KR100293963B1

KR100293963B1 - 금속플레이트를절단하는절단장치및이절단장치를사용하여금속플레이트를절단하는절단방법

Info

Publication number: KR100293963B1
Application number: KR1019980027608A
Authority: KR
Inventors: 마사또 아이바
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1997-07-10
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2001-07-12
Also published as: JPH1131774A; KR19990013724A; CN1212185A

Abstract

금속 플레이트 절단장치는 전단 응력을 발생시키는 펀치와 지지다이로 구성되고, 금속 플레이트 절단방법은 상기 절단장치를 기초로 한다. 펀치는 그 팁(tip)부 양 측면 부위에 한쌍의 챔퍼링부(chamfering section)를 갖고, 주어진 틈새(clearance)는 측면 부위와 지지다이의 다이홀 사이에서 규정된다. 펀치와 지지다이 사이에서 수행된 초기의 금속 플레이트 절단 공정에서, 한쌍의 챔퍼링부는 절단된 금속 플레이트에서의 전단 하중의 집중을 제거하고, 이러한 상태에서, 소성 변형력이 금속 플레이트에서 발생하여 그 플레이트 두께를 감소시키며, 이어서 전단 응력에 의해서 플레이트를 절단한다. 따라서, 소성 변형에 기인하여, 도금 인발 부위가 금속 플레이트의 일면 이상의 금속 도금층으로부터 현저하게 만들어져서, 금속 플레이트의 전체 절단면은 일반적으로 도금층으로 덮여진다. 따라서, 본 발명이 반도체 장치의 리드 프레임을 절단하는 경우에 적용되면, 반도체 장치의 절단리드 팁 부위는 땝납(solder) 도금으로 덮여질 수 있어서, 땜납 필렛의 성형성을 개선하여 반도체 장치의 납땜 외관 결함을 감소시킨다.

Description

금속 플레이트를 절단하는 절단 장치 및 이 절단 장치를 사용하여 금속 플레이트를 절단하는 절단 방법{CUTTING APPARATUS FOR CUTTING METALLIC PLATE AND CUTTING METHOD OF CUTTING METALLIC PLATE USING THE SAME CUTTING APPARATUS}

본 발명은 금속 플레이트를 절단하는 절단 장치 및 이 절단 장치를 사용하여 금속 플레이트를 절단하는 절단 방법에 관한 것이며, 더욱 상세히는 리드 프레임과 같이 그 표면이 금속으로 도금된 금속 플레이트를 절단하는데 적합한 절단 장치와 이 절단 장치를 사용하여 금속 플레이트를 절단하는 절단 방법에 관한 것이다.

지금까지, 반도체 장치에 접속되어 있는 금속 플레이트인 리드 프레임을 절단 장치를 사용하여 절단할 때, 리드 프레임은 지지 다이에 놓여지고 그 상태에 서 고정되도록 하기 위해서 가압용 바아(bar)에 의해 다이에 눌려지게 된다. 또한, 리드 프레임은 펀치가 다이 홀을 향하여 하강되는 방식으로 지지 다이와 펀치에 의해서 절단된다. 절단된 리드 프레임의 절단면은 대략적으로 수직 상태를 나타낸다.

따라서, 리드 재료가 절단면에서 보이며, 그리하여, 절단 단계 후 반도체 장치 제조 공정시 리드 프레임의 절단 표면에 땜납(solder)을 유지시키기가 어렵다.

이러한 이유 때문에, 리드 프레임의 팁부에 땜납을 부착시키는데 어려움을 겪으며, 이리하여 팁부에서 전기 저항의 증가와, 결합 강도의 약화와, 절단면의 부식 등이 야기되며, 따라서 품질 신뢰도를 낮추는 결과가 된다.

또한, 땜납 필렛(solder fillet)이 리드 프레임의 팁부(tip portion)상에서 나오지 않아, 예컨데, 외관 납땜 조사 장치(visual soldering inspection apparatus)하에서 불충분한 땜납 필렛 높이는 불량율을 증가시키며, 납땜 결함으로서 제거할 수 있다.

리드 프레임의 절단면에서 리드 재료의 상기 노출에 대한 대처로서, 펀치의 팁부의 한 측면부에만 평면형 챔퍼링부나 원호형 챔퍼링부를 형성하는 방식이 있다.

