
ーボ増幅器によって駆動モーターに印加される。このサ
ーボ増幅器はメッキヘッド自体に係合された親ネジある
いは他の同様の装置を動作する。このように、駆動モー
タが附勢された時に、メッキヘッドが増分距離だけで移
動され、その結果メッキヘッドがり一ドフレーム上の／
リドと正しく一致するようになる。基準位置が装置の手
動動作によシまず選択され、そして１度確立されると同
じ位置にとどまる。これはアクチュエータ装置のピンを
連続的に受ける基準孔が、リードフレームに沿って均一
に隔置されているからである。

本発明の主な目的は、半導体の処理装置を半導体のリー
ドフレーム上の基準ロケ−／ヨンに一致させる装置を提
供することである。この装置では、一致は自動的にオは
レータの注意を必要とせずに行なわれ、これにより一致
の信頼性を犠牲にせずにコストを最小にできる。

本発明の別の目的は、半導体のり一ドフレームのパット
゛をメッキヘッドに一致する装置を提供することである
。この装置は、回転エンコーダを動作させるために半導
体リードフレームをインデックス中に短かい距離を移動
するビン構造を１ｌｉｆｊえている。このエンコーダは
、駆動モーターに入力信号を与えるために基準信号に比
較される信号を与える。このように、メッキヘット゛は
半導体リードフレーム上のパット゛に正しく一致させる
のに十分なだけの増分距離を移動できる。これらの全て
は自動的にかつオペレータの注意を必要とせず実行でき
る。

好適実施例の詳細な説明 本発明の装置は数字１０によって一般的に示されておシ
（第５図）、半導体リードフレーム１６のパッド１４を
メッキする通常のメッキヘラ）”１２に使用される（第
４図）。周知のように、リードフレームは、ダイを保持
しかつダイとソケット、印刷回路板あるいは他の装置と
の間に適正な電気的接続を与える。ダイかり−ドフレー
ムにボンドされかつ電気的接続が行なわれた後に、完成
したアセンブリはしばしば適当なプラスチック材料中に
実装される。半導体ダイを保持するリードフレームは従
来技術において周知であシ、数多くの異なったサイズ及
び形状で市販されている。第４図に示されたリードフレ
ーム１６は、メッキヘットゝ１２によって使用されるリ
ードフレームの形式だけを表わしている。

第２図に示されているように、メッキヘッド１２は、固
定された水平支持棒１７にシフト可能に結合されたサポ
ート１８を有している。例として、サポート１８は垂直
板２０である。メッキヘッド１２は端板２６により結合
されている１対のヘラ８ゝ部２２及び２４を有している
。ヘッド部２２及び２４は、半導体り−１・ゝフレーム
１６上で閉じることを可能にしかつリードフレームの１
つ以上のパッド１４を同時にメッキするだめに互いに近
づいた）遠ざかったり移動可能である。一般には、メッ
キヘットゝの容量はり−１−″フレームの大きさと同様
にその大きさによるが４ないし８個のノミラド１４が同
時にメッキされる。

端板２６はリードフレーム１６がその中を通るスロット
２８を有している。同様に、メッキヘット″１２の反対
端の端板もＩＪ　−１−″７レームを受ける同様のスロ
ット（図示せず）を有しており、ＩＪ−ドフレームの移
動の方向は矢印ろ２によって示されている。

前述のヘラｌ−゛１２等のメッキヘッドは周知でろシ通
常の構成である。メッキヘッド１２は、本発明の装置１
０を使用することに半導体ＩＪ　）、゛フレーム上の基
準位置に正確に一致できるデバイスの１例を示している
。装置１０はメッキヘラｌ−゛１２のヘッド部２２及び
２４のメッキ部分に対して半導体リードフレーム１６の
パッド１４の正確な位置合せを与える。パットゝは適正
に芯合わせされていない場合にはヘッド１２によシ適正
にメッキできず、そのため欠陥部品、低い歩留シ及び高
いコストを生じさせる。

