KR100357789B1

KR100357789B1 - 반도체 리드프레임 자동몰딩장치

Info

Publication number: KR100357789B1
Application number: KR1020000055209A
Authority: KR
Inventors: 최진경; 박노선
Original assignee: 마이크로시스텍 주식회사
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2002-10-25
Also published as: KR20020022428A

Abstract

본 발명은 반도체 리드프레임 자동몰딩장치에 관한 것으로, 다이 본딩(die bonding)및 와이어 본딩(wire bonding)을 마친 리드프레임(lead frame)을 매거진 상태로 공급하는 리드프레임 공급부(110)와, 열경화성 수지인 성형용 펠릿(pellet)을 공급하는 펠릿 공급부(120)로 이루어진 온-로딩(on-loading) 유니트(100)와; 온-로딩 유니트(100)에서 공급된 리드프레임과 펠릿을 하부금형(214)으로 공급하고 상,하부금형(212,214)사이에서 리드프레임 상에 수지를 몰딩시킨 후 금형으로부터 탈거시키는 성형 유니트(200)와; 성형 유니트(200)에서 성형된 몰딩프레임 (molding frame)에서 컬(cull)등을 제거하는 디게이트(degate 또는 gate break)과정을 거쳐 다시 매거진 상태로 적재하는 오프-로딩(off-loading) 유니트(300); 를 포함하여 이루어지는 반도체 리드프레임 몰딩장치에서, 온-로딩 유니트(100)의 리드프레임 공급부(110)에는 금형의 배치에 맞게 리드프레임을 정렬시키고 예열시키기 위한 얼라인먼트(115)가 구비되고, 펠릿 공급부(120)에는 규격에 맞지 않거나 파손된 불량 펠릿을 제거하고 정상적인 펠릿만을 직립(直立)상태로 공급시킬 수 있는 피더(124)가 구비되며, 성형 유니트(200)에는 온-로딩 유니트(100)에서 제공된 리드프레임과 펠릿을 금형(210)으로 공급하기 위한 로더(220) 및 금형(210)을 세척하기 위한 크리너(240)가 부착된 언 로더(230)가 구비되고, 오프-로딩 유니트(300)에는 성형 유니트(200)에서 배출된 몰딩프레임을 디게이터(330)로 공급하기 위한 디게이트 트랜스퍼(310)가 설치되어 언-로더(230)의 행정거리를 최소화하여 복수개의 성형용 금형(210)을 일렬로 설치한 경우 몰딩프레임의 언-로딩에 소요되는 머신 타임(machine time)을 최소화 할 수 있도록 함과 아울러, 몰딩프레임이 디게이트 트랜스퍼(310)에 의해 디게이터(330)로 공급되는 과정에서 몰딩프레임을 냉각시키기 위한 공기분사방식의 냉각수단(320)이 구비되어 디게이트시 몰딩프레임의 컬 (cull)제거가 완전하게 이루어질 수 있도록 하며, 디게이트 된 몰딩프레임은 피커 (picker)기능을 겸하는 톱 디게이터(top degater;332)에 의해 이송되어 얼라인먼트 (340)에서 동일방향으로 정렬된 후 트랜스퍼(transfer; 350)에 의해 매거진 스태커 (magazine stacker;360)로 배출되어 카세트에 차례대로 적재되도록 구성한 것이다.

Description

반도체 리드프레임 자동몰딩장치 {AN AUTO MOLDING DEVICE OF LEAD-FRAME}

본 발명은 반도체 리드프레임 자동몰딩장치에 관한 것으로, 특히 리드프레임과 펠릿을 공급하기 위한 온-로딩 유니트와, 리드프레임을 몰딩하기 위한 성형 유니트와, 성형된 몰딩프레임에서 불필요한 수지 부분을 제거하고 다시 카세트에 적재하기 위한 오프-로딩 유니트의 각 구성부를 머신 타임을 최소화 할 수 있도록 배치하여 성형속도를 향상시킴과 아울러 온-로딩 유니트에서는 리드프레임을 예열시키고 펠릿을 직립상태로 공급하여 성형성의 향상과 이송 메카니즘의 단순화를 도모할 수 있도록 하고, 오프-로딩 유니트에서는 성형완료된 몰딩프레임의 이송중 냉각이 이루어지도록 하여 디게이터에서 불필요한 컬 부분을 완전하게 제거할 수 있도록 하며, 얼라인먼트에서 리드프레임을 동일방향으로 정렬시켜 트랜스퍼에 의해 외부로 배출시킬 수 있도록 하였으며, 규격이 다른 리드프레임의 성형시 온-로딩 및 오프-로딩 유니트를 간편하게 조절하고 부품의 일부 교체만으로도 호환이 가능하도록 한 것이다.

일반적으로 반도체의 제조과정중에는 다이 본딩(die bonding)과 와이어 본딩 (wire bonding)을 마친 리드프레임(lead frame)상에 열경화성 수지를 몰딩시켜 칩 회로를 보호하는 리드프레임 몰딩과정을 거친 후 트리밍 및 포밍과정을 거치게 되는데, 본 발명은 상기한 반도체 제조과정 중 리드프레임상에 수지를 자동으로 몰딩시키기 위한 일련의 장치에 관한 것이다.

본 발명과 관련된 종래의 기술로서 국내 특허공고 제92-5550호 및 특허공개 제2000-9145호를 들 수 있다.