또한, 다른 종래 기술은 지지 다이 홀과 펀치 사이의 틈새를 리드 프레임의 두께 치수의 14 % 내지 21 % 로 설정하는 구성을 제안하였다.

상기 종래 기술은 챔퍼링이나 틈새를 이용하여 리드 프레임에 느린 절단 작동을 야기하도록 설계되고 그때 절단면상에 발생하는 도금의 인발 또는 확장 부위를 이용하여 그 절단면을 도금층으로 덮도록 되어, 이에 의해서 절단면상의 리드 재료의 노출을 최대한 피한다.

또한, 이러한 종래 기술은 도금층의 인발 부위 발생을 유발시키기 위해서 펀치의 팁부 한쪽 측면부에 원호형이나 평면형 챔퍼링부를 만든다.

그러나, 상기 양 종래기술은 펀치형상과 펀치와 지지 다이 사이의 틈새를 종합적으로 고려하여 설계되지 않았고, 그 결과 리드 프레임의 절단면상에 보다 적은 도금층 확장이 존재한다.

또한, 챔퍼링부가 펀치의 한 측면부에만 형성되기 때문에, 리드 프레임의 다른 쪽이 펀치의 하강에 의해서 먼저 절단된다. 따라서, 이러한 종래 기술에서는, 파단 하중(breaking load)은 챔퍼링부에 집중하고, 리드 프레임은 이러한 하중에 의해서 초기 단계에서 절단된다. 따라서, 종래 기술로는 상기 문제를 충분하게 대처하는데 어려움이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 절단면의 노출을 피하기 위해서 금속 플레이트의 절단에 기인한 절단 표면의 노출을 금속 도금층의 인발 부위로 덮을 수 있는 금속 플레이트 절단 장치와 이러한 절단 장치를 사용한 금속 플레이트 절단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명이 반도체 장치의 리드 프레임을 절단하는데 사용될 때, 납땜 필렛(soldering fillet)의 성형성을 개선하고 이리하여 반도체 장치의 납땜 외관 결함을 줄이기 위해 반도체 장치의 절단된 리드 프레임의 팁 부위를 땜납 도금으로 덮을 수 있는 금속 플레이트 절단 장치를 제공하는 것이며,또한 이러한 절단 장치를 사용하는 금속 플레이트 절단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 리드 프레임의 팁부에 땜납이 부착되지 않아 기인하는 전기 저항의 증가와, 결합 강도의 감소와, 리드 프레임 절단면의 부식 등을 방지하여 품질의 신뢰성을 강화할 수 있는 금속 플레이트 절단 장치와 이 절단 장치를 사용하는 금속 플레이트 절단 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 반도체 장치의 리드 프레임을 절단하는데 사용되면, 반도체 장치의 절단된 리드 프레임의 팁부를 땜납 도금으로 덮을 수 있어서, 땜납 필렛 성형성이 개선되어 반도체 장치의 납땜 외관 결함을 감소시킨다.

본 발명에 따라서, 금속 플레이트를 절단하는 금속 플레이트 절단 장치가 제공되며, 이는 금속 플레이트를 탑재하기 위하여 제 1 방향으로 신장하는 탑재면과 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 탑재면으로부터 신장하는 다이 홀을 한정하는 홀 한정벽을 갖는 지지 다이와, 다이 홀에 삽입하여 지지 다이와 함께 금속 플레이트를 절단하기 위하여 제 2 방향으로 이동 가능한 펀치로 구성되며, 상기 펀치는 금속 플레이트를 가압하는 팁과 제 2 방향으로 각각 신장하는 한 쌍의 측면을 가지며, 상기 펀치는 제 1 방향과 제 2 방향과 교차하도록 상기 팁과 각 측면 사이에서 신장하는 각각의 경사면을 가지며, 펀치가 다이 홀에 삽입될 때 각 측면은 홀 한정벽과 규정된 틈새를 유지하면서 이 홀 한정벽과 대면한다.