インデックス手段２９が、メッキヘッド１２に対してリ
ードフレームを増大させるように進めるためにリードフ
レーム１６（エツジ上に図示されている）に結合されて
いる。典形的には、インデックス２９は自動的に動作で
きる空気圧インデクサである。大抵の用途では、インデ
クサはメッキヘッドからかなシ長い距離例えば２５ない
し５０フイートにある。市販のインデクサは附勢される
度に、１０ないし１２インチのオーダーの距離を経てリ
ードフレームを増大するべく前進させる。

第５図に示されているように、装置１０は回転可能な親
ネジ５Ｂを含むハウジング５６内にＤＣサーボモータ５
４を有している。モータろ４の駆動軸４０は親ネジろ８
に係合した平歯車を有している。モータ６４が附勢され
た時に、親ネジ５８が回転され、メッキヘラｌ−＃１２
に結合されたリンク４４をシフトしてメッキヘットゝを
矢印４６の方向に前進する。この動作は以下に更に説明
される。

ハウジング５６はクランプ４８（第２図）により剛性の
支持棒１７に固定されている。この支持棒１７に沿って
サポート２０及びヘッド１２が移動する。このように、
モータろ４及び親ネジろ８は支持棒１７に対して固定的
である。

ハウジング５０はハウジングろ６がらり−１・ゝフレー
ム１６の移動径路の反対側上をロッド５２（第２図及び
第６図）によって運ばれる。ハウジング５０は空気圧ア
クチュエータ５４を有している。アクチュエータ５４は
、ハウジング５ｏがら突出しかつり一ドフレーム１６の
下側縁６ｏに沿って基準孔５８に入ることができるりト
ラクタノルビン５６を有している。

ロッド５２はハウジング６６の一方の側面６４上に軸受
６２によシシフト可能に取り付けられている。ハウジン
グ６６内の回転光学エンコーダ６８がロット″′５２の
内側端７４上で歯７２と噛合している平歯車７０を有し
ている。このように、ロット″″５２の内側端７４及び
平歯車７０がラック及びビニオン装置を形成し、この装
置内で平歯車はロツ）５２が左側へ移動した時に反時計
方向に回転する。ピン５６がリードフレーム６０の孔５
８に受けられかつインデックス運動の最終の部分の間に
増分した距離を通ってリードフレームによって横方向に
引かれた時に、ロッド５２は左側へ移動する。

回転エンコーダ６８は、パルスをカウントしこのカウン
トを基準カウントに比較する回路７６に接続されている
。これらのカウントの間の差はデジタル−アナログ変換
器に印加される。得られた出力電圧は廿−ボ増幅器（正
帰還として）に印加される。この増幅器はモーター３４
を移動し、これが親ネジ５８を回転させリンク４４及び
メッキヘッド１２を矢印４６の方向に増加的に移動させ
る（第５図）。

動作について説明する。リードフレーム１６は第２図及
び第６図に示されているようにヘット５部分２２と２４
との間にネジを切られかつ第６図に示されているように
インデクサ２９に接続されている。インデクサ２９がリ
ードフレームを最初のメッキ動作の位置に進めた場合に
は、ヘッドはモータ５４に接続された手動スイッチを動
作することによクリート８フレーム１６のパッド１４と
ヘット９部分２２及び２４とを正確に一致するために手
動で調整される。アクチュエータ５４及びヒ０ン５６は
線６１により示されているように（第６図〕インデクサ
２９に接続されている。このように、線ろ１中のスイッ
チ５５はアクチュエータ５４奮附勢し、ピン５６をリー
ドフレーム内のタイミング孔５８中に突出させる。この
ように、手動で動作された時にモーター５４はヘッドを
増分的に典形的には０．１００ないし０．２００インチ
を通って駆動し、そこでコネクタ４４がメッキヘッドを
メッキのためにパッド１４との正確々一致に移動する。