이 중 상기한 특허공개 제2000-9145호의 반도체 팩키지용 자동몰딩장치에 대해 간단하게 설명하면, 타블렛(펠릿) 공급 및 정렬유니트와 리드프레임 공급 및 정렬유니트, 몰딩프레스 및 리드프레임과 타블렛을 몰딩프레스로 공급하는 피딩유니트와 상기 몰딩프레스에서 몰딩이 완료된 리드프레임을 취출하는 취출유니트와, 몰딩된 리드프레임에 부착되어 있는 타블렛 찌꺼기를 제거하는 디게이팅 유니트와 디게이팅이 완료된 리드프레임을 적재하는 리드프레임 이송 및 적재유니트로 구성되는 자동몰딩장치이며, 다이 본딩공정과 와이어 본딩공정을 마친 리드프레임의 반도체칩부와 와이어 본딩부를 성형재료를 사용하여 자동반복 몰딩하기 위해 몰딩프레스유니트를 전단몰딩프레스유니트와 후단몰딩프레스유니트 2대로 구성하여 전단몰딩프레스유니트와 리드프레임공급 및 정렬유니트, 타블렛공급 및 정렬유니트를 제1모듈로 구성하고, 후단몰딩프레스유니트와 디게이팅유니트, 리드프레임 이송 및 적재유니트를 제2모듈로 구성하여 제1모듈과 제2모듈의 탈착이 가능하도록 함으로써 몰딩장치의 조립 및 운반의 편리성과 함께 제1모듈과 제 2모듈사이에 추가로 몰딩프레스유니트를 설치할 수 있도록 한 것이다.

한편, 반도체 리드프레임 자동몰딩장치에서는 기계적인 로스타임(loss time)없이 빠른 성형속도와 높은 성형품질 및 다양한 규격을 갖는 각종 리드프레임의 성형이 가능하도록 호환성을 갖추어야 함과 아울러, 리드프레임과 펠릿의 공급에서 부터 성형이 완료된 몰딩프레임의 배출 및 재적재 과정까지 최소한의 작업자가 효과적으로 일괄적인 관리가 가능할 것을 요구로 하고 있다.

본 발명은 상기한 제반사항을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 반도체 리드프레임 자동몰딩장치에서 성형속도와 성형품질의 향상을 도모할 수 있도록 하고, 온-로딩 유니트에서 리드프레임과 펠릿의 이송메카니즘을 단순화 할 수 있도록 하며, 오프-로딩 유니트에서는 성형완료된 몰딩프레임에서 불필요한 부분을 완전하게 제거한 후 동일방향으로 정렬시켜 배출시킬 수 있도록 하고, 규격이 각기 다른 리드프레임의 성형시에는 온-로딩 및 오프-로딩 유니트에서의 간편한 칫수조절과 부품의 일부 교체만으로도 호환사용이 가능하도록 하는데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다이 본딩 및 와이어 본딩을 마친 리드프레임(lead frame)을 매거진 상태로 공급하는 리드프레임 공급부와 열경화성 수지인 성형용 펠릿(pellet)을 공급하는 펠릿 공급부로 이루어진 온-로딩(on-loading) 유니트와; 온-로딩 유니트에서 공급된 리드프레임과 펠릿을 하부금형의 캐비티와 포트로 공급하고 상,하부금형사이에서 리드프레임 상에 수지를 몰딩시킨 후 금형으로부터 탈거시키는 성형 유니트와; 상기 성형 유니트에서 성형된 몰딩프레임(molding frame)에서 컬(cull)등을 제거하는 디게이트(degate 또는 gate break)과정을 거쳐 다시 매거진 상태로 적재하는 오프-로딩(off-loading) 유니트를 포함하여 이루어지는 반도체 리드프레임 몰딩장치에 있어서, 상기 온-로딩 유니트의 리드프레임 공급부에는 금형의 배치에 맞게 리드프레임을 정렬시키고 예열시키기 위한 얼라인먼트가 구비되고, 상기 펠릿 공급부에는 규격에 맞지 않거나 파손된 불량 펠릿을 제거하고 정상적인 펠릿만을 세워진 상태로 공급시킬 수 있는 피더가 구비되며, 상기 성형 유니트에는 온-로딩 유니트에서 제공된 리드프레임과 펠릿을 금형으로 공급하기 위한 로더 및 금형을 세척하기 위한 크리너가 부착된 언 로더가구비되고, 상기 오프-로딩 유니트에는 성형 유니트에서 배출된 몰딩프레임을 디게이터로 공급하기 위한 트랜스퍼가 설치되어 언-로더의 행정거리를 최소화하여 복수개의 금형을 설치한 경우 언-로딩에 소요되는 머신 타임(machine time)을 최소화 할 수 있도록 함과 아울러, 몰딩프레임이 트랜스퍼에 의해 디게이터로 공급되는 과정에서 몰딩프레임을 냉각시키기 위한 공기분사방식의 냉각수단이 구비되어 디게이트시 몰딩프레임의 컬 제거가 완전하게 이루어질 수 있도록 하며, 디게이트 된 몰딩프레임은 피커(picker)기능을 겸하는 톱 디게이터(top degater)에 의해 이송되어 얼라인먼트에서 동일방향으로 정렬된 후 트랜스퍼(transfer)에 의해 매거진 스태커(magazine stacker)로 배출되어 카세트에 차례로 적재되도록 한 반도체 리드프레임 자동몰딩장치를 제공한다.

본 발명에서 상기 온-로딩 유니트의 리드프레임 얼라인먼트는 안착부가 형성된 회전원판을 교체가능한 구조로 설계하여 리드프레임의 크기에 맞는 것을 선택 사용할 수 있도록 하고, 상기 오프-로딩 유니트의 얼라인먼트는 그 안착부의 폭을 가변시킬 수 있는 구조로 하여 리드프레임의 크기에 따라 이를 교체하거나 칫수를 조절하여 호환사용할 수 있도록 한다.

또, 본 발명에서 상기 온-로딩 유니트의 펠릿 피더는 펠릿을 직립(直立)상태로 정렬시키고 크기나 상태가 불량인 펠릿은 제거하고 정상적인 펠릿만을 공급할 수 있도록 된 것을 사용함으로써 하부금형의 포트까지 펠릿의 공급 메카니즘을 단순화시킬 수 있도록 한다.

