KR100199291B1 - 인덱스 핑거를 갖는 리드 성형 장치 - Google Patents

Abstract

리드 프레임을 절단하기 위한 절단용 펀치가 설치된 상부 금형과; 상기 절단용 펀치와 정합될 수 있는 절단용 펀치 다이와, 상기 리드 프레임을 안내하는 스트립 삽입홈이 형성되어 있는 가이드 레일이 설치된 하부 금형; 상기 가이드 레일에 탑재되는 상기 리드 프레임을 작업 진행방향으로 이송시켜주는 인덱스 암(index arm); 을 포함하고 있으며, 상기 리드 프레임에 대한 상기 절단용 펀치 및 상기 절단용 펀치 다이의 절단 작용시 발생되는 스크랩을 외부로 방출시키기 위해 상기 절단용 펀치의 내측에서 외측으로 돌출되도록 상기 인덱스 암에 설치된 핑거(finger)를 부가적으로 구비한 것을 특징으로 하는 리드 성형 장치를 제공함으로써, 스크랩을 리드 성형 장치의 외부로 완전하게 배출시켜 패키지의 품질 안정화 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

인덱스 핑거를 갖는 리드 성형 장치

본 발명은 리드 성형(forming) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 칩 패키지 제조 공정중 리드 성형 공정에 사용되어 공정 진행에서 발생되는 리드 프레임의 스크랩(scrap)으로 인하여 패키지가 손상되는 것을 방지하기 위하여 스크랩 배출을 위한 핑거(finger)를 갖는 리드 성형 장치에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 패키지는 웨이퍼에서 분리된 개별 반도체 칩을 리드 프레임상에 실장시키는 칩 실장 공정, 실장된 반도체 칩의 전극패드들과 리드 프레임의 내부리드들을 전기적으로 연결시키는 전기적 상호연결 공정, 반도체 칩 및 그와 전기적으로 연결된 부분을 외부환경으로부터 보호하기 위하여 봉지수지재로 봉지하는 성형 공정, 봉지영역 외부의 불필요한 부분을 제거하고 외부리드의 형상을 결정짓는 절단 및 절곡을 포함하는 리드성형 공정, 그리고 패키지의 신뢰성을 검사하는 테스트 공정과 제품정보를 표시하는 마킹(marking)공정을 거쳐서 제조된다.

상기 제조 공정 중 리드 성형 공정은 단계적으로 실시된다. 절단 공정을 거쳐 리드 굴곡을 위한 예비 단계가 진행되고, 그 후에 단계적으로 외부 리드를 절곡하여 최종적인 외부 리드의 형상을 갖게 된다. 보통 리드 성형 공정은 복수 개의 리드 프레임이 연배열되어 있는 리드 프레임 스트립(leadframe strip) 상태로 진행된다. 리드 성형 공정의 최종 단계는 리드 프레임 스트립으로부터 완성된 제품이 분리되고, 제품이 분리된 리드 프레임 스트립이 절단되어 리드 성형 장치의 외부로 배출되는 단계이다. 제품이 분리된 리드 프레임 스트립으로부터 잘려나간 부분은 스크랩이라고 한다. 이상과 같은 리드 성형 장치는 다음과 같은 구조를 갖고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예를 나타낸 사시도로써, 리드 프레임을 공급하는 가이드 레일은 그 도시를 생략하였다.

도 1을 참조하면, 리드 성형 장치(110)는 굴곡이 완료되어 제품이 분리된 리드 프레임 스트립(도시 안됨)을 기계적 힘으로 절단하는 절단용 펀치(120), 리드 프레임 스트립을 지지하는 절단용 펀치 다이(130), 및 리드 프레임 스트립을 작업 위치까지 이송시키는 인덱스 암(index arm;140)을 포함한다.