본 발명에 따라서, 도금층이 구비된 금속 플레이트를 절단하는 절단 장치에 기초한 금속 플레이트 절단 방법이 또한 제공되며, 이 장치는 금속 플레이트를 그 위에 탑재하기 위해 제 1 방향으로 신장하는 탑재면을 갖는 지지 다이와 제 1방향에 수직인 제 2 방향으로 탑재면으로부터 연장하는 다이 홀을 한정하는 홀 한정 벽과, 금속 플레이트를 고정하기 위해서 탑재면에 대하여 금속 플레이트를 가압하는 가압 부재와, 다이 홀에 삽입하여 지지 다이와 함께 금속 플레이트를 절단하기 위해서 제 2 방향으로 이동할 수 있는 펀치로 구성되며, 상기 펀치는 금속 플레이트를 가압하는 팁과 제 2 방향으로 신장하는 한 쌍의 측면을 포함하며, 상기 펀치는 제 1 방향과 제 2 방향에서 교차하도록 상기 팁과 각각의 측면 사이에서 각각 연장하는 한 쌍의 경사면을 추가로 가지며, 펀치가 다이 홀에 삽입될 때 홀 한정벽과 소정의 틈새를 가지면서 대면하며, 상기 절단 방법은 상기 탑재면 위에 상기 금속 플레이트를 올려놓는 단계와, 가압 부재를 사용하여 상기 금속 플레이트를 고정시키기 위해서 이를 지지 다이에 대하여 가압하는 단계와, 상기 각 경사면에 의해서 상기 금속 플레이트에 발생하는 전단 응력을 감소시키면서 상기 금속 플레이트를 변형시키는 소성 변형력이 상기 금속 플레이트에 발생되도록, 상기 도금층으로부터 상기 펀치를 하강시켜 상기 펀치를 상기 다이 홀 안으로 진입시키는 단계와, 도금층의 확장에 의해서 인발 부위를 형성시키기 위해서 상기 도금층이 서로 접근하도록 상기 금속 플레이트를 그 두께 방향으로 인발하는 단계와, 상기 펀치를 하강시킬 때 발생되는 전단 응력으로 상기 금속 플레이트를 절단하는 단계로 구성된다.

도 1 은 종래의 절단 장치를 도시하는 단면도이고, 리드 프레임 절단 방법의 일 예를 도시한다.

도 2 는 도 1 에 도시된 절단 장치에 의해서 절단된 리드 프레임의 절단면의 상태를 도시하는, 절단된 측면에서 본 측면도이다.

도 3 은 다른 종래의 절단 장치를 도시하는 단면도이다.

도 4 는 도 3 에 도시된 절단 장치에 의해서 절단된 리드 프레임의 절단면을 도시하는, 절단된 측면에서 본 측면도이다.

도 5 는 다른 종래의 절단 장치를 도시하는 단면도이다.

도 6a 내지 6c 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 절단 장치를 도시하는 단면도이며, 절단 장치를 사용하여 리드 프레임을 절단하는 공정을 설명하는데 유용한 도면이다.

도 7 은 도 6a 내지 6c 에 도시된 절단 장치에 의해서 절단된 리드 프레임 절단면의 상태를 도시하는, 절단 측면에서 본 측면도이다.

도 8a 내지 8c 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 절단 장치를 도시하는 단면도이고, 절단 장치를 사용하여 리드 프레임을 절단하는 공정을 설명하는데 유용한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1, 300 : 반도체 장치 2, 200 : 리드 프레임

3a, 3b : 금속 도금층 4 : 리드 재료

21, 111 : 가압기 22 : 다이 홀

23, 121 : 펀치 24, 27, 123 : 챔퍼링부

20, 101 : 지지 다이 100 : 탑재면

122 : 팁부 205 : 인발 또는 확장 부위

본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기 전에, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 종래의 금속 플레이트 절단 장치를 아래에 설명한다.

지금까지, 금속 플레이트를 절단하는 장치로써, 펀치를 사용하여 금속 플레이트를 펀칭하는 절단장치가 공지되었다. 예컨데, 절단 장치는 반도체 장치에서 리드 프레임의 일부를 절단해서 제거하는데 사용되어 왔다.

도 1 은 종래의 절단 장치를 사용한 리드 프레임 절단 방법의 일 예를 도시한다. 도 1에서, 반도체 장치(1)에는 인쇄 회로 기판(도시 안됨)상의 회로 소자에 접속된 금속 플레이트를 형성하는 리드 프레임(2)이 구비된다. 절단 장치는, 반도체 장치(1)와 리드 프레임(2)이 위에 장착된 지지 다이(20)와, 이 지지 다이(20)에 대하여 리드 프레임(2)을 가압하는 가압 부재(21)와, 지지 다이(20)에 만들어진 다이 홀에서 수직 방향으로 상하로 이동하는 펀치(23)로 구성된다.