또, 본 발명에서 상기 온-로딩 유니트는 리드프레임 공급부가 상부에 위치하고 리드프레임 공급부의 하부에 펠릿 공급부를 설치하여 최소한의 공간에 배치가 가능하도록 함으로써 몰딩장치의 전체크기를 소형화시킬 수 있도록 하며, 상기 펠릿 공급부는 레일 위에 슬라이드가능하게 설치하여 필요시 몰딩장치의 전방으로 인출시켜 정비하거나 검사할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명에서는 상기 온-로딩 유니트에서 리드프레임과 펠릿의 공급 및 오프-로딩 유니트에서 몰딩이 완료된 몰딩프레임의 배출작업 그리고 프로그래밍이 작업자가 최소한의 동선상에서 가능하도록 배치시킨다.

도 1은 본 발명에 의한 리드프레임 자동몰딩장치의 전체구성을 도시한 평면도,

도 2는 본 발명에 의한 리드프레임 자동몰딩장치의 전체구성을 도시한 정면도,

도 3은 본 발명에 의한 리드프레임 자동몰딩장치의 전체구성을 도시한 좌측면도,

도 4는 본 발명에 의한 리드프레임 자동몰딩장치의 전체구성을 도시한 우측면도,

도 5는 본 발명에서 리드프레임 공급부의 푸셔 1의 확대평면도,

도 6은 본 발명에서 리드프레임 공급부의 푸셔 2 및 푸셔 3의 확대측면도,

도 7은 본 발명에서 리드프레임 공급부의 푸셔 2 및 푸셔 3의 확대정면도,

도 8은 본 발명에서 펠릿 공급부의 요부확대 평면도,

도 9는 본 발명에서 오프-로딩 유니트의 디게이터와 얼라이먼트를 도시한 측면도,

도 10 및 도 11은 각각 본 발명에서 오프-로딩 유니트의 트랜스퍼를 확대한 정면도 및 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 온-로딩 유니트 110 : 리드프레임 공급부

111 : 리드프레임 적재대 111a : 수평이동수단

111b : 이격수단 111c : 수직이동수단

111d : 이젝트수단 112 : 푸셔 1

112a : 실린더 112b : 푸싱 핀

112c : 위치조절핸들 113 : 푸셔 2

113a : 아이들롤러 113b : 구동롤러

113c : 구동모터 114 : 푸셔 3

114a : 실린더 114b : 이송구

114c : 푸시레버 114d : 인장스프링

114e : 돌기 115 : 얼라인먼트

115a,115b : 안착부 115c : 회전원판

115d : 구동모터 115e : 회전축

115f : 히터판 115g : 승강 실린더

115h : 센서 120 : 펠릿 공급부

121 : 호퍼 122 : 진동모터

123 : 슈트 124 : 피더

125 : 그리퍼 125 : 적재수단

126 : 승강수단 200 : 성형 유니트

210 : 금형 220 : 로더

230 : 언-로더 300 : 오프-로딩 유니트

310 : 트랜스퍼 311 : 가이드 바

312 : 이송 플레이트 313 : 구동모터

314 : 구동벨트 320 : 냉각수단

330 : 디게이터 331 : 하부 디게이터

332 : 상부 디게이터 333 : 실린더

334 : 승강핀 335 : 슈트

336 : 컬 박스 340 : 얼라이먼트

341 : 구동모터 342 : 회전원판

343,344 : 안착부 345,346 : 모터

350 : 트랜스퍼 351 : 이송체

352 : 푸싱 핀 353,354 : 이송용 채널

355 : 폭조절나사 360 : 매거진 스태커

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 각각 본 발명에 의한 리드프레임 자동몰딩장치의 전체구성을 개략적으로 도시한 평면도, 정면도, 좌측면도, 우측면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 리드프레임 공급부(110)와, 에폭시 몰딩 콤파운드(EMC), 즉 펠릿(pellet)을 공급하는 펠릿 공급부(120)를 포함하는 온-로딩 유니트(100)와; 상기 온-로딩 유니트(100)에서 공급된 리드프레임과 펠릿을 금형(210)으로 공급하는 로더(220)와, 금형(210)에서 리드프레임을 펠릿으로 몰딩시킨 후 탈거시키는 언로더(230)가 구비된 성형 유니트(200)와; 상기 성형 유니트(200)에서 성형된 몰딩프레임을 이송시키는 디게이트 트랜스퍼(310)와, 이 디게이트 트랜스퍼 (310)에서 공급된 몰딩프레임을 냉각시키는 냉각수단(320)과, 냉각된 몰딩프레임에서 불필요한 수지부분을 제거하는 디게이터(330)와, 디게이트 된 몰딩프레임을 동일방향으로 정렬시키는 얼라인먼트(340)와, 정렬된 몰딩프레임을 배출시키는 트랜스퍼(350)와, 배출된 몰딩프레임을 카세트에 적재하는 매거진 스태커(360)를 포함하는 오프-로딩 유니트(300)를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 리드프레임과 펠릿을 공급하기 위한 온-로딩 유니트(100), 온-로딩 유니트(100)에서 공급된 리드프레임에 에폭시 수지인 펠릿를 용융시켜 몰딩시키는 성형 유니트(200), 성형 유니트(200)에서 성형된 몰딩프레임에서 불필요한 컬 (cull)을 제거하고 다시 매거진 상태로 적재하는 오프-로딩 유니트(300)의 세가지 유니트로 구성된 것이다.

본 발명의 자동몰딩장치를 이루는 각 유니트를 나누어 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 온-로딩 유니트(100)는 리드프레임 공급부(110)와, 펠릿을 공급하는 펠릿 공급부(120)로 이루어져 있다.

