JPS6136378B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体素子の電極とリードフレームと
をボンデイングした後のリードフレームの各リー
ドの変形を修正するための方法に関する。

従来、半導体素子内部の電極、すなわちボンデ
イングバツドと外部回路、すなわちパツケージ間
の電気的接続を得るには公知のワイヤーボンデイ
ング法が用いられて来た。しかし半導体素子がト
ランジスタより多数のボンデイングパツドを持つ
集積回路においてはこのワイヤーボンデイング法
は作業が複雑となりかなりの時間を費やすものと
なつた。

そこでこのボンデイングを短時間に能率的に行
う方法として各ボンデイングバツドと外部回路を
同時にボンデイングする方法が種々考案されて来
た。これらはスパイダーボンデイング法あるいは
ダイレクトボンデイング法等と呼ばれ、半導体素
子のボンデイングバツドの位置に適合する微細な
リードを有するリードフレームを用い、各リード
とボンデイングバツドを多点同時に接合する方法
である。これらに用いられるリードフレームは金
属薄板単体のリードフレームあるいはプラスチツ
クフイルム上に金属薄板のリードフレームを形成
しものなど種々考案されている。

これらのリードフレームを用いる接合方法にお
いては半導体素子の各ポンデイングバツドに接合
すべきリードの先端部は極めて薄くかつ細く形成
しなければならない。通常厚さは0.03〜0.04mm、
幅は0.06〜0.12mm程度である。従つて、僅かの機
械的圧力あるいは接合時の熱の影響等により容易
に変形してしまう。また半導体素子のボンデイン
グバツドはバンプと呼ばれ、素子表面より10〜25
μ程度突出しているが、その量が極めて僅かなた
めリードの微小な変形によりリードが半導体素子
のバンプ以外の個所、特に素子周辺部に接続し、
電気的に短絡状態を引き起すことがある。

第１図はリードフレームの斜視図である。

プラスチツクテープ１上に金属薄板のリードフ
レーム２が形成されており、リードフレーム２の
リード３はプラスチツクテープ１にあけられてい
る素子組込み穴４上に突出し、半導体素子５のバ
ンプ６に接合している。またプラスチツクテープ
１にはプラスチツクテープ１の移動及び位置決め
に使用される位置決め穴７があけられている。プ
ラスチツクテープ１上にはリードフレーム２が一
定の間隔をおいて連続して形成されている。

第２図は第１図のリードフレームの断面図であ
る。

半導体素子５のバンプ６に接合されているリー
ド３が変形し半導体素子５の端部８に接触し、エ
ツジタツチを起している。この様なリード変形の
要因としては主に半導体素子のバンプとリードと
の接合時、すなわちボンデイング時のボンデイン
グ荷重によるリードの塑性変形及びボンデイング
時に必要な熱によるリードの熱膨張であることが
経験的に知られている。この様なバンプとリード
の金属相互の接合には圧力及び熱が必要不可欠の
ものであり、これによるリードの変形は不可避で
ある。

本発明の目的は、上記欠点を除去し、変形した
りリードを修正する有効な方法を提供することで
ある。

本発明の特徴は、移動及び位置決めに使用され
る位置決め穴が設けられたプラスチツクテープ上
にリードフレームが形成され、該プラスチツクテ
ープの素子組込み穴に該リードフレームのリード
が突出し、該突出したリードの端部と該素子組込
み穴内に位置せる半導体素子のバンプとが接合さ
れた状態のテープを供給リールに巻いておき、該
供給リールから該テープをテープガイドおよび前
記位置決め穴を利用して該テープを送るテープ送
り機構を経て巻取りリールに巻取るようにし、該
テープガイドと該テープ送り機構間の空間部にお
いて該テープの前記半導体素子のバンプと接合し
てある前記リードを修正する方法であつて、前記
空間部の該テープの下方にはシリンダーにより上
下動可能で該テープとの位置を定める位置決めピ
ンを有しかつ前記半導体素子より僅かに大きな穴
を有する修正型が設けられており、該空間部の該
テープの上方には荷重用圧縮バネ、バネ押え、シ
ヤフトガイドおよび押えシヤフトを有する上下動
可能な修正ヘツド組立体が設けられており、前記
空間部において前記リードを修正するに際して、
前記シリンダーにより押し上げられた前記修正型
はそこに設けられてある該位置決めピンにより該
穴に該半導体素子が嵌合するようにし、次に前記
修正ヘツド組立体が下降して該押えシヤフトが該
修正型とともに前記リードをはさむ様な状態で押
え込みこの状態で該修正ヘツド組立体は更に一定
量下降をつづけ、このような状態における該リー
ドに対する修正用荷重は該修正ヘツド組立体の該
荷重用圧縮バネのたわみ量で調整せしめるリード
の修正方法である。すなわち、本発明は、前工程
において長いテープに一連の多数の半導体素子を
接合させておき、次にこのテープを移動させなが
ら半導体素子に接合してあるリードの修正を各半
導体素子ごとに遂次行うものである。このような
本発明によれば、リードと半導体素子のバンプと
のギヤングボンデイング工程を一本の長いテープ
につき全て完了してから、次にこのテープにつき
リードの修正を行うから、ボンデイング工程とリ
ードの修正工程とが分離でき、全体的に能率的な
半導体装置の製造となる。又、リードの修正は機
械的に行うから必要な荷重を加えることができ、
かつバネのたわみ量で修正用荷重を制御するか
ら、所定の荷重が制御性よく加えることができ
る。