리드 프레임(2)은 금속 리드 재료(4)와, 리드 재료(4)의 앞면과 배면에 금속 물질을 도금하여 형성된 금속 도금 층(3a, 3b)을 포함한다.

절단 장치로 리드 프레임을 절단할 때, 리드 프레임(2)과 반도체 장치(1)는 지지 다이(20)의 탑재면(25) 상에 놓여진다. 따라서, 리드 프레임(2)은 그곳에서 지지되도록 가압 부재(21)에 의해서 지지 다이(20)에 대하여 가압된다. 이때, 절단될 리드 프레임(2)의 일부는 지지 다이(20)에 뚫어진 다이 홀(22)에 정렬된다. 이러한 상태에서, 펀치(23)는 지지 홀(22)쪽으로 하강되고, 이에 의해서 지지 다이(20)와 펀치(23) 사이의 리드 프레임(2)을 절단한다.

종래의 절단 장치에서는, 리드 프레임(2)의 절단 부위의 절단 성능을 향상시키기 위해서, 틈새라 칭하는, 펀치(23)와 다이 홀(22) 사이의 공간 간격은 가능하면 작은 값으로 설정된다.

따라서, 당연히 도 2 에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(2)은 대략적으로 수직 절단면을 갖도록 절단된다. 따라서, 리드 재료(4)는 리드 프레임(2)의 절단면에 나타난다. 또한, 상기 도금층(3a)은 이 절단면에서는 거의 존재하지 않는다.

또한, 리드 재료(4)가 리드 프레임(2)의 절단면에 나타나므로, 절단 후 반도체 장치(1) 제조 공정에서 리드 프레임(2)의 절단면에 땜납이 부착되기 어렵다.

따라서, 리드 프레임(2)의 팁부 위에 땜납을 부착하기 어렵기 때문에, 전기 저항의 증가와, 결합 강도의 저하, 절단면에서의 부식 등이 야기되어, 품질의 신뢰성이 저하된다. 또한, 리드 프레임(2)의 팁부에 땜납 필렛을 형성하는데 어려움이 있었고, 자동 납땜 외관 검사 장치에서, 불량율은 땜납 필렛의 높이 부족에 기인하여 증가할 수 있고, 납땜 결함으로서 제거할 수 있다.

리드 프레임(2)의 절단면 상에서 리드 재료(4)의 노출에 대한 대처로서, 일본 특허 공개 소 3-264140 호 공보에 개시된 종래 기술이 공지되어 있다. 도 3 에 도시된 바와 같은 종래 기술에서, 펀치(23) 팁부의 한 측면부만이, 평면형의 챔퍼링 부위(24)를 구비한다.

리드 프레임(2)이 절단될 때, 또한 그 표면에 있는 도금층(3a)의 도금 확장이 챔퍼링 부위(24)에 기인하여 쉽게 발생되는 경향이 있고 도 4 에 도시된 바와 같이, 리드 프레임(2)의 절단면의 일부는 도금층(3a)의 확장 또는 인발 부위(25)로 덮여진다.

또한, 다른 종래 기술인 일본 특허 공개 소 8-37262 호 공보에서는 도 5 에 도시된 것과 같이, 원호형 챔퍼링부(27)가 펀치(23) 팁부의 한 측면부에만 형성된다.

또한, 도시되지는 않았지만, 추가의 다른 종래 기술인 일본 특허 공개 소 7-211838 호 공보는, 지지 다이와 펀치사이의 틈새가 리드 프레임 두께 치수의 14 % 내지 21 % 로 설정된 구조를 제안하였다.

상기 종래 기술에서 리드 프레임에 대한 전단 작용(shearing action)이 챔퍼링 또는 틈새에 의해서 둔하게 되고, 이때, 절단면이 절단면상의 도금 인발 부위의 사용으로 인해 도금층으로 덮여지게 되고, 이에 의해 절단면상의 리드 재료의 노출이 최대한 방지된다.

그러나, 상기 종래 기술이 펀치(23)의 형상과 펀치(23)와 다이 홀(22)사이의 틈새를 종합적으로 고려하여 설계되지 않았기 때문에, 그 결과 플레이트 인발 부위(25)는 리드 프레임의 절단면에서 작게 된다. 따라서, 리드 재료(4)는 절단면의 약 1/2 이상에서 나타나게 된다.