이중 리드프레임 공급부(110)는 도 1의 평면도와 도 2의 정면도 및 도 3의 좌측면도에 도시된 바와 같이, 도시안된 카세트(cassette) 상에 다단으로 적재된 리드프레임이 적재되는 리드프레임 적재대(111)와, 리드프레임 적재대(111)의 선단 후방에 위치하여 카세트에 적재된 리드프레임을 차례대로 밀어내는 푸셔 1(112)과, 푸셔 1(112)에 의해 카세트로부터 빠져나온 리드프레임을 2차적으로 밀어내는 핀치 롤러타입의 푸셔 2(113)와, 푸셔 2에 의해 밀려나온 리드프레임을 최종적으로 밀어내는 푸셔 3(114) 및 푸셔 3(114)에 의해 완전히 밀려나온 리드프레임이 안착되는얼라인먼트(115)를 포함하여 이루어진다.

상기 적재대(111)에는 리드프레임이 적재된 카세트를 투출위치로 수평이동시키기 위한 수평이동수단(111a)과, 수평이동된 카세트를 이격시키기 위한 이격수단 (111b)과, 이격된 하나의 카세트를 투출위치로 승강시키기 위한 수직이동수단 (111c)이 구비되어 있다.

또, 상기 적재대(111)에는 리드프레임이 배출되고 난 비어있는 카세트를 빼내기 위한 이젝트수단(111d)이 더 구비되어 있다.

상기 푸셔 1(112)은 도 5의 확대도에 도시된 바와 같이 공압에 의해 작동되는 실린더(112a)에 의해 푸싱 핀(112b)이 전진작동하면서 상기 적재대(111)의 수직이동수단(111c)에 의해 투출위치에 있는 카세트 내부에 끼워져 있는 리드프레임을 밀어내도록 구성되어 있다.

또, 이 푸셔 1(112)은 리드프레임의 규격에 맞게 전,후로 위치조정이 가능하도록 위치조절핸들(112c)이 구비되어 있다.

상기 푸셔 2(113)는 적재대(111)의 전방에 설치되어 푸셔 1(112)에 의해 카세트에서 앞으로 밀려 나온 리드프레임을 2차적으로 잡아 당기기 위하여 설치된 것으로, 이는 도 6 및 도 7의 확대측면도 및 정면도에 도시된 바와 같이 상부의 아이들롤러(113a)와 하부의 구동롤러(113b)사이에 리드프레임이 끼워진 상태에서 하부의 구동롤러(113b)가 구동모터(113c)에 의해 회전하면 구동롤러(113b)와 아이들롤러(113a)사이에 끼워진 리드프레임이 밀려나오게 된다.

상기 푸셔 3(114)은 푸셔 2(113)에 의해 밀려나온 리드프레임을 얼라인먼트(115)의 안착부(115a,115b)에 완전하게 안착시키기 위해 설치된 것으로, 이는 도 6및 도 7의 상세도에 도시된 바와 같이 실린더(114a)에 의해 수평이송되는 이송구 (114b)와, 이 이송구(114b)에 핀결합된 푸시레버(114c)및 이 푸시레버(114c)를 수직으로 세워지도록 하기 위해 이송구(114b)와 푸시레버(114c)사이에 설치된 인장스프링(114d)및 초기(대기)위치에서 리드프레임의 이동에 지장이 되지 않도록 기울어진 상태를 유지시키기 위한 돌기(114e)를 포함한다.

상기 푸셔 3(114)은 리드프레임을 최종적으로 얼라인먼트(115)의 안착부 (115a,115b)에 안착시키기 위하여 설치된 것으로, 리드프레임의 최종 안착시 리드프레임이 얼라인먼트(115)의 안착부(115a,115b)에 정상적으로 삽입되지 않고 중간에서 걸리게 될 경우 리드프레임에 무리한 힘이 가해지지 않도록 실린더(114a)의 로드 선단에 자석(114f)이 부착되고 이송구(114b)에는 상기 자석(114f)이 부착되는 자성체(114g)가 구비되어 있어 리드프레임의 이송시 리드프레임에 무리하게 저항력이 발생할 경우 실린더(114a)의 로드 선단에 부착된 자석(114f)이 이송구(114b)에서 떨어져 실린더(114a)의 로드만 수축작동되고 이송구(114b)는 이동이 정지되도록 한다.

또한, 상기 푸셔 2(113)와 푸셔 3(114)사이에 설치되는 리드프레임 이송용 채널(114h)(141i)중 그 일측(114h)은 고정상태를 유지하고 타측(114i)은 수평으로 이동이 가능하도록 조절나사(114j)가 설치되어 있어 리드프레임의 규격, 즉 리드프레임의 폭에 맞게 상기 리드프레임 이송용 채널(114h,114i)사이의 간격을 조절할 수 있도록 되어 있다.

상기 푸셔 1,2,3(112,113,114)의 연계동작에 의해 카세트로부터 빠져 나온 리드프레임이 안착되면서 금형의 배치에 맞게 방향이 배치되는 얼라인먼트(115)는 2개의 안착부(115a, 115b)가 중심에서 회전방향으로 대칭되게 형성된 회전원판 (115c)과, 이 회전원판(115c)을 회전구동시키기 위한 구동모터(115d)와, 상기 회전원판(115c)이 안착되는 회전축(115e)과, 상기 회전원판(115c)의 하부에 설치되고 상기 회전원판(115c)에 접촉되어 회전원판(115c)상의 리드프레임을 예열시키기 위한 히터판(115f)과, 이 히터판 (115f)을 상승시켜 상기 회전원판(115c)에 접촉시키거나 리드프레임의 안착시 회전원판(115c)의 회전을 위해 히터판(115f)을 하강시키기 위한 승강 실린더(115g)를 포함하여 이루어지며, 이 회전원판(115c)의 회전동작을 제어하기 위하여 리드프레임의 안착여부를 감지하기 위한 센서(115h)등이 설치된다.