도 2는 종래 기술에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예에 의한 스크랩 배출을 설명하기 위한 상태도이다. 도 2를 참조하면, 리드 성형 공정은 리드 프레임 스트립(160) 상태로 이루어진다. 리드 프레임 스트립(160)은 가이드 레일(150)에 안내되어 작업진행 방향으로 이송된다. 가이드 레일(150)의 내측부에는 스트립 삽입홈(154)이 형성되어 있고, 스트립 삽입홈(154)으로부터 가이드 레일(150)의 상면을 관통하며 리드 프레임 스트립(160) 이송방향과 일치하는 방향으로 길게 인덱스 핀 삽입홀(152)이 형성되어 있다. 상기 가이드 레일(150)의 스트립 삽입홈(154)에 리드 프레임 스트립(160)은 측단부가 삽입되어 수평 상태를 유지하여 작업 진행 방향으로 안내된다. 리드 프레임 스트립(160)의 이송은 인덱스 암(140)에 의해서 이루어진다. 인덱스 암(140)에 결합되어 있는 인덱스 핀(142)이 가이드 레일(150)의 인덱스 핀 삽입홀(152)에 삽입되고 최종적으로 리드 프레임 스트립(160)의 가이드 홀(162)에 삽입되어 진행방향으로 이동시키게 되는 것이다. 인덱스 암(140)에 의해 가이드 레일(150)을 경로로 하여 절단 위치까지 이동된 리드 프레임 스트립(160)은 소정의 길이로 절단된다. 절단 작업은 절단용 펀치(120)와 절단용 펀치 다이(130)의 기계적 힘에 의한 정합으로 작업이 이루어진다. 이때 리드 프레임 스트립(160)에서 떨어져나간 스크랩(164)은 다음에 작업될 리드 프레임 스트립(160)을 이송시킬 때 인덱스 암(140)의 일측면을 통하여 외부로 배출된다.

상기한 리드 성형 장치는 리드 프레임에서 떨어져 나온 스크랩을 완전히 금형 외부로 배출시키지 못하고 잔존하게 된다. 이러한 스크랩은 리드 성형 장치 내부의 진공력 및 절단용 펀치의 자성력에 의해 안쪽으로 다시 들어간다. 이러한 스크랩은 리드 성형시에 리드 성형 장치가 정상적으로 동작하는 것을 방해한다. 이러한 스크랩은 패키지 자체의 불완전 성형을 유발하기도 하고 미세한 균열을 발생시키는 등 패키지에 손상을 주게 된다. 특히 미세한 균열은 발견되기가 어려워 제품의 조립이 완료된 후에 흡습의 경로가 되어 패키지 신뢰성에 크게 영향을 미치게 된다. 스크랩은 생산성 측면에서 커다란 장애요소로 작용하고 있는 것이다. 최근 반도체 소자의 고집적화로 인하여 입출력 단자와 그 입출력 단자와 전기적으로 연결되는 리드의 수가 증가하고, 리드 수의 증가와 함께 리드 피치(lead pitch)도 더욱 미세화되고 있는 실정에 있어서, 상기 리드 성형 공정에서의 스크랩 배출은 패키지 품질과 생산성의 향상에 중요한 문제가 아닐 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 스크랩을 리드 성형 장치의 외부로 완전하게 배출시켜 종래에 스크랩으로 인하여 발생되는 패키지 손상을 방지하여 공정의 진행을 순조롭게 함으로써, 패키지의 품질 안정화 및 생산성을 향상시킬 수 있는 리드 성형 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예를 나타낸 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예에 의한 스크랩(scrap) 배출을 설명하기 위한 상태도.

도 3은 본 발명에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예에 의한 스크랩 배출을 설명하기 위한 상태도.