本発明を実施例により説明する。

第３図は本発明のリードの修正方法の第１の実
施例を説明する断面図である。

第３図において、変形したリード３が接合して
いる半導体素子５をそれより0.2〜0.3mm程度大き
い角穴９ａを持つ修正型１０ａの中央に嵌合させ
る。この嵌合はプラスチツクテープ１の位置決め
穴７にその穴の寸法より僅かに小さい位置決めピ
ン（図示せず）を挿入することにより容易に達成
される。また、この位置決めピンの挿入によりリ
ードフレーム２は前後左右に移動しない様固定さ
れる。角穴９ａの下方には上下微動可能なストツ
パー１１を有する。また、修正型１０ａの上方に
は半導体素子５を押し下げる押えピン１２及びリ
ード３を押えるパツド１３を持つ。これらの押え
ピン１２及びパツド１３は半導体素子５及びリー
ド３の素面に傷をつけない様な可とう性プラスチ
ツク、例えばテフロン等で製作することが望まし
い。第３図において、まず、押えピン１２により
半導体素子５がストツパー１１に接触するまで押
し下げられる。この状態でリード３が塑性変形し
半導体素子５の端面８とのエツジタツチが解消さ
れる。次に、パツド１３と修正型１０ａとの間に
リード３がはさみ込まれ、リード３はほぼ平らに
修正される。以上の様にストツパー１１の位置を
適当に選び、かつ押えピン１２及びパツド１３の
押しつけ圧力を適当に選択することにより、エツ
ジタツチを起していたリード３の変形を容易に修
正することが可能となる。

第４図は本発明の修正方法の第２の実施例を説
明する断面図である。本方法は第３図に示したス
トツパー１１及び押えピン１２を廃し、リード３
全体を押えることができる可とう性プラスチツク
の押えシヤフト１４ａを持つ。リードフレームは
前記第１の実施例と同様に修正型10bに嵌合させ
られる。その後、押えシヤフト１４ａが下降し、
リード３を修正型１０ｂとの間に押えつけリード
３を平らに塑性変形させる。この時、半導体素子
５は押えシヤフト１４ａ押えられることにより、
その位置はリード３下面より必ず下方に強制的に
位置せしめられる。故に、修正型１０ｂの角穴９
ｂの寸法及び押えシヤフト１４ａの押え圧力を適
当に選択することによりこの実施例においてもエ
ツジタツチを修正することが可能となる。

第５図は本発明の修正方法の第３の実施例を説
明する断面図である。

この実施例は修正型１０ｃの修正先端部１５が
その角穴９ｃの中心部に向つてある角度を有する
ことにある。すなわち、修正先端部１５は四角錐
台が逆さに嵌合できる様な逆四角錐台の修正穴を
持つ。またその上方に修正先端部１５と正確に嵌
合可能な逆四角錐台の先端部を持つ押えシヤフト
１４ｂを有する。この押えシヤフト１４ｂも第
１、第２の実施例と同様に可とう性プラスチツク
が望ましい。リードフレーム２は前記第１の実施
例と同様に修理型１０ｃに正確に嵌合せしめられ
る。そして上方の押えシヤフト１４ｂによりリー
ド３は半導体素子５の表面より斜め上方にある角
度を持つ逆四角錐台型に成形される。よつてこの
四角錐台の角度、角穴９ｃの大きさ及び成形圧力
を適当に選択すればリード３の曲りによるエツジ
タツチの修正は四辺同時に容易に達成されうる。

以上の様に半導体素子あるいはリードに機械的
な圧力をかけ、エツジタツチを起していたリード
を修正することにより、半導体素子接合工程後の
電気テスト工程においてエツジタツチによる不良
をほぼ完全に防ぐことが可能となり、製品の信頼
性の向上が期待できる。従つて、本発明のリード
修正方法は前記の様なリードフレームに直接半導
体素子を接合する製造工程に寄与するところは大
である。

第６図は本発明のリード修正機の１実施例の斜
視図である。

プラスチツクテープ１上に形成されている連続
したリードフレーム２は前工程で半導体素子が接
合されており、供給リール１６に巻かれている。
リードフレーム２は供給リール１６から巻取りリ
ール１７へテープガイド１８、テープ送り機構１
９を経て巻取られる。送り機構１９は公知のモー
ター駆動によりリードフレーム２の１フレーム分
の距離を正確に移動する送り爪（図示せず）によ
り、テープ１にあけられている位置決の穴７を利
用して１フレーム分送る。巻取りリール１７は公
知のトルクモーター（図示せず）によりトルクが
連続的に加えられており、送り機構１９によりリ
ードフレーム２が送られた量だけ巻取ることがで
きる。テープガイド１８下方には公知のエアーシ
リンダー２０により下側ガイドレール２１を介し
て上下動可能な修正型１０を有する。この場合、
修正型１０は品種交換により半導体素子の形状が
変つた場合に対処できる様に脱着自在にするのが
望ましい。修正型１０には予めテープ位置決めす
るための位置決めピン２２が打ち込まれている。
テープガイド１８上方には修正ヘツド組立体２３
を有する。この修正ヘツド組立体２３は前記修正
型と同様に、品種交換に対処できる様な脱着自在
な押えシヤフト、シヤフトガイド２４、荷重用圧
縮バネ２５及びバネ押え２６を有し、上側ガイド
レール２７を介して公知のモーター及びカム等に
より上下動が可能である。