다음으로, 성형재료인 에폭시 몰딩 콤파운드를 공급하기 위한 펠릿 공급부 (120)는 도 2의 정면도와 도 3의 좌측면도에 도시된 바와 같이, 외부에서 투입된 펠릿이 1차적으로 적재되는 호퍼(121)와, 호퍼(121)의 하부에 설치된 진동모터 (122)에서 발생된 진동에 의해 펠릿이 낙하되는 슈트(123)와, 이 슈트(123)에서 낙하된 펠릿에 원심 회전력을 발생시키는 진동을 발생시키고 펠릿을 수직으로 세우고 규격과 상태가 불량인 펠릿은 제거하고 정상적인 펠릿만을 선별 공급하는 피더 (124)와, 이 피더(124)에서 공급된 펠릿을 한개씩 집어 드는 그리퍼(125; 도 8참조)와, 그리핑된 펠릿이 적재되는 적재수단(126)과, 이 적재수단 (126)에 적재된 펠릿을 성형 유니트(200)의 로더(220)가 가져갈 수 있는 위치로 올려주는 승강수단(127)을 포함하여 이루어진다.

상기 호퍼(121)와 피더(124)는 레일(130)위에 전,후로 슬라이드 가능하게 설치되어 필요시 전방으로 인출시켜 정비하거나 검사할 수 있도록 되어 있다.

상기 피더(124)에서 불량품이 제거되고 난 정상적인 펠릿은 직립(直立)상태로 정렬되어 배출되면서 피더(124)의 배출구(124a)측에 설치된 그리퍼(125)에 의해 한개씩 물려져 적재수단(126)에 차례대로 적재되고 승강수단(127)에 의해 성형 유니트(200)의 로더(220)가 가져갈 수 있는 위치까지 올려지게 된다.

상기 온-로딩 유니트(100)에서 도면부호 130은 콘트롤 박스이고, 140은 프로그램용 컴퓨터 키보드이며, 150은 피더(124)위에 설치되어 펠릿의 선별 및 정렬시 발생되는 비산먼지를 제거하기 위한 셕션 후드(suction hood)이고, 160은 로더 (210)에 의해 운반되었던 펠릿중의 불량품을 버리기 위한 박스이며, 170은 에어 유니트, 180은 핸드 크리너(진공청소기), 190,192는 각각 블로워와 진공필터이다.

성형 유니트(200)는 온-로딩 유니트(100)에서 공급된 리드프레임과 펠릿을 금형(210)으로 공급하는 로더(220)와, 금형(210)에서 리드프레임을 펠릿으로 몰딩시킨 후 탈거시키는 언로더(230)를 포함한다.

상기 금형(210)은 상,하부금형(211,212)이 한 조를 이루도록 구성되며, 리드프레임과 펠릿은 각각 로더(220)에 의해 하부금형(212)의 캐비티와 포트에 안착된다.

상기 금형(210)은 도면에서는 2조가 배치된 것을 도시하였으나, 본 발명은이에 한정되지 않고 2조 이상의 금형을 일렬로 배치하여 사용할 수도 있음은 물론이다.

상기 로더(220)는 온-로딩 유니트(100)에서 공급대기위치 즉, 얼라인먼트 (115)위에 안착된 1조의 리드프레임을 먼저 집어 든 후 수평으로 이송되어 승강수단(127)에 의해 올려진 펠릿을 나중에 집어 올리므로써 몰딩을 위한 리드프레임 상에 이물이 달라 붙거나 훼손되는 문제가 발생되지 않도록 한다.

상기 언 로더(230)에는 크리너(240)가 설치되어 있어 리드프레임을 몰딩한 후의 금형을 깨끗하게 청소할 수 있도록 되어 있다.

상기 로더(220)와 언-로더(230)는 각각 X방향으로의 이송과 Y방향으로의 이송이 가능한 메카니즘으로 구성되어 로더(220)에서는 리드프레임과 펠릿을 집어 금형(210)으로 투입이 가능하게 되고, 언-로더(230)에서는 몰딩프레임을 배출하여 디게이터쪽으로 내보낼 수 있게 된다.

상기 언-로더(230)에는 몰딩작업을 완료한 금형(210)내부를 청소할 수 있도록 크리너(240)가 부착되어 있다.

본 발명을 이루는 3가지 유니트 중 마지막 유니트인 오프-로딩 유니트(300)는 성형 유니트(200)에서 성형된 몰딩프레임을 이송시키는 디게이트 트랜스퍼 (310)와, 이 디게이트 트랜스퍼(310)에서 공급된 몰딩프레임을 냉각시키는 냉각수단(320)과, 냉각된 몰딩프레임에서 불필요한 수지부분을 제거하는 디게이터(330)와, 디게이트 된 몰딩프레임을 동일방향으로 정렬시키는 얼라인먼트(340)와, 정렬된 몰딩프레임을 배출시키는 트랜스퍼(350)와, 배출된 몰딩프레임을 카세트에 적재하는 매거진 스태커(360)로 구성된다.

상기 디게이트 트랜스퍼(310)는 우측 금형(210)의 후방에서부터 디게이터 (330)까지 연장 설치된 가이드 바(311)를 따라 이송 플레이트(312)가 설치되고, 이 이송 플레이트(312)는 구동모터(313)에 권취된 구동벨트(314)에 일측이 고정되어 구동모터(313)의 구동에 의해 왕복운동이 가능하도록 구성되어 있다.

본 발명에서 상기 디게이트 트랜스퍼(310)의 이송 플레이트(312)는 그 초기 위치가 우측의 금형(210) 직후방에 설치되어 있으므로 성형 유니트(200)의 언-로더 (230)는 좌측의 금형과 우측의 금형 사이만을 수평으로 이동하면서 금형(210)에 의해 성형된 몰딩프레임을 이송 플레이트(312)에 안착시켜 놓으면 되므로 언-로더 (230)의 이송범위가 최소화되어 언-로더(230)에 의한 몰딩프레임의 언-로딩 시간을 최소화 할 수 있으며, 디게이트 트랜스퍼(310)의 이송 플레이트(312)는 양쪽의 금형(210)에서 배출된 몰딩프레임을 디게이터(330)로 순차적으로 이송시켜 주게 된다.