특히, 종래 기술에서, 원호형 또는 평면형 챔퍼링부(24 또는 27)가 펀치(23) 팁부의 한 측면부에 형성됨으로 인해 도금층(3a)의 확장이 야기된다. 따라서, 챔퍼링부(24, 27)가 펀치(23)의 한 쪽에 있으므로, 펀치가 내려올 때 다른쪽이 먼저 절단된다. 그 결과, 이러한 종래 기술의 경우에는, 파단 하중은 챔퍼링부(24, 27)의 중앙으로 집중되어서, 리드 프레임(2)은 이러한 하중에 의해서 초기 단계에서 절단된다. 따라서 종래 기술에서는, 상기 문제를 만족스럽게 없애는데 어려움이 생긴다.

도면을 참조하여, 이하 본 발명의 제 1 실시예에 따라서 금속 플레이트를 절단하는 절단 장치를 설명한다. 도 6a 내지 6c 는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 절단 장치를 설명하고, 추가로 금속 플레이트 절단 방법을 도시한다.

도 6a 에서, 절단 장치는 그 위에 금속 플레이트(200)를 탑재하는 탑재면(100)이 있는 지지 다이(101)와, 금속 플레이트(200)를 고정시키기 위해서 탑재면에 대하여 상기 금속 플레이트(200)를 가압하는 가압 부재(111)와, 탑재면(100)에 수직 방향에서 상승 및 하강하는 펀치(121)로 구성된다.

지지 다이(101)는 다이홀(114)을 갖고 있는데, 펀치(121)가 하강할 때 펀치(121)의 팁부(122)가 상기 다이 홀(114)안으로 진입하게 된다. 한 쌍의 챔퍼링부(123)가 펀치(121) 팁부(122)의 양 측면부에 형성되어서 그 팁부는 그 팁을 향하여 테이퍼진다. 더욱 상세히는, 펀치(121)의 팁부(122)는 테이퍼진 형상을 갖고 있어, 탑재면(100)에 평행한 폭 방향 치수가 펀치(121)의 팁을 향하여 점차 작아지게 된다.

본 실시예의 더욱 구체적인 설명을 위해서, 리드 프레임(200)이 반도체 장치(300)에 접속된 금속 플레이트(200)로서 사용되는 경우에 대하여 이하의 설명을 하도록 한다.

리드 프레임(200)은 금속도금된 재료(204)와, 리드 재료(204)의 한 쌍의 평행면 상에 형성된 금속 도금층(203a, 203b)을 포함한다. 리드 재료(204)는 얇은 금속 플레이트 부재이고, 도금층(203a, 203b)은 리드 재료(204)보다 더 얇게만들어져 있다.

지지 다이(101)와 펀치(121)는 모두 고경도의 금속 재료로 만들어진다. 도 6a 에 도시된 바와 같이, 다이 홀(114)과 펀치(121) 사이에 필요한 틈새가 규정되어 있다. 한 쌍의 챔퍼링부(123)에서 도 6a 의 평면부 치수 c 는 0.15 mm 이고 즉, 한 쌍의 챔퍼링부(123)는 상기한 값이 되는 테이퍼진 형상을 나타낸다. 또한, 틈새(L)는 리드 프레임(200)의 플레이트 두께 치수의 약 20 % 로 설정된다.

제 1 실시예에 따른 절단 장치를 사용하는, 리드 프레임(200)을 절단하는 절단 방법에 관한 설명을 하기한다.

도 6a 에 도시된 바와 같이, 절단 장치를 사용하여 리드 프레임(200)을 절단하는 경우에, 반도체(300)와 리드 프레임(200)은 지지 다이(101)위에 올려진다. 또한, 리드 프레임(200)은 가압기 부재(111)에 의해서 지지 다이(101)의 탑재면(100)에 대하여 그 위에서 지지되도록 가압된다.

또한, 도 6b 에 화살표로 지시된 바와 같이, 펀치(121)는 펀치(121)의 탑재면(100)을 향하여 하강되어 다이 홀(114)에 들어간다. 이때, 도 6b 에 도시된 바와 같이, 챔퍼링부(123)가 펀치(121)의 팁부의 양 측면부에 형성되어 있으므로, 파단 하중의 집중이 펀치(121)의 양 측면부와 지지 다이(101) 사이에서 발생하지 않아서, 전단 작용(shearing action)이 약해진다. 또한, 이때 리드 프레임(200)에서 발생하는 전단 응력이 감소하므로, 리드 프레임(200)에서 소성 변형력이 발생한다. 동시에, 리드 프레임(200)은 플레이트 두께 방향으로 변형된다. 따라서, 인발 작용이 플레이트 두께 방향으로 리드 프레임(200)에서 발생하여, 리드 프레임(200)의 양 표면상의 도금층(203a, 203b)이 서로 접근하게 된다.