リードフレームのこの小′ｒｉＹの移動がハウジング５
０従ってピン５６の横方向の移動を生じさせ、ロソド５
２のラック部分７４に２０ないし５０度のオーダーの角
度距離だけ歯車７０を回転させる。典形的には、エンコ
ーダ６８の出力は平歯車７０の回転毎１０．Ｏｏ　ｏパ
ルスである。このように、５０度の回転に対して、エン
コーダは基準位置カウンータ１０１によシカラントされ
るほぼｉ、ｏｏｏノξルスを出力する。基準位置が確立
された場合には、機械が自動的に動作され、これによシ
オペレータの注意を必要とせずにリードフレーム／ミツ
ド１４をメッキする。

動作の第１のサイクル中に、インデクサ２９が所定距離
典形的には１０ないし１２インチがけり一ト８フレーム
１６を前進させ、新しいノξツｌ’１４をメッキされる
べきメッキヘッド１２に運ぶ。ソー１−’フレームの１
０ないし１２インチの移動の終端近くで、スイッチ５５
が装置５４を動作するために閉成され、ビン５６を外向
きに突出させそしてリードフレーム１６の縁６０内の次
の孔５８に入るための位置にさせる。ピンがこの孔に入
った時に、装置５４はリードフレームに接続されそして
短かい距離左側に前進され、ロッド５２に左側に移動さ
せそして歯車７０を回転させる。この回転がカウンタ１
００に印加される一連の出力パルスを発生する。カウン
タ１００の出力は基準カウンタ１０１に比較され、所望
の位置からの距ｒ１（［に比例する電圧が供給される。

この電圧は次にノート″′１０３でモーターの逆ＥＭＦ
に比例する電圧と加算され（速度帰還）、ザーボ増幅器
１０４に印加されモーター５４を、駆動し親ネ：）５８
′ｆ：回転させる。親ネジ５８の回転によってり／り４
７！ｌが矢印４６の方向に移動され、これによりメッキ
ヘッド１２をリードフレーム１６のパッド１４との正確
な一致に移動する。次にメッキヘッドが動作され多数の
バット’　１４　’ｆヘット８にメッキする。メッキが
ヘッド自体の構造に応じて各パッドの一方の側面上だけ
あるいは反対の側面」二で行なわれる。メッキが完了し
た時に、ヘッド部分が開き、インデクサ２９が再び動作
されリードフレーム１６を左側に前進させ、そして処理
が繰シ返される。

メッキ動作の後にメッキ部分が開いた時に、モーター５
４がメッキヘラ）”１２をその当初の開始位置に戻す。

このことは装置が常に一方向に移動することを可能にし
、そしてバックラッシュの作用及び装置の複雑さを最小
にさせる。１度装置が動作すると、ヘッド１２が、加算
接続点１０２に印加される基準カウントの値を調整する
ことによシ最良の位置を実現するべく完全に「同調」で
きる。

モータ１０５からの逆ＥＭＦ帰還が速度を調整し、タコ
メータの必要をなくした。このように、連続した速度及
び位置帰還が最大の速度及び位置精度に使用できる。位
置帰還は、接続点１０２で加算され、速度が接続点１０
５で加算される。