상기 디게이트 트랜스퍼(310)의 중간 상부에는 이송 플레이트(312)에 안착되어 이송되는 몰딩프레임에 에어를 분사시켜 냉각시켜주기 위한 냉각수단(320)이 설치되어 있다.

이 냉각수단(320)은 하방, 즉 이송 플레이트(312)위에 안착된 몰딩프레임에 공기를 분사하여 성형 유니트(200)에서 받은 열을 냉각시켜 줌으로써 디게이트 과정에서 불필요한 부분인 컬(cull)이 냉각되지 않은 상태에서 완전하게 제거되지 않는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

몰딩프레임에서 불필요한 부분을 제거하기 위한 디게이터(330)는 도 9의 확대측면도에 도시된 바와 같이, 성형된 한조의 몰딩프레임을 물기 위한 하부 디게이터(331)와 상부 디게이터(332) 및 상,하부 디게이터(331,332)사이에 물려진 몰딩프레임 사이의 컬(cull)중간부분을 들어올려 꺽어줌으로써 몰딩프레임으로부터 컬 (cull)을 떼어낼 수 있도록 실린더(333)에 의해 승강작동되는 승강핀(334)을 포함하여 이루어지며, 몰딩프레임으로부터 떨어진 컬은 슈트(335)를 통해 컬 박스 (336)로 낙하된다.

본 발명에서 상기 상부 디게이터(331)는 디게이트가 완료된 몰딩프레임을 다음 공정으로 이송시키기 위한 피커의 기능을 겸하도록 되어 있는데, 이 상부 디게이터(332)는 상,하로 승강시키기 위한 실린더(332a)와, 디게이트 된 몰딩프레임을 다음 공정, 즉 디게이트 된 한 조의 몰딩프레임을 같은 방향으로 정렬시키기 위한 얼라인먼트(340)까지 공급하기 위한 위한 구동모터(332b)가 설치되어 있다.

상기 얼라인먼트(340)는 몰딩 및 디게이트가 완료된 한 조의 몰딩프레임을 동일한 방향으로 정렬시키기 위하여 설치된 것으로, 이는 도 9에 도시된 바와 같이 구동모터(341)에 의해 회전되는 회전원판(342)과, 이 회전원판(342)의 상부에 설치되어 리드프레임이 안착되는 안착부(343,344)로 이루어지며, 이 안착부(343,344)에는 각각 리드프레임을 외부로 배출시키기 위한 모터(345,346)가 설치되어 몰딩프레임이 양쪽에 안착되면 먼저 일측의 안착부에 안착된 몰딩프레임이 모터(345)의 구동에 의해 외부로 배출되어지고 난 후 상기 회전원판(342)이 180。회전하여 타측몰딩프레임이 상기 일측의 몰딩프레임과 동일한 방향으로 정렬된 상태에서 모터 (346)의 구동에 의해 외부로 배출되도록 한 것이다.

상기 안착부(343,344)에서의 몰딩프레임 배출구조는 구동모터(345,346)에 의해 무한궤도식으로 회전하는 벨트(도시안됨)위에 몰딩프레임이 안착된 상태에서 구동모터(345,346)가 회전하면 몰딩프레임이 벨트상에서 이송되어 배출되는 방식을 사용한다.

상기 얼라인먼트(340)의 회전원판(342)상부 양측에 설치되는 안착부(343, 344)는 그 폭조정이 동시에 가능하도록 폭 조절나사(347)가 구비되어 있어 리드프레임의 규격에 따라 그 폭을 임의로 조절할 수 있도록 한 것이다.

상기 얼라인먼트(340)의 안착부(343,344)에서 배출된 몰딩프레임은 트랜스퍼 (350)에 의해 외부로 배출되게 되는데, 이 트랜스퍼(350)는 도 10 및 도 11에 도시된 확대된 정면도 및 측면도에서 알 수 있는 바와 같이 몰딩프레임의 후단을 밀어 외부로 배출시킬 수 있도록 수평으로 이동되는 이송체(351)와, 이 이송체(351)에 상,하로 승강가능하게 설치되는 푸싱 핀(352)으로 이루어진다.

또, 상기 트랜스퍼(350)에 설치되는 몰딩프레임 이송용 채널(353,354)은 도 11에 도시된 바와 같이 그 폭조절이 가능하도록 폭조절나사(355)가 구비되어 있다.

상기 트랜스퍼(350)에 의해 외부로 배출된 몰딩프레임은 다시 원래의 카세트에 삽입되는데 이는 매거진 스태거(360)에 의해 이루어지게 된다.

매거진 스태커(360)는 다수의 빈 카세트를 안치하기 위한 상부 적재대(361)와, 몰딩프레임이 삽입 적재된 카세트가 안치되는 하부 적재대(362)가 구비되고,상부 적재대(361)에서 하나의 카세트를 몰딩프레임 배출위치에 세팅시켜서 다단계로 승강시키기 위한 카세트 승강수단(363)과, 몰딩프레임이 적재 완료된 카세트를 하부 적재대(362)의 타측으로 밀어내기 위한 이젝트수단(364)을 포함하여 이루어진다.

상기 매거진 스태커(360)의 세부적인 구조와 그 작동과정은 앞에서 설명된 리드프레임 공급부의 그것과 매우 유사하게 이루어져 있으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 자동몰딩장치에 의한 몰딩과정을 설명하기로 한다.

1. 리드프레임의 공급단계

다이 본딩 및 와이어 본딩 공정을 마친 리드프레임은 카세트에 다단으로 적재된 상태이며, 리드프레임이 다단으로 적재된 카세트는 리드프레임 공급부(110)의 적재대(111)에 적재하여 리드프레임 공급부를 작동시키면, 먼저 수평이동수단 (111a)이 작동되어 적재대(111)상에 나란히 놓여진 카세트가 동시에 투출위치를 향하여 밀리게 되며, 앞쪽의 카세트는 수직이동수단(111c)위에 올려지게 되고, 이때 앞쪽의 카세트만을 수직이동시키기 위한 준비단계로 다음의 카세트를 이격시키기 위해서 이격수단(111b)이 푸싱 작동되어 일측으로 밀려있던 카세트들이 다시 원래의 방향을 향하여 약간 밀리게 되어 앞쪽의 카세트만이 수직이동수단(111c)위에 올려지게 된다.