도 5는 본 발명에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예의 핑거 부분을 개략적으로 나타낸 사시도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,110 : 리드 성형 장치 12 : 상부 금형

14 : 하부 금형 16 : 굴곡용 펀치

18 : 굴곡용 펀치 다이 20,120 : 절단용 펀치

22 : 접촉 방지홈 30,130 : 절단용 펀치 다이

40,140 : 인덱스 암(index arm) 42,142 : 인덱스 핀(index pin)

44 : 핑거(finger) 50,150 : 가이드 레일(guide rail)

52,152 : 인덱스 핀 삽입홀 54,154 : 스트립 삽입홈

60,160 : 리드 프레임 스트립 62,162 : 가이드 홀(guide hole)

64,164 : 스크랩(scrap)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리드 성형 장치는 리드 프레임을 절단하기 위한 절단용 펀치가 설치된 상부 금형과; 상기 절단용 펀치와 정합될 수 있는 절단용 펀치 다이와, 상기 리드 프레임을 안내하는 스트립 삽입홈이 형성되어 있는 가이드 레일이 설치된 하부 금형; 상기 가이드 레일에 탑재되는 상기 리드 프레임을 작업 진행방향으로 이송시켜주는 인덱스 암; 을 포함하고 있으며, 상기 리드 프레임에 대한 상기 절단용 펀치 및 상기 절단용 펀치 다이의 절단 작용시 발생되는 스크랩을 외부로 방출시키기 위해 상기 절단용 펀치의 내측에서 외측으로 돌출되도록 상기 인덱스 암에 설치된 핑거를 부가적으로 구비한 것을 특징으로 한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리드 성형 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 발명에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예에 의한 스크랩 배출을 설명하기 위한 상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 리드 성형 장치의 일 실시예의 핑거 부분을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 리드 성형 장치(10)는 공정의 진행에 따라 발생되는 스크랩을 외부로 완전히 배출하기 위해 핑거(44)가 인덱스 암(40)에 설치되어 있다. 상세한 구조를 아래에 설명하기로 한다.

보통 리드 성형 장치(10)는 상부 금형(12)과 하부 금형(14) 및 이송수단인 인덱스 암(40)을 갖는다. 상부 금형(12)에는 리드의 굴곡을 위한 굴곡용 펀치(16) 이외에도 리드 프레임 스트립(도시 안됨)을 절단하기 위해 절단용 펀치(20)가 기계적으로 결합되어 있다. 그리고 하부 금형(14)에는 굴곡용 펀치(16)와 정합되는 굴곡용 펀치 다이(18), 절단용 펀치(20)와 정합되는 절단용 펀치 다이(30)가 설치되어 있다.

절단용 펀치 다이(30)는 리드 프레임 스트립을 하부에서 지지해주며, 절단용 펀치(20)가 하강하여 리드 프레임 스트립에 기계적 힘을 가할 때 절단용 펀치(20)와 정합될 수 있도록 되어 있다. 상부 금형(12)과 하부 금형(14)의 사이에는 작업 진행 방향인 화살표 방향으로 리드 프레임 스트립을 이송시키도록 인덱스 암(40)이 설치되어 있다.

그리고 인덱스 암(40)에는 핑거(44)가 설치되어 있다. 핑거(44)는 인덱스 암(40)에 설치되어 절단 펀치 다이(30)의 상단부에 근접한 위치에서 인덱스 암(40)의 동작과 함께 움직일 수 있도록 되어 있다. 핑거(44)는 인덱스 암(40)이 내측으로 이동되었을 때 절단용 펀치 다이(30)의 내측에 위치하고, 인덱스 암(40)이 외측으로 이동되었을 때 절단용 펀치 다이(30)의 외측에 위치하도록 리드 프레임 스트립의 진행 방향으로 돌출된 형태이다. 핑거(44)는 인덱스 암(40)에 의해 동작될 때 절단용 펀치 다이(30)의 상단보다 높은 위치에서 동작된다.