또한, 도 6c 의 화살표에 의해 지시된 바와 같이, 펀치(121)가 다이 홀(114) 안에서 추가로 하강하면, 리드 프레임(200)의 플레이트 두께 방향 치수는 주어진 두께까지 감소되고 리드 프레임(200)은 최종적으로 전단 응력에 의해서 절단된다. 이때, 상부 도금층(203a)은 리드 재료(204)의 거의 전체 두께에 대응하는 영역에 걸쳐 확장된다. 그 결과로써, 또한 도 7 에 도시된 바와 같이, 상부 도금층(203a)의 인발 부위 즉 확장 부위(205)는 거의 하부 도금층(203b)과 접촉하게 된다. 그래서, 리드 재료(204)는 상부 도금층(203a)에 의해서 거의 완전히 덮여지므로써, 리드 재료(204)가 절단면에서 나타나지 않게 된다.

또한, 제 1 실시예에서, 리드 프레임(200)의 팁부에의 땜납 도금의 증착 효율은 종래 기술의 0 내지 70 % 와 비교해서 95 % 를 넘는다.

또한, 반도체 장치(300)가 회로 기판에 탑재될 때, 리드 프레임(200) 팁부상의 땜납 필렛의 높이는 대략 리드 프레임(200)의 플레이트 두께에 달한다. 자동 납땜 외관 조사 장치로 이를 조사하는 경우에, 땜납 필렛의 높이 부족에 의해서 야기되는 불량률은 거의 0 까지 감소된다.

또한, 리드 프레임(200) 팁부에 땜납이 부착되지 않아 기인되는 전기 저항의 증가, 결합 강도의 감소 및 리드 프레임(200) 절단면의 부식과 같은 품질 신뢰성 손상을 방지하는 것이 가능하다.

본 발명가의 조사에 따르면, 도금층(203a)의 적절한 인발 부위(205)가 리드프레임(200)의 절단면에서 발생하는 조건은 펀치(121)에 만들어진 챔퍼링부(123)의 치수가 또한 c 는 0.1 mm 내지 0.2 mm 가 될 때 임을 알아냈다. 또한, 펀치(121)와 지지 다이(101) 사이의 가장 바람직한 틈새는 리드 프레임(200)의 플레이트 두께 치수의 15 % 내지 25 % 범위 임을 알아냈다.

도 8a 내지 8c 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 금속 플레이트 절단 장치를 나타내고, 또한 금속 플레이트 절단 방법을 도시한다. 제 2 실시예의 설명에서, 제 1 실시예와의 대응부는 동일한 부호로 표시하였고, 그 부위의 설명은 간결성을 위해서 생략한다.

이러한 제 2 실시예에서, 한 쌍의 원호형 챔퍼링부(125)가 펀치(112) 팁부(122)의 양 측면부에 형성된다. 한 쌍의 챔퍼링부(125)를 이루는 원호 형상의 곡률 반경(R)은 바람직하게는 0.1 mm 내지 0.2 mm 이다. 또한, 펀치(121)와 지지 다이(101) 사이의 틈새(L)는 제 1 실시에와 같게 설정된다.

이러한 제 2 실시예에 따른 절단 장치에서, 리드 프레임(200)을 절단하는 경우에, 도 8a 에 도시된 바와 같이, 반도체 장치(300)는 지지 다이(101)에 올려지고 리드 프레임(200)은 가압기(111)에 의해서 지지 다이(101)의 탑재면(100)에 대하여 그 위에 지지 되도록 가압된다. 또한, 도 8b 에 도시된 바와 같이, 펀치(121)가 하강되어 다이 홀(114)에 들어간다. 이때, 펀치(121)의 양 측면부에 형성된 한 쌍의 챔퍼링부(125) 때문에 펀치(121)의 양 측면부와 지지 다이(101)사이에서 파단 하중의 집중은 발생하지 않으며, 따라서 전단 작용이 약해진다. 동시에, 리드 프레임(200)에서 발생하는 전단 응력이 감소하기 때문에, 소성 변형력이 리드 프레임(200)에서 발생하여서 리드 프레임(200)은 그 두께 방향으로 변형된다. 따라서, 리드 프레임(200)은 그 플레이트 두께 방향으로 인발되어서, 리드 프레임(200)의 양 표면상에 있는 도금층(203a, 203b)이 서로 접근하게 된다.