다음으로, 수직이동수단(111c)이 구동되면 리드프레임이 적재된 앞쪽의 카세트가 투출위치에 맞는 높이로 상승하게 되고, 이 카세트는 프로그램에서 설정된 바에 따라 다단으로 높이가 변화되면서 푸셔 1(112)의 진퇴동작에 의해 카세트 내부의 리드프레임이 순차적으로 밀려나오게 된다.

카세트 내부의 리드프레임을 얼라인먼트(115)까지 이동시키기 위하여 사용되는 푸셔 1,2,3(112,113,114)의 상호 연계동작에 의해 리드프레임은 얼라인먼트 (115)의 안착부(115a,115b)에 안착된다.

한편, 리드프레임이 배출된 빈 카세트는 이젝트수단(111d)에 의해 적재대 (111)상부로 제거되고, 다음의 카세트가 상기한 과정을 반복하여 공급대기상태가 된다.

또, 얼라인먼트(115)의 회전원판(115c)은 센서(115h)에 의해 상기 리드프레임의 공급상태를 감지하여 180。로 회전하면서 양측의 안착부(115a,115b)에 각각 리드프레임을 하나씩 받게 된다.

상기 얼라인먼트(115)의 회전원판(115c)은 그 하부에 위치한 히터판(115f)과 접촉상태를 유지하므로써 회전원판(115c)이 열을 받아 그 위에 안착된 리드프레임이 예열되도록 하고, 리드프레임을 수용하기 위해 회전이 요구될 때에만 승강 실린더(115g)의 동작에 의해 히터판(115f)이 하강동작하여 이격됨으로써 회전동작이 가능하게 된다.

2. 펠릿 공급단계

상기 리드프레임의 공급과 동시에 리드프레임 공급부(110)하부에 설치된 펠릿 공급부(120)에서는 펠릿을 공급하게 되는데, 이는 호퍼(121)에 담겨진 펠릿이 진동모터(122)에 의해 발생된 진동으로 슈트(123)를 타고 피더(124)로 낙하되며, 이 피더(124)에서는 원심 회전성의 진동이 발생하여 펠릿을 일렬로 정렬시키고 수직으로 세워서 크기가 맞지 않거나 파손된 불량품을 제거한 후 정상적인 펠릿만을 수직으로 세워진 상태로 공급하게 된다.

상기 피더(124)에서 선별되고 수직상태로 정렬된 펠릿은 하나씩 그리퍼(125)에 의해 집어올려져 수평으로 이동되는 적재수단(126)의 적재홈에 자례대로 적재되며, 이 적재수단(126)은 승강수단(127)에 의해 로더(220)가 펠릿을 가져갈 수 있는 위치까지 상승된다.

3. 리드프레임과 펠릿의 금형내 공급단계

상기 1, 2에서 리드프레임과 펠릿이 정렬되어 공급대기가 완료되면 성형 유니트(200)의 로더(220)가 먼저 얼라인먼트(115)로 수평이동하여 한조(2개)의 리드프레임을 집어 올리고, 다시 수평이동하여 수직으로 세워진 상태로 대기중인 펠릿을 들어 올리며, 리드프레임과 펠릿을 들어올린 로더(220)는 수평이동 및 이와 직교방향으로 이동하여 하부금형(212)위에 리드프레임과 펠릿을 공급하게 된다.

4. 리드프레임 몰딩단계

하부금형(212)에 리드프레임과 펠릿이 안착되면 상부금형(214)과 하부금형 (212)이 클램핑(형합)되면서 설정된 시간동안 소정의 압력하에서 금형 캐비티 내부의 리드프레임에 펠릿이 용융상태로 주입되어 몰딩이 이루어지게 된다.

5. 몰딩프레임 취출단계

상기 단계 4에서 리드프레임의 몰딩이 완료되고 상,하부금형(212,214)이 분리되면 언-로더(230)가 진입하여 몰딩프레임을 인출시킴과 동시에 다음의 몰딩작업을 위해 언-로더(230)의 전방에 부착된 크리너(240)에 의해 금형 내부에 잔존하는 찌꺼기를 제거한다.

6. 몰딩프레임 이송, 냉각 및 디게이트단계

언-로더(230)에 의해 취출된 몰딩프레임은 디게이트 트랜스퍼(310)의 이송 플레이트(312)상에 안착되어 디게이터(330)를 향해 이송되는데, 이 디게이트 트랜스퍼(310)의 도중에는 에어 블로워 방식의 냉각수단(320)이 설치되어 있으므로 이 냉각수단(320)에서 공기가 분사되어 이송중인 몰딩프레임을 냉각시켜주게 된다.

몰딩프레임이 냉각되면서 디게이터(330)까지 이송되면 몰딩프레임에서 불필요한 부분을 제거하기 위하여 하부 디게이터(331)와 상부 디게이터(332)가 각각 상승 및 하강하여 몰딩프레임을 물게 되며, 이와 같은 상태에서 승강핀(334)이 상승하면 상,하부 디게이터(331,332)사이에 물려진 몰딩프레임 사이의 컬(cull)중간부분을 들어올려 꺽어줌으로써 몰딩프레임으로부터 컬(cull)이 떨어지게 된다.

한편, 몰딩프레임으로부터 떨어진 컬은 슈트(335)를 통해 컬 박스(336)로 낙하된다.