テープ１上のリードフレーム２は送り機構１９
により連続的に送られ、修正型１０の上方に位置
する。その後、修正型１０がシリンダー２０によ
り押し上げられ修正型１０に打込まれている位置
決めピン２２により修正型１０の角穴９（第３，
４，５図）に半導体素子５が正確に嵌合する様に
リードフレーム２が位置決めされる。次に、修正
ヘツド組立体２３が下降し押えシヤフト１４がリ
ード３を修正型１０とともにはさむ様な状態で押
え込む。この時点で修正ヘツド組立体２３は更に
ある一定量下降をつづければ押えシヤフト１４は
相対的に押し上げられる状態となる。これにより
荷重用圧縮バネ２５が修正ヘツド組立体２３が余
分に下降した分だけたわみ、修正用荷重が押えシ
ヤフト１４に加えられることとなりリード３の変
形は容易に修正可能となる。この場合の修正用荷
重は荷重用バネのたわみ量を変化させることによ
り容易に調整可能である。また第１（第３図）、
第２（第５図）の修正方法も本装置の押えシヤト
及び修正型の形状を変更することにより可能とな
る。すなわち、本装置は前記各動作を人手を使わ
ず完全に機械的に行なわせることによりリードの
修正を連続的にかつ自動的に行うことができる。

以上詳細に説明した様に本発明によれば変形し
たリードを連続的にかつ自動的に修正することが
可能であり、前記の様なリードフレームに直接半
導体素子を接合する製造工程における歩留り及び
信頼性の向上等に大きく寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はリードフレームの斜面図、第２図は第
１図のリードフレームの断面図、第３図は本発明
のリードの修正方法の第１の実施例を説明する断
面図、第４図は本発明のリード修正方法の第２の
実施例を説明する断面図、第５図は本発明のリー
ド修正方法の第３の実施例を説明する断面図、第
６図は本発明のリード修正機の１実施例の斜視図
である。 １……テープ、２……リードフレーム、３……
リード、４……素子組込み穴、５……半導体素
止、６……パンプ、７……位置決め穴、８……端
部、９ａ，９ｂ，９ｃ……角穴、１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ……修正型、１１……ストツパー、１
２……押えピン、１３……パツド、１４ａ，１４
ｂ……押えシヤフト、１６……供給リール、１７
……送りリール、１８……テープガイド、１９…
…テープ送り機構、２０……エアーシリンダー、
２１……下側ガイドレール、２２……位置決めピ
ン、２３……修正ヘツド組立体、２５……圧縮バ
ネ、２６……バネ押え、２７……上側ガイドレー
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動及び位置決めに使用される位置決め穴が
   設けられたプラスチツクテープ上にリードフレー
   ムが形成され、該プラスチツクテープの素子組込
   み穴に該リードフレームのリードが突出し、該突
   出したリードの端部と該素子組込み穴内に位置せ
   る半導体素子のパンプとが接合された状態のテー
   プを供給リールに巻いておき、該供給リールから
   該テープをテープガイドおよび前記位置決め穴を
   利用して該テープを送るテープ送り機構を経て巻
   取りリールに巻取るようにし、該テープガイドと
   該テープ送り機構間の空間部において該テープの
   前記半導体素子のバンプと接合してある前記リー
   ドを修正する方法であつて、前記空間部の該テー
   プの下方にはシリンダーにより上下動可能で該テ
   ープとの位置を定める位置決めピンを有しかつ前
   記半導体素子より僅かに大きな穴を有する修正型
   が設けられており、該空間部の該テープの上方に
   は荷重用圧縮バネ、バネ押え、シヤフトガイドお
   よび押えシヤフトを有する上下動可能な修正ヘツ
   ド組立体が設けられており、前記空間部において
   前記リードを修正するに際して、前記シリンダー
   により押し上げられた前記修正型はそこに設けら
   れてある該位置決めピンにより該穴に該半導体素
   子が嵌合するようにし、次に前記修正ヘツド組立
   体が下降して該押えシヤフトが該修正型とともに
   前記リードをはさむ様な状態で押え込みこの状態
   で該修正ヘツド組立体は更に一定量下降をつづ
   け、このような状態における該リードに対する修
   正用荷重は該修正ヘツド組立体の該荷重用圧縮バ
   ネのたわみ量で調整せしめることを特徴とするリ
   ードの修正方法。