또한, 도 8c 에 도시된 바와 같이, 펀치(121)가 더 하강하여 리드 프레임(200)의 플레이트 두께가 주어진 두께까지 감소되면, 리드 프레임(200)은 전단 응력에 의해서 절단된다. 이때, 상부 도금층(203a)은 리드 재료(204)의 거의 전체 두께에 대응하는 영역에 걸쳐 확장되는 인발 부위(205)를 만든다. 따라서, 리드 프레임(200)의 절단면상의 리드 재료(204)는 상부 도금층(203a)으로 거의 완전히 덮여지고, 리드 재료(204)는 절단면에 나타나지 않게 된다.

따라서, 제 1 실시예에서와 마찬가지로, 땜납 필렛 높이의 부족에 의해 야기되는 불량율을 거의 0 까지 줄일 수 있다. 또한, 리드 프레임(200) 팁부에 땜납이 부착되지 않아 기인되는 전기 저항의 증가, 결합 강도의 감소 및 리드 프레임(200)의 절단면의 부식과 같은 품질 신뢰성 손상을 방지하는 것이 가능하다.

본 발명에서, 한 쌍의 챔퍼링부(123 또는 125)가 펀치(121) 팁부의 양 측면부에 형성되더라도, 각 챔퍼링부(123, 125)의 치수가 틈새(L)보다 상대적으로 크다면, 도금의 인발 부위는 제 1 실시예와 제 2 실시예에서와 같이 얻어질 수 있다. 따라서, 이 경우에, 리드 프레임(200)의 절단면이 도금층(203a)으로 덮여진다.

또한, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예가 반도체 장치(300)의 리드프레임(200)을 절단하는 절단 장치에 사용되지만, 도금층(203a)이 그 일면 이상에 형성된 금속 플레이트(200)를 절단하는 어떠한 장치에도 역시 적용이 된다.

또한, 펀치(121) 팁부의 양 측면부가 평면형 또는 원호형 형상으로 되도록 챔퍼링부(123, 125)를 만들 수도 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 전단 응력을 발생하는 펀치(121)와 지지 다이(101)로 구성되고, 한 쌍의 챔퍼링부(123, 125)가 펀치(121) 팁부의 양 측면부에 형성되며, 또한 양 측면 부위와 지지 다이(101)의 다이 홀(114) 사이에 필요한 틈새(L)가 규정된다.

따라서, 펀치(121)와 지지 다이(101) 사이의 금속 플레이트의 초기 절단 공정에서, 리드 프레임(금속 플레이트;200)에서 전단 하중의 어떠한 집중도 발생되지 않으며, 소성 변형력이 리드 프레임(금속 플레이트;200)에서 발생하여 플레이트 두께를 감소시킨다. 따라서, 리드 프레임(200)은 전단 응력에 의해서 절단된다. 결과적으로, 표면 도금층(203a)의 도금 인발 부위(205)의 형성은 소성 변형에 의해서 현저해지고, 따라서 리드 프레임(200)의 절단면의 전체 표면은, 도금층(203)의 인발 부위(205)로 덮여지며, 이로써 리드 재료(204)의 절단면의 노출을 피할 수 있다.

전기한 것은 본 발명의 단지 바람직한 실시예에만 관한 것이고, 개시의 목적을 위해 여기에 사용된 본 발명의 실시예의, 본 발명의 기술 사상과 범주를 벗어나 구성되지 않는, 모든 변경과 변형예를 포함하도록 의도되었다는 것을 이해해야 한다.

따라서, 본 발명이 반도체 장치(300)의 리드 프레임(200)을 절단하는데 사용되면, 반도체 장치(300)의 절단된 리드 프레임(200)의 팁부는 땜납 도금에 의해서 덮여지고, 땜납 필렛의 성형성을 개선하여 반도체 장치(300)의 납땜 외관 결함을 감소시킨다.