【図面の簡単な説明】

第１図は処理装置用自己配列装置の簡単化ブロック図、
第２図はメッキヘッド及び本発明の自己配列装置の要素
の斜視図、第５図は、本発明の装置の上面図、第４図は
本発明の装置に使用するのに適する典形的な半導体リー
ドフレームを示す図である。 １０：自己配列装置　１２：メツキヘソト゛１４：パッ
ド　１６：半導体リードフレーム１７：水平支持棒　１
８：サポート ２２．２４：ヘソド部　２６二端板 ２８：スロツ、）　２９：インデツクサ６４：直流サー
ボモーター　ろ６．６６：ノ・クランプろ８二親ネジ　
４０：駆動軸 ４４：リンク　４８：クランプ ５４　：　７クチユーｒ−−夕６８　、：　回転エンコ
ーダ７０：平歯車　７６．１０４：ザーボ増幅器１００
．１０１：カウンタ　１０２：加算接続点１０６：ノー
ド　１０５：モータ 特許出願人　ナショナル・セミコンダクター・コーポレ
ーション 手続補正書（方式） 昭和Ｈ年り２月／３日 特許庁長官　志　賀　学殿 １゜事件の表示 ３、補正をする者 事件との関係　出　願　人 住所 Ｚ　ｆｉチー　す＝Ｂｆｔｂ゛ｊミニ＋：ｚり”ｌ／、
ｚ−−：１１−オ’ｌ、、−７ｓン４、代理人 ５、補正命令の日付　昭和　（７年　１７月２７日（発
送日）６、補正の対象 図　面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１径路に沿って移動している半導体リードフレーム
   に処理装置を一列に配列する装置であって、半導体リー
   ト８フレーム内の基準孔に入ることができるリトラクタ
   ブル突起を有するアクチュエータ装置と；径路に沿って
   アクチュエータ装置を移動可能に取付ける手段と、前記
   アクチュエータ装置は電源に接続され突起を隣接リード
   フレームの基準孔中に衝合しこれによシ前記アクチュエ
   ータ装置が突起がり−ト″フレームの基準孔にある時に
   リードフレームを移動し；前記アクチュエータに接続さ
   れ、アクチュエータがり一ドフレームを移動する距離の
   関数として出力信号を発生する手段と；処理装置に接続
   でき、出力信号に応答してリードフレームに対して移動
   する１駆動手段と、から成ることを特徴とする半導体リ
   ードフレームに処理装置を一列に配列する装置。 （２、特許請求の範囲第１項において、前記取付は手段
   がラック及びピニオン装置から成ることを特徴とする半
   導体リードフレームに処理装置を一列に配列する装置。 （３）特許請求の範囲第１項において、前記アクチュエ
   ータ装置が、これによシ運ばれるシフトできるピンを有
   する空気圧アクチュエータを備え、前記ビンが前記突起
   を確定することを特徴とする半導体リードフレームに処
   理装置を一列に配列する装置。 （４）％許請求のｉｊα囲第６項において、前記取付は
   手段がラック及びピニオン装置から成り、該ラックの一
   端が空気圧アクチュエータに接続されておシ、前記出力
   信号を発生する手段がラックの線形移動に応答する回転
   エンコーグから成ることを特徴とする半導体り−νフレ
   ームに処理装置を一列に配列する装置。 （５）特許請求の範囲第５項において、前記供給手段が
   １転エンコーダからの信号と第２の基準信号とを受信す
   るコンパレークを備え、該コンパレータの出力が駆動手
   段に接続されていることを特徴とする半導体リードフレ
   ームに処理装置を一列に配列する装置。 （６）特許請求の範囲第１項において、前記駆動手段が
   親ネジに係合された出力軸を有する駆動モーターから成
   り、該親ネジが処理装置に係合され、駆動モーターの動
   作の関数として該処理装置をシフトすることを特徴とす
   る半導体り一ドフレームに処理装置を一列に配列する装
   置。 （力　特許請求の範囲第１項において、前記アクチュエ
   ータ装置がリードフレーム内の孔に嵌合できるピンを有
   する空気圧アクチュエータから成り、前記ピンが前記突
   起を確定し、前記取付は手段がその一方の端部に歯と該
   歯と噛合する平歯車とを有するシフト可能ロッドから成
   り、前記信号発生手段が平歯車に噛合しその回転に応答
   して前記出力信号を与える回転エンコーダから成υ、前
   記供給手段が前記エンコーダに接続された第１の入力と
   基準信号を受信する第２の入力とを有するコン・ξレー
   タを備え、＝Ｊ言己１駆動手段がコンパレータの出力に
   接続された塩駆動モータを備え、前記親ネジが駆動モー
   ターに係合されこれにより回転されかつ処理装置に係合
   されていることを特徴とする半導体り一１’フレームに
   処理装置を一列に配列する装置。 （８）特許請求の範囲第１項において、ＩＪ　−ドフレ
   ームを処理装置に対して移動するインデックス装置を備
   え、該インデックス装置が前記アクチュエータ装置を付
   勢する移動信号の終端を馬。 えることを特徴とする半導体り−１・゛フレームに処理
   装置を一列に配列する装置。