도 4를 참조하면, 핑거(44)는 인덱스 암(40)에 설치되어 인덱스 암(40)과 같이 동작이 되며, 상기한 바와 같이 리드 프레임 스트립 진행 방향으로 완전히 이동되었을 때 핑거(44)의 말단이 펀치 다이(30)의 외측까지 도달할 수 있다. 그리고 절단용 펀치(20)가 동작될 때 도 5에서와 같이 인덱스 암(40)에 결합되어 있는 핑거(44)와 접촉되는 것을 방지하기 위하여 접촉 방지홈(22)이 형성되어 있다.

도 4와 도 5를 참조하여 핑거(44)의 동작을 살펴보기로 하자. 리드 프레임 스트립(60)은 가이드 레일(50)의 스트립 삽입홈(54)에 측단부가 삽입되도록 가이드 레일(50)에 탑재된다. 리드 프레임 스트립(60)은 인덱스 암(40)에 결합되어 있는 인덱스 핀(42)에 의해 작업 진행방향인 화살표 방향으로 작업 단위 길이 만큼 이동된다. 이동된 리드 프레임 스트립(60)은 절단용 펀치 다이(30)의 상부에 놓이게 되고, 그 상태에서 절단용 펀치(20)가 하강하여 기계적인 힘으로 리드 프레임 스트립(60)의 절단 부위를 절단시키게 된다.

다음에 절단된 리드 프레임 스트립(60)의 다음 작업 부분을 작업 위치로 이동시키기 위하여 인덱스 암(40)이 다시 동작되어 리드 프레임 스트립(60)을 이송시킨다. 이때 이미 잘려져나간 절단용 펀치 다이(30)위에 위치하는 스크랩(62)을 핑거(44)가 외측으로 밀어주어 리드 성형 장치의 외부로 완전히 배출시키게 된다.

상기 핑거(44)는 절단용 펀치(20)의 상승 이동에 연동하여서 상기 절단용 펀치(20)의 외측에서 내측으로 이동되고, 절단용 펀치(20)의 하강 이동에 연동하여서 절단용 펀치(20)의 내측에서 외측으로 이동되게 하는 것이 바람직하다. 작업속도가 빨라지게 되기때문이다.

이상과 같은 본 발명에 의한 리드 성형 장치의 구조에 따르면, 스크랩을 리드 성형 장치의 외부로 완전하게 배출시킴으로써, 스크랩이 리드 성형 장치의 내부로 들어가 패키지 손상되는 것을 방지하여 패키지의 품질 안정화 및 생산성을 향상시킬 수 있는 이점(利點)이 있다.

Claims (5)

1. 리드 프레임을 절단하기 위한 절단용 펀치가 설치된 상부 금형과;

   상기 절단용 펀치와 정합될 수 있는 절단용 펀치 다이와, 상기 리드 프레임을 안내하는 스트립 삽입홈이 형성되어 있는 가이드 레일이 설치된 하부 금형;

   상기 가이드 레일에 탑재되는 상기 리드 프레임을 작업 진행방향으로 이송시켜주는 인덱스 암; 을 포함하고 있으며,

   상기 리드 프레임에 대한 상기 절단용 펀치 및 상기 절단용 펀치 다이의 절단 작용시 발생되는 스크랩을 외부로 방출시키기 위해 상기 절단용 펀치의 내측에서 외측으로 돌출되도록 상기 인덱스 암에 설치된 핑거를 부가적으로 구비한 것을 특징으로 하는 리드 성형 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 핑거는 상기 절단용 펀치의 하강 이동에 연동하여서 절단용 펀치의 내측에서 외측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 리드 성형 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 핑거는 상기 절단용 펀치의 상승 이동에 연동하여서 상기 절단용 펀치의 외측에서 내측으로 이동되는 것을 특징으로 하는 리드 성형 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 절단용 펀치는 하강시에 상기 핑거가 삽입될 수 있는 접촉 방지홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리드 성형 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 핑거는 상기 절단용 펀치와 상기 절단용 펀치 다이의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 리드 성형 장치.