Claims

금속 플레이트를 절단하는 금속 플레이트 절단 장치는,

상기 금속 플레이트를 그 위에 탑재하는 제 1 방향으로 신장하는 탑재면 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 상기 탑재면으로부터 신장하는 다이 홀을 한정하는 홀 한정 벽을 갖는 지지 다이와;

상기 다이 홀에 삽입하여 상기 지지 다이와 함께 상기 금속 플레이트를 절단하는, 상기 제 2 방향으로 이동 가능한 펀치로 구성되며, 상기 펀치는 상기 금속 플레이트를 가압하는 팁과 상기 제 2 방향으로 각각 신장하는 한 쌍의 측면을 가지며, 상기 펀치는 상기 제 1 방향과 제 2 방향과 교차하도록 상기 팁과 상기 각 측면 사이에서 신장하는 한 쌍의 경사면을 또한 가지며, 상기 펀치가 상기 다이 홀에 삽입될 때 상기 각 측면은 홀 한정벽과 규정된 틈새 (L) 를 유지하면서 이 홀 한정 벽과 대면하는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 각각의 경사면은 평면형 표면인 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 각각의 경사면은 원호형 표면인 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 플레이트 두께 치수를 가지며, 상기 규정된 틈새 (L) 는 상기 플레이트 두께 치수의 15 % 내지 25 % 인 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 장치.
제 1 항에 있어서, 금속 플레이트를 고정시키기 위해서 상기 탑재면에 대하여 상기 금속 플레이트를 가압하는 가압 부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 장치.
도금층을 구비한 금속 플레이트를 절단하기 위한 것이며, 상기 금속 플레이트를 그 위에 탑재하는 제 1 방향으로 신장하는 탑재면 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 상기 탑재면으로부터 신장하는 다이 홀을 한정하는 홀 한정 벽을 갖는 지지 다이와, 상기 금속 플레이트를 고정시키기 위하여 상기 탑재면에 대하여 가압하는 가압 부재와, 상기 다이 홀로 삽입하여 상기 지지 다이와 함께 상기 금속 플레이트를 절단하는 상기 제 2 방향으로 이동 가능한 펀치로 구성되며, 상기 펀치는 상기 금속 플레이트를 가압하는 팁과 상기 제 2 방향으로 각각 신장하는 한 쌍의 측면을 구비하며, 상기 펀치는 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하도록 상기 팁과 상기 각 측면 사이에서 신장하는 한 쌍의 경사면을 또한 구비하며, 상기 펀치가 상기 다이 홀에 삽입될 때 상기 각 측면은 홀 한정벽과 규정된 틈새(L) 를 유지하면서 이 홀 한정벽과 대면하는 절단 장치를 사용한 금속 플레이트 절단 방법으로서,

상기 탑재면 위에 상기 금속 플레이트를 올려놓는 단계;

상기 금속 플레이트를 고정시키기 위해서 상기 가압 부재를 사용하여 상기 금속 플레이트를 상기 지지 다이에 대하여 가압하는 단계;

상기 각 경사면에 의해서 상기 금속 플레이트에 발생하는 전단 응력을 감소시키면서 상기 금속 플레이트를 변형시키는 소성 변형력이 상기 금속 플레이트에 발생되도록, 상기 도금층으로부터 상기 펀치를 하강시켜 상기 펀치를 상기 다이 홀 안으로 진입시키는 단계;

상기 각각의 도금층의 확장에 의해 인발 부위를 형성시키기 위해서, 상기 도금층이 서로 접근하도록 상기 금속 플레이트를 그 두께 방향으로 인발하는 단계; 및

상기 펀치를 내릴 때 발생되는 전단 응력으로 상기 금속 플레이트를 절단하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 상기 인발 부위로 덮여진 절단면을 갖는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 각 경사면은 평면형 표면을 갖고, 상기 인발 부위는 상기 평면형 표면에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 각 경사부는 원호형 표면을 갖고, 상기 인발 부위는 상기 원호형 표면에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 플레이트 두께 치수를 가지며, 상기 규정된 틈새 (L) 는 상기 플레이트 두께 치수의 15 % 내지 25 % 인 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 그 일 표면 이상에 금속 도금층을 가지며, 상기 팁은 상기 도금층으로부터 상기 다이 홀에 들어가도록 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 금속 플레이트는 반도체 장치에 접속된 리드 프레임이며, 상기 리드 프레임은 그 일 표면 이상에 형성된 금속 도금층을 가지며, 상기 팁은 상기 도금층 위에서 부터 상기 다이 홀로 들어가도록 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 플레이트 절단 방법.