7. 몰딩프레임 정렬 및 배출단계

디게이터(330)에서 몰딩프레임의 불필요한 수지부분의 제거가 완료되면 상부 디게이터(331)는 디게이트가 완료된 몰딩프레임을 피킹(picking)한 상태로 들어올려 얼라인먼트(340)로 수평이동한다. 상기 얼라인먼트(340)위에 몰딩프레임이 안착되면 먼저 일측의 안착부(343)에 안착된 몰딩프레임이 모터(345)의 구동에 의해 배출되고 난 후, 구동모터(341)에 의해 회전원판(342)이 180。회전하여 타측 안착부 (344)에 안착된 몰딩프레임이 또다른 모터(346)의 구동에 의해 외측으로 배출된다.

이에 의해 리드프레임의 공급에서부터 몰딩 및 디게이트까지 대칭상태로 정렬되어 배치되어 있던 한조(2개)의 리드프레임(몰딩프레임)이 동일한 방향으로 재정렬되어 트랜스퍼(350)에 의해 외부로 완전히 배출된다.

8. 몰딩프레임 재적재단계

상기 단계 7에서 트랜스퍼(350)에 의해 외부로 배출된 몰딩프레임은 매거진 스태커(360)에 의해 다시 원래의 카세트에 차례대로 적층 삽입된다.

상기한 과정이 반복적으로 수행되는 것에 의해 본 발명의 몰딩장치에서 리드프레임의 몰딩공정이 자동으로 진행된다.

본 발명의 리드프레임 자동성형장치는 상기한 단계를 차례대로 거쳐 리드프레임을 자동으로 몰딩시키게 되는 것이며, 본 발명의 장치를 거친 후의 몰딩프레임은 트리밍 및 포밍장치를 거쳐 반도체 팩키지 제품이 완성되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 리드프레임과 펠릿을 공급하기 위한 온-로딩 유니트와, 리드프레임을 몰딩하기 위한 성형 유니트와, 성형된 몰딩프레임에서 불필요한 부분을 제거하고 다시 카세트에 적재하기 위한 오프-로딩 유니트의 각 구성부를 머신 타임의 최소화와 복잡한 구조를 단순화한 배치로 생산성과 사용의 편의를 향상시킴과 아울러 온-로딩 유니트에서는 리드프레임을 예열시키고 펠릿을 직립상태로 공급하여 성형효율의 향상과 이송 메카니즘의 간결화로 설비의 트러블 방지를 도모할 수 있고, 오프-로딩 유니트에서는 냉각수단이 추가 구비되어 성형완료된 몰딩프레임에서 불필요한 부분을 완전하게 제거한 후 동일방향으로 정렬시켜 배출시킬 수 있으며, 규격과 종류가 각기 다른 리드프레임의 성형시 온-로딩 및 오프-로딩 유니트에서의 간편한 규격조절과 부품의 일부 교체만으로도 호환사용이 가능한 잇점을 갖는다.

Claims

리드프레임을 공급하는 리드프레임 공급부와 펠릿을 공급하는 펠릿 공급부로 이루어진 온-로딩 유니트와; 상기 온-로딩 유니트에서 공급된 리드프레임과 펠릿을 하부금형으로 공급하고 상,하부금형사이에서 리드프레임 상에 수지를 몰딩시킨 후 금형으로부터 탈거시키는 성형 유니트와; 상기 성형 유니트에서 성형된 몰딩프레임에서 불필요한 수지부분을 제거하는 디게이터를 거쳐 다시 매거진 상태로 적재하는 오프-로딩유니트를 포함하여 이루어지는 반도체 리드프레임 몰딩장치에 있어서,

상기 온-로딩 유니트(100)의 리드프레임 공급부(110)에는 금형의 배치에 맞게 한 조의 리드프레임을 정렬시키고 예열시키기 위한 얼라인먼트(115)가 구비되고, 상기 펠릿 공급부(120)에는 규격에 맞지 않거나 파손된 불량 펠릿을 제거하고 정상적인 펠릿만을 세워진 상태로 공급시킬 수 있는 피더(124)가 구비되며, 상기 성형 유니트(200)에는 온-로딩 유니트(100)에서 제공된 리드프레임과 펠릿을 금형 (210)으로 공급하기 위한 로더(220)및 금형(210)을 세척하기 위한 크리너(240)가 부착된 언-로더(230)가 구비되고, 상기 오프-로딩 유니트(300)에는 성형 유니트 (200)에서 배출된 몰딩프레임을 디게이터(330)로 공급하기 위한 디게이트 트랜스퍼 (310)와, 이 디게이트 트랜스퍼(310)의 중간부에 설치되어 디게이터(330)로 이송되는 몰딩프레임을 냉각시키기 위한 냉각수단(320)과, 상기 디게이터(330)의 전방에 설치되어 동시에 디게이트된 한조의 몰딩프레임을 같은 방향으로 정렬시키는 얼라인먼트(340)와, 이 얼라인먼트(340)에서 정렬된 몰딩프레임을 외부로 배출시키는트랜스퍼(350)와, 이 트랜스퍼(350)의해 배출된 몰딩프레임을 다시 카세트에 적재하는 매거진 스태커(360)가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 자동몰딩장치.
청구항 1에 있어서,

상기 온-로딩 유니트(100)의 얼라인먼트(115)는 리드프레임의 크기에 따라 교체설치가 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 자동몰딩장치.
청구항 1에 있어서,

상기 오프-로딩 유니트(300)의 얼라인먼트(340)는 리드프레임의 크기에 따라 리드프레임 안착부의 폭조정이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 자동몰딩장치.
청구항 1에 있어서,

상기 오프-로딩 유니트(300)의 냉각수단(320)은 공기분사방식인 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 자동몰딩장치.
청구항 1에 있어서,

상기 오프-로딩 유니트(300)의 트랜스퍼(350)는 리드프레임의 크기에 따라 채널(353,354)의 폭조정이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임자동몰딩장치.
청구항 1에 있어서,

상기 온-로딩 유니트(100)의 호퍼(121)와 피더(124)는 필요시 전방으로 인출시켜 정비하거나 검사할 수 있도록 레일(130)위에 전,후로 슬라이드 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 반도체 리드프레임 자동몰딩장치.